Models and experiments of binaural interactions

Dizertační práce popisuje modely a experimenty binaurální interakce se zaměřením na lidské slyšení. Prezentovány jsou modely mediální a laterální superior olivy~(MSO a LSO) fungujících na rate-code principu. Tyto modely jsou inspirovány nedávnými objevy v neurofyziologii a byly publikovány v Bouse et al., J. Acoust. Soc. Am. 2019. Modely navíc obsahují centrální části dekódující interaurální časové diference a interaurální úrovňové diference (ITD a ILD). Tyto části jsou pak schopné vyjádřit subjektivní lateralizaci v absolutních číslech. Predikce jak MSO, tak LSO modelu jsou porovnávány se subjektivními daty tj. lateralizací čistých tónů a úzkopásmových šumů, diskriminací ITD a ILD a diskriminací phase warpu. Jak lateralizační, tak diskriminační experimenty ukazují shodu mezi predikcemi modelů a subjektivními daty. Publikované modely jsou v této práci dále vylepšeny s cílem snížit výpočetní nároky modelů. Predikce vylepšených modelů jsou porovnány se subjektivními daty a predikcemi původních modelů na stejných testovacích datech. Dodatečně je ještě přidán experiment s čistými tóny s ITD versus IPD (interaurální fázová diference). Obě verze modelů ukazují dobrou shodu s lateralizačními i diskriminačními subjektivními daty. V některých případech vykazují nové modely lepší výsledky než modely původní. Experimenty binaurální interakce popisované v této dizertační práci jsou lateralizační experiment s 1-ERB (ekvivalentní pravoúhlá šířka pásma) širokými úzkopásmovými šumy s IPD nebo ILD a subjektivní hodnocení kvality metod odstraňujících rušení z DHRTF (differential head related transfer function), publikovány v Bouse et al., J. Acoust. Soc. Am 2019, a Storek et al., J. Audio Eng. Soc. 2016.This dissertation thesis presents models and experiments of binaural interactions in human hearing. The rate-code models of medial and lateral superior olives (MSO and LSO) are presented. The models are inspired by recent neurophysiological findings and published in Bouse et al., J. Acoust. Soc. Am. 2019. A feature of these models is that they contain central stages of interaural time difference and interaural level difference (ITD and ILD) processing. These stages give subjective lateralization expressed in absolute numbers. The predictions made by both MSO and LSO models are compared with subjective data on the lateralization of pure tones and narrow band noises, discrimination of the ITD and ILD, and discrimination of the phase warp. The lateralization and discrimination experiments show good agreement with the subjective data.The published models are further improved in this thesis to reduce computational demands. The improved model predictions are compared with both subjective experiments and former models data from the same test pool. Additionally, lateralization pure tone experiment on ITD versus IPD (interaural phase difference) was added to the test pool. Both versions of the models show good agreement with lateralization and discrimination subjective data. In some cases, new models show better performance than the old ones. The experiments of binaural interactions shown in this thesis are lateralization of 1-ERB (equivalent rectangular bandwidth) wide narrow band noises with IPD or ILD, and audible quality assessment of DHRTF (differential head related transfer functions) artifact reduction methods, presented in Bouse et al., J. Acoust. Soc. Am 2019, and Storek et al., J. Audio Eng. Soc. 2016