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A Neural-Counting Model Incorporating Refractoriness and Spread of Excitation: III. Application to Intensity Discrimination and Loudness Estimation for Variable-Bandwidth Noise Stimuli

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An energy-based neural-counting model, incorporating refractoriness and spread of excitation, has recently been applied by the authors to intensity discrimination and loudness estimation for pure-tone stimuli. We now examine the behaviour of this model when the stimulus is variable-bandwidth noise rather than a pure tone. The theoretical predictions are in good agreement with existing psychophysical data for intensity discrimination and loudness estimation. The functional dependence of the theoretical intensity discrimination and loudness curves on the noise bandwidth is established by the tuned-filter characteristics of the neural channels in conjunction with the spectral properties of the stimulus. No appeal to stimulus intensity fluctuations or to external critical bands is made in carrying out our analysis.

Zusammenfassung

Ein energiebezogenes neurales Zählmodell, welches die Refraktärzeit und die Verbreiterung der Erregung berücksichtigt, wurde kürzlich vom Autor zur Intensitätsunterscheidung und Lautheitsschätzung von reinen Tönen als Reizen angewandt. Nunmehr wird das Verhalten dieses Modells bei Reizen untersucht, die aus Rauschen mit variabler Bandbreite bestehen. Die theoretischen Vorhersagen stimmen gut mit vorliegenden psychophysikalischen Daten für die Intensitätsunterscheidung und die Lautheitsschätzung überein.

Die funktionale Abhängigkeit der theoretischen Intensitätsunterscheidung und der Lautheitskurven von der Bandbreite des Rauschens wird hervorgerufen durch die ,tuned-Filter“-Charak-teristik der neuralen Kanäle in Verbindung mit den spektralen Eigenschaften des Reizes. Bei der Durchführung dieser Analysen blieben sowohl Intensitätsschwankungen des Reizes als auch die kritischen Bänder unberücksichtigt.

Sommaire

Les auteurs ont récemment appliqué à la discrimination d'intensité et à l'estimation de sonie des sons purs un modèle de comptage des impulsions nerveuses basé sur des considérations d'énergie et prenant en compte l'effet de la phase réfractaire ainsi que l'étalement de l'excitation le long de la membrane basilaire. Ils étendent ici ce modèle aux cas où les stimuli ne sont plus des sons purs mais des bruits de largeurs spectrales quelconques.

Les prédictions théoriques obtenues ici sont en bon accord avec les résultats expérimentaux établis antérieurement par divers auteurs aussi bien pour l'estimation de sonie que pour la discrimination d'intensité. Les relations fonctionnelles reliant la discrimination d'intensité théorique et les courbes de sonie à la largeur spectrale du bruit reposent sur les caractéristiques de filtres adaptés des canaux nerveux en relation avec les propriétés spectrales du stimulus. La présente analyse ne fait appel ni aux fluctuations d'intensité du stimulus ni à la notion de bande critique.
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Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 1983

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  • Acta Acustica united with Acustica, published together with the European Acoustics Association (EAA), is an international, peer-reviewed journal on acoustics. It publishes original articles on all subjects in the field of acoustics, such as general linear acoustics, nonlinear acoustics, macrosonics, flow acoustics, atmospheric sound, underwater sound, ultrasonics, physical acoustics, structural acoustics, noise control, active control, environmental noise, building acoustics, room acoustics, acoustic materials, acoustic signal processing, computational and numerical acoustics, hearing, audiology and psychoacoustics, speech, musical acoustics, electroacoustics, auditory quality of systems. It reports on original scientific research in acoustics and on engineering applications. The journal considers scientific papers, technical and applied papers, book reviews, short communications, doctoral thesis abstracts, etc. In irregular intervals also special issues and review articles are published.
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