Die vorliegende Untersuchung beschäftigt sich mit der Analyse von
Verarbeitungs- und Entscheidungsprozessen bei der Unterscheidung
von zeitlichen Lautheitsprofilen, bestehend aus weißem Rauschen,
das zufällig im Pegel fluktuiert. Dabei interessieren Aspekte der
Wahrnehmung schneller Lautheitsänderungen (zeitliches
Auflösungsvermögen des Gehörs), sowie der effizienten Nutzung der
aufgenommenen ...
Abstract (German)
Die vorliegende Untersuchung beschäftigt sich mit der Analyse von Verarbeitungs- und Entscheidungsprozessen bei der Unterscheidung von zeitlichen Lautheitsprofilen, bestehend aus weißem Rauschen, das zufällig im Pegel fluktuiert. Dabei interessieren Aspekte der Wahrnehmung schneller Lautheitsänderungen (zeitliches Auflösungsvermögen des Gehörs), sowie der effizienten Nutzung der aufgenommenen Information für verschiedene Aufgaben der Mustererkennung. In fünf Experimenten werden verschiedene Varianten der Mustererkennung implementiert, die von Hörern verlangen, Pegelinformation entweder über eine gewisse Zeitspanne (bis zu 1 s) zu integrieren oder mit feiner zeitlicher Auflösung zu analysieren, um Unterschiede in "Lautheitsprofilen" zu entdecken. Eine spezielle statistische Methode, die COSS-Analyse [B.G. Berg, J. Acoust. Soc. Am., 86, 1743-1746 (1989)], erlaubt es, aus globalen Versuchspersonenurteilen relative Gewichte zu schätzen, die wiedergeben können, wie stark jedes einzelne Zeitsegment eines Reizes die Entscheidung einer Versuchsperson beeinflusst. Auf diese Weise wird untersucht, wie effizient Versuchspersonen auch sehr kurze Zeitsegmente hinsichtlich ihrer Lautheit analysieren können und wie flexibel sie ihre Gewichtungsstrategien neuen Aufgabenstellungen anpassen können. Die Ergebnisse zeigen, dass Versuchspersonen in der Lage sind, Unterschiede in Lautheitsprofilen im Millisekundenbereich wahrzunehmen und die vorhandene Pegelinformation auch je nach Aufgabenstellung selektiv, effizient und flexibel zu nutzen. Die Ergebnisse sind damit konsistent mit der Vorstellung, dass das Gehör je nach Aufgabenstellung entweder über einen längeren Zeitbereich integriert (Lautheitsintegration) oder mit feiner zeitlicher Auflösung diskriminiert (zeitliche Profilanalyse). Schwächen des Verarbeitungsprozesses zeigen sich dann, wenn Intensitätsspitzen sehr früh im Reiz erkannt werden müssen bzw. irrelevante Information ignoriert werden muss.
Translation of the abstract (English)
The study investigates how short sounds, consisting of white noise
randomly fluctuating in level ("temporal loudness profiles"), are
processed by the auditory system. Two aspects were investigated:
(1) what changes in level human subjects are able to distinguish,
in regard to the temporal resolution of the auditory system, and
(2) how efficient gathered information is used for different kinds
of ...
Translation of the abstract (English)
The study investigates how short sounds, consisting of white noise randomly fluctuating in level ("temporal loudness profiles"), are processed by the auditory system. Two aspects were investigated: (1) what changes in level human subjects are able to distinguish, in regard to the temporal resolution of the auditory system, and (2) how efficient gathered information is used for different kinds of pattern recognition processes. In five experiments different kinds of pattern recognition tasks were implemented, requiring to either integrate level information over some period of time (up to 1 s) or to analyse level fluctuations with a fine temporal grain to be able to discriminate the given "loudness profiles". Using a special statistical method, COSS-Analysis [B.G. Berg, J. Acoust. Soc. Am., 86, 1743-1746 (1989)], it was possible to estimate relative weights that give a measure for the contribution of each temporal segment of a sound pattern to the listener's decision. The results show that listeners are able to perceive differences in loudness patterns in the range of milliseconds and that they are also able to use level information selectively, efficiently and flexibly according to the task they are given. The results confirm the assumption that the auditory system either integrates over a longer period of time (loudness integration) or discriminates with high temporal resolution (temporal profile analysis), depending on what is required. Impairments in the processing of temporal loudness patterns were observed only, when level increments at the very beginning of a sound pattern were to be recognized or when irrelevant information was supposed to be ignored.
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