Слуховая система - Альтман Я.А.
Скачать (прямая ссылка):
ное для маскировки ТС с частотой 1 кГц широкополосным шумом, соответствует значению эквивалентной ширины СФ 0.1 кГц.
Зависимость значения критического отношения от частоты ТС, вычисленная по результатам трех сравнительно ранних работ, приведена на рис. 36. Разброс данных довольно велик, но в среднем до частоты 0.4-|-0.5 кГц критическое отношение постоянно или даже падает с частотой, но на более высоких частотах увеличивается почти линейно. Рост критического отношения для самых низкочастотных ТС, скорее всего, связан просто с подъемом абсолютных порогов слышимости, а не определяется уменьшением частотной избирательности. Остальные аспекты приведенной на рис. 36 зависимости ПМ от частоты были в последующем многократно подтверждены. На осно-
Рис. 36. Частотная зависимость величины критического отношения (по: Fidel 1
et al., 1983).
По оси абсцисс — частота тестового тонального сигнала, кГц; по оси ординат слева — величина критического отношения, дБ, справа — соответствующие значения критической полосы, Гц.
Треугольники — Fletcher, 1953; кружки, — Green et al., 1959; квадратики — Hawkins, Stevens, 1950.
вании хода этой кривой было предложено использовать так называемый равномерно маскирующий шум, спектральная плотность которого постоянна до 0.5 кГц, а затем падает со скоростью 3 дБ/окт. Для такого шума в довольно широком диапазоне частот тестового сигнала ПМ оставался неизменным (Buus et al., 1986). Возникает вопрос, насколько точно критическое отношение отражает истинную ширину СФ. Сейчас кажется совершенно ясным, что эту меру можно рассматривать только как весьма приблизительную. Дело в том, что при аргументации введения критического отношения как меры ширины СФ делается ряд неочевидных допущений: о фиксированное™ порогового отношения сигнал/шум для разных частот и для разных испытуемых, о прямоугольности СФ, об отсутствии взаимодействия сигналов в разных СФ и ряд других. Справедливость каждого из этих допущений в лучшем случае неочевидна. Так, обращает на себя внимание, что пороговое отношение сигнал/шум на выходе СФ может быть различным (Patterson et al., 1982). Между тем при использовании
критического отношения возрастание порогового отношения сиг-пал/шум не удается отличить от расширения СФ.
Другое предположение, используемое при введении критического отношения, состоит в отсутствии влияния на ПМ сигналов, находящихся вне исследуемого СФ. Если ПМ определяется отношением сигнал/шум только в одном фильтре, то для сигнала, состоящего из нескольких тонов совершенно различных частот, ПМ может равняться минимальному порогу среди однотоновых сигналов. Однако, поскольку процесс носит вероятностный характер, ПМ суммы может быть снижен просто вследствие возможности обнаружения хотя бы it одном из СФ, где присутствует сигнал. Наконец, если слуховая система способна произвольно объединять СФ для достижения наи-нысшего отношения сигнал/помеха, то ПМ может быть снижен отце больше.
Экспериментальные данные не дают возможности решить окончательно, какая стратегия реально используется испытуемыми. Предположение об использовании только одного СФ кажется наименее иероятным. Только в некоторых ранних работах, выполненных пороговыми методами, не отмечали снижения ПМ при росте числа тональных компонент ТС (Gassier, 1954). В последующем снижение ПМ при введении новых компонент отмечалось многократно. При 18 тонах, расположенных так, что ни одна из соседних пар не попадала и один СФ, ПМ был на 6—8 дБ ниже ПМ любой из компонент (Buus ot al., 1986). Многие авторы делают вывод, что слуховая система и принципе способна производить объединение желаемого числа СФ для целей оптимального обнаружения сигнала. Несомненно также, что разные составляющие широкополосных М не являются независимыми, а могут либо усиливать, либо, наоборот, подавлять друг друга (Houtgast, 1974b).
В этой связи многие авторы пытались оценить частотную избирательность слуховой системы более локальными методами, например но зависимости ПМ от ширины полосы шумового М, центральная частота которого равняется частоте ТС. Работы эти интенсивно велись прежде всего группой Цвикера, явившись одной из основ концепции критических полос. По данным этих авторов, при сохранении постоянной энергии шумового М расширение его полосы до определенной границы никак не влияло на ПМ тона. Однако после перехода этой границы ПМ начинал падать, что свидетельствовало о выходе части энергии М за пределы СФ. Ширину полосы шума, до которой ММ определялся еще всей энергией М, было предложено называть критической полосой (Фельдкеллер, Цвикер, 1965). Отметим, что :>мергия М на выходе СФ должна определяться сверткой спектра пходного сигнала с амплитудно-частотной характеристикой СФ, поэтому указанная трактовка предполагает прямоугольность формы ('Ф. Такая аппроксимация может быть полезной в довольно большом числе приложений, хотя она не подтверждается физиологическими данными. Анализ экспериментальных зависимостей ПМ от ширины полосы М, аппроксимировавшихся двумя прямыми, показывает, что и областях перехода результаты гораздо лучше могут быть описаны
