Towards Plausibility of Audiovisual Simulations in the Laboratory: Methods and First Results from Subjects with Normal Hearing or with Hearing Impairment

Plausibilität audiovisueller Simulationen im Labor: Methoden und erste Ergebnisse von Probanden mit normalem Hörvermögen oder mit Hörbeeinträchtigung

Richard Paluch^{1, 3, 5}, Melanie Krueger^{1,  5}, Maartje M. E. Hendrikse^{4, 5}, Giso Grimm^{2, 4, 5}, Volker Hohmann^{1, 2, 4, 5} and Markus Meis^{1,  5
1} Hörzentrum Oldenburg GmbH, Oldenburg, Germany; ² HörTech gGmbH, Oldenburg, Germany; ³ Department of Social Sciences, University of Oldenburg, Oldenburg, Germany; ⁴ Department of Medical Physics and Acoustics, University of Oldenburg, Oldenburg, Germany; ⁵ Cluster of Excellence “Hearing4all”, Oldenburg, Germany

Abstract:This study addressed the replication of two everyday life communication conditions: an urban street and a conversation in a cafeteria, in the laboratory using virtual audiovisual environments, and compared subject experience in this audiovisual laboratory environment with the corresponding real-life condition. Experiences were assessed using questionnaires and interviews addressing relevant factors, in particular the general presence, spatial presence, involvement and realism. Data were collected with N = 21 users (51 to 72 yrs.) in two situations (street traffic and cafeteria), using two hearing aid (HA) modes (unaided and omnidirectional HA microphone mode) in seven experienced HA users (EXPU), in seven first-time HA users with hearing impairment (FTU), and in seven age-matched subjects with normal-hearing (NH). Both the questionnaire focusing on as-pects of presence and the interview responses showed that the virtual acoustic replication in the laboratory condition was eva-luated as being plausible compared to the real-life experience, whereas subjects found the visual simulation to be less plausible in terms of visual detail and the presentation of movement.

Keywords: Sense of presence, plausibility, hearing aids, hearing loss, audiovisual environments

Zusammenfassung: Diese Studie befasste sich mit der Replikation von zwei alltäglichen Kommunikationsbedingungen. Eine Stadtstraße und eine Unterhaltung in einer Cafeteria wurden im Labor als virtuelle audiovisuelle Umgebungen simuliert und für die Studie verwendet. Verglichen wurde die Erfahrung der Probanden in dieser audiovisuellen Laborumgebung mit entsprechenden realen Alltagsumgebungen. Die Erfahrungen wurden anhand von Fragebögen und Interviews bewertet, die relevante Faktoren, insbesondere die generelle Präsenz, räumliche Präsenz, Einbindung und Realität, berücksichtigten. Erhoben wurden die Daten in zwei Situationen (Straßenverkehr und Mensa) mit N = 21 Probanden im Alter von 51-72 Jahren in Bezug auf zwei Hörgerätemodi (HG) (unversorgt und omni-direktionaler HG-Mikrofonmodus) mit sieben erfahrenen HG-Nutzern (EXPU), sieben erstmaligen HG-Nutzern mit Hörminderung (FTU) und mit sieben gleichaltrigen Probanden mit normalem Hörvermögen (NH). Der Präsenzfragebogen und das Interviewmaterial zeigten, dass die virtuell akustische Replikation im Labor als plausibel im Vergleich zur realen Erfahrung bewertet wurde, während die visuelle Simulation in Bezug auf visuelle Details und Bewegung als weniger plausibel erlebt wurde.

Stichwörter: Präsenz, Plausibilität, Hörgeräte, Hörminderung, audiovisuelle Umgebungen

Einfluss des Störgeräusches auf das Sprachverstehen von Einsilbern

Effect of noise on speech recognition of monosyllables

Alexandra Winkler und Inga Holube
Institut für Hörtechnik und Audiologie, Jade Hochschule und Exzellenzcluster „Hearing4All“, Oldenburg

Zusammenfassung: In der Hilfsmittelrichtlinie sind die Indikationskriterien für eine Hörgeräteversorgung und deren Verifikation festgelegt. Diese Verifikation sollte im Störschall stattfinden, da insbesondere störgeräuschbehaftete Hörsituationen für Menschen mit Hörbeeinträchtigung herausfordernd sind. Als mögliches Verfahren bietet sich nach Hilfsmittelrichtlinie u.a. der Freiburger Einsilbertest an. Welches Störgeräusch und welche Lautsprecherdarbietung verwendet werden sollen, ist jedoch in der Hilfsmittelrichtlinie nicht festgelegt. Diese Studie untersuchte, inwiefern das Sprachverstehen von Probanden mit normalem Hörvermögen vom verwendeten Störgeräusch abhängt. Neben dem Freiburger Einsilbertest wurde als Vergleich der Einsilberreimtest nach von Wallenberg und Kollmeier verwendet. Als Störgeräusche wurden jeweils ein aus dem Sprachmaterial generiertes Rau-schen, das CCITT-Rauschen, das ICRA1-Rauschen und das Verdeckungsgeräusch nach DIN 60645-2 bei verschiedenen Signal-Rausch-Abständen aus der Vorne-Richtung dargeboten. Für jeden Sprachtest wurden störgeräuschabhängige Diskriminations-funktionen angepasst und der Signal-Rausch-Abstand für ein Sprachverstehen von 50 % (L₅₀) mit dazugehöriger Steigung bestimmt. Die störgeräuschabhängigen L₅₀-Werte unterschieden sich für jeden Sprachtest signifikant und wiesen einen Unterschied von ca. 6 dB zwischen den beiden Sprachtests auf. Die Verdeckungswirkung der verschiedenen Störgeräusche konnte nur teilweise mit dem Speech Intelligibility Index abgebildet werden. Im Vergleich zu Literaturwerten für die entsprechenden Sprachtests in Ruhe wurde eine höhere Steigung beobachtet. Aufgrund der signifikant unterschiedlichen L₅₀-Werte wird empfohlen, die Hilfsmittelrichtlinie genauer zu formulieren, mindestens jedoch die Angabe des Störgeräusches zu fordern.

Stichwörter: Sprachaudiometrie, Freiburger Einsilbertest, Einsilberreimtest, Störgeräusch, Sprachverständlichkeits-schwelle, Speech Intelligibility Index

Abstract: The guidelines for hearing aid treatment include criteria for hearing aid evaluation. Since noisy situations are often very challenging for people with hearing impairment, speech recognition tests in noise are essential. Hearing aid evaluation in noise can be carried out using the Freiburg monosyllabic speech test, but information on which noise is to be applied is missing in the guidelines. Therefore, this study focused on the impact of different noise signals on monosyllabic speech recognition. The Freiburg monosyllabic speech test and the monosyllabic rhyme test of von Wallenberg and Kollmeier were used as speech tests. Speech-shaped noise that had been developed out of the speech material, CCITT, ICRA1 and a noise according to DIN 60645-2 were chosen as noise signals. Both, noise and speech signals, were presented from one loudspeaker in front of the listener at different signal-to-noise-ratios. Noise dependent discrimination functions were fitted and speech recognition thresholds for 50 % correct were estimated for both speech tests. Statistical analysis showed significant difference in speech recognition among the noises. The thresholds for the two speech tests differed by approx. 6 dB. Modelling the measurement outcomes with the Speech Intelligibility Index only partially reflected the influence of the different noises on speech recognition. Compared to literature data for speech tests in quiet, steeper discrimination functions were obtained independently of the different speech tests and noise. Due to significant differences in speech recognition thresholds, the guidelines for hearing-aid treatment should declare more precisely the test conditions or should at least demand to specify the used noise type.

Keywords: Speech audiometry, Freiburg monosyllabic speech test, monosyllabic rhyme test, noise, speech recog-nition threshold, Speech Intelligibility Index

Voruntersuchung zur Praktikabilität des Adaptiven Auditiven Sprachtestes (AAST) als Screeninginstrument bei Vorschulkinder

A preliminary study on the practicability of the Adaptive Auditory Speech Test (AAST) as a screening tool in preschool children

Vanessa Hoffmann¹, Karolin Schäfer², Frans Coninx^3
1 HFH Hamburg, Fachbereich Gesundheit und Soziales, Hamburg, Deutschland
² Universität zu Köln, Humanwissenschaftliche Fakultät, Department Heilpädagogik und Rehabilitation, Köln, Deutschland
³ Institut für Audiopädagogik (IfAP), Solingen, Deutschland

Zusammenfassung: Hintergrund und Fragestellung: Für die Erfassung einer Hörstörung und die realistische Ein-schätzung der Hörleistung in Alltagssituationen ist die Messung der Sprachwahrnehmung im Störgeräusch von großer praktischer Relevanz. Für die einfache, schnelle und kindgerechte Überprüfung des Hörvermögens bei Kindern im Alter zwischen vier und sechs Jahren stehen derzeit nur wenige Verfahren zur Verfügung. Ziel der Studie war es herauszufinden, ob das Testverfahren AAST (Adaptiver Auditiver Sprachtest) wesentliche Voraussetzungen für den Einsatz als Screeninginstrument bei Vorschulkindern erfüllt und ob die Durchführung in einem Kindergarten praktikabel und machbar ist.

Methode: In die vorliegende deskriptive Querschnittsstudie wurden N = 25 (MW: 5,05 Jahre) Vorschulkinder eingeschlossen, die in einem deutschsprachigen Kindergarten binaural diotisch (Darbietung über Kopfhörer) mit dem AAST-Verfahren getestet wurden. Der Schallpegel wird im Testverfahren adaptiv an die Hörleistung angepasst und ermittelt die Sprachverständlichkeits-schwelle in Ruhe und in unterschiedlichen Störgeräuschbedingungen. Die Testsequenz umfasste die Testung in Ruhe, im stationären Störgeräusch (SSN: Steady state noise) (ohne räumliche Trennung von Stör- und Nutzschall) und im fluktuierenden Signal mit 90 Grad räumlicher Trennung von Stör- und Nutzschall (IFFM90: International Female Fluctuating Masker).

Ergebnisse: Die durchschnittliche Gesamttestdauer betrug 12 Minuten pro Kind. Die Dauer der Testung sank mit zunehmendem Alter. Die Analyse der Daten entsprach den AAST-Normalwerten in Ruhe und im Störschall. Die Sprachverständlichkeitsschwelle der untersuchten Kinder lag in der IFFM90 Störschallbedingung durchschnittlich 13,2 dB unter der SSN-Bedingung.

Diskussion: Das AAST-Verfahren scheint wesentliche Voraussetzungen für die Durchführung als Screeningverfahren für Hörverluste bei Vorschulkindern zu erfüllen. Das Verfahren erweist sich als praktikabel in der Anwendung, zeichnet sich durch eine kurze Durchführungsdauer aus und liefert schnell stabile Ergebnisse. Alle Kinder der Stichprobe konnten das Verfahren absolvie-ren. Aufgrund seiner Infrastruktur erscheint der Kindergarten geeignet zur Durchführung eines Vorschulhörscreenings.

Stichwörter: Sprachverstehen, Störgeräusch, Screening, AVWS

Abstract: Background and question: For the detection of a hearing impairment and realistic assessment of the hea-ring performance in everyday situations, the measurement of speech perception in noise is of great practical relevance. Only a few suitable instruments are currently available for the simple, quick and child-friendly assessment of hearing performance in children aged between four and six years. The aim of the study was to investigate whether the AAST (Adaptive Auditory SpeechTest) test procedure fulfills the essential prerequisites for use as a screening tool in preschool children and whether the implementation in a kindergarten is practicable and feasible.

Methods: This descriptive cross-sectional study included N = 25 (MW: 5.05 years) preschool children who were tested in a Ger-man-speaking kindergarten binaurally diotically (using headphones) with the AAST. The AAST adjusts itself automatically to the hearing performance and determines the speech perception threshold in quiet and in different background noise conditions. The test sequence included the testing in quiet, with steady state noise (SSN) without spatial separation, and spatial International Female Fluctuating Masker signal (IFFM) 90 degrees from the left.

Results: The average total test duration was 12 minutes per child. The duration of the test decreased with increasing age. The analysis of the data confirmed the AAST normal values in quiet and in noise. The speech intelligibility threshold (SRT) for children was on average 13.2 dB lower in IFFM90 than in SSN.Discussion: The AAST seems to fulfill essential requirements for the implementation as a screening method for hearing loss in preschool children. The method proves to be practicable in use, characterized by a short assessment time and quickly delivers stable results. All children of the sample were able to complete the procedure. Due to its infrastructure the kindergarten is a suitable venue for implementing pre-school hearing screening.

Keywords: speech understanding, background noise, screening, CAPD