Eigenschappen Normaal Gehoor. Spraakverstaan-in-Ruis. Karakterisering gehoor. Hoezonieuw: Spraak-in-ruis?

Transcriptie

1 verstaan-in- bovendrempelige effecten van gehoorverlies Arjan J Bosman - AudTutor - Radboudumc AUDTUTOR Eigenschappen Normaal Gehoor hoge gevoeligheid groot dynamisch bereik gedetailleerde geluidanalyse discriminatie en geluidherkenning selectie voorgrond - achtergrond onderdrukking stoorgeluid ( maskering ) bronselectie lokalisatie, richtinghoren Karakterisering gehoor dynamiek toondrempel en drempel onaangename luidheid discriminatie spraakaudiometrie (NVA-monosyllaben) selectie voorgrond achtergrond spraak-in-ruis bronselectie - richtinghoren horizontale vlak: azimuth verticale vlak: elevatie Hoezonieuw: -in-ruis? Detectie en Verstaan van spraak als functie van ruisniveau verstaan als functie van ruisniveau Continuous discourse The Wealth of Nations (Adam Smith) Twee asymptoten: stilte - horizontaal ruis - diagonaal (45 0 ) Hawkins en Stevens (1950) 1

2 verstaan in stilte en in rumoer Onderscheid stilte en rumoer Twee onafhankelijke aspecten Verstaan in stilte horizontale asymptoot interne ruis Verstaan in rumoer diagonale asymptoot: lijn onder db toename ruisniveau 1 db toename spraakdrempel constante signaal-ruisverhouding verlies in stilte verlies in rumoer normcurve Model verstaan - Plomp Rumoer ( ruis ) verstaan gedomineerd door signaal-ruisverhouding (S/R ratio) S/R constant bij voldoende ruis toename ( ongunstiger ) S/R ratio bij gehoorverlies bovendrempelig deficit: vervorming Stilte verstaan bepaald door gevoeligheid van het gehoor forse toename spraakdrempel met gehoorverlies verzwakking én vervorming Model verstaan -2- Rumoer vervorming distortion D-term Stilte verzwakking en vervorming attenuation and distortion A+D-term Combinatie van beide factoren: SRT = 10 x 10 log (10 (SRTq + A+D)/ (Ln + SRTn + D)/10 ) Model verstaan -3- Grotere gehoorverliezen A+D = 29 db D = 8 db Normaalwaarden SRT q = 16 dba SRT n = -5 db S/R hoorbaar? effect ruisniveau 50 db: stilte 60 db: ruis? 70 db: ruis 2

3 Speech Reception Threshold(SRT) Speech Reception Threshold (SRT) c.q. spraakdrempel in ruis verhouding van spraak en (maskeer)ruis waarbij de spraak nog juist wordt verstaan SRT-meting 50 % spraakverstaan maskering door continue of fluctuerende ruis spraak en ruis uit dezelfde richting of ruimtelijk gescheiden adaptieve procedure (bij een steile scorecurve) materiaal alledaagse zinnen van 8 à 9 syllaben (Plomp en Mimpen) synthetische zinnen (Matrix test) getallen (tripletten) Plomp en Mimpen zinnen Nederlandse gouden standaard score varieert sterk als functie van ruisniveau helling rond 50%-punt: 15%/dB zeer geschikt voor adaptieve meting buitenlandse navolging: HINT test (USA, 1994) nadelen c.q. kritiek slechts 2 * 10 lijsten van 13 zinnen (man/vrouw) zinnen worden onthouden herhaald aanbieden zinloos gebruik beperkt tot Audiologische Centra sommige zinnen zijn gedateerd Niek Versfeld (2000) VU-zinnen: 39 lijsten van 13 zinnen Zinsverstaan in rumoer eenvoudige alledaagse zinnen - Plomp en Mimpen (1979) 8 en 9 lettergrepen herhaal aangeboden zin compleet correct herhaalde zinnen maskeerruis stationair of fluctuerend zelfde spectrum als de spreker adaptieve meting correcte herhaling: verlaag niveau spraak incorrecte herhaling: verhoog niveau spraak Zinsverstaan in rumoer: Matrix-test vijf-woord zinnen met vaste syntactische structuur 1. naam 2. werkwoord 3. aantal 4. bijvoeglijk naamwoord 5. zelfstandig naamwoord per woord 10 alternatieven adaptieve verandering niveau op basis woordscore én volgorde aanbieding in meerdere talen beschikbaar: NL, UK, D, F, Fin, Demonstratie: Matrix test Matrix test -2- Voordelen internationale standaardisatie taalonafhankelijk onbeperkt aantal zinnen minimale gokkans 10 alternatieven per stimuluswoord gesloten responsieformaat mogelijk geschikt voor (fundamenteel) onderzoek Nadelen c.q. kritiek leereffect minstens twee oefenlijsten nodig gesloten responsieformaat kost (te) veel tijd semantisch incorrecte zinnen gebruik redundantie test op zinsniveau of woordniveau? 3

4 Demonstratie: cijfers in rumoer verstaan-in-rumoer steile scorecurve vloer- en plafondeffect adaptieve meting cijfers: 0..9 ruis met hetzelfde spectrum als spreker tripletten ter verkleining gokkans Score drie getallen correct: goed, anders: fout Adaptieve meting: 1-op, 1-neer goed: volgend drietal 2 db zachter fout : volgend drietal 2 db harder Cijfers-in-Rumoer Voordelen eenvoudige test weinig instructie nodig gering leereffect snel uit te voeren Nadelen c.q. kritiek klinkereffect: 0, 1/2, 3/4, 5, 6, 7/9, 8 monosyllaben en bisyllaben (zeven, negen) discriminatietest Energetische Maskering - Voorbeeld stationaire ruis vs fluctuerende ruis luisteren in de gaten (van de maskeerder) dip listening stationaire ruis fluctuerende ruis Informationele Maskering(IM) energetische, neutrale (EM) vs informationele maskeerder (IM) perifeer vs (meer) centraal proces EM van spraak afhankelijk van fysische eigenschappen maskeerder (spectrum, fluctuaties) IM van spraak afhankelijk van maskeerder: spraak vs non-spraak gelijkenis doel (spraak) en maskeerder spectraal, temporeel, harmonische structuur (f 0 ) karakter van maskeerder aantal sprekers; dip listening energetisch effect maskeerder met wel/geen tijdomkering Horen met Twee Oren binauraal ( stereo ) horen verschil in looptijd Interaural Timing Difference (ITD) verschil in intensiteit Interaural Level Difference (ILD) lokalisatie richtinghoren onderscheid ruimtelijk gescheiden bronnen Ruimtelijke Maskering Intelligibility Level Difference frontaal en maskeerder frontaal (S 0 N 0 ) frontaal en maskeerder op 90 0 azimuth (S 0 N 90 ) Head shadow ( hoofdschaduw ) frontaal en maskeerder op +/ (S 0 N +90 ) en (S 0 N -90 ) selectief gebruik oor met beste signaal-ruisverhouding Binaural Intelligibility Level Difference ( cocktailparty effect ) frontaal en maskeerder op 90 0 (S 0 N 90 ) demaskering door inzet tweede oor 4

5 Ruimtelijke Maskering- ILD 1. frontaal en maskeerder frontaal (S 0 N 0 ) 2. frontaal en maskeerder op 90 0 azimuth (S 0 N 90 ) Ruimtelijke Maskering- BILD frontaal en maskeerder op 90 0 (S 0 N 90 ) demaskering bij gebruik tweede oor ILD 10 db (Plomp, 1986; Kollmeier et al, 2007) BILD 3 db (Kollmeier et al., 2007) Ruimtelijke Maskering- Hoofdschaduw CROS of Baha bij éénzijdige doofheid frontaal en maskeerder op +/ (S 0 N +90 ) en (S 0 N -90 ) eenzijdig gehoorverlies Zinnen Plomp & Mimpen (1979) stilte ruis 65 dba Hoofdschaduw-effect 4 db (Hol et al., 2005) Minder Horende Zijde Beter Horende Zijde Lateraal Frontaal Maskering- overzicht(plomp, 1986) 10 db 7 db reversed speech 5

6 Woord/Zin, Stilte/ meten? Audiometrie- YNH en NIHL YNH Young Normal Hearing D-factor A+D-factor NIHL Noise-Induced Hearing Loss Plomp (1986) Audiometrie-OHI enmen Zinsverstaanin stilte vspta 0.5,1,2 OHI Old Hearing Impaired (Presbyacusis) MEN Menière s disease Bosman en Smoorenburg (1995) Zinsverstaan vs CVC-Foneemverstaan Zinsverstaan in rumoer 20 db p>5% NH NH Bosman en Smoorenburg (1995) Bosman en Smoorenburg (1995) 6

7 Zinsverstaan in stilte vs ruis Wat te meten? p>5% Bosman en Smoorenburg (1995) Geringe correlatie tussen A+D en D-term spraak in stilte slechte voorspeller voor spraak in ruis! spraak-in-stilte woordenlijst: spraakdrempel én maximale discriminatie spraak-in-rumoer mits maximale discriminatie > 60% zinnenlijst of gevalideerd alternatief (tripletten, DIN-test) spraakdrempel (S/R verhouding) onderscheid SH vs NH groter met gescheiden bronnen en fluctuerende ruis. N.B. relevantie meetresultaten voor de dagelijkse praktijk (?!) reductie -1- monauraal richtinggevoelige microfoons onderdrukking windruis ruisschatting: spectrale of temporele modulaties verminder versterking van ruis gedomineerde banden spectrale subtractie: signaal -/- geschat ruisspectrum binauraal combinatie linker en rechter signaal grotere richtinggevoeligheid selectie polair patroon per zijde prefereer zijde met beste signaal-ruisverhouding reductie -2- spectrale subtractie schat ruisspectrum: selecteer fragment met alleen ruis verminder totale signaal met geschat ruisspectrum Selecteer (ruis-)fragment spectrum reductie Demo: Rumoer in vliegtuigcabine Demo: in Rumoer Origineel: laag-frequente energie domineert vrijwel volledig gemaskeerd door rumoer 7

8 Demo: Effect ruisreductie Conclusies ruisonderdrukking digitale algoritmen leiden (meestal) niet tot een significante verbetering van het spraakverstaan in rumoer effect afhankelijk van het aantal kanalen het luistercomfort neemt vaak wel toe luisterinspanning alle algoritmen falen wanneer de ruis (het stoorgeluid) ook uit spraak bestaat De Noordenwind en de Zon. De Noordenwind en de Zon waren erover aan het redetwisten wie van hun beiden de sterkste was. Conclusies Het normale gehoor groot dynamisch bereik gedetailleerde geluidsanalyse Belangrijkste eigenschappen scheiding voor-/achtergrond - selectieve attentie Gehoorverlies 1. verlies aan detail ik hoor het wel, maar versta het niet spraakdiscriminatie en spraakverstaan in rumoer 2. verlies gevoeligheid hard horend spraakdrempel in stilte Aanbevelingen bij klachten over verstaan in rumoer meet spraakverstaan in ruis eenvoudigste optie: NVA woordenlijst en NVA-ruis gescheiden bronnen alternatief: cijfers-in-ruis de nationale hoortest: 8