Физиология речи. Восприятие речи человеком - Чистович Л.А.
Скачать (прямая ссылка):
1 — Т = 0, 2 — Г > 120 мс.
шается. Смит показал, что для отдельного волона слухового нерва это не так. В экспериментах Смита стимул представлял собой посылку тона с частотой, равной характеристической частоте нейрона. Огибающие стимулов и выходных сигналов (постстимульных гистограмм) показаны на рис. 8.8. Здесь Ьр — интенсивность «пьедестала» в децибелах относительно порога, L{ — интенсивность сигнала после подачи приращения. Величина приращения определялась как AL—Li—L . Времена нарастания и убывания сигнала составляли 2.5 мс, шаг гистограммы — 10 мс. Ответы на приращения, поданные через время Т от начала стимула, определялись как AR=R(—Rr. Так как выдерживалось соотношение Lpi=L{1, можно было для той же величины приращения определить ответ в момент Т=0 как ДД = Доа—Д01.
На рис. 8.9 показана зависимость ответа на приращение AR от величины задержки Т для Ьр = \Ъ дБ, AL=21 дБ. На рис. 8.10
приведены зависимости ответов на приращения от интенсивности пьедестала.
Как видно из рис. 8.9 и 8.10, реакция на приращение, поданное через время Т от начала сигнала, либо равна реакции на приращение, поданное в момент включения сигнала (для малых Lp и AL), либо увеличивается с увеличением Т. Кроме того, Смит обнаружил, что отношение величин ответов на пьедестал в момент включения сигнала и в установившемся режиме (Ra—Re)/(Rr—R,) для одних волокон не зависит от интенсивности пьедестала и равно в среднем 2.5, для других — несколько уменьшается при больших интенсивностях пьедестала. В описанных выше моделях при увеличении входного сигнала это отношение должно увеличиваться.
8.3.2. МОДЕЛИ С ПЕРЕМЕННЫМ ПОРОГОМ J
К моделям с переменным порогом относятся модели! I и IV. Хотя модель IV основана на данных по остаточной маскировке, а модель II — чисто нейрофизиологическая, конструкции их весьма схожи.
X 1
У4* и "I
Рис. 8.11. Блок-схема моделей II и IV. По [211].
Обозначения см. в тексте.
На рис. 8.11 показана блок-схема, общая для этих моделей. Блоки І и 3 — безынерционные нелинейности, блок 2 — инерционное звено 1-го порядка; х — входной сигнал модели, у — выходной сигнал блока 1, г — выходной сигнал блока 2, g —
219
выходной сигнал модели. Линейная часть обеих моделей описывается уравнениями
хг + г = а,, и=у — г,
где т — постоянная времени инерционного звена, а — константа. Постоянная времени «ив том, и в другом случае получалась равной 40 мс.
В модели II входная и выходная нелинейности не описаны аналитически, но предполагается, что обе они компрессирующие и выходной сигнал каждой из них равен нулю, если входной сигнал отрицателен.
В модели IV входная нелинейность такая же, как в модели III (см. уравнения (3)), а выходная нелинейность представляет собой просто постоянный порог:
? = при о> (3,
g = 0 при и О-
Если на вход линейной части модели подать ступеньку с амплитудой у0, на выходе получим и—у0(1 — х)+у0е~*1г.
По данным Смита, это выражение хорошо описывает огибающую постстимульных гистограмм, полученных для небольших интенсивностей входного сигнала при ? > 25 мс. На начальном участке (? < 25 мс) в экспериментах проявляется действие еще одной экспоненциальной составляющей, с постоянной времени, примерно в 10 раз меньшей. Этот самый быстрый компонент адаптации подробно исследован не был, и в модели он не учитывается.
Рассмотрим, как модели II и IV согласуются с данными Смита по ответам на приращения интенсивности входного сигнала. При достаточно малых интенсивностях пьедестала Ьр и приращения АЬ обе модели можыо считать линейными, поэтому реакция на приращение АД в них не зависит от задержки Т (рис. 8.9). При больших интенсивностях в модели II реакция на приращение будет увеличиваться с ростом Т за счет выходной нелинейности. В модели IV реакция на приращение не зависит от Т для любых интенсивностей входного сигнала. Аналогичным образом отношение величины ответа на пьедестал в момент включения входного сигнала к величине ответа в установившемся режиме в модели IV постоянно во всем диапазоне интенсивностей входного сигнала, в модели II это отношение уменьшается при больших интенсивностях входного сигнала за счет выходной нелинейности.
Что касается данных по остаточной маскировке, модель IV описывает их точно так же, как модель III вариант А.
Таким образом, для входных сигналов небольшой интенсивности модели II и IV эквивалентны и хорошо согласуются как с нейрофизиологическими, так и с психоакустическими данными. Для больших интенсивностей входных сигналов нейрофизиологические данные по отдельным нейронам лучше описываются мо-
220
делью II, т. е. нейрофизиологические данные указывают на необходимость компрессирующей выходной нелинейности.
На основании всего изложенного в настоящей главе можно сделать следующие выводы:
1) модели с переменным порогом воспроизводят преобразование сигнала в периферической слуховой системе лучше, чем модели с переменным коэффициентом передачи; однако модели с переменным порогом не могут обеспечить сильной компрессии сигналов, не искажая при этом формы сигнала;
