Физиология речи. Восприятие речи человеком - Чистович Л.А.
Скачать (прямая ссылка):
ровки к эффекту подавления, выявляемому при измерении порога пульсаций, была экспериментально показана Хоутгастом [302].
Из приведенных данных следует, что процедура вычисления эквивалентного спектра должна в принципе учитывать как «размазывание» идеального спектра звука, связанное с ограниченной разрешающей способностью фильтров улитки, так и обострение
1 2 ----ЧУУУУУ
--- 250мс—>
80
60
40
20
_|_i_I, I I
' ' 111111
1.0
0-2
0.5
1.0
2.0
5.0
10 кГц
Рис. 10.1. Порог пульсаций для сложного стимула (10 гармоник частоты /о=»250 Гц), измеренный при двух вариантах уровня интенсивности стимула
(1 и 2). По [3°2].
По оси абсцисс — частота; по оси ординат — уровень звукового давления. Вверху дано схематическое изображение временной последовательности, состоящей из исследуемого стимула (7) и тестирующего тона (2); 3 — порог слышимости, треугольники — амплитуды гармоник в спектре стимула.
изображения, связанное с эффектом подавления. Однако, так как эти два эффекта действуют в противоположном направлении, достаточного приближения к действительности, возможно, удастся добиться, учитывая только фильтры (отражение их в характеристиках одновременной маскировки), но приписав им несколько большую добротность.
Иначе говоря, кажется возможным взять за основу процедуру яычисления эквивалентного спектра, предложенную Цвике-
253
ром [145 544], но изменить ее параметры так, чтобы получаемый результат максимально приближался к эквивалентному спектру, экспериментально получаемому методом порога пульсаций.
Основным параметром в процедуре расчета эквивалентного спектра является «образец возбуждения», повторяющий с неболь-
L,dB.
I_1_> '_1_1_i_i i 1_1_' I_I_I I I I
0.1 0.2 0.5 1.0 2.0 5.0 10 кГц
Рис. 10.2. Порог пульсаций для чистых тонов. По [302].
По оси абсцисс — частота; по оси ординат — уровень звукового давления. Треугольниками показаны характеристики (частота и уровень звукового давления) исследуемых тонов (маскеров). Штриховая кривая — порог слышимости.
шими поправками кривую маскировки. Цвикер аппроксимирует его трапецией с меньшим (верхним) основанием, равным ширине критической полосы. Данные Хоутгаста (рис. 10.2) свидетельствуют о том, что лучшей аппроксимацией должен быть треугольник с зависящим от уровня сигнала высокочастотным склоном.
10.2.2. ПРОЦЕДУРА ВЫЧИСЛЕНИЯ СЛУХОВОГО СПЕКТРА
Описываемая ниже процедура вычисления слухового спектра ["] является модификацией метода, предложенного Цвикером [145]. В согласии с Цвикером, принимается, что шкала ъ совпадает со шкалой высоты [540], называемой иначе шкалой Барк; 1 вид зависимости z(f) приведен на рис. 10.3. Кривые
1 Один Барк соответствует расстоянию между двумя частотами, равному ^критической» полосе (см. главу 7).
254
маскировки, получаемые при разных частотах маскера, практически совпадают, если они изображены на шкале высот [374]. Следовательно, приняв шкалу высот, можно резко упростить процедуру вычислений — использовать независимый от частоты «образец возбуждения» (см. ниже).
Вслед за Цвикером принимается также, что сигналом на выходе частотного канала является плотность громкости. Мы будем ее условно обозначать тем же символом, что и плотность импуль-сации. Использование плотности громкости дает возможность вычисления общей громкости стимула путем интегрирования д(г) по всему интервалу г.
кГ ц LjB
Рис 10.3. Связь между частотой (по оси ординат) и высотой (по оси абсцисс). По [ш].
Рис. 10.4. «Образец возбуждения» (1) и его аппроксимация (2).
По оси абсцисс — высота; по оси ординат — уровень интенсивности относительно абсолютного порога.
Проверка показала [77], что описываемая процедура вполне удовлетворительно воспроизводит известные психоакустические зависимости между громкостью звука и его спектром и является в этом смысле более мощной, чем исходный метод Цвикера.
Вычисление слухового спектра состоит из двух этапов. Первый этап интерпретируется как расчет энергий колебаний, вызванных стимулом, на выходе гребенки из 240 фильтров. Резонансные частоты фильтров образуют ряд по шкале г с шагом в 0.1 Барк.
Отклик гребенки фильтров на чистый тон с высотой 2Т и уровнем ЬТ — «образец возбуждения» — аппроксимируется треугольником (рис. 10.4). Такой треугольник можно задать формулами
г О,, ? = 4 27 (х- г,),
255
Наклон А* высокочастотной стороны зависит от уровня Входного сигнала:
?т<60дБ, К = —0.27?т -|- 25;
0.14?т 4- 24.6 Ь,>60дБ, К= 0М18Ьт_{ •
При вычислении отклика на сложный стимул спектр стимула разбивается на полосы шириной 0.1 Барк; каждая полоса заменяется условной составляющей — чистым тоном с высотой гт) равной высоте центра полосы, и уровнем Ьт, определяемым энергией в полосе. Для каждого из этих тонов вычисляются по приведенной выше формуле уровни энергии отклика во всех точках шкалы г.
Общая энергия отклика в точке г, обозначим ее а, определяется как сумма энергий откликов на условные составляющие в этой точке:
т
а==21()М*), •=1
где т — количество условных составляющих.
Заметим, что а(г) соответствует эквивалентному спектру стимула и должна, по идее, совпадать с эквивалентным спектром, измеренным в эксперименте.
