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Technisch realisierte laterale Inhibition und ihre Wirkung auf störbehaftete Sprache

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A multi-channel analogue network has been designed and built which is based on the biological principle of lateral inhibition in nerve systems. The system oper-ates with 20 frequency group channels over the fre-quency range 50 Hz to 7700 Hz, whereby a channel can be interconnected with up to a maximum of 4 neighbouring channels at higher or lower frequencies. The degree of mutual interactions between the chan-nel can be altered by adjustable weightings. The out-put signals from the individual channels are added to give a combined output signal, which can be made audible. The use of analogue techniques enables the network to be operated in real time. The time varia-tions and spectral effects evoked by means of this analogue realization of inhibition are described and discussed. In addition, the author has investigated the problem of determining just how far sound distortion reduction can be brought about using spectral con-trast amplification with such a system.

Zusammenfassung

Auf der Grundlage des biologischen Prinzips der latera-len Inhibition in Nervensystemen wurde ein mehrkanali-ges analoges Netzwerk entwickelt und aufgebaut. Das System arbeitet mit 20 frequenzgruppenbreiten Kanälen im Frequenzbereich zwischen 50 und 7700 Hz, wobei ein Kanal mit jeweils maximal 4 Nachbarkanälen nach hö-heren und niedrigeren Frequenzen vermascht werden kann. Der Grad der wechselseitigen Beeinflussung der Kanäle kann durch einstellbare Gewichte verandert wer-den. Die Ausgangssignale der einzelnen Kanäle werden zu einem Gesamtausgangssignal addiert, das hörbar ge-macht werden kann. Der Aufbau in Analogtechnik er-laubt den Betrieb des Netzwerks in Echtzeit. Es werden die mit Hilfe der technisch realisierten Inhibition hervor-gerufenen zeitlichen und spektralen Effekte beschrieben und diskutiert. Außerdem wird die Frage untersucht, in-wieweit mit einem derartigen System eine Störschallre-duktion bei gestörter Sprachübertragung durch spektrale Kontrastverstärkung herbeigeführt werden kann.

Sommaire

A partir du principe biologique fondamental de l'inhibi-tion latérale dans les systèmes de neurones, on a dé-veloppé et construit un réseau analogique à plusieurs canaux. Le système réalisé travaille avec 20 canaux fré-quentiels qui recouvrent le domaine de 50 à 7700 Hz. Chaque canal peut opérer en synergie avec quatre canaux voisins situés de part et d'autre de sa fréquence nominale. Le degré de chacune des interactions reciproques entre canaux peut se modifier à volonté au moyen de paramè-tres réglables. Les signaux de sortie de chaque canal sont ensuite superposés en un signal de sortie global qu'on peut sonoriser. L'usage d'une technologie analogique permet un fonctionnement en temps réel. On décrit et discute les effets temporels et spectraux qu'on peut atten-dre d'un tel reseau. On etudie aussi la question de savoir si un tel système permettrait de réduire l'influence d'un bruit perturbateur contaminant un signal de parole.
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Document Type: Research Article

Publication date: October 1, 1991

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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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