СЕНСОРНЫЕ СИСТЕМЫ, 2012, том 26, № 1, с. 11-19
СЛУХОВАЯ СИСТЕМА
УДК 612.85
СЛУХОВОЕ ПОСЛЕДЕЙСТВИЕ ПРИ РАЗНЫХ СПОСОБАХ ИМИТАЦИИ РАДИАЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ИСТОЧНИКА ЗВУКА
© 2012 г. Е. С. Малинина, И. Г. Андреева
Учреждение Российской академии наук Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН 194223, Санкт-Петербург, пр. Тореза, д. 44 E-mail: malinina_es@mail.ru
Поступила в редакцию 14.09.2011 г.
Исследовали факторы, влияющие на слуховое последействие движения источника звука по радиальной координате. Приближение и удаление адаптирующих стимулов создавали при помощи "основной" и "обедненных" моделей, тестовых стимулов - только основной. В основной модели движение имитировали разнонаправленными изменениями интенсивности звуковых сигналов одновременно на двух динамиках, расположенных на расстоянии 1.1 и 4.5 м от наблюдателя. В обедненных моделях движение имитировали за счет одного из признаков радиального движения -изменений амплитуды или частоты сигналов на ближнем динамике. Адаптация сигналами, созданными при помощи основной модели движения, вызывала слуховое последействие у всех восьми испытуемых, участвовавших в исследовании. При адаптации сигналами, созданными на основе обеих обедненных моделей движения, слуховое последействие наблюдалось у пяти человек. Для обедненной модели с амплитудными изменениями эффект слухового последействия, усредненный по пяти испытуемым, не отличался от основной модели, а для обедненной модели со спектральными изменениями эффект был значительно меньше. Стабильность эффекта слухового последействия при использовании основной модели движения может быть обусловлена несколькими факторами: наличием в адаптирующих сигналах комбинации признаков по удаленности, перекрытием траекторий движения адаптирующих и тестовых стимулов и совпадением их спектрального состава.
Ключевые слова: пространственный слух, приближение и удаление источника звука, слуховое последействие движения.
ВВЕДЕНИЕ
Исследование закономерностей локализации источника звука сопровождается созданием моделей его движения. Имитация движения источника звука по радиальной координате может быть реализована на основе монауральных признаков удаленности источника звука от наблюдателя. Наиболее универсальным признаком удаленности в разных условиях прослушивания звуковых сигналов является их интенсивность (Coleman, 1963; Ashmead et al., 1995). Изменения в спектре сигналов также рассматриваются как перцептивные признаки удаленности, однако влияние этого признака может изменяться в зависимости от расстояния и условий стимуляции, и окончательно вопрос об его роли не решен (Блауэрт 1979; Bekesy, 1960; Haustein, 1969; Coleman, 1968).
На малых расстояниях от наблюдателя до источника звука наряду с монауральными признаками на восприятие удаленности начинают влиять би-науральные признаки, при этом для точной оценки малых расстояний низкочастотные составляющие спектра имеют особое значение (Brungart, 1999; Brungart, Rabinowitz, 1999). Несмотря на то что вопрос о роли признаков локализации по удаленности в свободном поле был поставлен еще в шестидесятые годы ХХ века (Coleman, 1963; 1968), значение каждого из них для восприятия радиального движения до сих пор окончательно не выяснено.
Эффект слухового последействия движения, достаточно подробно исследованный в случае движения по азимуту, дает возможность количественного сравнения роли различных признаков локализации в оценке движения источника зву-
ка. Слуховое последействие проявляется в том, что после длительного прослушивания сигналов, движущихся в одном направлении, восприятие положения и движения последующих сигналов изменяется в направлении, противоположном предшествующему движению (Ehrenstein, 1978; Grantham, Wightman, 1979). Наиболее выраженный и устойчивый эффект слухового по след ей-ствия движения по азимуту был показан при физическом движении источника звука в свободном поле (Dong et al., 2000) и при имитации движения на основе передаточных функций головы (Grantham, 1998; Neelon, Jenison, 2003; 2004; Deas et al., 2008), т.е. в условиях, когда звуковые стимулы содержали все признаки локализации источника звука (интерауральные различия по времени, интенсивности и спектральные признаки, обусловленные фильтрацией звуков головой и наружным ухом). При имитации движения на основе отдельных признаков локализации эффект слухового последействия варьировал между наблюдателями и не был устойчивым (Grantham, Wightman, 1979; 1989; Ehrenstein, 1994). Зависимость слухового последействия движения источника звука по азимуту от признаков локализации следует также из данных, полученных при использовании в качестве адаптирующих и тестовых стимулов однооктавных полосовых шумов с центральной частотой в диапазоне 500-8000 Гц (Dong et al., 2000). Величина слухового последействия оказалась минимальной в средней области частот, где временной механизм локализации источника звука меняется на интенсивностный, и условия локализации неблагоприятны. Приведенные выше данные о свойствах слухового последействия движения по азимуту позволяли нам надеяться на эффективность применения данного показателя для сравнительной оценки разработанных ранее моделей радиального движения (Вартанян и др., 1999; Altman, Andreeva, 2004; Vartanyan, Andreeva, 2007) и выяснения вопроса о роли амплитудных, спектральных и бинаураль-ных признаков приближения и удаления при расстояниях 1-5 м.
Задача исследования - оценить слуховое последействие движения после адаптации сигналами, предъявляемыми в условиях свободного поля и содержащими различные признаки локализации радиального движения. Использовали "основную" и "обедненную" модели движения источника звука. В основной модели движение формировали разнонаправленными изменениями интенсивности звука одновременно на двух динамиках, расположенных на разном расстоя-
нии от наблюдателя (ближний динамик - 1.1 м и дальний - 4.5 м). При этом начальная и конечная точки траектории движения соответствовали положению этих динамиков. В обедненных моделях движение формировали за счет изменения интенсивности звука или изменения частоты в низкочастотной области спектра на одном ближнем динамике.
МЕТОДИКА
Исследование слухового последействия выполнено с участием восьми испытуемых (шесть женщин и двое мужчин) в возрасте 19-46 лет. Снижение слуховой чувствительности испытуемых не превышало 20 дБ от аудиометрического нуля в диапазоне 0.125-8 кГц (клинический аудиометр МА-31).
Стимулы, имитирующие движение источника звука в радиальной плоскости, были созданы на основе последовательностей импульсов широкополосного шума (20-20000 Гц) длительностью 41 мс с фронтами по 2.5 мс и периодом повторения 50 мс. Генерация сигналов выполнялась на PC со звуковой платой Sound Blaster SB-16, затем сигналы поступали на усилитель Technks (SE-A800S, SU-C800U) и динамики SONY XSF1720, которые располагались в звукозаглушенной анэхоидной камере объемом 62.2 м3 на расстоянии 1.0 и 4.5 м от испытуемого на уровне его головы. Уровень звукового давления сигналов измеряли в месте положения головы слушателей при помощи калибровочного микрофона 4145, предусилителя 2639, усилителя 2606 (фирма Брюль и Къер).
Радиальное движение адаптирующих стимулов создавали с помощью основной и обедненной моделей. В основной модели движение имитировали разнонаправленными изменениями амплитуды импульсов широкополосного шума на двух динамиках. Иллюзия приближения источника звука достигалась увеличением амплитуды в последовательности импульсов шума на ближнем динамике и одновременным ее уменьшением на дальнем, иллюзия удаления - изменением амплитуды импульсов шума на динамиках в обратном направлении. Минимальные уровни импульсов шума в последовательностях, подаваемых на ближний и дальний динамики, были одинаковы. Отношение максимальной амплитуды импульсов шума к минимальной составляло 38.6 дБ для сигнала, поступающего на ближний динамик, и 39.1 дБ - на дальний. В результате в месте прослушивания (расположения головы испытуемого)
отношение максимального уровня сигналов к минимальному составляло 12 дБ, что соответствует уменьшению уровня сигнала от источника при четырехкратном увеличении расстояния до него (Coleman, 1963). Максимальный уровень звукового давления в месте прослушивания сигналов составлял 70 дБ УЗД. Подробно методика формирования таких сигналов описана в работе (Altman, Andreeva, 2004).
В обедненных моделях движение адаптирующих стимулов имитировали за счет изменения параметров сигналов только на ближнем динамике. В модели с амплитудными изменениями приближение и удаление имитировали увеличением и уменьшением амплитуды импульсов широкополосного шума в последовательности на 12 дБ, что соответствовало перепаду уровня сигналов в основной модели. В модели со спектральными изменениями приближение и удаление имитировали повышением и понижением частоты тональных импульсов в последовательности в диапазоне 500-1000 Гц. Восприятие испытуемыми радиального движения при спектральных изменениях последовательностей тонов в этом диапазоне было показано в работе (Vartanyan, Andreeva, 2007). Временная структура последовательности тональных импульсов отличалась от шумовых импульсных последовательностей. Тональные импульсы имели длительность 10 мс с фронтами по 2.5 мс и следовали с периодом повторения 20 мс. Амплитуда импульсов тона в последовательности была постоянной. Максимальный уровень звукового давления в месте прослушивания адаптирующих сигналов, созданных с помощью обедненных моделей, составлял 70 дБ УЗД, т.е. соответствовал таковому для адаптирующих сигналов, созданных при помощи основной модели.
Для формирования движения тестовых стимулов использовали способ, примененный в основной модели движения адаптирующих сигналов - за счет разнонаправленных изменений амплитуды импульсов шума на двух динамиках. Три тестовых стимула создавали иллюзию удаления источника звука, три - его приближения. В тестовых стимулах соотношение максимальной амплитуды к минимальной составляло 3, 6, 9 дБ на ближнем динамике и 2, 4, 6 дБ на дальнем соответств
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.