Discrimination of rippled spectra with various ripple widths in listeners with normal and impaired hearing

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

In listeners aged 26 to 82 years with various degrees of hearing loss (from normal to moderate), the frequency resolving power (FRP) was assessed as the resolved ripple density resolution in rippled-spectrum signals at various ripple widths. In normal-hearing listeners, FRP increased with narrowing the ripple width. In impaired-hearing listeners, the effect of narrowing the ripple width was minor. The difference between the normal- and impaired-hearing listeners could not be explained by the excitation pattern model of the rippled spectrum resolution. The temporal analysis model did explain this difference on an assumption that in normal hearing listeners, enhancing the autocorrelation of the input signal resulted in prolongation of the delay at which the autocorrelation could be detected by the auditory system, whereas in impaired-hearing listeners this effect was reduced or absent.

全文:

受限制的访问

作者简介

D. Nechaev

Institute of Ecology and Evolution of The Russian Academy of Sciences

Email: alex_supin@mail.ru
俄罗斯联邦, 119071, Moscow, Leninsky Prospect, 33

O. Milekhina

Institute of Ecology and Evolution of The Russian Academy of Sciences

Email: alex_supin@mail.ru
俄罗斯联邦, 119071, Moscow, Leninsky Prospect, 33

M. Tomozova

Institute of Ecology and Evolution of The Russian Academy of Sciences

Email: alex_supin@mail.ru
俄罗斯联邦, 119071, Moscow, Leninsky Prospect, 33

A. Supin

Institute of Ecology and Evolution of The Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: alex_supin@mail.ru
俄罗斯联邦, 119071, Moscow, Leninsky Prospect, 33

参考

  1. Bernstein J. G.W., Golbarg M. G., Shamma S., Gallun F. J., Theodoroff S. M., Leek M. R. Spectrotemporal modulation sensitivity as a predictor of speech intelligibility for hearing-impaired listeners. J. Am. Acad. Audiol. 2013. V. 24. P. 293–306.
  2. Chi T., Gao Y., Guyton M. C., Ru P., Shamma S. Spectro-temporal modulation transfer functions and speech intelligibility. J. Acoust. Soc. Am. 1999. V. 106. P. 2719–2732.
  3. Davis-Venn E., Nelson P., Souza P. Comparing auditory filter bandwidths, spectral ripple modulation detection, spectral ripple discrimination, and speech recognition: Normal and impaired hearing. J. Acoust. Soc. Am. 2015. V. 138. P. 492–503.
  4. Glasberg B. R., Moore B. C.J. Auditory filter shapes in subjects with unilateral and bilateral cochlear impairments. J. Acoust. Soc. Am. 1986. V. 79. P. 1020–1033.
  5. Glasberg B. R. and Moore, B.C.J. Derivation of auditory filter shapes from notched–noise data. Hearing Res. 1990. V. 47. P. 103–138.
  6. Henry B. A., Turner C. W., Behrens A. Spectral peak resolution and speech recognition in quiet: Normal hearing, hearing impaired, and cochlear implant listeners. J. Acoust. Soc. Am. 2005. V. 118. P. 1111–1121.
  7. Leek M. R., Summers V. Auditory filter shapes of normal–hearing and hearing–impaired listeners in continuous broadband noise. J. Acoust. Soc. Am. 1993. V. 94. P. 3127–3137.
  8. Leek M. R., Summers V. Pitch strength and pitch dominance of iterated rippled noise in hearing–impaired listeners. J. Acoust. Soc. Am. 2001. V. 109. P. 2944–2954.
  9. Litvak L. M., Spahr A. J., Saoji A. A., Fridman G. Y. Relationship between the perception of spectral ripple and speech recognition in cochlear implant and vocoder listeners. J. Acoust. Soc. Am. 2007. V. 122. P. 982–991.
  10. Levitt H. Transformed up–down methods in psychoacoustics. J. Acoust. Soc. Am. 1971. V. 49. P. 467–477.
  11. Mechraei G., Gallun F. J., Leek M. R., Bernstein J. G. Spectrotemporal modulation sensitivity for hearing-impaired listeners: Dependence on carrier center frequency and the relationship to speech intelligibility. J. Acoust. Soc. Am. 2014. V. 136. P. 301–316.
  12. Milekhina O. N., Nechaev D. I., Supin A. Y. Rippled-spectrum resolution dependence on frequency: Estimates obtained by discrimination from rippled and nonrippled reference signals. J. Acoust. Soc. Am. 2019. V. 146. P. 2231–2239.
  13. Nechaev D. I., Milekhina O. N., Supin A. Y. Estimates of ripple-density resolution based on the discrimination from rippled and nonrippled reference signals. Trends in Hearing. 2019. V. 23. P. 1–9.
  14. Olusanya B. O., Davis A. C., Hoffman H. J. Hearing loss grades and the international classification of functioning, disability and health. Bull. World Health Organ. 2019. V. 97. P. 725–728.
  15. Patterson R. D., Nimmo-Smith I., Weber D. L., Milory R. The deterioration of hearing with age: Frequency selectivity, the critical ratio, the audiogram, and speech threshold. J. Acoust. Soc. Am. 1982. V. 72. P. 1788–1803.
  16. Supin A. Y., Milekhina O. N., Nechaev D. I., Tomozova M. S. Ripple density resolution dependence on ripple width. PLoS ONE. 2022. V. 17. e0270296.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Characteristics of filters used to synthesize comb signals with different ridge widths. Comb density 5 cycles/oct. Equivalent width of ridges: a - 37% of the frequency interval between adjacent ridges; b - 16%; c - 9% (the exponents in equation (1) are 1, 4 and 16, respectively). 1 and 2 are variants of characteristics with opposite positions of spectral maxima and minima on the frequency scale.

下载 (424KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Averaged audiograms of subjects by category of hearing loss. 1 - normal hearing; 2 - mild hearing loss; 3 - moderate hearing loss. Error bars are standard errors of the means.

下载 (150KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Dependence of auditory perception thresholds on the age of the subject. Average threshold values at frequencies of 0.5, 1, 2 and 4 kHz and thresholds at the central frequency of signals for measuring FRS (2 kHz) are given, as indicated in the legend.

下载 (118KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Dependence of FRS on the width of spectral ridges. The width of the ridges is indicated as a percentage of the frequency interval between adjacent ridges.

下载 (124KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Spectral model for distinguishing the comb structure of the spectrum with different widths of the ridges: normal hearing a - characteristic of a cochlear filter with an equivalent rectangular bandwidth of 0.16 oktas (modeling the perception of signals in normal hearing); b — spectrum of the input signal with a spectral ridge density of 8 cycles/oct, ridge width 37% (cosine shape of the ridges); c-calculated excitation profile with the characteristics given in pos. a and b, d and e, the same with a ridge width of 12%. The spectral amplitude is normalized, taking the maximum of the spectrum as unity.

下载 (233KB)
索引源数据
7. Fig. 6. Same as fig. 6 with a cochlear filter bandwidth of 0.4 oct and spectral ridge density of 3.2 cycles/oct (simulation of signal perception with a filter quality factor reduced by 2.5 times compared to the norm). The narrowing of the ridges results in a deepening of the ridge structure of the excitation profile, just as in normal hearing.

下载 (242KB)
索引源数据
8. Fig. 7. Autocorrelograms of a signal with different ridge widths for normal hearing a — spectrum of the perceived signal (identical to the spectrum of the input signal) with a ridge density of 8 cycles/oct and a ridge width of 37% (cosine shape of the ridges); b — autocorrelogram of the signal. The amplitude is normalized relative to the value at zero delay, which is taken as one. Autocorrelation is maximum at a delay of 5.6 ms, which is numerically equal to the density of ridges at the maximum of the spectrum in cycle/kHz dimension; c and d - the same as a and b with a ridge width of 16%. With narrow ridges, the amplitude and duration of the delayed segment of the autocorrelogram are increased compared to those with wide spectral ridges.

下载 (306KB)
索引源数据
9. Fig. 8. Same as in fig. 7 for moderate hearing loss Ridge density 3.2 cycles/oct. The spectrum of the perceived signal is shifted relative to the spectrum of the input signal towards low frequencies by 0.4 octave (maximum peak at a frequency of 1.54 kHz instead of 2 kHz in the input signal). Autocorrelation is maximum at a delay of 2.5 ms, which is numerically equal to the density of ridges at the maximum of the spectrum in the cycle/kHz dimension. Just as with normal hearing, with narrow ridges the amplitude and duration of the delayed segment of the autocorrelogram are increased compared to those with wide spectral ridges.

下载 (239KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».