Физиология речи. Восприятие речи человеком - Чистович Л.А.
Скачать (прямая ссылка):
80 60 40
го
О
200
кГц
г -
0.5
0.2 0.1 0.05
0.1 0.2
0.5
10
20 кГц
Рис. 7.21. Ширина полосы частотно-пороговых кривых волокон слухового нерва с различными характеристическими частотами, по данным измерении
на кошках. По [252].
Па оси абсиисс — частота; по оси ординат — ширина полосы. Кривая — зависимость ширины «критической полосы» от частоты, полученная в психоакустических экспериментах на человеке.
12 V
10 8 0 4 2 0
0.1
8а°
о % <Р 1 -оЗ>-
о о
о 8 Р
о о 0 о °8 Є 0
„ о °ОВ о
ь°°
о°
,0 °Л - о
_І І -І І 11
>°8
ООО
10
' ' '
50 кГц
Рис. 7.22. «Добротность» частотно-пороговых характеристик нервных волокон с различной характеристической частотой. По [2Й].
По оси абсцисс — характеристическая частота волокна; по оси орЭимат — добротность частотно-пороговых характеристик, определяемая как отношение характеристической
частоты к ширине полосы.
С учетом принятых выше допущений это значит, что амплитудно-частотные характеристики «фильтра улитки» имеют максимумы, на 40—50 дБ превышающие уровень характеристики на низких частотах.
Заметим, что зависимость ширины максимума амплитудно-частотной характеристики «фильтра улитки» от частоты, определяемая из кривых маскировки* хорошо совпадает с такой же зависимостью для ширины «критических полос» слухового спектрального анализатора I139, 540], измеряемых также с помощью большого числа других психоакустических методов [145].
Как можно видеть из рис. 7.21, зависимость ширины «критических полос» спектрального слухового анализатора от частоты, измеряемая на человеке, и зависимость от частоты ширины области максимальной чувствительности волокон слухового нерва кошки,5 определенной по частотно-пороговым характеристикам, практически совпадают на низких и средних частотах и несколько различаются на частотах выше 4 кГц, что может быть объяснено различием объектов измерения. При этом максимальные значения «добротности» характеристик «фильтров улитки», определяемой как отношение характеристической частоты волокна к ширине полосы частотно-пороговой кривой, составляет не более десяти (рис. 7.22). С учетом того, что крутизна склонов амплитудно-частотных характеристик по обе стороны от максимума может достигать в сторону низких частот 100—150 дБ на октаву, а в сторону высоких частот несколько сотен дБ на октаву [246, 252], это означает, что амплитудно-частотные характеристики «фильтра улитки» по форме приближаются к характеристикам полосовых фильтров.
Другое очень важное свойство амплитудно-частотных характеристик «фильтра улитки», наблюдаемое и в нейрофизиологических, и в психоакустических экспериментах, заключается в том, что характеристики сильно изменяются с изменением интенсивности сигналов. Это наблюдается прежде всего в экспериментах по измерению частотных характеристик эффекта маскировки при различных уровнях тестирующего (маскируемого) сигнала (рис. 7.23). Видно, что с увеличением уровня сигнала характеристики уплощаются, причем наибольшие изменения наблюдаются на частотах вблизи частоты маскируемого тона.
На уровне волокон слухового нерва нелинейность характеристик была показана в экспериментах с измерением частотно-пороговых характеристик при добавлении к тестирующему сигналу узкополосного низкочастотного шумового сигнала [319]. При этом с увеличением уровня шумового сигнала форма характеристики волокна с высокой характеристической частотой сильно изменяется (рис. 7.24).
6 ШЛ,рина частотно-пороговых характеристик обычно определяется на уровне 10 дБ относительно уровня на характеристической частоте.
202
На основании этих данных можно сделать вывод, что наиболее заметные изменения амплитудно-частотных характеристик происходят в области максимума, причем они в основном сводятся к уменьшению амплитуды максимума на 40—50 дБ и увеличению в несколько раз полосы пропускания. Это подтверждается также тем, что величины «добротности» частотно-пороговых кривых волокон слухового нерва кошки [252] на характеристических частотах в области 8—16 кГц изменяются в зависимости от пороговой чувствительности волокна на характеристической частоте (рис. 7.25).
Чрезвычайно большое сходство характеристик, получаемых на нейрофизиологическом и психоакустическом уровнях, позволяет при-
Рис. 7.23. Зависимость формы частотных характеристик аффекта маскировки от уровня звукового давления маскируемого тона. По І**]. I
По оси абсцисс — частоты маскирующих тонов; по оси ординат — уровни их звукового давления над абсолютным порогом. Длительность маскируемого сигнала 50 мс. Цифрами 1, 2, 3 и 4 обозначены кривые, полученные при уровнях звукового давления маскируемого сигнала, соответственно равных 10, 20, 40 и 50 дБ над абсолютным порогом.
нять, что основные параметры избирательных элементов слухового спектрального анализатора оказываются сформированными уже на уровне волокон слухового нерва [212, 248, 319' 543].
Представляет большой интерес сопоставить характеристики «фильтра улитки», определяемые косвенными методами, в частности на уровне волокон слухового нерва, с амплитудно-частотными характеристиками базилярной мембраны улитки, измеренными экспериментально. Поскольку амплитудно-частотные характеристики «фильтров улитки», определяемые косвенными методами, практически не изменяются с изменением интенсивости сигналов в области низких (на 1-^-2 октавы ниже частоты максимума) частот, такое сравнение представляется вполне допустимым.
