43.66.+y Psychological acoustics
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Die absolute und die relative Lautheitsskalierung einer homogenen Gruppe von 24 audiometrisch überprüft normalhörenden Probanden wurde nach einer modifizierten Methode des Würzburger Hörfeldes (WHF) untersucht. Es handelte sich um junge Probanden zwischen 20 und 30 Jahren (Studenten). Es wurden zwei Hauptversuche mit unterschiedlichen Urteilsskalen durchgeführt, eine für Absolutskalierung und eine für Relativskalierung. Beide Methoden wurden mit jeweils zwei Stimulustypen getestet, einem breitbandigen (CCITT-Rauschen) und einem schmalbandigen (Wobbel-Ton). Der Pegelbereich bewegte sich in Fünferschritten zwischen 30 dB und 90 dB Schalldruckpegel (SPL). Die Reihenfolge war so gewählt, dass jeder Pegel jedem anderen möglichen Pegel als Vorgänger diente. Hierdurch bestand die Möglichkeit, sowohl bei den absoluten als auch bei den relativen Urteilen verschiedene Abhängigkeiten bei den Stimulustypen und den einzelnen Probanden oder auch die Einflüsse des Vorgängerpegels und des Vorgängerurteils auf das Lautheitsurteil gezielt zu betrachten. Die Stimulusdauer betrug jeweils eine Sekunde, die Versuchsperson hatte jeweils vier Sekunden Zeit, ihr Urteil abzugeben. Die Bewertungen wiesen sowohl bei der absoluten Skalierung als auch bei der relativen Skalierung eine Probandenspezifität auf. Trotz dieser Individualität der Testpersonen ist bei der Absolutbeurteilung mit zunehmendem Pegel ein streng monotoner Anstieg der Lautheitsbeurteilung zu erkennen. Dabei empfand die Versuchsgruppe die breitbandigen Stimuli mit ca. 3,5 hel bis ca. 7,5 hel signifikant lauter als die schmalbandigen. Eine positive Abhängigkeit des Urteils wurde sowohl vom Vorgängerpegel, als auch vom Vorgängerurteil festgestellt. Auch bei der Relativbeurteilung wurde in Bezug auf die Pegeldifferenzen ein Anstieg beobachtet, wobei die Steigung nicht gleichmäßig verlief. Im Bereich zwischen -10 dB und -5 dB bzw. 5 dB und 10 dB ist ein deutlicher Sprung erkennbar, dagegen verläuft die Kurve zwischen -5 dB und 5 dB relativ flach. Die Differenz zwischen den breitbandigen und den schmalbandigen Stimuli ist bei der Relativskalierung deutlich kleiner als bei der Absolutskalierung. Im Bereich von -25 dB bis 0 dB haben die Probanden fast keinen Unterschied zwischen CCITT-Rauschen und Wobbel-Ton empfunden. Um einen Vergleich zu ermöglichen, wurden den Relativurteilen die ausgerechneten Absoluturteilsdifferenzen gegenübergestellt. Die Steigung der so enstandenen Kurve verläuft sehr gleichmäßig. Diese ideale Situation wurde jedoch von den direkt abgegebenen Relativurteilen nicht bestätigt. Die Häufigkeit der angebotenen Pegeldifferenzen ist bei der Relativskalierung und bei der Absolutskalierung sehr unterschiedlich. Dadurch ergibt sich als statistisches Artefakt zwangsläufig eine Zentrierung um die Skalenmitte. Relativurteile und berechnete Absoluturteilsdifferenzen sind zwar über weite Bereiche deckungsgleich, stimmen aber bei geringen Differenzen nicht überein, was (zumindest in diesem Bereich) auf unterschiedliche Mechanismen schließen läßt.
In der vorliegenden Dissertation wurden 24 normalhörende Probanden bezüglich ihres Musikverständnisses vor und nach spektraler Reduktion verschiedener Musiksignale untersucht. Die spektrale Reduktion wurde mittels Rauschbandvokoder vorgenommen und ergab drei unterschiedliche Hörkonditionen: 1. nicht reduzierte Originalvariante 2. reduzierte Variante mit zwölf Rauschbändern 3. reduzierte Variante mit sechs Rauschbändern Als Untersuchungsplattform diente der Mu.S.I.C-Test, der verschiedene Teilaspekte des Musikhörens und Musikverstehens mit folgendem Ergebnis untersucht: 1. Die Rhythmuswahrnehmung war durch spektrale Reduktion nicht beeinträchtigt. 2. Die Tonhöhenunterscheidungsfähigkeit nahm mit zunehmender spektraler Reduktion stark ab. 3. Der Melodietest ist eine andere Form eines Tonhöhentests und kam entsprechend zu einem ähnlichem Ergebnis; auch hier nahm die Erkennungsleistung mit spektraler Reduktion stark ab. 4. Die emotionale Beurteilung verschiedener Musikstücke war in den drei Hörkonditionen im Mittel gleich, ein gegenseitiger Bezug bei der Bewertung der Einzelstücke blieb nach spektraler Reduktion grob erhalten. Als dominierender Faktor wurde das Tempo der Musikstücke ausgemacht. 5. Den Dissonanztest beantworteten die Probanden in der Originalvariante entsprechend der pythagoräischen Konsonanztheorie. In den spektral reduzierten Konditionen konnte nur die Tonhöhe als Einflussfaktor bestätigt werden. Eine Korrelation zwischen Konsonanzempfinden und der An- oder Abwesenheit bestimmter Instrumente konnte nicht belegt werden. 6. Nach spektraler Reduktion war die korrekte Bestimmung der Instrumentenanzahl erschwert. 7. Beim Akkordvergleich erkannten die Probanden teilweise auch nach spektraler Reduktion subtile Unterschiede. Die Unterscheidung in "gleich"' oder "ungleich"' erscheint als zu leicht und konnte nicht zur weiteren Modellbildung beitragen. 8. Zunehmende spektrale Reduktion verminderte die Fähigkeit der Instrumentenerkennung. Häufig verwechselt wurden Intrumente, die in der Art der Tonerzeugung ähnlich sind.
Als computergestütztes Verfahren der kategorialen Lautheitsskalierung hat das Würzburger Hörfeld in der Audiometrie Verbreitung gefunden. Bei aufeinanderfolgender Darbietung der Reize treten Sequenzeffekte auf. Unter anderem wird das aktuelle Urteil in Richtung des Vorgängerurteils beeinflusst - die Korrelation ist also positiv. Es wurden 25 audiometrisch überprüft normalhörende Probanden (13 männlich, 12 weiblich) zwischen 20 und 30 Jahren getestet. Als Stimulus wurde CCITT-Rauschen einer Sekunde Dauer und mit Pegeln von 30 dB bis 90 dB SPL in 5 dB-Schritten verwendet. Jede mögliche Pegel-Vorgängerpegel-Kombination kam genau einmal vor. Dadurch konnte der Einfluss der Urteilsabgabemethode sowohl auf die Urteile direkt als auch auf ihre Vorgängerpegel- und -urteilsabhängigkeiten untersucht werden. Normalerweise wird das Urteil des Probanden mittels eines Skaliertabletts an den Computer übermittelt. Neben der Individualkomponente der Probanden wurde deshalb die physikalische Trägheit der Armbewegung sowie die Art der Abgabe des Urteils, die visuelle Präsenz einer Skala und eine "innere" Erinnerungskomponente postuliert. Um die jeweiligen Auswirkungen auf die Vorgängerabhängigkeit zu untersuchen, wurden die folgenden fünf Urteilsabgabemethoden so konstruiert, dass diese Faktoren Schritt für Schritt ausgeschaltet wurden: zwei Skaliertablettmethoden, eine davon mit Schwebenlassen der Hand über dem soeben gedrückten Urteil (A), und die andere mit Zurücklegen der Hand auf einen definierten Ruhepunkt zwischen den Urteilsabgaben (B), zwei mit mündlicher Abgabe des Urteils als Zahlenwert, eine davon mit als Poster aufgestellter (C), und die andere ohne sichtbare Skala (D), und eine Methode, bei der das Urteil mit einem Laserpointer auf dem Poster angezeigt wurde (E). Die Resultate zeigen eine starke Individualkomponente. Am lautesten wurde mit den Methoden A und B geurteilt, mit Methode D am leisesten, C und E lagen dazwischen. Der Unterschied in der Absolutlage der angegebenen Lautheit kann auf die Art der visuellen Repräsentation der Skala zurückgeführt werden. Die Abhängigkeiten vom Vorgängerurteil waren stärker als die Abhängigkeiten vom Vorgängerpegel, außerdem waren sie pegelabhängig. Diese Resultate entsprechen denen aus früheren Arbeiten. Im Vergleich der Stärke der Abhängigkeit vom Vorgängerpegel unterschied sich nur Methode D von den Methoden A, B und E signifikant; alle anderen paarweisen Vergleiche ergaben keinen Unterschied. Bezüglich der Abhängigkeit vom Vorgängerurteil unterschied sich Methode D von den vier anderen, diese untereinander jedoch nicht. In beiden Fällen war bei Methode D die Vorgängerabhängigkeit am stärksten. Aufgrund der Gleichheit der Methoden A und B kann die postulierte physikalische Armträgheit ausgeschlossen werden. Die Gleichheit der Methoden A, B, C und E schließt auch die Art der Urteilsabgabe (berührend, benennend bzw. zeigend) als Einflussfaktor aus. Die Beobachtung, dass bei Fehlen einer visuellen Skala (Methode D) die Vorgängerabhängigkeit am stärksten war, legt nahe, dass eine interne Erinnerungskomponente hauptverantwortlich ist. Die visuelle Präsenz einer Skala hat hingegen "stabilisierende" Wirkung, d.h. sie verringert die Vorgängerabhängigkeit. Von den postulierten Einflussfaktoren auf die Vorgängerabhängigkeit lassen sich die physikalische Armträgheit und die Art der Urteilsabgabe ausschließen, die "interne" Erinnerungskomponente und die visuelle Präsenz einer Skala wurden jedoch bestätigt. Von den modifizierten Verfahren erwies sich keines als günstiger als das bisher verwendete Standardverfahren.
Bei der Anpassung eines Cochlea-Implantates (CI) entscheidet der Patient über die Lautstärke, mit der das CI ihm seine akustische Umwelt präsentiert. Mit der Methode der „kategorialen Lautheitsskalierung“ wurden Lautheitsurteile unilateraler CI-Träger ermittelt und ausgewertet. 26 unilateral versorgte CI-Träger beurteilten in 4 Versuchsabschnitten je einen Stimulustyp, der 169 mal mit 13 unterschiedlichen Lautstärken in festem zeitlichem Raster sequenziell dargeboten wurde. Der Sequenzaufbau stellte jeden Pegel jedem anderen möglichen Pegel als Vorgänger voran. Von jedem der Probanden wurden so 676 Lautheitsurteile erhoben und der statistischen Auswertung zugeführt. Probandenindividuell schwankten die Lautheitsurteile in Lage und Streuung. Mehrere Ergebnisse dieser Arbeit sind annähernd identisch mit denen einer Referenzgruppe von 26 Normalhörenden, die in einer Vorgängerarbeit mit dem gleichen Versuchsaufbau getestet worden waren. So wurden schmalbandige Stimuli signifikant leiser beurteilt als breitbandige. Beide Probandenkollektive zeigten eine positive Vorgängerpegelabhängigkeit sowie eine (signifikant stärkere) Vorgängerurteilsabhängigkeit. Sowohl bei den CI-Trägern als auch bei den Normalhörenden ging jede Erhöhung des Pegels um 5 dB mit einer signifikanten Erhöhung des Lautheitsurteils einher (strenge Monotonität). Die Lautheitsempfindungskurve der CI-Träger über alle Probanden und Stimuli verlief kontinuierlich unterhalb der der Normalhörenden. So wurde bei Sprachlautstärke (60–70 dB) gleiche Lautheit in der CI-Gruppe im Vergleich zur Referenzgruppe bei ca. 5 dB höheren Pegeln empfunden. Die unterschiedliche Lautheitsempfindung ist hinreichend durch die binaurale Hörsituation der Normalhörenden im Gegensatz zur monauralen der CI-Gruppe zu erklären. Es muss angenommen werden, dass die getesteten CI-Träger mit mindestens sechs Anpasssitzungen vor der Versuchsteilnahme über ausreichend Erfahrung zur Festlegung ihrer individuellen, idealen Lautstärke für den Alltagsgebrauch verfügten und diese an der Sprachlautstärke orientierten. Es bleibt Gegenstand weiterer Untersuchungen, warum unilaterale CI-Träger trotz der technischen Möglichkeit im Rahmen der Anpasssitzungen keine Kompensation des Lautheitsunterschiedes wünschen.
Bei der Lautheitsskalierung nach dem Würzburger Hörfeld existieren potentiell Kontexteffekte bei sequentiell angebotenen Schallpegeln. Um solche Effekte zu untersuchen, wurden 26 Normalhörende, zur Hälfte aufgeteilt in männliches und weibliches Geschlecht, mit der Lautheitsskalierungsmethode nach Heller getestet. Alle Probanden wurden auf ihre Normalhörigkeit untersucht und aus der Altersgruppe zwischen 20 und 30 Jahren rekrutiert. Es wurde in vier Versuchen jeweils einer von vier Stimulustypen im Freifeld angeboten. Die Pegel (30 dB bis 90 dB in Fünferschritten) wurden in spezieller Reihenfolge präsentiert. Diese wurde so festgelegt, dass jeder Pegel jedem anderen möglichen Pegel als Vorgänger diente. So konnten sowohl die Beurteilung in Abhängigkeit vom Stimulustyp, als auch Einflüsse des Vorgängerpegels und des Vorgängerurteils auf das Lautheitsurteil untersucht werden. Bei den Stimulustypen handelte es sich um zwei schmalbandige (Sinus-Ton, Wobbel-Ton), und zwei breitbandige (CCITT-Rauschen, Sprachsignal) Reize. Die Stimuluspräsentation dauerte eine Sekunde. Die Beurteilung wurde in einem festen Zeitfenster von vier Sekunden abgefragt. Es zeigte sich, dass die Lautheitsurteile individuell von Proband zu Proband in Lage und Streuung schwankten. Zwischen weiblichen und männlichen Probanden bestanden in den Lautheitsurteilen und in den Vorgängerabhängigkeiten keine Unterschiede. Es ergab sich ein streng monotoner Anstieg der Lautheitsbeurteilung mit zunehmendem Pegel, wobei mit jeder Erhöhung um 5 dB eine statistisch signifikante Erhöhung des Lautheitsurteils einherging. Breitbandige Stimuli wurden mit ca. 3,5 hel signifikant lauter beurteilt als schmalbandige. Es bestand eine positive Abhängigkeit des Urteils sowohl vom Vorgängerpegel, als auch vom Vorgängerurteil. Die Abhängigkeit vom Vorgängerurteil war mit 0,08 hel/hel stärker als die vom Vorgängerpegel mit 0,03 dB/hel (normiert 0,036 hel/hel). Sie war probandenspezifisch, nicht geschlechtsspezifisch, aber je nach Pegel unterschiedlich. Bei den Extrempegeln 30 dB und 90 dB sowie im Bereich 50 dB und 55 dB zeigte sich nur eine schwache Vorgängerabhängigkeit. Bei den breitbandigen Reizen war sie stärker als bei den schmalbandigen.