Structura si modelarea aparatului auditiv

Structura si modelarea aparatului auditiv

In figura 3 se prezinta structura aparatului auditiv.

Canalul urechii formeaza un tub, conectand urechea de membrana timpanului. Dimensiunea canalului urechii este astfel incat se formeaza o rezonanta in jur de 2-5 KHz, frecventele in afara acestui interval fiind mult atenuate.

Membrana timpanica se gaseste la baza canalului. Exista niste oscioare ce pot osclia si care actioneaza ca un adaptor de impedanta, transformand unda sonora cu propgarae in aer in unda sonora cu propagare in fluid, in cohlea.

Cohlea este o un inel umplut cu fluid , protejat partial de un os. El contine membrana basilara (basilar membrane) si o serie de celule (hair cells), responsabile pentru tranmiterea presiunii sonore in semnale neurale.

Membrana-basilara semi-partitioneaza cohlea, actioneaza ca un analizor de spectru, descompunand semnalul in componentele sale de frecventa. Fiecare punct de pe membrana basilara, si dispunerea frecventelor de rezonanta de-a lungul membranei basilare este dupa o scara logaritmica. Selectivitatea in frecventa este condusa/asigurata de caracteristica de filtrare a fiecarui punct.

Celulele par exterioare sunt distribuite de-a lungul membranei basilare. Ele reactioneaza la raspunsul creierului, modificandu-si lungimea pentru a schimba proprietatile rezonante ale membranei basilare. Asta cauzeza ca raspuinsul membranei basilare sa fie dependent de amplitudine.

Celulele par interioare devin active cand membrana basilara se misca in sus, astfel incat traduce unda sonora din fiecare punct intr-un semnal la nervul auditiv. In acest fel, semnalul este redresat monoalternanta.

Modelul urechii interne

Exista mau multe modele pentru urechea interna, toate avand la baza filtre trece banda independente. Filtrele sunt organizate de la frecvente mari la baza urechii interne, spre frecvente joase la finalul urechii interne. Banda fiecarui filtru este descrisa de un parametru numit ERB (Equivalent Rectangular Bandwidth) .

ERB (de multe ori denumit si banda critica) este o masura acustica a latimii filtru auditiv in fiecare punct de-a lungul membranei basilare. O banda critica sau un filtru ERB modeleaza semnalul care este prezent intr-un singur nerv (canal) auditiv. O forma generala pentru banda filtrului unui canal cohlear ca functie de frecventa centrala este

unde:

• n este ordinul filtrului
• EarQ este factorul de calitate al fitrului la frecvente mari
• minBW este banda minima pentru canalelel de frecventa joasa.

Cele mai folosite valori sunt:

• Glasberg,
• Lyon Slaney,
• Greenwood

Figura 1: Factorul de calitate si vasriatia ERB-ului:

Linie continua (Glasberg), (linie intrerupta-Lyon), linie punctata(Greenwood).

Figura 2 : Caracteristicile FTB de ordinul 4 centrat pe cf = 1000Hz, cu banda b=125 Hz