Processing strategies of the auditory system for improving the detection of masked signals

The auditory system of mammals is a highly developed sensory system that facilitates the analysis and the communication in complex acoustical scenes. For the analysis of incoming sounds, the auditory systems makes use of a large variety of physical signal properties that are processed within various mechanical and neural processing stages along the auditory pathway. The scope of this thesis was to investigate processing strategies that contribute to the outstanding performance of the auditory system to detect signals in complex acoustical scenes. Using methods from psychoacoustics and signal processing techniques, it has been shown that a combination of coherent intensity fluctuations in different frequency regions and interaural disparities are processed in a highly efficient way. With the application of a physical nonlinear and active model of the cochlea, the basis was provided for separating contributions of mechanical and neural processing stages to the analysis of complex acoustical scenes Das auditorische System von Säugetieren ist ein hochentwickeltes sensorisches System das die Analyse und die Kommunikation in komplexen akustischen Umgebungen ermöglicht. Zur Analyse von empfangenen Schallen nutzt das auditorische System eine Vielzahl an physikalischen Signalmerkmalen die in unterschiedlichen mechanischen und neuronalen Verarbeitungsstufen entlang der Hörbahn verarbeitet werden. Das Ziel dieser Arbeit war es, Verarbeitungsstrategien zu untersuchen welche zu der herrausragenden Fähigkeit des auditorischen Systems beitragen, Signale in komplexen akustischen Umgebungen zu detektieren. Mit Hilfe von Methoden der Psychoakustik und der Signalverarbeitung wurde gezeigt, dass kohärente Intensitätsschwankungen in verschiedenen Frequenzbereichen und interaurale Unterschiede hoch effizient verarbeitet werden. Mit der Anwendung eines physikalisch orientierten, nichtlinearen und aktiven Modells der Cochlea wurde die Basis geschaffen, die Beiträge mechanischer und neuronaler Verarbeitungsstufen zur Analyse komplexer akustischer Umgebungen zu trennen.