Физиология речи. Восприятие речи человеком - Чистович Л.А.
Скачать (прямая ссылка):
212
мула — 40 мс. Можно видеть, что маскировка резко возрастает при увеличении длительности маскера до 50—70 мс, а затем либо-остается постоянной, либо медленно увеличивается (для больших интенсивностей маскера). Отсюда можно заключить, что при больших интенсивностях сказывается медленный компонент адаптации; при небольших интенсивностях и длительностях маскера им можно пренебречь. Таким образом, при исследовании быстрого компонента периферической адаптации следует использовать результаты только тех экспериментов по остаточной маскировке, в которых маскер имел достаточно малую длительность и интенсивность.
8.3. МОДЕЛИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛА В ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ СЛУХОВОЙ СИСТЕМЕ
Примем, что входной сигнал модели х (t) идентичен предъявляемому в эксперименте тональному стимулу, а выходной сигнал модели g(t) — плотность импульсации в частотном канале — идентичен вероятности возникновения импульса в одиночном нейроне, измеряемой с помощью постстимульных гистограмм. Будем также считать, что порогу обнаружения сигнала в эксперименте по остаточной маскировке соответствует некоторое постоянное значение амплитуды g(t). Тогда можно считать, что в случае входного сигнала с постоянной частотой работает только один канал, и мы получаем возможность использовать для построения модели как нейрофизиологические, так и психоакустические данные.
Заметим, что пренебречь неидентичностью нейронов, составляющих канал, можно только при небольших интенсивностях входного сигнала. Дело в том, что плотность импульсации отдельного нейрона зависит от интенсивности входного сигнала в довольно узком диапазоне его интенсивностей (около 40 дБ). В то же время известно, например, что сигналы различаются по громкости при изменении интенсивности входного сигнала в гораздо более широких пределах. Следовательно, амплитудные характеристики отдельного нейрона должны существенно отличаться от амплитудных характеристик частотного канала за счет неидентичности составляющих канал нейронов.
В данном разделе будет рассмотрено пять моделей преобразования сигнала в периферической слуховой системе. Для краткости будем называть модель, описанную в работе [462], моделью I, в работе [4П] — II, в работе [162] — III, в работе [211] — IV и в работе [338] — моделью V. Модели I и II построены в соответствии с нейрофизиологическими данными, в трех остальных моделях использованы данные по остаточной маскировке. Модели имеют следующие общие свойства:
1) все пять моделей описывают преобразование сигнала в одном частотном канале;
213
2) величина входного сигнала моделей предполагается пропорциональной звуковому давлению стимула;
3) в моделях II, III, IV предусмотрено однопол упер йодное выпрямление; в модели I используется «несовершенный» выпрямитель, пропускающий и отрицательную полуволну, но значительно ослабленную по уровню*
4) во всех моделях отсутствует сглаживание сигнала;
5) все модели описывают только быстрый компонент периферической адаптации.
При сравнении работы моделей с экспериментом в качестве входного сигнала будет, как правило, рассматриваться огибающая стимула. Это возможно потому, что адаптация — достаточно медленный процесс по сравнению с применявшимися в экспериментах несущими частотами.
Все предложенные модели можно разделить на две группы: в одной, к которой относятся модели I, III и V, используется переменный коэффициент передачи, в другой, модели II и IV, — переменный порог.
8.3.1. МОДЕЛИ С ПЕРЕМЕННЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ ПЕРЕДАЧИ
Все три модели с переменным коэффициентом передачи качественно воспроизводят эффект периферической адаптации. На рис. 8.4 показаны реакции модели I на посылку тона для трех интенсивностей входного сигнала. Из рисунка видно, что входной сигнал убывает во времени до установившегося значения, зависящего от интенсивности входного сигнала; после окончания входного сигнала спонтанная активность на некоторое время подавляется.
Наиболее привлекательным свойством моделей с управляемым коэффициентом передачи является возможность получить узкий динамический диапазон выходного сигнала в установившемся режиме, не вводя сильно компрессирующей безынерционной нелинейности.
На рис. 8.5 показана амплитудная характеристика модели I в установившемся режиме. Можно видеть, что она напоминает амплитудные характеристики отдельных волокон слухового нерва (рис. 8.2).
Коротко опишем конкретные модели. На рис. 8.6 приведены блок-схемы двух из трех рассмотренных в работе [162] вариантов модели III. На рис. 8.6 блок 1 соответствует безынерционной нелинейности, блок 2 — инерционному звену 1-го порядка; 3 — блок переменного коэффициента передачи, х — входной сигнал модели, у — выходной сигнал блока 1, г — выходной сигнал блока 2, # — выходной сигнал модели.
214
Вариант А описывается уравнениями
е = ук, (1)
а вариант Б —
ё = уЬ, <2>
к = а — $г.
•с, а и р — константы, разные для вариантов А и Б.
Рис. 8.4. Огибающие реакции модели I на посылку тона. По
По оси абсцисс — время. Параметр кривых — интенсивность входного сигнала (в дБ | от условно принятого порога.
