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8/8/2019 Masking of Audio Me Try

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7 9 0 P r o c e e d i n g s o f t h e R o y a l S o c i e t y o f M e d i c i n e 4 2t h e i n t e r p r e t a t i o n o f t h a t p a r t i c u l a r f o r m o f r e s p o n s e a n d s t i m u l a t i o n . I n t h e t e s t s w h i c h a r e b e i n g' C a r r i e d o u t t o g e t a n i d e a o f t h e m o s t d e s i r a b l e r e s p o n s e f o r h e a r i n g a i d s t h i s a p p a r e n t a b i l i t y o f t h ea u d i t o r y s y s t e m t o a d a p t i t s e l f t o a p a r t i c u l a r r e s p o n s e s e t s u s v a r i o u s p r o b l e m s . One c a n n o t b e s u r et h a t a r t i c u l a t i o n f r o m w h a t m i g h t o t h e r w i s e b e t h e o p t i m u m r e s p o n s e i s n o t i n f l u e n c e d b y t h e l i s t e n e r' b e i n g u n a c c u s t o m e d t o i t . P e r h a p s t h e m o s t c r u c i a l t e s t s w i l l b e t h o s e w i t h p a t i e n t s who h a v e n o th e a r d f o r a l o n g t i m e . A t t h e p r e s e n t t i m e t h e m o s t p r e s s i n g r e q u i r e m e n t i s t h a t o f p o w e r e f f i c i e n c y .S h o u l d t h i s b e c o m e s o l v e d t h e q u e s t i o n o f f r e q u e n c y r e s p o n s e c a n t h e n b e f u r t h e r i n v e s t i g a t e d .

ACKNOWLEDGMENTT h e w o r k d i s c u s s e d i n t h i s p a p e r w a s c a r r i e d o u t a s p a r t o f a programme o f t h e W e r n h e r R e s e a r c hU n i t o n D e a f n e s s m a i n t a i n e d b y f u n d s g e n e r o u s l y p r o v i d e d b y T h e A l e x a n d e r P i g o t t W e r n h e rM e m o r i a l T r u s t t o w h o m g r a t e f u l a c k n o w l e d g m e n t i s m a d e .

REFERENCESA Y E R S , E . W . , a n d M O R T O N , J . Y . ( 1 9 5 1 ) A c u s t i c a , 1 , 1 0 9 .B A R A N Y , E . ( 1 9 3 8 ) A c t a O t o l a r y n g . ( S u p p . 2 6 ) .B E I K E S Y , G . v . ( 1 9 3 2 ) A n n . P h y s . L p z . , 1 3 , 1 1 1 .G u i L D , S . R . ( 1 9 3 6 ) A n n . O t o l . , e t c . , S t . L o u i s , 4 5 , 7 3 6 .S p e c . R e p . S e r . m e d . R e s . C o u n . , L o n d . ( 1 9 4 7 ) N o . 2 6 1 . H e a r i n g A i d s a n d A u d i o m e t e r s , p . 6 8 .T U M A R K I N , A . ( 1 9 4 6 ) J . L a r y n g . O t o l . , 6 1 , 4 7 3 .W E V E R , E . G . , a n d L A W R E N C E , M. ( 1 9 5 2 ) P r o c . N a t . A c a d . S c i . , 3 8 , 1 3 3 .

M a s k i n g i n P u r e - t o n e A u d i o m e t r yB y P . D E N E S , M . S c . , A . M . I . E . E .

P h o n e t i c s D e p t . , U n i v e r s i t y C o l l e g e , L o n d o na n d

R . F . N A U N T O N , 1 M . B . , B . S .W e r n h e r R e s e a r c h i U n i t o n D e a f n e s s , M e d i c a l R e s e a r c h C o u n c i l , L o n d o n

I T i s a common e x p e r i e n c e t h a t w h e n a n y s o u n d i s a p p l i e d t o a n e a r i t d e c r e a s e s t h e a b i l i t y o f t h a te a r t o p e r c e i v e o t h e r s o u n d s . I f , w h i l e o n e s o u n d i s b e i n g a p p l i e d t o a n e a r , a s e c o n d s o u n d i s g r a d u a l l yi n c r e a s e d i n i n t e n s i t y u n t i l t h e f i r s t s o u n d c a n n o l o n g e r b e h e a r d , t h e f i r s t s o u n d i s s a i d t o b e m a s k e db y t h e s e c o n d s o u n d ( F l e t c h e r , 1 9 2 9 ) .T h i s c o m m o n p l a c e o b s e r v a t i o n c a n b e p u t t o g o o d u s e i n c l i n i c a l a u d i o m e t r y w h e r e i t i s o f t e ni m p e r a t i v e w h i l e t e s t i n g o n e e a r t o p r e v e n t p e r c e p t i o n o f t h e a u d i o m e t e r t o n e s b y t h e o t h e r e a r .I n a i r - c o n d u c t i o n a u d i o m e t r y , f o r e x a m p l e , i f t h e r e i s a l a r g e d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e t h r e s h o l d s o ft h e t w o e a r s , t h e s o u n d a p p l i e d t o t he d e a f e r e a r m ay b e p e r c e i v e d b y t h e o p p o s i t e b e t t e r e a r , a n d t h ef a m i l i a r s h a d o w a u d i o g r a m w i l l r e s u l t . O n l y b y m a s k i n g t h e h e a r i n g o f t h e i n t r u d i n g b e t t e r e a r cant h i s e f f e c t b e p r e v e n t e d . S i m i l a r l y i n b o n e - c o n d u c t i o n t e s t i n g , e v e n i n a c a s e w h e r e o n e l a b y r i n t h h a sb e e n d e l i b e r a t e l y d e s t r o y e d b y s u r g i c a l m e a n s , t h e s o u n d s t i m u l u s w i l l b e p e r c e i v e d w h i c h e v e r m a s t o i dt h e b o n e c o n d u c t o r i s p l a c e d o n , b e c a u s e e v e n when t h e b o n e c o n d u c t o r i s a p p l i e d t o t h e d e a f e n e ds i d e t h e s o u n d w i l l b e t r a n s m i t t e d t o t h e g o o d e a r , a l m o s t w i t h o u t l o s s . I n b o n e - c o n d u c t i o n a u d i o m e t r yt h e u n t e s t e d e a r s h o u l d a l w a y s b e m a s k e d . Two o t h e r t y p e s o f h e a r i n g t e s t w h e r e , i n many c a s e s ,a c c u r a t e r e s u l t s c a n b e o b t a i n e d o n l y w h e n t he u n t e s t e d e a r i s m a s k e d a r e s p e e c h a u d i o m e t r y a n dr e c r u i t m e n t d e t e c t i o n . . rT h e i m p o r t a n c e o f m a s k i n g a s a n e c e s s a r y a d j u n c t t o m o n a u r a l h e a r i n g t e s t i n g h a s l o n g s i n c eb e e n r e c o g n i z e d a n d a v a r i e t y o f i n g e n i o u s m e t h o d s h a v e b e e n t r i e d . One o f t h e e a r l i e r a n d b e s t -known e x a m p l e s i s t h e n o i s e b o x o f B a r a n y , a d e v i c e s t i l l i n e v e r y d a y u s e . O t h e r s u g g e s t i o n s i n c l u d et h e u s e o f s t r e a m s o f a i r o r w a t e r d i r e c t e d i n t o t h e e a r t o b e m a s k e d . O t h e r s h a v e p r o p o s e d f o r u s ea s a m a s k i n g s o u n d a p u r e a u d i o m e t e r t o n e o f t h e s a m e f r e q u e n c y a s t h e a u d i o m e t e r t e s t t o n e ; a n da t l e a s t o n e c o m m e r c i a l a u d i o m e t e r h a s i n c o r p o r a t e d t h i s m e t h o d o f m a s k i n g . Many m o d e r n t y p e so f a u d i o m e t e r u s e m a i n s hum f o r m a s k i n g , w h i l e q u i t e r e c e n t l y Z w i s l o c k i ( 1 9 5 1 ) h a s u t i l i z e d a s am a s k i n g s o u n d t h e a u d i o m e t e r t o n e i t s e l f , m o d i f i e d i n a f a s h i o n t o b e d e s c r i b e d l a t e r , w h i c h i s i n t e n d e dt o m a k e i t d i s t i n g u i s h a b l e f r o m t h e a u d i o m e t e r t e s t t o n e .

B e f o r e d i s c u s s i n g t h e r e l a t i v e m e r i t s o f t h e s e m e t h o d s a n d o f o u r own s u g g e s t i o n s , l e t u s e x a m i n et h e f e a t u r e s t h e o r e t i c a l l y d e s i r a b l e i n a n i d e a l m a s k i n g s o u n d . Two d i f f e r e n t m a s k i n g s o u n d s w h i c hwe m ay d e s i g n a t e A a n d B m ay b e e q u a l l y e f f e c t i v e i n m a s k i n g a g i v e n a u d i o m e t e r t o n e , b u t n o n e t h el e s s t h e m a s k i n g s o u n d s A a n d B ma y d i f f e r m a r k e d l y i n l o u d n e s s . I t i s o b v i o u s l y u n d e s i r a b l e t o h a v ea n u n n e c e s s a r i l y l o u d m a s k i n g s o u n d , a n d we m a y t h e r e f o r e a t t h i s s t a g e i n t r o d u c e a new t e r m , t h eM a s k i n g E f f i c i e n c y o f a s o u n d . T h i s we d e f i n e a s t h e r e l a t i o n b e t w e e n a s o u n d ' s a b i l i t y t o m a s k a n d' H o l d e r o f a g r a n t f o r r e s e a r c h a w a r d e d b y t h e M e d i c a l R e s e a r c h C o u n c i l .


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4 3 S e c t i o n o f O t o l o g y w i t h S e c t i o n o f L a r y n g o l o g y 7 9 1i t s l o u d n e s s . A s o u n d w i t h h i g h m a s k i n g e f f i c i e n c y i s o n e w i t h g o o d m a s k i n g a b i l i t y b u t m i n i m a l l o u d -n e s s . T h i s t h e n i s t h e f i r s t d e s i r a b l e f e a t u r e o f a n i d e a l m a s k i n g s o u n d , i t m u s t b e e f f i c i e n t . A s e c o n dr e q u i r e m e n t i s t h a t t h e m a s k i n g s o u n d m u s t , f o r t w o r e a s o n s , b e r e a d i s y d i s t i n g u i s h a b l e f r o m t h ea u d i o m e t e r t e s t t o n e . F i r s t , i t i s a g r e a t a d v a n t a g e t o b e a b l e t o d e s c r i b e t h e t w o s o u n d s t o t h e t e s ts u b j e c t i n t e r m s w h i c h w i l l n o t c o n f u s e h i m , a n d s e c o n d l y , t h e t e s t s u b j e c t m u s t f r o m t h e d e s c r i p t i o ng i v e n h i m b e a b l e t o r e c o g n i z e a n d d i s t i n g u i s h t h e t w o s o u n d s when h e h e a r s t h e m s i m u l t a n e o u s l y .T h i s a r g u m e n t i s a l l t h e m o r e i m p o r t a n t when t e s t i n g d e a f s u b j e c t s s u f f e r i n g f r o m d i p l a c u s i s .T h e t h i r d , b u t b y n o m e a n s l e a s t i m p o r t a n t , d e s i r a b l e f e a t u r e i s t h a t a n y a p p a r a t u s r e q u i r e d s h a l lb e a s i n e x p e n s i v e a s p o s s i b l e , a n d s i m p l e t o o p e r a t e .R e c a p i t u l a t i n g , t h e t h r e e d e s i r a b l e f e a t u r e s i n t h e l i g h t o f w h i c h we s h a l l e x a m i n e t h e u s e f u l n e s s o ft h e v a r i o u s m a s k i n g s o u n d s a r e : ( 1 ) M a s k i n g e f f i c i e n c y ; ( 2 ) d i s t i n g u i s h a b i l i t y o f m a s k i n g s o u n d f r o ma u d i o m e t e r t o n e ; ( 3 ) s i m p l i c i t y i n u s e a n d m a n u f a c t u r e .I t i s s c a r c e l y n e c e s s a r y t o e n u m e r a t e t h e many o b j e c t i o n s t o t h e u s e i n a u d i o m e t r y o f s u c h m a s k i n gd e v i c e s a s t h e B 1 r a n y n o i s e b o x a n d j e t s o f a i r o r w a t e r . T h e y a r e u n p r e d i c t a b l e i n e f f e c t a n d a w k w a r di n u s e .T h e o b j e c t i o n t o t h e u s e o f a p u r e - t o n e m a s k i n g s o u n d h a v i n g t h e s a m e f r e q u e n c y a s t h e a u d i o m e t e rt o n e - i s t h a t t h e r e w i l l b e g r a v e d i f f i c u l t y i n d i s t i n g u i s h i n g t h e t w o s o u n d s . T h i s d i f f i c u l t y c a n b ed e c r e a s e d b y i n t r o d u c i n g a d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e f r e q u e n c i e s o f t h e m a s k i n g a n d t h e m a s k e d t o n e s .B u t a s t h e d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e t w o f r e q u e n c i e s i s i n c r e a s e d s o t h e e f f i c i e n c y o f t h e m a s k i n g s o u n dd e c r e a s e s , a n d i f t h e f r e q u e n c y d i f f e r e n c e i s made l a r g e e n o u g h t o p e r m i t r e a d y d i s t i n c t i o n , t h e e f f i c i e n c yw i l l b e v e r y l o w , o r i n o t h e r w o r d s t h e m a s k i n g t o n e w i l l h a v e t o b e v e r y l o u d t o p r o d u c e a g i v e nm a s k i n g e f f e c t .T h e m a s k i n g o f o n e a u d i o m e t e r t o n e b y m e a n s o f a n o t h e r t o n e o f m a r k e d l y d i f f e r e n t f r e q u e n c y i st h e p r i n c i p l e u n d e r l y i n g t h e u s e o f m a i n s hum a s a m a s k i n g s o u n d . H e r e t h e m a s k i n g s o u n d , p r o v i d e db y t h e m a i n s e l e c t r i c i t y s u p p l y , i s a p u r e o r n e a r - p u r e 5 0 c / s t o n e . T h e a p p a r a t u s r e q u i r e d f o r t h eg e n e r a t i o n o f m a i n s hum i s e x t r e m e l y s i m p l e , a n d t h e r e i s n o d i f f i c u l t y i n d i s t i n g u i s h i n g t h e m a s k i n gs o u n d f r o m t h e a u d i o m e t e r t e s t t o n e ; b u t t h e hum w i l l f r e q u e n t l y n e e d t o b e u n p l e a s a n t l y l o u d i no r d e r t o p r o d u c e a r e l a t i v e l y s m a l l m a s k i n g e f f e c t . T h i s p r i n c i p l e i s u s e d , h o w e v e r , w i t h s o m e s l i g h tm o d i f i c a t i o n s , b y s e v e r a l a u d i o m e t e r m a n u f a c t u r e r s , o n e o f w h o m c l a i m s t h a t t h e m a s k i n g e f f e c t o ft h i s t y p e o f n o i s e i s u n i f o r m f o r a l l t h e a u d i o m e t e r t e s t - t o n e f r e q u e n c i e s , a n d i m p l i e s t h a t t h e e f f e c ti s i n d e p e n d e n t o f t h e t y p e o f d e a f n e s s p r e s e n t i n t h e e a r t o b e m a s k e d . B u t o u r i n v e s t i g a t i o n s o f t h i st y p e o f n o i s e h a v e d e m o n s t r a t e d i t s e x t r e m e u n r e l i a b i l i t y . W i t h a g i v e n a m o u n t o f m a s k i n g n o i s e t h em a s k i n g e f f e c t p r o d u c e d u p o n a g r o u p o f d e a f s u b j e c t s a t e a c h o f t h e a u d i o m e t e r t e s t - t o n e f r e q u e n c i e sw a s f o u n d t o v a r y a l m o s t a t r a n d o m b y a s much a s 4 0 d b . , e v e n a f t e r a l l o w i n g f o r t h e i r - d i f f e r e n td e g r e e s o f d e a f n e s s ( F i g . I ) .

3 0

2 5

2 0

-~~~~l5 ~~~~~~60o 5000lsn d 4 0 0 0 c ,

2 0 0 0 c , / .1 n 0 ~ 4 0 s o o C L Sz

5 L u 20 2 5 0 c / r s .0 . ~ 0 __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _- 5 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5 E 0 j 1 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0

M a s k i n g E f f e c t i n d e c i b e l s . S e n s a t i o n L e v e l o f W h i t e N o i s e i n d e c i b e l s .F I G . 1 . - T h e m a s k i n g e f f e c t ( d e c i b e l s F I G . 2 . - T h e m a s k i n g e f f e c t ( d e c i b e l s r i s e i n t e s t - t o n e t h r e s h o l d )r i s e i n a u d i o m e t e r t e s t - t o n e t h r e s h o l d ) p r o d u c e d b y w h i t e n o i s e u p o n a s e r i e s o f n o r m a l l i s t e n e r s , a tp r o d u c e d b y m o d i f i e d m a i n s hum u p o n v a r i o u s t e s t - t o n e f r e q u e n c i e s a n d a t v a r i o u s s e n s a t i o n l e v e l sa s e r i e s o f d e a f l i s t e n e r s , a t v a r i o u s t e s t - ( d e c i b e l s a b o v e t h e t e s t e d s u b j e c t ' s t h r e s h o l d f o r w h i t e n o i s e ) .t o n e f r e q u e n c i e s a n d a t a s e n s a t i o n l e v e lo f 3 0 d e c i b e l s ( i . e . 3 0 d e c i b e l s a b o v e t h ed e a f s u b j e c t ' s t h r e s h o l d f o r t h e m a i n sh u m ) .


3/5

7 9 2 P r o c e e d i n g s o f t h e R o y a l S o c i e t y o f M e d i c i n e 4 4T h e p r e s e n c e i n t h i s n o i s e o f n u m e r o u s h a r m o n i c c o m p o n e n t s m a k e s i t i m p o s s i b l e a c c u r a t e l y t op r e d i c t i t s m a s k i n g e f f e c t u p o n a d e a f s u b j e c t w h o s e p u r e t o n e t h r e s h o l d a u d i o g r a m i s n o t f l a t .A n o t h e r t y p e o f m a s k i n g n o i s e we m e n t i o n e d i s t h a t p r o p o s e d b y Z w i s l o c k i . I n t h i s m e t h o d p a r to f t h e a u d i o m e t e r o u t p u t i s l e d t o t h e t e s t e d s u b j e c t i n t h e u s u a l f a s h i o n , b u t t h e r e m a i n d e r o f t h eo u t p u t i s m o d i f i e d w i t h t h e h e l p o f m a i n s hum i n s u c h a way t h a t w h a t w a s a s i n g l e p u r e t o n e b e c o m e sa c o l l e c t i o n o f d i f f e r e n t t o n e s o f s l i g h t l y d i f f e r i n g f r e q u e n c i e s . T h i s r e l a t i v e l y s i m p l e m a n c e u v r e p r o d u c e s

a m a s k i n g s o u n d w h i c h i s e f f i c i e n t ( i n o t h e r w o r d s t o p r o d u c e a g i v e n m a s k i n g e f f e c t i t d o e s n o t h a v et o b e e x c e s s i v e l y l o u d ) b u t o u r e x p e r i e n c e h a s s h o w n t h a t many t e s t e d s u b j e c t s , d e a f a n d n o r m a l l yh e a r i n g a l i k e , e x p e r i e n c e c o n s i d e r a b l e d i f f i c u l t y i n d i s t i n g u i s h i n g t h e m a s k i n g s o u n d f r o m t h e u n -m o d i f i e d a u d i o m e t e r t o n e . We h a v e a l r e a d y e m p h a s i z e d t h a t f o r e a s e o f t e s t i n g i t i s d e s i r a b l e t h a t t h em a s k i n g s o u n d b e r e a d i l y d i s t i n g u i s h a b l e f r o m t h e a u d i o m e t e r t o n e .A t t h i s p o i n t i t h a s b e c o m e a p p a r e n t t h a t t h e r e may b e r o o m f o r i m p r o v e m e n t u p o n t h e m a s k i n gm e t h o d s we h a v e r e v i e w e d . T h e m a j o r w e a k p o i n t s i n t h e m a s k i n g s o u n d s we h a v e c o n s i d e r e d h a v eb e e n e i t h e r p o o r m a s k i n g e f f i c i e n c y , o r d i f f i c u l t y o f d i s t i n c t i o n , o r a c o m b i n a t i o n o f b o t h t h e s e f a u l t s .T h e s i m p l e s t w a y o f p r o v i d i n g r e a d y d i s t i n g u i s h a b i l i t y i s t o e n s u r e t h a t t h e m a s k i n g s o u n d s h a l la l w a y s a p p e a r t o b e a d e f i n i t e n o i s e w h e n c o m p a r e d w i t h t h e a u d i o m e t e r t o n e . No w a r e a d i l y a v a i l a b l et y p e o f n o i s e h a v i n g n o r e s e m b l a n c e w h a t s o e v e r t o a p u r e t o n e i s w h i t e n o i s e o r r a n d o m n o i s e . I tc o n s i s t s o f a m i x t u r e o f t o n e s i n w h i c h a l l a u d i b l e f r e q u e n c i e s a r e p r e s e n t i n e q u a l a m o u n t s , a n d i t sp r o d u c t i o n i n v o l v e s o n l y t h e m o s t e l e m e n t a r y e l e c t r i c a l a p p a r a t u s . U s e d w i t h o u t a n y m o d i f i c a t i o nw h i t e n o i s e d o e s e x e r t a m a s k i n g e f f e c t a n d i t i s r e a d i l y d i s t i n g u i s h a b l e f r o m a l l t h e a u d i o m e t e r t o n e s( F i g . 2 ) .B u t t h e m a s k i n g e f f e c t o f w h i t e n o i s e d e p e n d s t o a n u n p r e d i c t a b l e e x t e n t u p o n t h e s h a p e o f t h et e s t e d s u b j e c t ' s a u d i o g r a m , a n d i t i s a t b e s t v e r y i n e f f i c i e n t . T h e s e t w o o b j e c t i o n s t o t h e u s e o f w h i t en o i s e a s a m a s k i n g s o u n d c a n b e o v e r c o m e b y f i l t e r i n g i t i n s u c h a w a y t h a t o n l y t h o s e f r e q u e n c i e sw h i c h a r e n e a r t o t h e f r e q u e n c y o f t h e a u d i o m e t e r t e s t t o n e r e m a i n . T h u s , i n s t e a d o f c o n t a i n i n g a l la u d i b l e f r e q u e n c i e s i t w i l l c o n t a i n a b a n d o f r e l a t i v e l y f e w f r e q u e n c i e s c e n t r e d a r o u n d t h e t e s t - t o n ef r e q u e n c y ( F i g . 3 ) , a n d b y u s i n g a v a r i e t y o f d i f f e r e n t f i l t e r s t h e f r e q u e n c y a t w h i c h t h e b a n d c e n t r e sc a n b e v a r i e d . S u c h a f i l t e r i n g p r o c e s s w i l l r e s u l t i n a m a s k i n g s o u n d much m o r e e f f i c i e n t t h a n u n -m o d i f i e d w h i t e n o i s e a n d much l e s s d e p e n d e n t i n i t s e f f e c t u p o n t h e s h a p e o f t h e a u d i o g r a m . B u t i ft h i s p r o c e s s o f f i l t e r i n g i s c a r r i e d t o o f a r a n d t h e b a n d o f f r e q u e n c i e s l e f t a f t e r f i l t e r i n g i s t o o n a r r o w ,t h e r e s u l t i n g f i l t e r e d n o i s e w i l l a s s u m e a t o n a l q u a l i t y .A n u m b e r o f t e s t s w e r e m a d e t o f i n d o u t how f a r t h i s f i l t e r i n g p r o c e s s c a n b e c a r r i e d ; t h a t i s t o s a y ,how w i d e m u s t t h e n o i s e b a n d r e m a i n i n o r d e r t o e n s u r e t h a t t h e n o i s e d o e s n o t l o s e i t s e s s e n t i a ln o i s e - l i k e c h a r a c t e r a n d b e c o m e a t o n e . We f o u n d t h a t t h e w h i t e n o i s e c o u l d b e r e s t r i c t e d t o a b a n do n e - t h i r d o f a n o c t a v e w i d e a n d c o u l d s t i l l , i n p r a c t i c e , b e r e c o g n i z e d a s a n o i s e b y t h e v a s t m a j o r i t yo f l i s t e n e r s . Any n a r r o w e r b a n d p r o d u c e d a s o u n d w i t h a r e a d i l y r e c o g n i z a b l e t o n a l r a t h e r t h a n n o i s eq u a l i t y . T h e s e o b s e r v a t i o n s l e d u s t o i n v e s t i g a t e f u r t h e r t h e s u i t a b i l i t y o f o n e - t h i r d o f a n o c t a v e w i d en o i s e b a n d s f o r u s e a s m a s k i n g s o u n d s . F i v e o f t h e m c e n t r e d a b o u t 2 5 0 , 5 0 0 , 1 0 0 0 , 2 0 0 0 a n d 4 0 0 0 c / sr e s p e c t i v e l y w e r e t e s t e d u p o n a g r o u p o f n o r m a l a n d d e a f s u b j e c t s . I t w a s f o u n d t h a t t h e m a s k i n ge f f e c t o f a l l f i v e n o i s e s u p o n t h e i r r e s p e c t i v e t e s t t o n e s w a s c o n s i s t e n t a n d c o u l d b e p r e d i c t e d i n p r a c t i c ew i t h a c c u r a c y ; i r r e s p e c t i v e o f t h e s h a p e o f t h e t e s t e d s u b j e c t ' s a u d i o g r a m ( F i g . 4 ) .F u r t h e r , d e t e r m i n a t i o n s o f t h e l o u d n e s s e s o f t h e s e n o i s e b a n d s , a n d o f t h e o t h e r t y p e s o f m a s k i n gs o u n d t h a t we h a v e m e n t i o n e d , b y m e a n s o f t h e f a m i l i a r l o u d n e s s b a l a n c e t e c h n i q u e s h o w e d t h a t ,f o r a g i v e n m a s k i n g e f f e c t , t h e o n e - t h i r d o f a n o c t a v e w i d e n o i s e b a n d s a r e a s e f f i c i e n t a s t h e b e s t o f

t h e o t h e r m a s k i n g s o u n d s ( F i g . 5 ) .T A B L E I . - S H O W I N G L O U D N E S S E S IN S O N E S O F V A R I O U S MASKING S O U N D S WHEN A 2 0 D E C I B E LMASKING E F F E C T I S P R O D U C E D( R e l a t i v e Masking E f f i c i e n c y =L i sLoudness i n sones

F r e q u e n c y o f a u d i o m e t e r t e s t t o n e t o b e m a s k e dT y p e o f m a s k i n g s o u n d . . 2 5 0 c / s 5 0 0 c / s 1 0 0 0 c / s 2 0 0 0 c / s 4 0 0 0 c / sM o d i f i e d m a i n s hum . . . . ( b e a t s ) 1 0 8 1 9 5 7Z w i s l o c k i n o i s e s . . . . . . 2 7 4 3 0 . 6 0 6W h i t e n o i s e . . . . . . 2 0 0 4 0 1 5 2 7 1 5T h i r d o f a n o c t a v e n o i s e b a n d s . . 2 1 . 0 0 - 7 1 . 0 1 0

T h e f i r s t o f t h e t h r e e d e s i r a b l e f e a t u r e s w h i c h a n i d e a l m a s k i n g s o u n d s h o u l d d i s p l a y i s e f f i c i e n c y ,i . e . t h e s o u n d s h o u l d p r o v i d e g o o d m a s k i n g e f f e c t b u t b e a s q u i e t a s p o s s i b l e . O n t h i s s c o r e , a s weh a v e j u s t p o i n t e d o u t , t h e o n e - t h i r d o f a n o c t a v e n o i s e b a n d s a r e t h e m o s t s u i t a b l e o f t h e v a r i o u sJ o u n d s we h a v e r e v i e w e d . S o f a r a s t h e s e c o n d c r i t e r i o n i s c o n c e r n e d , t h e s e t h i r d o f a n o c t a v e b a n d sa r e , a s o u r e x p e r i m e n t s h a v e i n d i c a t e d , n o i s e s r a t h e r t h a n t o n e s , a n d w i l l t h e r e f o r e b e r e a d i l y d i s -t i n g u i s h a b l e f r o m t h e a u d i o m e t e r t o n e s w h i c h t h e y a r e i n t e n d e d t o m a s k . T h e r e r e m a i n s f o r c o n s i d e r -a t i o n t h e t h i r d c r i t e r i o n , n a m e l y t h a t t h e m a s k i n g m e t h o d s h a l l b e s i m p l e i n u s e a n d r e q u i r e a minimum


4/5

S e c t i o n o f O t o l o g y w i t h S e c t i o n o f L a r y n g o l o g y1 0 0

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .. . . . . . . . . . . . . . . . . . .I. . . . . . . . . . . . . . .a ., , . . . . . . . . . ., n t e s l t y , . , , : . . s . . : . . ' . , , . : : , , . . . S : . . f i : . . . . , . s aS a s S g S s . . . . . . . . . . . . . .I n t e n s i t y . . . .S c a l e . ( l . ) - - . . .: : : : . : : - . : : : : . : : :: . : :: : B . .

. ' . . . ' . . . . ' " . . . . . . . . . . . . . ' : : ' ":10 0 A u d i o - f r e q u e n c y r a n g e . ( F

0 1 2 f ( F . )1 0 0

( I )f 2 f ( F . )1 0 0

( I ) uf 2 f ( F . )

F I G . 3 .

. o 6 0c)I - ,- v * 4 0

( a ) *" 2 0-I'

I .

0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0S e n s a t i o n L e v e l o f M a s k i n g S o u n d i n d e c i b e l s .

F I G . 4 .( b )

F I G . 3 . - S c h e m a t i c r e p r e s e n t a t i o n o f t h e c o n s t i t u t i o l fo f u n m o d i f i e d w h i t e n o i s e ( a ) , a n d o f t h e e f f e c t u p o ni t s c o n s t i t u t i o n o f f i l t e r i n g i t s o t h a t ( b ) a n o c t a v ew i d e n o i s e b a n d , ( c ) a t h i r d o f a n o c t a v e w i d e n o i s eb a n d , a n d ( d ) a s i x t h o f a n o c t a v e w i d e n o i s e b a n dr e m a i n .( c )

F I G . 4 . - M a s k i n g e f f e c t ( d e c i b e l s r i s e i n t h r e s h o l do f a u d i o m e t e r t e s t t o n e ) p r o d u c e d b y v a r i o u s m a s k i n gs o u n d s u p o n a s e r i e s o f n o r m a l l i s t e n e r s , a t v a r i o u st e s t - t o n e f r e q u e n c i e s , a n d a t t h e v a r i o u s s e n s a t i o nl e v e l s s h o w n ( d e c i b e l s a b o v e t h e t e s t e d s u b j e c t s 't h r e s h o l d f o r t h e m a s k i n g s o u n d ) . M a s k i n g s o u n d st h u s t r e a t e d : ( a ) Z w i s l o c k i n o i s e s a t 2 0 0 0 a n d 4 0 0 0c / s , a n d t h i r d o f a n o c t a v e n o i s e b a n d s c e n t r e d a t 2 5 0 ,( d ) 5 0 0 , 1 0 0 0 , 2 0 0 0 a n d 4 0 0 0 c / s . ( b ) Z w i s l o c k i n o i s ea t 5 0 0 c / s . ( c ) M o d i f i e d m a i n s hum on 1 0 0 0 c / s .( d ) Z w i s l o c k i n o i s e a t 1 0 0 0 c / s , a n d m o d i f i e d m a i n shum o n 5 0 0 c / s . ( e ) Z w i s l o c k i n o i s e a t 2 5 0 c / s .( f ) m o d i f i e d m a i n s hum on 2 0 0 0 c / s . ( g ) M o d i f i e dm a i n s hum on 4 0 0 0 c / s .

7 0v0 )4 -C00 5 0

- 0

- _ 4 0ur _ ,. C 0. - 3

w . E 3 0C0 )

F I G . 5 .

F I G . 5 . - L o u d n e s s b a l a n c e g r a p ho f r e s u l t s o b t a i n e d w i t h n o r m a ll i s t e n e r s , r e l a t i n g t h e s e n s a t i o n l e v e l( d e c i b e l s a b o v e t h e t e s t e d s u b j e c t ' st h r e s h o l d ) o f a 1 0 0 0 c / s a u d i o m e t e rt e s t t o n e , t o t h e s e n s a t i o n l e v e l t ow h i c h v a r i o u s m a s k i n g s o u n d sm u s t b e r a i s e d i n o r d e r t h a t t h e ymay b e o f t h e s a m e l o u d n e s s a st h e 1 0 0 0 c / s t e s t t o n e ( i . e . l o u d n e s so f v a r i o u s m a s k i n g s o u n d s i nP h o n s a t v a r i o u s s e n s a t i o n l e v e l s ) .M a s k i n g s o u n d s t h u s t r e a t e d : ( a )M o d i f i e d m a i n s h u m , a n d Z w i s l o c k in o i s e a t 2 5 0 c / s . ( b ) T h i r d o f a no c t a v e n o i s e b a n d c e n t r e d a t 2 5 0c / s . ( c ) W h i t e n o i s e . ( d ) Z w i s l o c k in o i s e a t 5 0 0 c / s . ( e ) T h i r d o f a no c t a v e n o i s e b a n d c e n t r e d a t 5 0 0 ,2 0 0 0 a n d 4 0 0 0 c / s . ( f ) Z w i s l o c k in o i s e a t 1 0 0 0 c / s . ( g ) T h i r d o f a no c t a v e n o i s e b a n d c e n t r e d a t 1 0 0 0c / s . ( h ) Z w i s l o c k i n o i s e a t 4 0 0 0 c / s .( j ) Z w i s l o c k i n o i s e a t 2 0 0 0 c / s .

4 5 7 9 3

1 5 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0S e n s a t i o n L e v e l o f M a s k i n g S o u n d i n d e c i b e l s ,p r o d u c i n g e q u a l s e n s a t i o n o f l o u d n e s s .

__ a

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7 9 4 - P r o c e e d i n g s o f t h e R o y a l S o c i e t y o f M e d i c i n e 4 6 'o f e x t r a a p p a r a t u s . S o f a r a s s i m p l i c i t y i n o p e r a t i o n i s c o n c e r n e d , i t i s m e r e l y n e c e s s a r y t o know t h eh e a r i n g l o s s o f t h e e a r t o b e m a s k e d f o r t h e t o n e w h i c h i s t o b e o b s c u r e d . S u p p o s i n g t h i s h e a r i n g l o s st o b e 2 0 d b . a n d t h e m a s k i n g e f f e c t r e q u i r e d 3 0 d b . , t h e n t h e m a s k i n g s o u n d a t t e n u a t o r m u s t b e s e tt o t h e 2 0 + 3 0 , t h a t i s , t h e 5 0 d b . p o s i t i o n . I t i s s c a r c e l y p o s s i b l e t o d e v i s e a n y s i m p l e r m e t h o d t h a nt h i s . T h e e x t r a a p p a r a t u s r e q u i r e d i s a g r a m o p h o n e r e p r o d u c e r w h i c h w i l l r e p l a y r e c o r d i n g s o f t h en e c e s s a r y t h i r d o f a n o c t a v e n o i s e s , p l u s a n a t t e n u a t o r f o r t h e c o n t r o l o f t h e i n t e n s i t y o f t h e m a s k i n gs t i m u l u s . I t i s f e l t t h a t many h e a r i n g t e s t i n g d e p a r t m e n t s w i l l a l r e a d y h a v e a s p e e c h a u d i o m e t e r w h i c hw i l l a d m i r a b l y s e r v e , 4 h e s a m e p u r p o s e ; i n s u c h a c a s e t h e o n l y a d d i t i o n a l c o s t w i l l b e t h a t o f t h eg r a m o p h o n e r e c o r d i n g o f t h e n o i s e s w h i c h we h o p e w i l l b e a v a i l a b l e i n t h e n e a r f u t u r e . I n t h e c a s eo f many p u r e - t o n e a u d i o m e t e r s i t w i l l b e p o s s i b l e f o r t h e m a n u f a c t u r e r s t o i n c o r p o r a t e t h i s t y p e o fm a s k i n g s o u n d , t h e o n l y a d d i t i o n a l e x p e n s e b e i n g t h a t o f t h e r e c o r d p l a y e r .A s a n a l t e r n a t i v e t o t h e g r a m o p h o n e r e p r o d u c e r , i t i s p o s s i b l e t o i n c l u d e a n o i s e g e n e r a t o r a n d t h en e c e s s a r y f i l t e r s i n t h e p u r e - t o n e a u d i o m e t e r . I n t h i s e v e n t t h e a u d i o m e t e r c o n t r o l w h i c h s e l e c t s t h ef r e q u e n c y o f t h e t e s t t o n e w i l l , a t t h e s a m e t i m e , s e l e c t t h e c o r r e c t m a s k i n g n o i s e b a n d . T h e q u e s t i o no f p r o v i d i n g t h i s a d d e d c i r c u i t o r y a t l o w c o s t a n d w i t h o u t a d d i n g m a t e r i a l l y t o t h e b u l k o f t he p u r e -t o n e a u d i o m e t e r i s a t p r e s e n t b e i n g i n v e s t i g a t e d . I n f o r m a t i o n o n t h e s e p o i n t s , t o g e t h e r w i t h d e t a i l so f t h e e l e c t r i c a l c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e f i l t e r s a n d o t h e r e q u i p m e n t u s e d i n t h e s e e x p e r i m e n t s , w i l l b ep u b l i s h e d i n f u l l e l s e w h e r e .S u m m a r i z i n g t h e p o i n t s we h a v e a t t e m p t e d t o m a k e , t h e s e t h i r d o f a n o c t a v e b a n d s p r o v i d e m a s k i n gs o u n d s o f h i g h e f f i c i e n c y w h i c h a r e e a s i l y d i s t i n g u i s h a b l e f r o m t h e t e s t t o n e t h e y a r e i n t e n d e d t o m a s k .T h e y a r e s i m p l e i n o p e r a t i o n a n d i n d e p e n d e n t o f t h e t e s t e d s u b j e c t ' s t y p e o f a u d i o g r a m , a n d l a s t b u tn o t l e a s t , t h e n e c e s s a r y a p p a r a t u s i s s i m p l e t o m a n u f a c t u r e a n d c a n b e i n c o r p o r a t e d a t l o w c o s t i nm x s o s t c o m m e r c i a l a u d i o m e t e r s . REFERENCES

F L E T C H E R , H . ( 1 9 2 9 ) S p e e c h a n d H e a r i n g , L o n d o n .Z w I s L o c K I , J . ( 1 9 5 1 ) A c t a o t o - l a r y n g . S t o c k h . , 3 9 , 3 3 8 .M r . A . T u m a r k i n a s ke d w h e t h e r i t m i g h t n o t b e more e f f i c a c i o u s t o u s e t h i r d o f a n o c t a v e n o i s e b a n d sc e n t r e d a t a f r e q u e n c y s l i g h t l y b e l o w r a t h e r t h a n a t t h e t e s t t o n e f r e q u e n c y .1 I n r e p l y , M r . D e n e s a n d M r . N a u n t o n a g r e e d t h a t s u c h a m e a s u r e w o u l d p r o b a b l y p r o d u c e a m a s k i n gs o u n d o f s l i g h t l y g r e a t e r e f f i c i e n c y , b u t a s a l l t h e a v a i l a b l e n o i s e f i l t e r s c e n t r e a t t h e c u s t o m a r y r o u n df i g u r e a u d i o m e t e r t e s t - t o n e f r e q u e n c i e s , a n d a s a n y v a r i a t i o n f r o m t h i s common p r a c t i c e w o u l d b e m o r ee x p e n s i v e , i t was f e l t t h a t t h e s l i g h t l y l e s s e f f i c i e n t c o m p r o m i s e w a s j u s t i f i e d .

T h e C o m p a r a t i v e A n a t o m y o f t h e L a b y r i n t hAn E x a m p l e o f t h e E v o l u t i o n o f a S p e c i a l S e n s e Organ

B y O L I V E R G R A Y , M . D . , H a s l e m e r eO P P O R T U N I T Y w a s g i v e n , a t t h i s m e e t i n g , o f s e e i n g a n u m b e r o f s p e c i m e n s i l l u s t r a t i n g t h e e v o l u t i o n a r y s t a g e si n t h e d e v e l o p m e n t o f t h e l a b y r i n t h o r i n t e r n a l e a r , c o m m e n c i n g w i t h t h e s i m p l e o r g a n f o u n d i n t h e C y c l o -s t o m e s ( H a g - f i s h a n d L a m p r e y ) , t o t h e e l a b o r a t e s t r u c t u r e s w h i c h e x i s t i n F i s h e s , A m p h i b i a n s , R e p t i l e s ,B i r d s a n d M a m m a l s . T h i s m a k e s a m o s t f a s c i n a t i n g s t u d y , f o r t h e s t o r y i s a f a i r l y c o m p l e t e o n e , a n d ,i , q i * n t a l l y , d e a l s w i t h t h e m o s t b e a u t i f u l e n t i t y i n v e r t e b r a t e a n a t o m y . A g l a n c e a t t h e p h o t o g r a p h s o f t h e

k b y ` i n t f i s o f Ma n ( F i g s . 1 a n d 2 ) a n d o f t h e P i g ( F i g . 3 ) w i l l a b u n d a n t l y s u p p o r t t h e l a t t e r c o n t e n t i o n . S u c h$ * i m e n s r e q u i r e a c e r t a i n a m o u n t o f p a t i e n c e a n d s k i l l t o p r e p a r e , a n d a r e o n l y o b t a i n e d a s a r e s u l t o f aP ro e s s w h i c h t a k e s a t l e a s t t h r e e m o n t h s .. - 4 i f f i c v l t y w h i c h o f t e n c o n f r o n t s t h e u n i n i t i a t e d l i e s i n t h e s i g n i f i c a n c e o f t h e m e m b r a n o u s o r o t i c l a b y r i n t h ," 4 i s t i n c t f r o m t h e o s s e o u s o r p e r i o t i c l a b y r i n t h w h i c h s u r r o u n d s i t a n d c o n t a i n s p e r i l y m p h . T h e c a p s u l e ,m Q s a y b o d n e , w h i c h e n c l o s e d t h e m e m b r a n o u s l a b y r i n t h o f t h e f i s h , i n v e s t s t h e o r g a n much m o r e i n t i m a t e l y- a mh i b i a n s , r e p t i l e s , b i r d s a n d m a m m a l s ; s o t h a t t h e s e m i c i r c u l a r d u c t s come t o l i e w i t h i n t h e s e m i -c f i c u l 4 r c , Z n a l s , t h e u t r i c l e a n d s a c c u l e w i t h i n t h e v e s t i b u l e , w h i l e t h e e n d o l y m p h a t i c t u b e o f t h e c o c h l e a , c a l l e dt h e . * 4 a u s c o c h l e a r i s o r s c a l a m e d i a , b e c o m e s s u r r o u n d e d , on e i t h e r s i d e , b y t h e p e r i l y m p h s p a c e s known a st h e s c a l a t y m p a n i a n d s c a l a v e s t i b u l i .' T P e r h a p s a n o t h e r h e l p f u l w a y o f e x p l a i n i n g how t h e m e m b r a n o u s l a b y r i n t h c o m e s t o l i e , m o r e o r l e s s , s u s -p e n d e 4 d w ' i t h i n t h e o s s e o u s l a b y r i n t h c a n b e o f f e r e d . I n t h e human e m b r y o t h e m e m b r a n o u s l a b y r i n t h ,, c t o d e r m ' i c i n [ o r i g i n , h a s a l m o s t c o m p l e t e d i t s f i n a l s h a p e b y t h e 4 0 m m . s t a g e . I t i s o n l y now t h a t r i f t s b e g i nt o a p p e a r i n t h e s u r r o u n d i n g m e s e n c h y m a t o u s t i s s u e . T h e s e r i f t s e v e n t u a l l y c o a l e s c e t o f o r m t h e p e r i l y m p h a t i cs p a c e s w h i c h c o n s t i t u t e t h e o s s e o u s o r p e r i o t i c l a b y r i n t h , t h e c o m p l e t i o n o f w h i c h o c c u r s a b o u t t h e m i d d l e o ff c e t a l l i f e .-t c a n b e a r g u e d t h a t t h e l a b y r i n t h s o f t h e h a g - f i s h a n d l a m p r e y d o n o t r e p r e s e n t a n e a r l y s t a g e i n e v o l u t i o n a r yd e v e l o p m e n t , b u t a r e d e g e n e r a t e f o r m s o f a more e l a b o r a t e m e c h a n i s m , w h i c h m a y h a v e e x i s t e d i n e a r l i e rt i m e s . T h e c y c l o s t o m e s a r e c e r t a i n l y v e r y d e g e n e r a t e c r e a t u r e s i n many r e s p e c t s , a n d i t i s c u r i o u s t h a t , b e i n go f t h e s a m e f a m i l y , t h e i r l a b y r i n t h s a r e s o d i s s i m i l a r . T h i s m a y , h o w e v e r , b e a c c o u n t e d f o r b y t h e f a c t t h a te a c h h a s a d i s t i n c t a n d a n c i e n t o r i g i n ; e a c h , a s i t w e r e , w i t h a l o n g , i n d e p e n d e n t t w i g c o m i n g f r o m t h eM a r s i p o b r a n c h s t e m , v e r y e a r l y i n f i s h e v o l u t i o n . A g a i n , t h e r e l a t e d f o s s i l C e p h a l a s p i d s , w h i c h a r e n o ts u p p o s e d t o b e d e g e n w r a t e , h a d tw o s e m i c i r c u l a r d u c t s , l i k e t h e l a m p r e y s ( S t e n s i o ) . T h i n g s must h a v e t h e i r

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