Audiologieboek
Home  |   NVA  |   Print deze pagina  |    |     
 Titel: 2.9.1(2). Spraakverstaan in aanwezigheid van stoorgeluid
 Auteur: Lamoré, Houtgast
 Revisie: december 2016

Inhoud:

2.9.1.1(2). Inleiding

2.9.1.2(2). Definities

2.9.1.3(2). De factoren die van invloed zijn op het spraakverstaan in een ruimte

2.9.1.4(2). De STI als maat voor het spraakverstaan in een ruimte

2.9.1.5(2). Spraakverstaan in ruis bij slechthorenden

2.9.1.6(2). Onderzoek naar de verwerking van spraak in ruis door normaal- en slechthorenden

2.9.1.7(2). Fluctuerende ruis als stoorgeluid


 

2.9.1.1(2). Inleiding

Spraakverstaan in aanwezigheid van storende geluiden, zoals het geluid van pratende mensen in de directe omgeving, achtergrondmuziek en verkeerslawaai, is voor veel slechthorenden een groot probleem. Terwijl spraakverstaan in een rustige omgeving vaak goed mogelijk is, levert de aanwezigheid van soms maar een geringe hoeveelheid 'rumoer' onoverkomelijke hinder op. Al lang is bekend dat de mate waarin dat stoorgeluid hinderlijk is niet correleert met de mate van (audiometrisch) gehoorverlies. Het onderwerp 'spraakverstaan in aanwezigheid van stoorgeluid' was en is een bekend gebied van wetenschappelijk onderzoek, vooral omdat het een alledaagse situatie betreft. In Nederland is het gebied onderzocht en in kaart gebracht door Plomp en medewerkers (VU Amsterdam) in de zestiger en zeventiger jaren van de vorige eeuw. Veel mensen, niet alleen slechthorenden, hebben er mee te maken en ook de fabrikanten van hoortoestellen zijn er sterk in geïnteresseerd, omdat het meestal ook een groot probleem voor hoortoesteldragers is.


Spraakverstaan in aanwezigheid van stoorgeluid wordt beïnvloed door verschillenden factoren. We beginnen de bespreking van het onderwerp met het geven van een overzicht van de belangrijkste definities en variabelen daarbij. Impliciet gaan we daarbij uit van normaalhorenden. Achtereenvolgens stellen we aan de orde:


  • De spraak die verstaan moet worden (het testmateriaal)

  • Het stoorgeluid, in het vervolg veelal 'ruis' te noemen

  • Definitie van de verhouding van de sterktes van spraak en stoorgeluid, de ‘spraak-in-ruis drempel’

  • De factoren die van invloed zijn op het spraakverstaan in een ruimte

  • De STI (Spraak Transmissie Index) als maat voor het spraakverstaan in een ruimte


Daarna wordt besproken wat de effecten van de parameters stoorgeluid, richting en akoestiek zijn voor slechthorenden. Tenslotte komt aan de orde hoe het komt dat de mate van hinder die (perceptief) slechthorenden ondervinden van lawaai geen duidelijke relatie heeft met het gehoorverlies. Zijn er soms typen gehoorverlies, waarbij het ene type tot meer hinder leidt dan het andere? Welke processen liggen hieraan ten grondslag?

 


2.9.1.2(2). Definities

Het testmateriaal (de spraak die verstaan moet worden)

In de meeste gevallen wordt voor het testen van het spraakverstaan in ruis gebruik gemaakt van zinnen. Zinnen hebben de belangrijke eigenschap dat ze 'redundant' zijn. De betekenissen van de verschillende elementen van een zin zijn in meer of mindere mate gecorreleerd als gevolg van de aanwezigheid van context. Wanneer men in een test als eis stelt dat de hele zin goed verstaan moet worden, is de luisteraar minder afhankelijk van de herkenbaarheid van of het bekend zijn met de afzonderlijke elementen van de zin. Dit leidt tot een ‘scherpe’ overgang van het verstaan naar het niet-verstaan van een zin en dus tot een nauwkeurig vastgelegde drempel.


In Nederland wordt bij het testen van het spraakverstaan in ruis meestal gebruik gemaakt van de ‘Plomp en Mimpen zinnen’, alle bestaande uit 8 á 9 syllaben. Aan deze zinnen zijn bij de ontwikkeling ervan hoge eisen gesteld. Zo moest het gemiddeld geluidsniveau van de verschillende zinnen gelijk zijn. De begrijpelijkheid, beoordeeld door een groep normaalhorenden, mocht niet teveel uiteen lopen en de zinnen moesten gemakkelijk herhaald kunnen worden. Een en ander resulteerde in 10 sets van 13 zinnen. Wanneer men de zinnen, in aanwezigheid van een stoorgeluid, steeds zwakker aanbiedt zal het percentage van die zinnen dat wordt verstaan afnemen. Men kan dit weergeven in een grafiek, met verticaal uitgezet het percentage zinnen dat goed is verstaan en horizontaal de geluidsterkte van de zinnen (in dB SPL). Deze grafiek heeft een helling van 15% per dB. Dit betekent dat in 6 dB een overgang wordt bereikt van volledig verstaan (100%) naar niets meer verstaan (0%). De grens tussen alles verstaan en niets meer verstaan is dus heel scherp. De spreiding in herhaalde bepalingen is eveneens klein en bedraagt 1.6 dB.


Het stoorgeluid (de ‘ruis’)

Het geluid dat storend werkt op het spraakverstaan heeft in de praktijk alle mogelijke vormen, zoals een enkele stem, het stemgeluid van een groep(je) mensen, machinegeluid en verkeerslawaai. Bij het meeste onderzoek naar het spraakverstaan in ruis wordt gebruik gemaakt van stationaire ruis waarvan het spectrum overeenkomt met dat van het gebruikte (spraak)testmateriaal. Vaak wordt ook spraak gebruikt als stoorsignaal. Daarnaast wordt gewerkt met fluctuerende (gemoduleerde) ruis en ruis waaruit bepaalde frequentiegebieden zijn verwijderd, dit alles om aspecten die in de praktijk aanwezig zijn zoveel mogelijk in de onderzoeken mee te nemen.


Definitie van de ‘spraak-in-ruis drempel’

Bij het definiëren van de spraak-in-ruis drempel wordt gebruik gemaakt van het begrip ‘signaal-ruis verhouding’ (S/N). Dit is in algemene zin de verhouding van de sterkte (vermogen) van een signaal (S) en de sterkte (vermogen) van een stoorsignaal (ruis – N), uitgedrukt in dB:



In de audiologie wordt met de ‘S’ vrijwel altijd spraak bedoeld en met de ‘N’ storend omgevingsgeluid, beiden ter plaatse van het hoofd of het betreffende oor van de luisteraar, afhankelijk van de meetconditie. Bedraagt de sterkte van de spraak (S) b.v. 60 dBA en de sterkte van de omgevingsruis 50 dBA, dan is S/N verhouding +10 dB (gewoon het verschil, omdat het om logaritmen gaat). Een negatieve S/N verhouding betekent dat het geluidsniveau van het signaal kleiner is dan dat van het lawaai.


In de audiologie is het tegenwoordig gebruikelijk de S/N verhouding uit te drukken in de eenheid ‘Speech to Noise Ratio’ (dB SNR). De ‘S’ van ‘Signaal’ wordt hier dus ingevuld als ‘Spraak’. Natuurlijk is er een grensverhouding (drempel) waarboven de spraak wél en waar beneden de spraak, in aanwezigheid van de ruis, niet meer te verstaan is (met een zeker overgangsgebied). Deze grensverhouding of ‘spraak-in-ruis drempel’ wordt dus uitgedrukt in dB SNR en is gedefinieerd als de S/N waarbij 50% van de zinnen wordt verstaan, zoals geïllustreerd in Fig.1. Voor normaalhorenden, in een ruimte zonder galm, bij gebruik van beide oren en wanneer het stoorgeluid (spraakruis) uit dezelfde richting (van voren) komt als de spraak (zinnen), ligt deze drempel rond de –7 dB SNR. Eveneens voor normaalhorenden, bij monaurale aanbieding van zowel de zinnen als de (spraak)ruis op dezelfde hoofdtelefoon, ligt de SRT rond de –5.5 dB SNR. Deze -5.5. is ook de drempel die in de dagelijks praktijk voor het Plomp materiaal gebruikt wordt. Zie Plomp, 1986. In beide gevallen is de spraak dus zwakker dan de ruis en toch verstaanbaar.


Fig.1. De definitie van de spraak-in-ruis drempel (SRT). Horizontaal staat signaal ruis verhouding uit, in dB en verticaal het percentage zinnen dat goed is verstaan. De S/N waarbij 50% wordt verstaan is de drempel. Het betreft hier monaurale aanbieding.


Wanneer er geen stoorruis aanwezig is heeft men te maken met de drempel voor spraakverstaan in stilte. Hiervoor wordt de term ‘Speech Reception Threshold’ (SRT) gebruikt, uitgedrukt in dBA.

 


2.9.1.3(2). De factoren die van invloed zijn op het spraakverstaan in een ruimte

 

Spraak en ruis vanuit verschillende richtingen (Cocktail Party Effect)

In de voorafgaande paragraaf meldden we reeds dat, in een ruimte waar zich storend geluid bevindt, spraak gemakkelijker kan worden verstaan wanneer men luistert met beide oren. De winst, gerekend als verbetering van de SNR, bedraagt 1.5 dB wanneer de spraak (zinnen) uit dezelfde richting komt als de ruis (conditie 0°). Dat is niet zoveel, maar het voordeel treedt vooral op wanneer de aangeboden zinnen uit een andere richting komen dan de ruis. We gaan er daarbij van uit dat de luisteraar zit in het midden van een ring met luidsprekers die zich op 1 m afstand bevinden. De zinnen worden aangeboden uit de luidspreker recht voor de luisteraar. Wanneer er in die ruimte geen nagalm is wordt het maximale voordeel bereikt wanneer de ruis van opzij komt (135°, dus schuin van achteren). Het voordeel (t.o.v. de conditie 0°) bedraagt ongeveer 10 dB. De zinnen kunnen in dit geval, bij gebruik van spraakruis als stoorsignaal, dus nog worden verstaan wanneer deze 11.5 dB zwakker worden aangeboden dan de ruis.


De verbetering die optreedt in een ruimte, bij aanwezigheid van stoorgeluid, wanneer men luistert met twee oren, vooral wanneer er verschil in richting is tussen spraak en stoorgeluid, heet het ‘cocktail party effect’. Men kan een algemene indruk van het effect krijgen door een gesprek in een rumoerige omgeving op te nemen op een cassetterecorder en vervolgens deze opname te beluisteren. Het voordeel dat het horen met de twee oren in dit geval oplevert ontstaat door de wijze waarop de gecodeerde signalen van de twee oren in de hogere centra van het auditieve systeem worden verwerkt. Het betreft niet een vorm van richtinghoren. In het algemeen liggen bij normaalhorenden de spraak-in-ruis drempels voor fluctuerende stoorgeluiden, zoals spraak, gunstiger dan die voor stationaire ruis.


Galm

De aanwezigheid van galm in een ruimte verstoort het spraakverstaan. De ‘mate van galm’ wordt bepaald door de nagalmtijd T. Naarmate deze toeneemt, worden de omstandigheden om de zinnen nog goed te verstaan slechter. Wanneer men bij een T van b.v. 2.3 s luistert met beide oren en wanneer de zinnen en het stoorgeluid (spraakruis) uit dezelfde richting komen bedraagt de SRT +5.5 dB. Bij aanbieding uit verschillende richtingen is - bij deze galm - het richtingvoordeel slechts 1 á 2 dB.

 


2.9.1.4(2). De STI als maat voor het spraakverstaan in een ruimte

In het voorafgaande zagen we dat het spraakverstaan in een ruimte bepaald wordt door twee factoren, de mate van galm in die ruimte, gerepresenteerd in de nagalmtijd T, en de hoeveelheid stoorgeluid. In Hfdst.5.5.1(2) wordt de Spraak Transmissie Index (STI) geïntroduceerd als maat voor de kwaliteit van de overdracht van spraak in een ruimte. De STI is gebaseerd op het gedrag van de fluctuaties in het spraaksignaal in de ruimte. De akoestische eigenschappen van de ruimte en het achtergrondlawaai verminderen de modulaties en beperken daardoor de verstaanbaarheid van het spraaksignaal. De index heeft een waarde tussen 0 en 1. Een waarde 1 betekent dat de spraak totaal ongestoord wordt overgedragen en de waarde 0 houdt in dat er een maximale ‘versmering’ is opgetreden in het geluid dat de luisteraar bereikt.


Men heeft nu gevonden dat de STI ook gebruikt kan worden als maat voor het spraakverstaan van individuen, in aanwezigheid van galm of stoorgeluid. De relatie is geïllustreerd in Fig.2. Deze relatie is gebaseerd op het luisteren in een groot aantal situaties zoals die in ruimtes aanwezig kunnen zijn, met verschillen in achtergrondgeluid, galm en echo. Een voorspelling van het spraakverstaan, wanneer een STI gemeten is, heeft een spreiding van ± 6%. Voor het verstaan van zinnen hoeft de overdracht niet optimaal te zijn en dus de STI niet de waarde 1 te hebben om een goede verstaanbaarheid te bereiken. Voor normaalhorenden geldt een grenswaarde van 0.35. Deze waarde komt overeen met een monaurale S/N van – 5.5 dB. Het verband tussen de S/N waarbij 50% van de zinnen wordt verstaan, de galmtijd T en de STI wordt besproken in Hfdst.7.4.3(2), Par.2. Voor mensen met presbyacusis wordt een gemiddelde STI van 0.55 aangehouden. Hierbij wordt dus 50% van de zinnen verstaan.


De STI en de SRT zijn zeer nuttige meetinstrumenten wanneer men onderzoek wil doen naar de processen die aan het spraakverstaan in ruis ten grondslag liggen. Men kan daarbij twee kanten op. Men kan voor verschillende categorieën slechthorendheid de grenswaarde van de STI bepalen en dus een uitspraak doen over de akoestische omstandigheden die vereist zijn voor een goede verstaanbaarheid van de spraak. Informatie over dit onderwerp is te vinden in Hfdst.7.4.3.


Fig.2. De relatie tussen spraakverstaan van woorden (in dit geval voor ‘fonetisch gebalanceerde woorden’ ) en de STI in verschillenden akoestische omstandigheden. Figuur ontleend aan Houtgast en Steeneken, 1985.


Anderzijds kan men bij normaalhorenden het spraaksignaal manipuleren, b.v. door bepaalde delen uit het spectrum ervan weg te laten en de effecten op de verstaanbaarheid, dus op de grenswaarde van de STI, meten. Men heeft daarbij gevonden dat, er van uitgaande dat het dynamisch bereik van de normale spraak 30 dB bedraagt, een STI van 0.35, dus een spraak-in-ruis verstaan van 50%, overeen komt met een gebruik van 1/3 van dit bereik.


Fig.3. Een gestileerd voorbeeld van 'notched noise' ('gatruis') maskering. Van de zinnen wordt niet het hele spectrum aangeboden (de band tussen de twee parallelle lijnen), maar wordt alles gemaskeerd (groen aangegeven) behalve een frequentieband rond de 1000 Hz (blauw). Wanneer dit blauwe gebied 1/3 bedraagt van het totale frequentiegebied van de zinnen wordt de grenswaarde van de STI voor normaalhorenden bereikt.


Dit is een standaard die ook geldt wanneer men gehoorverliezen simuleert, b.v. door te maskeren met een breedbandige maskeerruis die 2/3 van het dynamisch bereik uitschakelt, of door het gehele spraaksignaal te maskeren, met uitzondering van een band in het midden van het frequentiegebied van de spraak en die 1/3 van het hele frequentiegebied bestrijkt. Een voorbeeld van dit laatste is gegeven in Fig.3. Het gebied tussen de twee rode curven representeert het spraaksignaal (30 dB dynamiek) en het grijze gebied is gemaskeerd.


Dezelfde 1/3 regel geldt overigens ook in het tijddomein. Wanneer men periodiek, d.m.v. ruis, delen van het lopende spraaksignaal uitschakelt, blijft de grenswaarde van de STI op 0.35, zolang maar tenminste 1/3 van het spraaksignaal ongemaskeerd blijft. Overigens zijn er wel uitzonderingen op deze regel, voor normaalhorenden, wanneer de geluidniveaus erg hoog worden of wanneer met de taal niet goed kent.


Inmiddels is duidelijk geworden dat de regel ‘een spraak-in-ruis verstaan van 50%, komt overeen met een gebruik van 1/3 van het frequentiebereik’ (Fig.3) ook geldt voor fluctuerende ruis.

 


2.9.1.5(2). Spraakverstaan in ruis bij slechthorenden

Bij het beschrijven van het spraakverstaan in aanwezigheid van stoorgeluid bij slechthorenden is het van belang onderscheid te maken tussen een perceptief gehoorverlies en een geleidingsverlies. Bij mensen met een geleidingsverlies heeft de spraak-in-ruis drempel dezelfde waarde –5.5 dB als bij normaalhorenden. Voor de uitleg wordt gebruik gemaakt van Fig.4. De onderste curve geeft aan hoe de spraakdrempel verloopt wanneer de stoorruis geleidelijk harder wordt gemaakt. Het horizontale beginstuk komt overeen met de absolute drempel van het spraaksignaal. De ruis is daar nog te zwak om een rol te spelen. Geleidelijk echter krijgt de ruis invloed op de spraakdrempel en zien we een één op één relatie tussen drempel en ruisniveau. Wanneer de ruis 10 dB sterker wordt gemaakt moet het spraaksignaal ook 10 dB sterker gemaakt worden om dezelfde verstaanbaarheid te houden. Bij een geleidingsverlies (curve 1) moet het spraaksignaal duidelijk versterkt worden wil het hoorbaar zijn. De ruis speelt in het begin weer geen rol (het horizontale stuk), maar vanaf een bepaald niveau wordt de ruis bepalend voor de drempel van de spraak en bereikt de curve die voor de normaalhorenden om verder gelijk op te lopen. Dit verloopt is te begrijpen wanneer men bedenkt dat bij een geleidingsverlies alleen sprake is van een verzwakking (‘attenuation’, vandaar de ‘A’) van de binnenkomende geluiden. De verwerking van het geluid in het binnenoor is niet aangetast.


Fig.4. Drempel voor het verstaan van zinnen (SRT) zinnen als functie van het geluidsniveau van stoorgeluid voor normaalhorenden (aangegeven), voor mensen met een conductief gehoorverlies (curve 1) en voor mensen met een perceptief gehoorverlies (curve 2). De curven gelden voor een vrije veldsituatie, met – diffuus aanwezige – stationaire ruis als stoorgeluid. De galmtijd T van de ruimte bedraagt 0.4 s. Figuur ontleend aan Plomp, 1977.


Geheel anders is de situatie voor perceptief slechthorenden (curve 2). Hier zien we weer een horizontaal stuk, omdat spraak en ruis natuurlijk op voldoende versterkt moeten worden om hoorbaar te worden. Hier echter blijft het stijgende deel van de curve een aantal dB’s boven die voor de andere categorieën liggen. In deze beschrijving, die bekend is als ‘het model van Plomp’, wordt gewerkt met een ‘A-factor’ (van ‘Attenuation’) en een ‘D-factor’ of ‘D-term’ (van ‘Distortion’ – vervorming). Voor een geleidingsslechthorendheid geldt D=0. Bij een perceptieve slechthorendheid van enige omvang is de D-term in de orde van grootte van 6 dB. Dit betekent dat de spraak-in-ruis drempel 6 dB hoger ligt dan bij een normaalhorende. De 6 dB suggereert ten onrechte een beperkt probleem. Fig.1 laat zien dat, als gevolg van de steile helling van de drempelcurve, 6 dB een verschil tussen alles verstaan en niets verstaan kan opleveren.


Het spraakverstaan in stilte, dus de horizontale stukken curve in Fig.4, bevat zowel de A-term als de D-term. Deze A+D term is goed gecorreleerd met het gemiddelde gehoorverlies. Dit geldt echter niet voor de D-term. Deze kan, naarmate het – perceptieve – gehoorverlies toeneemt, sterk van persoon tot persoon verschillen, met uitschieters naar 2 en 10 dB. De beperkte toename en de spreiding is geïllustreerd in Fig.5. Het betreft hier mensen met presbyacusis. Horizontaal is niet het gehoorverlies uitgezet, maar de leeftijd. De grootte van de D-term is gecorreleerd met de helling van het audiogram. De grootte van de D-term wordt dus beïnvloed door de mate waarin de hogere frequenties in het spraaksignaal vertegenwoordigd zijn. Hier geldt dus niet de 1/3 regel die van toepassing is op de STI (Par.4 van dit hoofdstuk). Het zal tenslotte duidelijk zijn dat het aanpassen van een hoortoestel bij een slechthorende alleen effect geeft op de A-term.


Fig.5. De mediaanwaarde (de getrokken lijn – 50%), de 25/75 en 10/90 percentielen van de grootte van de D-term voor een grote groep perceptief slechthorenden (presbyacusis) als functie van de leeftijd (beste oor). Figuur ontleend aan Plomp, 1986.


Het spraakverstaan in ruis zal – in elk geval wanneer in een hoortoestel alleen versterking wordt toegepast - niet beïnvloed worden. Voor meer informatie over het model van Plomp en over de eigenschappen van de D-term zie niveau 3.

 


2.9.1.6(2). Onderzoek naar de verwerking van spraak in ruis door normaal- en slechthorenden

De grenswaarde van de STI voor slechthorenden, althans mensen met een presbyacusis, ligt gemiddeld op 0.55. Gemiddeld neemt de grenswaarde toe met het gehoorverlies, maar de correlatie met de grootte van het gehoorverlies is matig. Een relatief groot – perceptief - gehoorverlies hoeft dus niet tot een hoge grenswaarde voor de STI en dus tot significante problemen met het spraakverstaan in ruis te leiden.


Welke mogelijkheden zijn er nu om te differentieren tussen enerzijds een meer of minder ‘eenvoudige’ slechthorendheid, b.v. als gevolg van een verlies in de hoge tonen, waarbij de grenswaarde voor de STI normaal is (rond de 0.35) en het verstaan van de zinnen geen problemen oplevert, en anderzijds een complexe slechthorendheid met een sub-optimale verwerking van het spraaksignaal. De differentiatie zou gerealiseerd kunnen worden door de hoeveelheid informatie te bepalen die in de twee gevallen nodig is om tot dezelfde prestatie te komen. Mensen met een sub-optimale verwerking van het spraaksignaal zouden in de grenssituatie (50% score) een groter gedeelte van het signaal nodig hebben, dus meer dan 1/3, dan de mensen met een eenvoudige slechthorendheid. Men kan dan nog denken in termen van de bandbreedte van het spraaksignaal, maar ook in het tijddomein, immers in beide gevallen geldt de 1/3 regel.


Men heeft dit nagegaan door bij slechthorenden de spraak-in-ruis drempel te bepalen als functie van de bandbreedte van het signaal. Bij een breedbandig signaal heeft deze drempel (SRT) voor normaalhorenden een waarde van –5.5 dB. Wanneer de bandbreedte begrensd wordt zal op een gegeven moment de SRT gaan toenemen. Die bandbreedte is dan kennelijk minimaal nodig om het 50% punt te bereiken. Bij deze bandbreedte (SRBT genoemd) en het betreffende gehoorverlies kan men de STI bepalen. In de voorafgaande paragraaf zagen we dat eliminatie van een deel van het spectrum niet tot een verhoogde STI hoeft te leiden zolang er maar 1/3 overblijft. De STI bedraagt dan 0.35. Het blijkt nu dat er slechthorenden zijn bij wie die benodigde bandbreedte niet vergroot is (STI = 0.35) en slechthorenden bij wie dit wél het geval is (STI > 0.35). De relatie tussen die minimale bandbreedte en de STI is geïllustreerd in Fig.6. Voor normaalhorenden is de ‘minimale band’ 1½ octaaf breed. Deze bevinden zich in het linker gedeelte van de figuur. We zien dat er verschillende perceptief slechthorenden zijn die ondanks hun gehoorverlies geen extra problemen zullen ondervinden tijdens het spraakverstaan in een lawaaiomgeving. Andere slechthorenden hebben die problemen wel. Deze differentiatiemethode kan op analoge wijze toegepast worden in het tijddomein.


Hoewel het nog te vroeg is aan deze uitkomsten consequenties te verbinden m.b.t. de revalidatie, bieden ze wel een opening naar het verkrijgen van meer inzicht in de verwerking van het spraaksignaal, onafhankelijk van het - audiometrisch – gehoorverlies.


Fig.6. Relatie tussen de grenswaarde voor de STI en de SRBT (voor definitie zie tekst).De vierkantjes representeren uitkomsten voor slechthorenden en de rondjes (linker benedenhoek) die voor normaalhorenden. Figuur ontleend aan Noordhoek, 2000.


Een andere lijn van onderzoek is de toepassing van signaalbewerkingstechnieken. Motivering van dit type onderzoek is het feit dat slechthorenden te maken hebben met een verminderd vermogen spectrale contrasten op te lossen (verbreding van de cochleaire filters) en een verminderd vermogen om snelle fluctuaties te herkennen in geluid. Men heeft nu in spraaksignalen (zinnen, klinkers) de spectrale contrasten en/of temporele contrasten verminderd (‘uitgesmeerd’) en bij normaalhorenden onderzocht, b.v. door bepaling van de spraak-in-ruis drempel, wat het effect van die uitsmering was. Dit effect bleek gering te zijn. Bij slechthorenden gaat bij een bepaalde bandbreedte van versmering het spraakverstaan afnemen. Tot nu toe is echter geen correlatie gevonden tussen de bandbreedte waarbij dit optreedt en de grootte van het gehoorverlies. Teneinde de slechthorenden ‘tegemoet te komen’ kan men natuurlijk ook kiezen voor een opscherping (spectraal, temporeel, of een combinatie hiervan) van de contrasten.

 


2.9.1.7(2). Fluctuerende ruis als stoorgeluid

Tot nu toe hebben we in dit hoofdstuk alleen aandacht aan stationaire ruis (‘spraakruis’) als stoorgeluid. Dat is niet in overeenstemming met de alledaagse werkelijkheid, maar het heeft als voordeel dat het geluid beter is gedefinieerd. Bij veel experimenten met fluctuerend stoorgeluid wordt gebruik gemaakt van de ‘Plomp zinnen’, maar dan achterstevoren afgespeeld, om het verstaan van de zinnen te voorkomen. In deze situatie blijken normaalhorenden een voordeel te hebben t.o.v. het luisteren in aanwezigheid van stationaire ruis. Het voordeel bedraagt 6 dB. De spraak-in-ruis drempel ligt dus - bij monaurale aanbieding - niet op –5.5 dB (zie boven), maar rond de –12 dB. Dit voordeel hebben veel slechthorenden met een substantieel perceptief gehoorverlies niet. Bij hen heeft despraak-in-ruis drempel voor fluctuerende ruis dezelfde waarde als die voor stationaire ruis of is zelfs slechter. De verschillen in drempel tussen normaalhorenden en slechthorenden voor fluctuerende ruis worden verder besproken in Par.8 van Hfdst.7.2.3.


Het verband tussen de spraak-in-ruis drempels voor de twee categorieën stoorgeluid is geïllustreerd in Fig.7. Het betreft slechthorenden met perceptieve gehoorverliezen tussen de 40 en 70 dB (beiderzijds) en met een zinsverstaanvaardigheid (bij voldoende versterking) groter dan 80%. Op dit moment is nog niet bekend wat de oorzaak is van dit verschijnsel. Mogelijk is dat bij slechthorenden meer namaskering optreedt, waardoor de openingen in stoorgeluid – men spreekt hier ook wel van ‘pauzes’ – voor een deel volgesmeerd worden en het stoorgeluid perceptief dus minder fluctuerend wordt.


Fig.7. De drempel voor het verstaan van zinnen (SRT) in aanwezigheid van stationaire spraakruis uitgezet tegen diezelfde drempel in aanwezigheid van fluctuerende ruis. Gegevens van slechthorenden. Ongepubliceerde data (Kramer, 2000). Het kruisje markeert de uitkomst voor normaalhorenden.



Inhoud:

2.9.1.1(3). Frequenties die een rol spelen i.v.m. spraak

2.9.1.2(3). STI en spraakverstaan


 

2.9.1.1(3). Frequenties die een rol spelen i.v.m. spraak

In Hfdst.2.2.1(2) zagen wij dat het oor in principe gevoelig is voor frequenties tussen de 20 en 20000 Hz, bij geluidsni­veaus die kunnen liggen tussen 0 en 120 dB SPL. Het totale gebied van mogelijkheden noemt men het 'gehoorveld'. Spraak als fysisch gegeven bestrijkt maar een beperkt deel van dit totaal van hoorbare signalen. Het gearceerde gedeelte in Fig.1 geeft aan welke frequenties en geluidsniveaus bij spraak een rol spelen. Het gaat hier om spraakklanken gemeten dicht bij de mond van de sprekende persoon. Het centrum van dit gebied ligt bij 1000 Hz en bij een niveau van 60 dB SPL. Bepaalt men meer algemeen het spectrum van lopende spraak op een zekere afstand van de spreker dan blijkt dat de frequenties rond de 500 à 1000 Hz het sterkst vertegenwoordigd zijn.


Fig.1. De ‘spraakbanaan’. De drempelcurve is gebaseerd op data van Sivian and White, 1933.

 


2.9.1.2(3). STI en spraakverstaan

De STI is oorspronkelijk ontwikkeld voor het testen van communicatiesystemen. Uitvoerig, voor vele typen storingen, is experimenteel geverifieerd dat er een redelijk eenduidig verband is tussen de STI en het verstaan van spraak (Houtgast et al., 1980; Houtgast, 1985). Dergelijke metingen werden uitgevoerd met normaalhorende luisteraars. Een belangrijke volgende stap, essentieel voor de toepassing van het STI concept voor slechthorenden, werd gezet door Duquesnoy en Plomp (1980). Zij toonden aan dat, voor diverse combinaties van nagalm en stoorlawaai, de STI bepalend is voor het verstaan van spraak, niet alleen voor normaalhorenden, maar ook voor groepen ouderen met een toenemende mate van presbyacusis. In Fig.2 zijn een aantal meetpunten weergegeven die ontleend zijn aan die studie. Het illustreert dat voor elke groep (geselecteerd naar leeftijd) een bepaald niveau van spraakverstaan (50% van eenvoudige zinnen goed verstaan) bereikt wordt bij een bepaalde STI waarde, en dat met het toenemen van de leeftijd (meer presbyacusis) een hogere STI waarde vereist is.


Fig.2. De ‘Spraak Transmissie Index’ (STI) als functie van de nagalmtijd T voor een groep normaalhorenden (R) en vier groepen slechthorenden (presbyacusis), weergegeven door de lijnstukken A, B, C en D. De gemiddelde leeftijden van de groepen A, B, C en D zijn respectievelijk 65, 65, 74 en 77 jaar. De gestreepte lijnen geven de STI als functie van de nagalmtijd. Figuur ontleend aan Duquesnoy, 1982.

 


Literatuur

  1. ANSI S3.5-1997. American national standard methods for calculating of the speech intelligibility index. American National Standards Institute, New York, 1997.
  2. ANSI S3.5-1969. American national standard methods for the calculation of the articulation index. American National Standards Institute, New York, 1969.
  3. Bacon SP, Opie JM, Montoya DY. The effects of hearing loss and noise masking on the masking release for speech in temporally complex backgrounds. J Speech Language Hear Res 1998;41:549-563.
  4. Berger EH. Re-examination of the low-frequency (50-1000 Hz) normal threshold of hearing in free and diffuse sound fields. J Acoust Soc Am 1981; 70:1635-1645.
  5. Bosman AJ, Smoorenburg GF. (1995) Intelligibility of Dutch CVC syllables and sentences for listeners with normal hearing and with three types of hearing impairment. Audiology 34:260-284.
  6. Bronkhorst AW, Plomp R. The effect of head-induced interaural time and level differences on speech intelligibility in noise. J Acoust Soc Am 1988;92:1508-1516.
  7. Bronkhorst AW, Plomp R. Binaural speech intelligibility in noise for hearing-impaired. J Acoust Soc Am 1989;86:1374-1383.
  8. Bronkhorst AW. Binaural aspects of speech perception in noise. Proefschrift Vrije Universiteit Amsterdan, 1990.
  9. Bronkhorst AW, Plomp R. Effect of multiple speechlike maskers on binaural recognition in normal and impaired hearing. J Acoust Soc Am 1992;83:3132-3139.
  10. Bruel & Kjaer Technical Review No.3, on RASTI, 1985.
  11. Carlyon RP, Moore BCJ. Detection of tones in noise and the ‘severe departure’ from Weber’s law. J Acoust Soc Am 1986;79,461-464.
  12. Ching T, Dillon H, Byme D. Prediction of speech recognition from audibility and psychoacoustic abilities of hearing-impaired listeners. In ‘Modeling Sensorineural Hearing Loss’, Jestaedt W (ed.), 1997, Erlbaum, Hillsdale, NY.
  13. Ching TYC, Dillon H, Byme D. Speech recognition of hearing impaired listeners: Predictions from audibility and the limited role of high frequency amplification. J Acoust Soc Am 1998;103:1128-1140.
  14. Divenyi PL, Haupt KM. Audiological correlates of speech understanding deficits in elderly listeners with mild-to-moderate hearing loss II. Correlation Analysis. Ear Hear 1997;18:100-113.
  15. Divenyi PL, Haupt KM. Audiological correlates of speech understanding deficits in elderly listeners with mild-to-moderate hearing loss III. Factor representation. Ear Hear 1997;18:189-201.
  16. Drullman R. Intelligibility of temporally degraded speech. Proefschrift Vrije Universiteit, Amsterdam, 1994.
  17. Drullman R. Temporal envelope and fine structure cues for speech intelligibility. J Acoust Soc Am 1995;97,585-592.
  18. Duquesnoy AJ, Plomp R. Effect of Reverberation and Noise on the Intelligibility of Sentences in Cases of Presbyacusis. J Acoust Soc Am 1980;68:537-544.
  19. Duquesnoy AJ.Speech intelligibility of the hearing impaired. Proefschrift Vrije Universiteit Amsterdam, 1982.
  20. Duquesnoy AJ. The intelligibility of sentences in quiet and in noise in aged listeners. J Acoust Soc Am 1983;74:1136-1144.
  21. Festen JM, Plomp R. Effects of fluctuating noise and interfering speech on the speech-reception threshold for impaired and normal hearing. J Acoust Soc Am 1990;88:1725-1736.
  22. Fletcher H. The perception of speech sounds by deafened persons. J Acoust Soc Am 1952;24:490-497.
  23. Fletcher H. Speech and hearing in Communication. D van Nostrand Company, Inc., Toronto etc., 1953.
  24. Freyman RL, Nelson, DA. Frequency discrimination as a function of tonal duration and excitation-pattern slopes in normal and hearing-impaired listeners. J Acoust Soc Am 1986;79:1034-1044.
  25. Freyman RL, Nelson DA. Frequency discrimination of short­ versus long-duration tones by normal and hearing-impaired listeners. J Speech Hear Res 1987;30: 28-36.
  26. Glasberg BR, Moore BC. Psychoacoustic abilities of subjects with unilateral and bilateral cochlear hearing impairments and their relationship to the ability to understand speech. Scand Audiol 1989; Suppl 32:1-25.
  27. Glasberg BR, Moore BC. Auditory filter shapes in subjects with unilateral and bilateral cochlear impairments. J Acoust Soc Am 1986;79:1020­-1033.
  28. Glasberg BR, Moore BC. Psychoacoustic abilities of subjects with unilateral and bilateral cochlear hearing impairments and their relationship to the ability to understand speech. Scand Audiol 1989; Suppl 32:1-25.
  29. Hall JW, Wood EJ. Stimulus duration and frequency discrimination for normal-hearing and hearing-impaired listeners. J Speech Hear Res 1984;27:252-256.
  30. Hogan CA, Turner CW. High-frequency audibility: Benefits for hearing-impaired listeners. J Acoust Soc Am 1998;104:432-444.
  31. Houtgast T en Steeneken HJM. Beoordelen van spraakcommunicatiekanalen langs fysische weg. Publicatie Nederlands Akoestisch Genootschap 1970;18:22-29.
  32. Houtgast T, Steeneken HJM, Plomp R. Predicting Speech Intelligibility in Rooms from the Modulation Transfer Function. I. General Room Acoustics. Acustica 1980;46:60- 72.
  33. Houtgast T. The Effect of Ambient Noise on Speech Intelligibility in Classrooms. Applied Acoustics 1981;14:15-25.
  34. Houtgast T, Steeneken HJM. A review of the MTF concept in room acoustics and its use for estimating speech intelligibility in auditoria. J Acoust Soc Am 1985;77:1069-1077.
  35. Kramer SE. Persoonlijke communicatie, 2000.
  36. Lee LW, Humes LE. Evaluating a speech-reception threshold model for hearing-impaired listeners. J Acoust Soc Am 1993;93:2879-2885.
  37. Moore BCJ. Perceptual consequences of cochlear hearing loss and their implications for the design of hearing aids. Ear Hear 1996;17:133-161.
  38. Moore BCJ, Glasberg BR, Plack CJ, Biswas AK. The shape of the ear's temporal window. J Acoust Soc Am 1988; 83:1102-1116.
  39. Moore BCJ, Raab DH. Pure-tone intensity discrimination: some experiments relating to the 'near-miss' to Weber's law. J Acoust Soc Am 1974;55:1049-1054.
  40. Noordhoek IM, Drullman R. Effect of reducing temporal intensity modulations on sentence intelligibility. J Acoust Soc Am 1997;101:498-502.
  41. Noordhoek IM, Houtgast T, Festen JM. Measuring the threshold for speech reception by adaptive variation of the signal bandwidth. I. Normal-hearing listeners. J Acoust Soc Am 1999;105:2895-2902.
  42. Noordhoek IM. Intelligibility of narrow-band speech and its relation to auditory functions in hearing impaired listeners. Proefschrift Vrije Universiteit Amsterdam, 2000.
  43. Noordhoek IM, Houtgast T, Festen JM. Measuring the threshold for speech reception by adaptive variation of the signal bandwidth. II. Hearing ­impaired listeners. J Acoust Soc Am 2000;107:1685-1696.
  44. Noordhoek IM, Houtgast T, Festen JM. Relations between intelligibility of narrow-band speech and auditory functions, both in the 1-kHz frequency region. J Acoust Soc Am 2001;109:1197-212.
  45. Oxenham, AJ, Moore BCJ. Additivity of masking in normally hearing and hearing-impaired subjects. J Acoust Soc Am 1995;98:1921-1934.
  46. Oxenham AJ, Moore BCJ, Vickers DA. Short-term temporal integration: Evidence for the influence of peripheral compression. J Acoust Soc Am 1997;101:3676-3687.
  47. Patterson RD, Nimmo-Smith DL, Weber DL, Milroy R. The deterioration of hearing with age: Frequency selectivity, the critical ratio, the audiogram, and speech threshold. J Acoust Soc Am 1982;72:1788-1803.
  48. Pavlovic CV. Derivation of primary parameters and procedures for use in speech intelligibility predictions. J Acoust Soc Am 1987;82:413-422.
  49. Pavlovic CV, Studebaker GA, Sherbecoe RL. An articulation index based procedure for predicting the speech recognition performance of hearing­ impaired individuals. J Acoust Soc Am 1986;80:50-57.
  50. Plomp R. Slechthorendheid en het beperkte nut van een hoortoestel. Tijdschrift Sociale Geneeskunde 1977;55:604-613.
  51. Plomp R, Mimpen AM. Speech-reception threshold for sentences as a function of age and noise level. J Acoust Soc Am 1979;66:1333-1342.
  52. Plomp R. Auditory handicap of hearing impairment and the limited benefit of hearing aids. J Acoust Soc Am 1978; 63:533-549.
  53. Plomp R, Mimpen AM. Effect of the Orientation of the Speaker's Head and the Azimuth of a Noise Source on the Speech-Reception Threshold for Sentences. ACUSTICA 1981;48:325-328.
  54. Plomp R. A signal-to-noise ratio model for the speech-reception threshold of the hearing impaired. J Speech Hear Res 1986;29:146-154.
  55. Plomp R. The negative effect of amplitude compression in multichannel hearing aids in the light of the modulation-transfer function. J Acoust Soc Am 1988;83:2322-2327.
  56. Plomp R, Mimpen AM. Improving the reliability of testing the speech reception threshold for sentences. Audiology 1979;18:43-52.
  57. Rosen S, Fourcin A. Frequency selectivity and the perception of speech. In 'Frequency Selectivity in Hearing', Moore BCJ (ed,). Academic Press, London, 1986:373-487.
  58. Schroder AC, Viemeister NF, Nelson DA. Intensity discrimination in normal-hearing and hearing-impaired listeners. J Acoust Soc Am 1994;96:2683­2693.
  59. Sivian LJ, White SD. Minimum audible fields. J Acoust Soc Am 1933;4:288-321.
  60. Smoorenburg GF. Speech reception in quiet and in noisy conditions by individuals with noise-induced hearing loss in relation to their tone audiogram. J Acoust Soc Am 1992;91:421-437.
  61. Steeneken HJM, Houtgast T. A physical method for measuring speech transmission quality. J Acoust Soc Am 1980;67:318-326.
  62. Stevens SS. Calculation of the loudness of complex noise. J Acoust Soc Am 1956;28:807-832.
  63. Summerfield Q. Speech perception in normal and impaired hearing . British Medical Bulletin 1987;43:909-925.
  64. Ter Keurs M. Intelligibility of spectrally smeared speech. Proefschrift Vrije Universiteit, Amsterdam, 1992.
  65. Turner CW, Zwislocki JJ, Filion PR. Intensity discrimination determined with two paradigms in normal and hearing-impaired subjects. J Acoust Soc Am 1989;86:109-115.
  66. Tyler RS. Frequency resolution in hearing-impaired listeners. In 'Frequency Selectivity in Hearing', Moore BCJ (ed,). Academic Press, London;1986:309-371.
  67. Tyler RS, Summerfield Q, Wood EJ, Fernandes MA. Psychoacoustic and phonetic temporal processing in normal and hearing­ impaired listeners. J Acoust Soc Am 1982;72:740­ 752.
  68. Van Buuren RA, Festen JM, Houtgast T. Evaluation of a wide range of amplitude-frequency responses for the hearing-impaired. J Speech Hear Res 1995;38:211-221.
  69. Van Buuren RA, Festen JM, Houtgast T. Compression and expansion of the temporal envelope: Evaluation of speech intelligibility and sound quality. J Acoust Soc Am 1999;105:2903-2913.
  70. Van den Brink WAC, Houtgast T. Efficient across-frequency integration in short-signal detection. J Acoust Soc Am 1990;87:284-291.
  71. Van den Brink WAC, Houtgast T. Spectro-temporal integration in signal detection. J Acoust Soc Am 1990;88:1703-1711.
  72. Van Dijkhuizen JN, Festen JM, Plomp R. The effect of frequency selective attenuation on the speech-reception threshold of sentences in conditions of low-frequency noise. J Acoust Soc Am 1991;90:885-894.
  73. Versfeld NJ, Daalder L, Festen JM, Houtgast T. Method for the selection of sentence materials for efficient measurement of the speech reception threshold. J Acoust Soc Am 2000;107:1671-1684.

© NVA leerboek 2000-2017 Privacy | Disclaimer | Copyright | Statistieken | Webredactie