Слуховая система - Альтман Я.А.
Скачать (прямая ссылка):
плавной кривой (Фрейдин, 1968; Hall et al., 1984), предполагающее непрямоугольность фильтра.
Более принципиален вопрос о причинах приблизительного по стоянства ПМ при малых ширинах полосы М. Поскольку такой IV является уже узкополосным, эта проблема подробнее будет рассма триваться ниже. Здесь же отметим, что при сужении полосы ампли тудная модуляция М может способствовать обнаружению сигнала Чем $же полоса, тем этот эффект сильнее, причем действует он в на
А Г
50
30
0.2 ОМ 0.6
Рис. 37. Маскировка тонального сигнала широкополосными шумами (по: Hoat gast, 1974b; Glasberg, Moore, 1986).
А, Б, В — схемы спектра шумового М (заштриховано) и гипотетической формы елуховог< фильтра, настроенного на частоту ТС (сплошная линия): прерывистая линия на рис. А иллю стрирует СФ, в котором может осуществляться «прослушивание на боковых частотах» стрелки указывают направление изменения граничной частоты. Г, Д, Е — зависимости ПЛ (ось ординат, дБ) тона 1 кГц от величины Д/ (ось абсцисс, кГц) для высокочастотного шума (Г) шума с симметричным спектральным провалом (Д) и шума со спектральным провалом npi фиксированном низкочастотном участке (Е).
правлении, противоположном предполагаемому повышению ПМ npi сужении полосы М вследствие концентрации мощности в полосе опти мального пропускания. Возможно, что действие этих противополож ных факторов и приводит к кажущейся независимости ПМ от ши рины полосы.
При поддержании постоянным не энергии М, а его спектрально] плотности расширение полосы ведет к увеличению ПМ, но оценит: из вида этой функции форму СФ весьма затруднительно. После топ как ширина полосы переходит границы критической полосы, поро маскировки оказывается приблизительно постоянным (Schafer et al. 1950; Spiegel, 1981; Hall et al., 1984).
Проводились также работы по маскировке белым шумом сигнала с переменной шириной полосы (Gassier, 1954; Фрейдин, 1975; Horst, Uitsma, 1981). При постоянной энергии ТС расширение его полосы вначале не приводило к изменению ПМ, а затем вызывало его по-иышение. Значение критической полосы мало зависело от того, менялась ли полоса М при тональном сигнале или полоса ТС при широкополосном М (Spiegel, 1979, 1981).
Можно попытаться оценить параметры СФ, используя такие шумовые маскеры, спектр которых, будучи широкополосным, не включает частоту самого сигнала. Идея первых работ, проводимых таким методом, иллюстрируется рис. 37, А.
Тональный сигнал располагается до центру СФ, в котором осуществляется его выделение. Шумовой стимул с очень резкими спектральными границами является либо высокочастотным (как на рис. 37, А), либо низкочастотным. Ясно, что, пока граница полосы М далека от частоты ТС, маскировка должна быть незначительна.
I [ри смещении границы ближе к частоте ТС все большая часть энергии М попадает в слуховой фильтр (заштриховано), что приводит к уменьшению отношения сигнал/шум и соответственно к росту ПМ. И других случаях параметры М оставались фиксированными, а изменялась частота ТС. При этом ПМ монотонно возрастал при сближении частоты ТС с частотой спектрального среза М, после перехода которой он оставался примерно постоянным (Houtgast, 1974b; Small, Tyler, 1978). Качественно результаты всех указанных работ соответствовали концепции СФ, однако частотный интервал, на котором происходил переход от максимального значения ПМ до порога, соответствующего отсутствию маскировки, был больше обычно примятого значения критической полосы (рис. 37, Г).
В адрес использованного подхода может быть высказано одно серьезное возражение. Нет никаких особых оснований полагать, что обнаружение ТС должно осуществляться именно в том СФ, центральная частота которого соответствует частоте ТС. На рис. 37, А прерывистой линией показан СФ с центральной частотой, смещенной н сторону от полосы М. Ясно, что в этом фильтре условия обнаружения ТС могут быть лучше, чем в фильтре, настроенном на частоту ТС. Ясно также, что указанный эффект — называемый обычно прослушиванием на боковых частотах — должен приводить к ослаблению зависимости ПМ от частотного интервала между ТС и границей М.
По-видимому, чрезвычайно удачным вариантом М для оценки параметров СФ является широкополосный шум со спектральным про-налом (Patterson, 1974, 1976; Фрейдин, 1975). Поскольку этот М является в настоящее время одним из наиболее распространенных, остановимся на его характеристике подробнее (рис. 37, Б). Наибольшее отношение сигнал/шум будет наблюдаться в СФ, настроенном па частоту сигнала. Суммировать информацию от разных фильтров при узком спектральном провале, по-видимому, невозможно. Пред-
положим, что пороговое отношение сигнал/шум на выходе фильтра равно 1, тогда мощность сигнала на пороге
(X)
Р = К | N (t) I W(t) |2d/,
о
где N (t) — спектр мощности шума, а \ W (t)\2 — квадрат модуля передаточной функции фильтра. Для шума, иллюстрированного рис. 37, Б, уравнение можно переписать в виде
