Symulator słyszenia EAS

Oprogramowanie powstało na podstawie koncepcji prof. Andrzeja Czyżewskiegoprof. Bożeny Kostek, opracowanej na zlecenie Instytutu Fizjologii i Patologii Słuchu.
Hybrydowa symulacja słuchu pacjenta z implantem ślimakowym i zachowanym akustycznym słuchem resztkowym. Tor akustyczny sterowany audiogramem, tor elektryczny — vocoderem szumowym z regulowaną liczbą elektrod i prądami pobudzenia.
EAS Lab v0.1
Web Audio · ES2020
PL · 2026
01

Sygnał wejściowy

Plik WAV mono/stereo · dowolna częstotliwość próbkowania
Brak załadowanego sygnału.
02

Audiogram

Klikaj na wykres lub wpisuj wartości dB HL bezpośrednio w polach
Wczytaj audiogram z pliku
JSON · CSV · PNG/JPG (automatyczna ekstrakcja)
Lub wybierz preset
Ucho symulowane
Ucho prawe (R)
Ucho lewe (L)
Częstotliwości audiometryczne: 0.125 · 0.25 · 0.5 · 0.75 · 1 · 1.5 · 2 · 3 · 4 · 6 · 8 kHz · zakres dB HL: −10 … +120
03

Tor akustyczny — słuch resztkowy

Bank filtrów pasmowych Butterwortha · wzmocnienie kompensacyjne na pasmo
Górna granica słuchu resztkowego
750 Hz
Wzmocnienie globalne toru akustycznego
0 dB
Wzmocnienia w torach filtrów (dB, na pasmo audiometryczne)
Kompresor dynamiki · tor akustyczny
poziom wejścia [dB FS] → poziom wyjścia [dB FS]
04

Tor elektryczny — implant ślimakowy

Vocoder szumowy · pasma logarytmiczne · obwiednia ekstrahowana metodą prostowania + LPF
Liczba elektrod aktywnych
12
Typ nośnika
Spread of excitation
20 %
Częstotliwość odcięcia obwiedni
160 Hz
Zakres dynamiki (kompresja IDR)
25 dB
Wzmocnienie globalne toru elektrycznego
0 dB
Prądy pobudzenia elektrod (T/C levels, 0–100 %)
Kompresor dynamiki · tor elektryczny (front-end AGC)
poziom wejścia [dB FS] → poziom wyjścia [dB FS]
05

Bilans torów EAS

Proporcja mocy toru akustycznego i elektrycznego w sygnale wyjściowym
A ←→ E A 50% · E 50%
06

Przetwarzanie

Wczytaj sygnał, aby rozpocząć.
07

Wyjście

Odtwórz i porównaj · pobierz plik WAV 16-bit

Sygnał oryginalny

Symulacja EAS

Uwagi metodologiczne

Tor akustyczny. Bank 11 filtrów pasmowych Butterwortha 4. rzędu (kaskada biquadów) na częstotliwościach audiometrycznych. Wzmocnienie każdego pasma G = −dBHL + g_user, gdzie dBHL pochodzi z audiogramu wybranego ucha, a g_user z suwaków. Powyżej zadanego cutoff pasma są tłumione (model słuchu resztkowego ograniczonego do niskich częstotliwości).

Kompresor dynamiki. Klasyczny kompresor szerokopasmowy z peak envelope detector i regulowanymi czasami attack/release (model leaky-integrator z czasem stałym T63). Kompensuje zjawisko recruitment loudness (rozszerzonego zakresu percepcji głośności w uszkodzonym słuchu), zgodnie z podejściem opisanym w pracach Suchomski & Czyżewski (MHAFS, AES 1999) i Suchomski & Odya (KKRRiT 2011). Charakterystyka transferowa: out = in dla in ≤ threshold; out = threshold + (in − threshold)/ratio + makeup dla in > threshold. Twarde kolano (hard knee).

Tor elektryczny. Vocoder szumowy lub tonowy. Pasmo 100 Hz – 8 kHz dzielone na N = 5–22 logarytmicznych kanałów (skala zbliżona do mapy Greenwooda). Obwiednia ekstrahowana przez prostowanie + LPF Butterwortha 2. rzędu. Kompresja zakresu dynamiki (IDR) symuluje wąski przedział T–C w implancie. Suwaki prądu modelują indywidualny fitting (T/C levels). Kompresor front-end AGC działa na wejściu — przed dekompozycją pasmową.

Spread of excitation. Symulowany jako częściowy crosstalk między sąsiednimi kanałami przy syntezie — modeluje rozprzestrzenianie się prądu w ślimaku.

Wyjście. Suma toru akustycznego (waga A) i elektrycznego (waga E) ze stałym makeup gain i miękkim ograniczeniem (tanh) powyżej |0.85|. Wzmocnienia per-pasmowe, master i kompresory działają liniowo na poziom wyjścia. Eksport WAV PCM 16-bit mono.

Spektrogramy. STFT z oknem Hanninga 512 próbek, hop 128 próbek, log-magnitude w dB, mapa kolorów inferno. Częstotliwość w skali logarytmicznej (80 Hz – Nyquist).

Audiogram z pliku. JSON: { "R": [11 wartości], "L": [11 wartości] }. CSV/TSV: nagłówek opcjonalny, wiersze freq_kHz, R_dBHL, L_dBHL. PNG/JPG: automatyczna detekcja czerwonych (R) i niebieskich (L) punktów + ramki wykresu czarnymi liniami; oś Y zakładana −10…120 dB HL.