Бинауральная и монауральная разборчивость речи в шуме

ЛОР-болезни:

Популярные разделы сайта:

Бинауральная и монауральная разборчивость речи в шуме

Разборчивость речи зависит от того, одним или двумя ушами воспринимаются звуковые сигналы.
Если уровень помехи равен или превосходит уровень речи, разборчивость ее при дихотическом слушании значительно превышает таковую при монотическом слушании, особенно когда уровень помехи на 10—15 дБ выше уровня сигнала. Дихотическое слушание в таких же условиях обеспечивает лучшую разборчивость речи. Это, по-видимому, свидетельствует о том, что механизмы бинаурального распознавания речи каким-то образом связаны с механизмами пространственного слуха, а именно с его возможностями выделять при слушании обоими ушами межушные различия между полезным и маскирующим сигналом. Это следует из многочисленных данных литературы: пороги слышимости звуков понижаются, а разборчивость речи повышается только в случае, когда помеха и сигнал пространственно разделены.

На важность выделения слухом определенных межушных различий при обнаружении полезных сигналов в шуме указывают также результаты многочисленных работ, связанных с изучением феномена бинаурального освобождения от маскировки, открытого еще в 1947 г. А. Хиршем.

Количественной характеристикой этого феномена является бинауральная разность уровня маскировки (БРУМ), которую определяют как разность бинауральных и мона-уральных порогов маскировки. Величина БРУМ характеризует степень понижения порогов маскировки для тональных и речевых сигналов.

Связь бинаурального распознавания речи с пространственным слухом подтверждается тем, что как и для бинаурального распознавания, так и для локализации звуков необходимо взаимодействие обоих ушей, при этом значения БРУМ бывают положительными только, когда слуховые объекты локализуются в разных местах. В случаях совместного расположения источников сигнала и помехи межушиые различия между ними слухом не обнаруживаются и значения БРУМ становятся равными нулю, т. е. бинаурального освобождения от маскировки не происходит.

На рисунке показана зависимость БРУМ непрерывного тока различной частоты при условии, когда шумовая помеха — широкополосный шум, подается на оба уха в одной и той же фазе. Наиболее выраженное снижение бинауральных порогов маскировки по сравнению с монауральными порогами маскировки (БРУМ=10—18 дБ) обнаруживается для частот 100—500 Гц. По-видимому, снижения порогов слышимости низкочастотных составляющих речи в шуме обусловливают повышение разборчивости речи при ее дихотическом слушании по сравнению с монотическим.

По абсолютному значению БРУМ для речи немного меньше, чем БРУМ для тонов. При этом речевой сигнал, поданный на одно ухо, не маскируется шумом, поданным на другое ухо, т. е. практически для речи не существует в норме контралатеральной маскировки [Блауэрт Й.]. Это справедливо по крайней мерс для средних уровней маскирующего шума. Однако разборчивость речевых сигналов в шуме, поданных на одно ухо, улучшается, если одновременно в другое ухо подается коррелированный шум. При этом прирост разборчивости речи будет максимальным при дихотическом равенстве уровней шума в обоих ушах. Тем не менее если межушная разность уровней шума составляет 30—40 дБ, то прироста разборчивости речи не происходит [Colburn H. S., Durlach N. I.].

При этом максимальный прирост разборчивости речи или БРУМ отмечаются на относительно средних уровнях сигнала и помехи. При высоких или низких уровнях бинауральной помехи величина БРУМ уменьшается, вероятно, в результате нарушения бинауральной корреляции сигналов помехи [Egan J. P.]. Для низких уровней помехи на величину бинауральной корреляции влияет субъективный ушной шум, уровень которого часто преобладает над уровнем коррелированной помехой [Блауэрт Й.]. Снижение БРУМ при высоких уровнях помехи и сигнала, по-видимому, также может быть вызвано нарушением бинауральной корреляции, что связано с нелинейными искажениями в среднем или во внутреннем ухе [Plomp R., Reiter D.].

Разборчивость речи повышается при наличии частотно-дихотических различий в речевом сигнале, а именно, когда одна часть речевого спектра поступает на одно ухо, например частоты до 1000 Гц, а другая его часть на другое ухо, например все частоты выше 1000 Гц.

Установлено, что при наличии межушных временных различий в речевых сигналах 0,5—10 мс разборчивость в шуме улучшается [Dcatherage В. Н.]. Если речевые сигналы подают в противофазе на оба уха, то в таких условиях значения БРУМ также достигают 7—9 дБ [Блауэрт И.].

Согласно описанным в литературе моделям бинаурального распознавания речи, в этом процессе определенная роль принадлежит механизму критических полос. Так, модель L. A. Jeffry и соавт. предполагает, что слуховая система производит оценку бинауральных временных различий в нервных импульсах, приходящих от обеих улиток. Эти временные сдвиги и определяют латерализацию или боковые смещения слуховых объектов в голове у слушателя.

Согласно модели, разработанной N. I. Durlach, бинауральное взаимодействие обеспечивает трансформацию и сравнение, а также последующее уравнивание сигналов от обеих улиток. После уравнивания сигналов один сигнал вычитают из другого. При этом механизм трансформации сигналов зависит от бинауральных амплитудных и временных различий полезного и мешающего сигналов.

Корреляционная модель Е. Osman рассматривает орган слуха как приемник звука, работающий по принципу корреляционных систем и выбирающий из двух возможных вариантов наиболее вероятный. Не описывая подробно эти модели бинаурального распознавания, коротко лишь подчеркнем их связь с имеющимися моделями пространственного слуха. Однако, какой из признаков бинауральных сигналов имеет решающее значение в бинауральном распознавании речи, до сих пор полностью не установлено. Важным является в них то, что дихотическое слушание позволяет понизить пороги маскировки отдельных частотных составляющих речи в шуме, и, следовательно, обеспечить слуху более высокую помехоустойчивость и разборчивость речи.

Можно думать, что в процессах бинауральной демаскировки определенная роль принадлежит также механизмам концентрации внимания. При бинауральном слушании в результате различной латерализации сигнала и помехи в голове слушателя, вероятно, легче обеспечить выделение и блокирование полезной и мешающей звуковой информации в различных отделах слуховой системы.

Оглавление темы "Нарушения слуха и оценка звуков":