Effect of Signal-to-Noise Ratio on Directional Microphone Benefit and Preference

This study examined speech intelligibility and preferences for omnidirectional and directional microphone hearing aid processing across a range of signal-to-noise ratios (SNRs). A primary motivation for the study was to determine whether SNR might be used to represent distance between talker and listener in automatic directionality algorithms based on scene analysis. Participants were current hearing aid users who either had experience with omnidirectional microphone hearing aids only or with manually switchable omnidirectional/directional hearing aids. Using IEEE/Harvard sentences from a front loudspeaker and speech-shaped noise from three loudspeakers located behind and to the sides of the listener, the directional advantage (DA) was obtained at 11 SNRs ranging from -15 dB to +15 dB in 3 dB steps. Preferences for the two microphone modes at each of the 11 SNRs were also obtained using concatenated IEEE sentences presented in the speech-shaped noise. Results revealed that a DA was observed across a broad range of SNRs, although directional processing provided the greatest benefit within a narrower range of SNRs. Mean data suggested that microphone preferences were determined largely by the DA, such that the greater the benefit to speech intelligibility provided by the directional microphones, the more likely the listeners were to prefer that processing mode. However, inspection of the individual data revealed that highly predictive relationships did not exist for most individual participants. Few preferences for omnidirectional processing were observed. Overall, the results did not support the use of SNR to estimate the effects of distance between talker and listener in automatic directionality algorithms. Este estudio examina la inteligibilidad del lenguaje y las preferencias para el procesamiento en auxiliares auditivos con micrófonos direccionales y omnidireccionales, a lo largo de un rango de tasas señal/ruido (SNR). Una motivación primaria del estudio fue determinar si las SNR podían utilizarse para representar la distancia entre el hablante y el receptor, con algoritmos de direccionalidad automática basados en un análisis de la escena. Los participantes eran usuarios habituales de auxiliares auditivos que tenía experiencia únicamente con auxiliares auditivos con micrófonos omnidireccionales o con audífonos con micrófono omnidireccional y direccional, intercambiables manualmente. Utilizando las frases IEEE/Harvard proveniente de un altoparlante frontal y un ruido con configuración de lenguaje de tres altoparlantes localizados hacia atrás y a los lados del sujeto, se obtuvo la ventaja direccional (DA) a 11 SNR, en un rango de -15 dB a + 15 dB, en pasos de 3 dB. Se obtuvieron preferencias para las dos modalidades de micrófono en cada una de las 11 SNR usando frases IEEE concatenadas, presentadas en medio del ruido con configuración de lenguaje. Los resultados mostraron que se observaba una DA en un amplio rango de SNR, aunque el procesamiento direccional aportaba el mejor beneficio dentro de un rango menor de SNR. La media de los datos sugiere que las preferencias de micrófono fueron determinados por la DA, de tal forma que cuánto mayor era el beneficio aportado por el micrófono direccional en cuanto a la inteligibilidad del lenguaje, mayor era la inclinación de los sujetos a preferir ese modo de procesamiento. Sin embargo, una revisión de los datos individuales reveló que no existía una relación altamente predecible en la mayoría de los individuos participantes. Se observaron pocas preferencias para el procesamiento omnidireccional. Globalmente, los resultados no apoyaron el uso de las SNR para estimar el efecto de la distancia entre el que habla y el que escucha usando algoritmos direccionales automáticos.