Characteristics of listening environments: Benefits of binaural hearing and implications for bilateral management

Abstract

Acoustically, a room's boundaries can be thought of as dirty mirrors. By repeated reflections, these mirrors generate multiple sound images whose intensities decrease with increasing distance. The sound energy received from these images (conditioned by the inverse square law and atmospheric absorption) sums with direct sound from the source, but with delays that are directly proportional to distance. For a time-varying signal such as speech, it is important to distinguish between ‘early’ and ‘late’ reflections. Early reflections enhance perception and arrive from fairly well defined directions. Late reflections generate both energetic and informational masking and arrive from all directions. In effect, late reflections create a diffuse, self-generated noise that adds to the noise from other sources. For all sources, there are inter-aural differences in time of arrival, sound pressure level, and spectrum, together with intra- and inter-aural effects of head movement. These differences and effects are a rich resource of information about source direction and distance, and they facilitate source segregation, selective attention, and release from both energetic and informational masking. To the extent that this information can be preserved in hearing devices, and accessed and used by hearing-impaired listeners, the potential benefits should follow. But deficits of temporal resolution, spectral resolution, bandwidth, and processing skills, together with delays and other effects of signal processing, may limit the benefits – hence the need for prescriptive and performance measures of binaural function.

• Room acoustics
• Reverberation
• Binaural hearing
• Binaural amplification

Sumario

Desde el punto de vista acústico, los límites de un salón pueden imaginarse como espejos sucios. Las reflexiones repetidas generan en estos espejos múltiples imágenes sonoras cuyas intensidades disminuyen conforme aumenta la distancia. La energía sonora recibida de estas imágenes (condicionada por la ley del cuadrado inverso y la absorción atmosférica) se suma al sonido directo de la fuente sonora, pero con retrasos que son directamente proporcionales a la distancia. En el caso de una señal con variaciones temporales como el lenguaje, es importante distinguir entre reflexiones “tempranas” y “tardías”. Las reflexiones tempranas aumentan la percepción y llegan de direcciones bastante bien definidas. Las reflexiones tardías generan enmascaramiento tanto de energía como de información y llegan de todas las direcciones. En efecto, las reflexiones tardías crean un ruido difuso, auto-generado que se suma al ruido de otras fuentes. Para todas las fuentes existen diferencias inter-aurales en el tiempo de llegada, en la presión sonora y el espectro, así como efectos intra e inter-aurales del movimiento cefálico. Estas diferencias y efectos son una rica fuente de información sobre la dirección de la fuente y la distancia y facilitan la segregación de las fuentes, la atención selectiva y la sustracción del efecto del enmascaramiento energético e informativo. Tomando en cuenta que esta información puede ser almacenada en aparatos auditivos, y también obtenida y utilizada por hipoacúsicos, deben esperarse de ella beneficios potenciales. Sin embargo, el déficit de la resolución temporal y espectral, el ancho de banda, las habilidades de procesamiento al igual que los retrasos y otros efectos en el procesamiento de señales, pueden limitar los beneficios, por lo que deben realizarse medidas descriptivas y de desempeño de la función binaural.