Deutsche Gesellschaft für Audiologie - Jahrestagung

Vorsitz

Prof. Dr.

Evaluation von Hörgeräten mittels interaktiver Kommunikation in audio-visueller virtueller Realität und Telepräsenz

Abstract-Text (inkl. Referenzen und Bildunterschriften) Interaktive Gespräche in virtueller Realität mit Telepräsenztechnologie ermöglichen experimentelle Paradigmen mit natürlichem Kommunikationsverhalten, bieten aber auch die Möglichkeit, ungestörte Sprach- und Störsignale getrennt zu erfassen. Auf diese Weise kann die SNR-Verbesserung von Hörgeräten in Echtzeit gemessen werden, während ein interaktives, freies Gespräch aufrechterhalten wird. In dieser Studie vergleichen wir die mit dem OLSA-Satztest gemessenen Sprachverständlichkeitsschwellen mit der SNR-Verbesserung durch verschiedene Mikrofon-Direktionalitäten und vergleichen auch das Bewegungsverhalten unter beiden Bedingungen. Die Ergebnisse deuten auf eine natürliche kommunikationsbezogene Bewegung und vergleichbare Ergebnisse für die SNR-Verbesserung bei interaktivem freien Sprechen hin. Daher kann dieser Ansatz die ökologische Validität der Vorhersage des Hörgerätenutzens in Kommunikationssituationen erhöhen.

Strukturierte Sitzung

Sitzungsvortrag

Univ.-Prof. Dr.-Ing.

Das "reale Leben" ins Labor bringen: Hörforschung in interaktiven virtuellen Umgebungen

Abstract-Text (inkl. Referenzen und Bildunterschriften) In den letzten Jahren wurden erhebliche Fortschritte beim Verständnis auditiver kognitiver Prozesse und Leistungen erzielt - von Wahrnehmung, Aufmerksamkeit und Gedächtnis bis hin zu komplexen Leistungen wie Szenenanalyse und Kommunikation. Zu diesem Zweck wurden die auditiven Stimuli gut kontrollierbar, aber oft in unrealistischer Art und Weise präsentiert, zum Teil unter Verwendung recht primitiver virtueller Umgebungen. Mit den jüngsten Entwicklungen hat die audiovisuelle virtuelle Realität (VR) ein hohes Maß an Wahrnehmungsplausibilität erreicht, das einige der Beschränkungen einfacher Laborsituationen überwindet. Es wird erwartet, dass die verstärkte Anwendung dieser interaktiven VR-Technologie in Laborumgebungen dazu beitragen wird, die auditive Wahrnehmung in komplexen audiovisuellen Szenen zu verstehen, die dem wirklichen Leben näher kommen, einschließlich akustisch ungünstiger Situationen wie Klassenzimmern, Großraumbüros oder auch lauter Kommunikation mit mehreren Sprechern. Ein wichtiger Aspekt bei der Übertragung des realen Lebens in das Labor ist jedoch die Frage, inwieweit die klassischen Theorien der auditiven Kognition und die entsprechenden empirischen Erkenntnisse in der repräsentativen interaktiven audiovisuellen VR anwendbar sind. In diesem Vortrag werden aktuelle Beispiele im Bereich der Akustik im Klassenraum vorgestellt, bei denen etablierte Paradigmen aus der Psychologie mit audiovisuellen VR-Methoden untersucht wurden. Diese Fortschritte werden in Bezug auf die Zukunft interdisziplinärer Ansätze diskutiert, die Psychologie und audiovisuelle VR in der Hörforschung kombinieren.

PD Dr.

Einfluss der CI-Erfahrung auf die audio-visuelle Wortverarbeitung: Eine EEG-Studie mit einem virtuellen Sprecher

Abstract-Text (inkl. Referenzen und Bildunterschriften) Postlingual ertaubte Patienten zeigen im Vergleich zu Normalhörenden funktionale Veränderungen nicht nur im auditorischen sondern auch im visuellen Kortex [1]. Über den zeitlichen Verlauf dieser kortikalen Veränderungen ist jedoch noch wenig bekannt. Um den spezifischen Einfluss der sensorischen Deprivation und der Versorgung mit einem Cochlea-Implantat (CI) auf die kortikale Sprachverarbeitung zu untersuchen, führten wir eine prospektive Längsschnittstudie mit EEG bzw. evozierten Potenzialen durch, in der die Patienten vor und nach der CI-Versorgung mit Sprachreizen getestet wurden. Den Patienten sowie einer normalhörenden Kontrollgruppe wurden Wörter in audio-visuellen Bedingungen präsentiert, die kongruent oder inkongruent waren. Die Probanden wurden instruiert, ihre Aufmerksamkeit entweder auf die Lippenbewegung oder auf den auditorischen Input zu richten und auf ein bestimmtes Zielwort zu antworten. Es wurde ein virtueller Sprecher (MASSY) [2] eingesetzt, um die audio-visuelle Reizsituation möglichst gut zu kontrollieren. In der auditorisch attendierten Bedingung zeigten Normalhörende im Vergleich zu CI-Trägern höhere Trefferraten und schnellere Reaktionszeiten, sowie eine größere und frühere Aktivierung im auditorischen Kortex. In der visuell attendierten Bedingung hatten beide Gruppen eine geringere Trefferrate und langsamere Reaktionszeiten für die inkongruenten im Vergleich zu den kongruenten Sprachreizen. Dennoch zeigte sich ein Gruppenunterschied für die kongruenten, visuell attendierten Sprachreize in Form eines gruppenspezifischen kortikalen Aktivierungsmusters, wobei jedoch nach der CI-Versorgung eine Angleichung der kortikalen Aktivierung an die der Normalhörenden stattfand. Eine Korrelationsanalyse ergab einen Zusammenhang zwischen den Trefferraten für MASSY und für natürliche Sprecher (separater Lippenlesetest). Schlussfolgerung: Normalhörende und CI-Träger zeigen einen auditorischen Einfluss auf die visuelle Sprachverarbeitung. Auch ist bei CI-Kandidaten aufgrund der Deprivation eine veränderte kortikale audio-visuelle Sprachverarbeitung in visuell attendierten Bedingungen zu beobachten. Nach der CI-Versorgung nähern sich jedoch die kortikalen Aktivierungsmuster denjenigen der Normalhörenden an. Die Ergebnisse belegen, dass durch den Einsatz des virtuellen Sprechers MASSY gut definierte und reproduzierbare Untersuchungen zur kortikalen audio-visuellen Sprachverarbeitung bei CI-Trägern durchgeführt werden können. Referenzen: [1] Layer N, Weglage A, Müller V, Meister H, Lang-Roth R, Walger M, Murray M, Sandmann P. The timecourse of multisensory speech processing in unilaterally stimulated cochlear implant users revealed by ERPs. NeuroImage: Clinical. 2022 Jan 1;34:102982. https://doi.org/10.1016/j.nicl.2022.102982 [2] Fagel S, Clemens C. An articulation model for audiovisual speech synthesis—Determination, adjustment, evaluation. Speech Communication. 2004 Oct 1;44(1-4):141-54. https://doi.org/10.1016/j.specom.2004.10.006

Prof. Dr.-Ing.

Fehleranfälligkeit audiologischer Messungen in einer virtuellen akustischen Umgebung

Abstract-Text (inkl. Referenzen und Bildunterschriften) Lautsprecher-basierte Schallwiedergabe hat den Vorteil, keine individuellen Außenohrübertragungsfunktionen oder Kopfhörer zu erfordern, weshalb Personen mit Hörgeräten und Cochlea-Implantaten in denselben akustischen Bedingungen wie Normalhörende getestet werden können. Virtuelle akustische Umgebungen erlauben, Experimente in komplexen, realistischen, und dennoch reproduzierbaren akustische Szenen durchzuführen. Die vielen Lautsprecher und deren Aufhängung schränken jedoch die Annahme einer reflexionsarmen Umgebung ein. Eine vorherige Studie zeigte, dass überbleibende Reflexionen im Lautsprecherarray den Schalldruckpegel wenig beeinflussen, sodass monaurale Detektionsexperimente mit Tönen mit einer Unsicherheit von 2 dB durchgeführt werden können [1]. In diesem Beitrag untersuchen wir die Fehleranfälligkeit des Sprachverständnisses und der binauralen Entmaskierung in einem Lautsprecherarray. Mit einem Kunstkopf wurden in dem SOFE Lautsprecherarray im reflexionsarmen Raum der TU München in einem Bereich von 1.6 m x 1.6 m um die Mittenposition binaurale Impulsantworten gemessen, anhand derer eine 2D Ambisonics-Synthese über 36 horizontal verteilte reale Lautsprecher im reflexionsbehafteten Aufbau mit einer idealen Simulation desselben Arrays verglichen wurde, in der die simulierten Lautsprecher als Punktquellen angenommen wurden. Die binaurale Entmaskierung wurde anhand eines EC-basierten Modells [2] jeweils aus den aufgenommenen Impulsantworten und der Simulation berechnet. Da die berechneten Werte vom stochastischen Rauschen abhängig sind, wurde der mittlere absolute Fehler über fünf Wiederholungen berechnet. In Bedingungen mit Rauschen von vorne (N0) wird die binaurale Entmaskierung eines 500 Hz Tons in einem Bereich von bis zu 70 cm um die Mittenposition mit einem mittleren absoluten Fehler unter 1 dB reproduziert. In Bedingungen mit diffusem Rauschen (Ndiff), welches gleichmäßig über alle Lautsprecher wiedergegeben wurde, liegt der mittlere absolute Fehler an 500 Hz unter 2 dB, mit Ausnahme einer Messposition, die einen Fehler von 3 dB aufweist. Die Ergebnisse zeigen, dass auch ambitionierte, schmalbandige Messungen zum binauralen Hören über Lautsprecherarrays trotz der inhärenten Reflexionen mit einem geringen Messfehler möglich sind, der sowohl Anforderungen aus der klinischen Praxis als auch Forschungsansprüchen genügt. Referenzen: Kuntz M, Bischof N.F., Seeber B.U. Sound field synthesis for psychoacoustic research: In situ evaluation of auralized sound pressure level. The Journal of the Acoustical Society of America 2023; 154(3): 1882-1895. DOI: 10.1121/10.0021066 Bischof N.F., Aublin P.G., Seeber B.U. Fast processing models effects of reflections on binaural unmasking. Acta Acustica 2023; 7: 11. DOI: 10.1051/aacus/2023005

Einfluss des Mundbildes von virtuellen und realen Sprechern auf das Sprachverstehen bei CI-Versorgung

Abstract-Text (inkl. Referenzen und Bildunterschriften) Bei der Kommunikation in komplexen Hörsituationen sind insbesondere hörgeschädigte Personen häufig auf Unterstützung durch das Mundbild angewiesen. Der Einsatz von virtuellen Realitäten ermöglicht alltagsrealistischere Durchführungen von audiometrischen Tests, unter anderem durch das Hinzufügen von visuellen Simulationen. In dieser Arbeit wurde der Einfluss des Mundbildes (animiert vs. echte Videoaufnahme) auf das Sprachverstehen im Störgeräusch von Cochlea-Implantat (CI) Nutzern und Normalhörenden untersucht. 12 bilateral versorgte CI-Nutzer und 13 Normalhörende nahmen an der Studie teil. Es wurden Sprachverständlichkeitsschwellen (SVS) im Störgeräusch mit dem Oldenburger Satztest geprüft. Die Präsentation erfolgte einerseits mit männlichem Sprecher und einem animierten Sprecher-Avatar und andererseits mit weiblicher Sprecherin und einer Videoaufnahme des Gesichts. Die SVS wurde mit beiden Sprechern jeweils mit und ohne visuelle Darstellung in zufälliger Reihenfolge ermittelt. Zusätzlich wurde das prozentuale Wortverstehen (d.h. &quot;Lippenlesen&quot;) bei rein visueller Darstellung geprüft. Die Präsentation der Mundbilder des Avatars führten bei CI-Nutzern und Normalhörenden zu keiner Verbesserung der SVS im Störgeräusch. Durch die Videodarbietung der realen Sprecherin verbesserte sich die SVS signifikant um 3,4 dB (CI-Nutzer) bzw. um 1,2 dB (Normalhörende). Die CI-Nutzer konnten bei der rein visuellen Videodarbietung mit im Mittel 47 % um 17 Prozentpunkte signifikant besser vom Mundbild absehen als Normalhörende. In beiden Probandengruppen wurde mit realem Lippenbild ein positiver Effekt des Lippenlesens auf das Sprachverstehen gezeigt, wobei die CI-Gruppe am stärksten von der Präsentation des Mundbildes profitieren konnte. Bei der Nutzung von Avataren muss geprüft werden, ob die Simulation des Mundbildes hinreichend realistisch ist.

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AR und VR

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