ICRA Noises: Artificial Noise Signals with Speech-like Spectral and Temporal Properties for Hearing Instrument Assessment: Ruidos ICRA: Señates de ruido artificial con espectro similar al habla y propiedades temporales para pruebas de instrumentos auditivos

Abstract

Current standards involving technical specification of hearing aids provide limited possibilities for assessing the influence of the spectral and temporal characteristics of the input signal, and these characteristics have a significant effect on the output signal of many recent types of hearing aids. This is particularly true of digital hearing instruments, which typically include non-linear amplification in multiple channels. Furthermore, these instruments often incorporate additional non-linear functions such as “noise reduction” and “feedback cancellation”. The output signal produced by a non-linear hearing instrument relates to the characteristics of the input signal in a complex manner. Therefore, the choice of input signal significantly influences the outcome of any acoustic or psychophysical assessment of a non-linear hearing instrument. For this reason, the International Collegium for Rehabilitative Audiology (ICRA) has introduced a collection of noise signals that can be used for hearing aid testing (including real-ear measurements) and psychophysical evaluation. This paper describes the design criteria, the realisation process, and the final selection of nine test signals on a CD. Also, the spectral and temporal characteristics of these signals are documented. The ICRA noises provide a well-specified set of speech-like noises with spectra shaped according to gender and vocal effort, and with different amounts of speech modulation simulating one or more speakers. These noises can be applied as well-specified background noise in psychophysical experiments. They can also serve as test signals for the evaluation of digital hearing aids with noise reduction. It is demonstrated that the ICRA noises show the effectiveness of the noise reduction schemes. Based on these initial measurements, some initial steps are proposed to develop a standard method of technical specification of noise reduction based on the modulation characteristics. For this purpose, the sensitivity of different noise reduction schemes is compared by measurements with ICRA noises with a varying ratio between unmodulated and modulated test signals: a modulated-unmodulated ratio. It can be anticipated that this information is important to understand the differences between the different implementations of noise reduction schemes in different hearing aid models and makes.

Los estándares actuales de las especificaciones técnicas de los auxiliares auditivos proporcionan posibilidades limitadas para conocer la influencia de las characterísticas temporales y espectrales de la señal de entrada y estas caracteristicas tienen un efecto significativo en la señal de salida de muchos tipos actuales de auxiliares auditivos. Esto es particularmente cierto en el caso de los instrumentos digitales, que típicamente presentan una amplification no lineal en canales multiples. Incluso, estos instrumentos a menudo incorporan funciones no lineales adicionales como la “reduction de ruido” y la “cancelatión de la retroalimentación”. La señal de salida producida por un instrumento no lineal se relaciona en una forma muy compleja con la señal de entrada, por lo que la selectión de la señal de entrada influye significativamente en la salida de cualquier prueba acustica o psicoaciistica de un instrumento auditivo. Por esta razón el Colegio International de Audiología Rehabilitatoria (ICRA) ha introducido una serie de señales de ruido que pueden ser utilizadas en las pruebas de auxiliares auditivos (incluyendo mediciones in-situ) y evaluaciones psicoacusticas. Este trabajo describe los criterios de diseño, el proceso de realizatión y la selectión final de 9 señales de prueba en un CD. También se describen las characterísticas espectrales y temporales de estas señales. Los ruidos ICRA son un conjunto muy específico de sonidos vocales con forma espectral acorde al género y el esfuerzo vocal y con diversas dosis de modulation vocal que simulan uno o más hablantes. Estos ruidos pueden ser utilizados como ruidos de fondo muy especificos en experimentos psicoacsticos. Tambien pueden servir como señales de prueba para evaluar auxiliares auditivos digitales con reductión de ruido. Se demuestra que los ruidos ICRA tienen la efectividad de los esquemas de reductión de ruido. Con base en estas mediciones iniciales, se proponen algunos pasos iniciales para desarrollar métodos estándar de las especificaciones técnicas de reductión de ruido tomando en cuenta las characterísticas de modulation. Para ello se compara la sensibilidad de diferentes esquemas de reductión de ruido mediante las mediciones de ruidos ICRA con un rango de variation entre senales de prueba modulares y no modulares. Se puede anticipar que esta informatión es importante para comprender las diferencias al implementar diferentes esquemas de reductión de ruido en diferentes modelos y tipos de auxiliares auditivos.