Sutrikęs žmogaus kalbos supratimas, ypač esant foniniam triukšmui, yra viena iš pagrindinių vartotojų problemų. klausos aparatai. Šiuolaikinių klausos aparatų kūrėjai ir gamintojai tai puikiai žino ir deda visas pastangas, kad išspręstų šią nelengvą problemą. Beveik visi šiuolaikiniai skaitmeniniai klausos aparatai aprūpinti specialiomis sistemomis, vadinamosiomis triukšmo mažinimo sistemos“, leidžianti sumažinti pašalinių garsų poveikį kalbos signalui. Tačiau, deja, dauguma šių sistemų yra pagrįstos tam tikrų dažnių regionų klausos aparato stiprinimo sumažinimu. Kitaip tariant, kartu su triukšmo slopinimu, įrenginys iš dalies slopina kalbą. Dėl to kalbos suprantamumas lieka nepatenkinamas.

Widex audiologai dar kartą siūlo nestandartinį šios problemos sprendimą. Aš kalbu apie unikali sistema « Kalbos stipriklis“, kurie yra įrengti šiuolaikiniai įrenginiai Widex serija Mind, Inteo, Passion. Šioje sistemoje naudojamas sudėtingas visiškai automatinis algoritmas, pagrįstas duomenų apie vartotojo klausos sutrikimą, pašnekovo kalbos pobūdį ir foninio triukšmo charakteristikas analize. Dėl šios priežasties klausos aparatas optimizuoja visų savo sistemų veikimą, kad bet kokioje, net ir triukšmingiausioje, garso aplinkoje kalbos stiprinimas visada būtų žymiai didesnis nei triukšmo signalo stiprinimas. Tokiu būdu Widex užtikrina aukščiausią įmanomą kalbos suprantamumą kiekvienoje klausymosi situacijoje.

Kitas unikalus Widex patobulinimas yra sistema, pagrįsta vadinamojo tiesinio dažnio perkėlimu. Ši sistema vadinama " Klausos diapazono ilgintuvas“ Faktas yra tas, kad kartais net pažangiausio ir galingiausio klausos aparato naudojimas ne visiškai kompensuoja vartotojo klausos sutrikimą. Tai apie apie sunkaus klausos sutrikimo atvejus aukšto dažnio regione. Prieš kelerius metus tokiems pacientams būtume sakę: „ Deja, aukšto dažnio garsų negirdėsite“ Kai kalbame apie aukšto dažnio garsus, turime omenyje ne tik paukščių čiulbėjimą, žadintuvo skambesį ar fleitos melodiją. Taip pat galvojame apie aukšto dažnio garsus, kurie sudaro žmogaus kalbą. Be šių garsų neįmanoma pasiekti tinkamo kalbos suprantamumo o taip pat, kas ypač svarbu, teisingas ir visapusiškas vaiko kalbos vystymasis yra neįmanomas.

« Girdėjimo diapazono ilgintuvas"perkelia kai kuriuos svarbiausius garso signalus iš aukšto dažnio dalies į pagrindinį regioną. Būtent toje srityje, kurioje išsaugomas garso jautrumas. Taigi, žmogus net ir su visiškas klausos nebuvimas aukšto dažnio srityje, vėl pradeda girdėti šiuos garsus. Žinoma, šių garsų skambesys skiriasi nuo originalaus. Tačiau jie išlieka panašūs į pradinį originalų signalą. Daugelyje audiologinių laboratorijų, įskaitant JAV ir Australiją, buvo atlikti ilgalaikiai sistemos klinikiniai tyrimai, kuriuose dalyvavo vaikai ir suaugusieji, kurių rezultatai rodo didelį jos efektyvumą.

Tačiau reikia atsiminti, kad kiekvienu naudojimo atveju " Klausos diapazono ilgintuvas» turėtų būti naudojamas individualus požiūris prie specifinio paciento klausos sutrikimo, taip pat reikalauja ilgo vartotojo prisitaikymo laikotarpio (kai kuriais atvejais 2-3 mėnesius). Dar visai neseniai tokia sistema buvo pristatoma Widex Inteo serijos įrenginiuose. Džiaugiamės galėdami pranešti, kad dabar, išleidus naujas klausos aparatų serijas, būtent Mind-440 ir Mind-330, sistema tapo labiau prieinama mūsų klausos aparatų naudotojams.

„Widex“ Rusijos atstovybės audiologas
Bronyakinas Stanislavas Jurjevičius

Kalbos aiškumas ir suprantamumas

Supratimas kalbos - pagrindinė charakteristika, lemianti kelio tinkamumą kalbai perduoti. Tiesioginis šios charakteristikos nustatymas gali būti atliekamas naudojant statistinį metodą, dalyvaujant daugybei klausytojų ir kalbėtojų. Kiekybinis kalbos suprantamumo nustatymas – įskaitomumą.

Įskaitomumas kalbos įvardykite santykinį arba procentinį teisingai priimtų kalbos elementų skaičių iš iš viso perduodamas kelyje. Kalbos elementai – sudėtingi garsai, žodžiai, frazės, skaičiai. Atitinkamai jie išskiria skiemeninis, garsas, žodinis, semantinis Ir skaitmeninis įskaitomumą. Tarp jų yra statistinis ryšys. Praktikoje daugiausia naudojamas skiemeninis, žodinis ir semantinis suprantamumas.

Siekiant išmatuoti suprantamumą, buvo sukurtos specialios skiemenų lentelės, atsižvelgiant į jų atsiradimą rusų kalboje. Šios lentelės vadinamos artikuliacinis. Supratimas matuojamas pasitelkus apmokytą klausytojų komandą be klausos ir kalbos sutrikimų, atliekant subjektyvius statistinius tyrimus. Tokiu atveju matavimai gali būti atliekami naudojant įvairius metodus, pavyzdžiui, balų metodą, teisingai priimtų žodžių procento nustatymo metodą ir kt.

Ryšys tarp kalbos suprantamumo ir jos suprantamumo parodytas lentelėje. 16.1. Šioje lentelėje kalbos suprantamumas vertinamas keturiomis gradacijomis:

1) puiku, jei aiškumas pilnas, neužduodant klausimų;

2) gerai, jei klausytojams reikia atskirų klausimų apie retai pasitaikančius žodžius ar atskirus vardus;

3) patenkinama, jei klausytojai nurodė, kad jiems sunku suprasti, dažnai kartojami klausimai;

4) didžiausias leistinas, jei būtų reikalingi pakartotiniai tos pačios medžiagos klausimai, perduodant atskirus žodžius raidė po raidės su visu klausos įtempimu.

16.1 lentelė

Suprantamumo sumažėjimo priežastys yra akustinis triukšmas patalpoje, aidėjimo ir išsklaidyto garso trukdžiai bei nepakankamas pirminio garso šaltinio signalų stiprinimas.

Balso ir garso stiprinimo sistemos turi užtikrinti reikiamą kalbos suprantamumą. Perduodant informacines programas, rengiant mitingus ir susirinkimus, reikalingas puikus kalbos suprantamumas, kuris užtikrinamas 80 % skiemeniniu ir 98 % žodiniu suprantamumu. Siuntimo ryšiams visiškas kalbos suprantamumas (patenkinamas suprantamumas) gaunamas su 40...50 % skiemenų ir 87...93 % žodiniu suprantamumu. Todėl, apskaičiuojant siuntimo ryšius, jie vadovaujasi mažesnėmis suprantamumo reikšmėmis nei skaičiuojant plačiai naudojamas sistemas.

Yra ryšys tarp kalbos suprantamumo, priėmimo sąlygų ir perdavimo kelių charakteristikų, kuris buvo nustatytas naudojant Fletcherio ir Collardo sukurtą formanto teoriją.

Energijos koncentracijos sritys tam tikroje dažnių diapazono dalyje vadinamos formantai. Jų vieta priklauso ir nuo garso padėties žodyje ar frazėje, ir nuo individualių žmogaus artikuliacinio aparato savybių. Kiekvienas garsas turi keletą formantų. Kalbos garsų formos užpildo dažnių diapazoną nuo 150 iki 7000 Hz.

Sutarta šį dažnių diapazoną padalyti į 20 juostų, kurių kiekvienoje formantų atsiradimo tikimybė yra vienoda. Šios dažnių juostos vadinamos juosteles lygus įskaitomumą. Jie apibrėžti daugeliui kalbų, įskaitant rusų. Nustatyta, kad fomantų atsiradimo tikimybė atitinka adityvumo taisyklę. Esant pakankamai dideliam garso medžiagos kiekiui, kiekvienoje juostoje formantų atsiradimo tikimybė yra 0,05.

Formantai turi skirtingą intensyvumo lygį: balsiniuose garsuose jie yra didesni nei bebalsiuose. Kai lygis didėja akustinis triukšmas Formantai su žemu lygiu pirmiausia užmaskuojami, o po to tie, kurių lygis aukštesnis. Dėl maskavimo sumažėja formanto suvokimo tikimybė. Koeficientas, nustatantis šį sumažėjimą Į- juosta vadinama suvokimo arba suprantamumo koeficientu Į f . Kitaip tariant, į Į- Ach juostos tikimybė gauti formantus

kur formanto suvokimo koeficientas Į f priklauso nuo jutimo lygio, kurį savo ruožtu lemia skirtumas tarp vidutinio spektrinio kalbos lygio IN R vienodo suprantamumo ir triukšmo bei trukdžių spektrinio lygio juostoje toje pačioje juostoje IN w :

E f = IN R - IN w . (16.2)

Suvokimo (įskaitomumo) koeficientą galima nustatyti pagal grafiką, pateiktą pav. 16.1. Šioje diagramoje rodomi pojūčių lygiai E f ir juos atitinkančius suvokimo koeficientus Į f .

0-18 dB jutimo lygiui Į f apytiksliai galima nustatyti pagal formulę k f =(E+ 6)/30.

16.1 pav. Integralus kalbos lygių pasiskirstymas.

Apskritai kiekvienai vienodo suprantamumo juostai suvokimo koeficientas bus skirtingas. Bendras formanto suprantamumas kalbos dažnių diapazone nustatomas iš

(16.3)

16.2 pav. Skiemeninio suprantamumo priklausomybė nuo formanto suprantamumo.

Ryšys tarp formanto ir kitų suprantamumo tipų buvo nustatytas eksperimentiškai. Ši priklausomybė nuo skiemens suprantamumo parodyta Fig. 16.2. Iš šio paveikslo matyti, kad beveik visiškas kalbos suprantamumas (skiemenių suprantamumas – 80%) gaunamas gavus tik pusę visų formantų (formanto suprantamumas – 0,5), o tai rodo kalbos pertekliškumą ir smegenų kombinacinį gebėjimą.

Garsuojamų patalpų kalbos suprantamumo nustatymas visų pirma atliekamas garsiamojo paviršiaus taškuose, kuriuose yra minimalus tiesioginio garso lygis ir didžiausias akustinio triukšmo lygis. Tokiame taške esančiam klausytojui tiesioginio garso spektrinis lygis yra

, (16.4)

Kur IN rm -spektrinis kalbos lygis prie mikrofono (nustatomas iš lentelių);

,

Kur r m - mikrofono išėmimas iš garsiakalbio; - spektrinis kalbos lygis 1 m atstumu (nustatomas pagal atskaitos lenteles);
- stiprinimo indeksas (kelio indeksas - skirtumas tarp garso lygių, kuriuos sukuria garso stiprinimo sistemos garsiakalbis prie klausytojo ausies ir pirminio garso šaltinio prie mikrofono įvesties).

Šie duomenys nustatomi kiekvienai vienodo suprantamumo juostai. Toms pačioms juostoms – triukšmo ir trukdžių spektriniai lygiai klausymosi vietoje

Kur IN pelenai - spektrinis akustinio triukšmo lygis (nustatomas pagal atskaitos lenteles); IN P - spektrinis kalbos trukdžių lygis (kalbos savaiminis maskavimas),

Kur
- išsklaidyto garso trukdžių korekcija (R - akustinis santykis projektavimo taške); N d - difrakcijos korekcija, atspindžio nuo klausytojo galvos korekcija (nustatoma pagal informacines lenteles);
- aidėjimo trukdžių korekcija (T R - aidėjimo laikas).

Akustinio triukšmo lygis nepriklauso nuo kelio indekso, o kalbos trukdžių lygis didėja didėjant kelio indeksui (16,4), (16,6). Todėl norint padidinti jutimo lygį, patartina padidinti trakto indeksą. Pasiekus būklę

IN P = B pelenai + 6 (16.7)

tolesnis kelio indekso didinimas nėra racionalus, nes pojūčio lygis riboje gali padidėti tik 1 dB. Ši sąlyga, atsižvelgiant į (16.4), (16.6), (16.7), nustato kelio indeksą

Šis kelio indeksas vadinamas racionalus. Jį daugiausia lemia didžiausia akustinio santykio vertė
projektavimo taške ir aidėjimo laiku.

Su racionaliu sustiprinimu iš (16.5) išplaukia, kad

IN w = B P + 1, (16.9)

tie. akustinio triukšmo indėlis IN pelenai Bendras triukšmo ir trukdžių lygis yra nereikšmingas.

Gauti posakiai leidžia mums nustatyti kalbos suprantamumą ir suprantamumą. Tam, naudojant (16.4), (16.6), (16.9) formules, nustatomi kalbos, triukšmo ir trukdžių lygiai, o tada, naudojant (16.2) formulę, nustatomas formantų jutimo lygis. E f kiekvienai vienodo įskaitomumo juostai. Grafinė priklausomybė, pateikta pav. 16.1, leidžia rasti suprantamumo koeficientus Į f , atitinkančias gautas vertes E f . Bendras formanto suprantamumas A kalbos dažnių diapazone randama iš išraiškos (16.3), o atitinkamas skiemeninis suprantamumas nustatomas pagal pav. 16.2. Kalbos suprantamumas nustatomas pagal lentelę. 16.1.

Metodai skatinimas įskaitomumą kalbos

Sumažintas trukdžių lygis. (Praktiškai tai ne visada įmanoma pasiekti.) Jie bando padidinti L p prie klausytojo (perkeliant mikrofoną arčiau, padidinant kalbėtojo balso lygį).

Klausytojo garso slėgio lygio didinimas tiesioginiu garsu, mikrofono priartinimas prie garso šaltinio, garsiakalbio balso lygio didinimas, trakto indekso didinimas.

Suspaudimas D kalbos signalas – silpnų garsų garso slėgio lygių padidinimas išlaikant maksimalų garso slėgio lygį.

Ribinis suspaudimo atvejis D yra amplitudės apribojimas - karpymas. Šiuo atveju kalbos signalas virsta pastovios amplitudės impulsų seka, bet kintančiais intervalais tarp nulinių perėjimų (telegrafo darbo režimas). Dėl to visi kalbos garsai, kai bus gauti, bus vienodo (maksimalaus) lygio. Tokiu atveju garso kokybė pablogėja, tačiau suprantamumas smarkiai padidėja silpni garsai Nenukirpta kalba, užmaskuota trukdžių, naudojant šį perdavimo būdą, bus didesnė nei trukdžių lygiai.

Vokoderių naudojimas.

Vokoderis – įrenginys, kurio siunčiančioje dalyje iš kalbos signalo išgaunami kalbos informacinį turinį lemiantys parametrai: kalbos garsų spektriniai apvalkalai ir pagrindinio kalbos tono parametrai, t.y. kalbos garsų ypatybės, kurios laikui bėgant lėtai kinta.

Vokoderio priėmimo dalis turi sudėtingą filtrą, kuris imituoja balso trakto akustinę sistemą balsiniams ir nebalsiniams kalbos garsams. Sintetinių garsų lygis ir filtro parametrai valdomi signalais, izoliuotais vokoderio perdavimo gale, dėl ko atkuriamas kalbos signalo spektrinis gaubtas. Atkurto signalo kokybė ir suprantamumas yra gana aukšti.

Vidutinės signalo galios, taigi ir suprantamumo, padidinimas, padalijant signalą į apvalkalą ir momentines fazes bei specialų jų apdorojimą.

Kalbos suprantamumo skaičiavimas

Mes apskaičiuojame spektrinius kalbos lygius, pritaikytus atstumui nuo mikrofono

, (16.10)

Kur IN' p – spektrinis kalbos lygis 1 m atstumu (nustatomas pagal atskaitos lenteles).

2. Naudodami tam tikrą spektrą ir akustinio triukšmo lygį, randame jo spektrinius lygius IN A(nustatoma iš paieškos lentelių).

3. Nustatykite bendrą pataisą ΣΔ L.

4. Nustatykite tikrąjį kelio indeksą K ms .

5. Visi duomenys suvedami į lentelę.

6. Apskaičiuokite klausytojo kalbos spektrinius lygius

(16.11)

7. Apskaičiuokite spektrinių trukdžių lygius

. (16.12)

8. Sumuojame spektrinius trukdžių lygius su akustinio triukšmo spektriniais lygiais

9. Iš spektrinio kalbos lygio atimkite visuminių trukdžių ir triukšmo spektrinį lygį ir gaukite formantų jutimo lygį.

. (16.14)

10. Pagal rastą jutimo lygį randame suprantamumo koeficientą k f;

už 0 . (16.15)

arba tikslias jo vertes randame iš lentelės. Visas apskaičiuotas vertes įvedame į suvestinę lentelę.

11. Sumuojame gautas suprantamumo koeficientų reikšmes ir randame formanto suprantamumą

. (16.16)

Pagal formanto suprantamumą nustatome skiemenį S ir žodinis W kalbos suprantamumas ir suprantamumas.

Iš suprantamumo koeficiento duomenų analizės matyti, kad žemesni dažniai perduodami daug prasčiau nei viršutiniai. Kadangi šiais dažniais yra kelio ribinio indekso marža, juos galima suprojektuoti maždaug 4 dB. Tai beveik nepakeis suprantamumo, bet pagerins garso kokybę.

Norėdami apytiksliai nustatyti kalbos suprantamumą, galite naudoti sutrumpintą skaičiavimo metodą. Jei kalbos ir triukšmo spektrų dažnis nesikeičia labai staigiai, tai nėra prasmės juos skaičiuoti visoms vienodo suprantamumo juostoms, užtenka skaičiuoti oktavos dažniais.

173-350 Hz oktava atitinka vieną vienodo suprantamumo juostą (200-350 Hz).

350-700 Hz oktava apima tris juostas (330-465);

700-1400 Hz oktava apima 4 juostas (750-900);

Oktava 1400-2800 Hz → 6 juostos (1410-2840).

Oktava 2800-5600 Hz → 5 juostos (2840-5640).

5600–7000 Hz diapazonas atitinka paskutinę vienodo suprantamumo juostą (5640–7000).

Atsižvelgiant į tai, formanto suprantamumas nustatomas pagal formulę

Kur k f1 - k f6– suprantamumo koeficientai oktavos dažniais.

Žilinskaja Jekaterina Viktorovna

Tyrimo temos aktualumas

Pasaulio sveikatos organizacijos (PSO) duomenimis, šiuo metu pasaulyje yra apie 360 ​​milijonų žmonių, turinčių klausos praradimą, o tarp vyresnių nei 65 metų amžiaus žmonių maždaug trečdalis kenčia nuo klausos praradimo (PSO, 2017).
Viena iš pagrindinių klausos sutrikimų turinčių pacientų problemų, ženkliai pabloginančių jų gyvenimo kokybę, yra sutrikęs kalbos supratimas, lemiantis socialinę pacientų izoliaciją. Visuotinai pripažįstama, kad didžiąją dalį kalbos suprastėjimo atvejų sukelia periferiniai sutrikimai (sraigės lygyje), tačiau vis daugiau tyrimų įrodo didelį kalbos supratimo sutrikimų, kuriuos sukelia centrinių dalių patologija, paplitimą. klausos sistemos, o pacientų klausos slenksčiai pagal grynojo tono slenkstinės audiometrijos rezultatus gali būti net normos ribose. Centrinės klausos sutrikimais ypač dažnai serga vyresnio amžiaus ir senatviniai žmonės: jie pasireiškia 74% vyresnių nei 55 metų žmonių (Golding M. ir kt., 2004).
Šiuo metu nėra sukurtas efektyvus medikamentinis gydymas centrinės nervų sistemos disfunkcijoms, dėl kurių pablogėja kalbos supratimas (Chermak G.D., Musiek F.E., 2014), todėl net ir gerai sureguliavus klausos aparatą pacientų bendravimo problemos dažnai išlieka. neišspręstas. Dėl to reikia ieškoti naujų požiūrių į kalbos supratimo sutrikimų diagnostiką ir korekciją pacientams, sergantiems lėtiniu sensorineuriniu klausos praradimu.
Tyrimo temos išsivystymo laipsnis. Kalbos supratimo sutrikimų tyrimas užima reikšmingą vietą audiologijoje ir neurologijoje; buvo pastebėta pažanga kuriant naujus šių sutrikimų diagnozavimo ir koregavimo metodus. Kaupiami moksliniai ir klinikiniai duomenys gerina supratimą apie kalbos supratimo sutrikimų, tarp jų ir centrinės kilmės, priežastis, jų atsiradimo mechanizmus, trūkumo kompensavimo galimybes. Tyrimų ir publikacijų, skirtų centrinės klausos sutrikimams, įskaitant sutrikusį kalbos supratimą, skaičius pastaraisiais metais labai išaugo, o tai rodo didėjantį susidomėjimą šia tema, diagnostiniais kriterijais ir reabilitacijos metodais (Musiek F.E., Chermak G.D., 2014). Tačiau daugiausia tyrimų ir publikacijų atliekama užsienio šalyse, o didžioji dalis diagnostikos ir korekcijos metodų yra sukurti anglakalbiams pacientams, tuo tarpu Rusijoje šiai temai šiuo metu neskiriama pakankamai dėmesio, yra mažai patikrintų testų ir reabilitacijos metodai.
Tikslesnių kalbos supratimo sutrikimų diagnostikos metodų ir deficito korekcijos būdų paieška padidins reabilitacijos efektyvumą.

Tyrimo tikslas– Kalbos supratimo sutrikimų vietinės diagnostikos ir reabilitacijos efektyvumo didinimas pacientams, sergantiems lėtiniu sensorineuraliniu klausos praradimu (KSHL).

UDC 534,773

I.V. PRASOL, Ph.D. tech. Mokslai, KNURE (Charkovas),

A.S. NECHIPORENKO, KHNURE (Charkovas)

PACIENTŲ KALBOS INTELEKTO DIDINIMO METODAS

JAUTINIS KLAUSOS NUTRAUKIMAS

Buvo pasiūlytas naujas metodas, skirtas pagerinti kalbos supratimą pacientams, sergantiems sensorineuriniu klausos praradimu, kuris pagrįstas kalbos signalo filtravimu. Dėl filtravimo galima sustiprinti reikšmingiausias bangų spektro sritis, kurios yra aktualios ligų gydymui. Šis metodas leidžia geriau sugerti kalbą pacientams, kurių jautrumas prarandamas dažnių diapazone, viršijančiame 1 kHz.

Siūlomas naujas metodas, skirtas pagerinti žmonių, sergančių neurochirurgija, jutimo klausos praradimo frazės intelektą. Jis pagrįstas filtravimo balsu. Filtravimo metu nustatomos reikšmingiausios kalbos spektro sritys, turinčios įtakos pacientų kalbos suvokimui. Šis metodas padeda pagerinti pacientų, kurių klausos sutrikimas yra didesnis nei 1 kHz, kalbos suvokimą.

Problemos formulavimas. Šiais laikais vis daugiau žmonių kenčia nuo klausos sutrikimų. Klausos praradimo priežastys gali būti įvairios, įskaitant ilgalaikį pernelyg didelio triukšmo poveikį, bendrą aplinkos pablogėjimą, komplikacijas po ligų, traumų, genetinius sutrikimus. Tarp klausos sistemos patologijų pirmauja sensorineurinis klausos praradimas – susilpnėjusi klausa su išsaugotu kalbos suvokimu, atsiradusi dėl garsą priimančio aparato ar centrinės klausos analizatoriaus dalies pažeidimo. Tai gali būti tiek spiralinio organo neurosensorinių epitelio ląstelių, tiek subkortikinių ir žievinių klausos centrų pažeidimo pasekmė. Tačiau dažniausiai sensorineurinį klausos praradimą sukelia vestibulokochlearinio nervo receptorių ir šaknų patologija. Šios ligos negalima išgydyti chirurginiu būdu, todėl pacientui skiriami klausos aparatai. Klausos aparatas turi koreguoti šiai patologijai būdingas individualias klausos ypatybes. Šiems tikslams yra keletas garso apdorojimo algoritmų, įdiegtų analoginiuose klausos aparatuose. Tai nuo dažnio priklausomo stiprinimo, amplitudės suspaudimo ir triukšmo filtravimo algoritmai. Tačiau sudėtingų kalbos signalų apdorojimo algoritmų įgyvendinimas, pritaikomas prie individualaus pacientų klausos praradimo pobūdžio, yra įmanomas tik naudojant skaitmeninius klausos aparatus. Skaitmeninis signalo apdorojimas leidžia naudoti labai efektyvius adaptyvius algoritmus su galimybe individualiai konfigūruoti parametrus išlaikant nepakitusią aparatinės įrangos branduolį.

Literatūros analizė. Atlikta skaitmeninių signalų apdorojimo metodų analizė. Kalbos signalo suvokimo ypatybės, esami formantų išskyrimo iš jo spektro metodai, taip pat metodai

kalbos signalo apdorojimas, leidžiantis padidinti signalo suprantamumą tiek normalią klausą turintiems, tiek neprigirdintiems pacientams, kuriems diagnozuotas sensorineurinis klausos sutrikimas. Tačiau esami kalbos suprantamumo didinimo metodai neatsižvelgia į tokią neurosensorinės patologijos ypatybę kaip girdėjimo praradimas diapazone virš 1 kHz. Formantų analizė nebuvo naudojama kuriant adaptyvius žodinio suprantamumo gerinimo algoritmus.

Šio straipsnio tikslas – sukurti metodą, kaip padidinti kalbos suprantamumą pacientams, sergantiems sensorineuriniu klausos sutrikimu.

Kalbos suprantamumas pacientams, sergantiems sensorineuriniu klausos praradimu.

Yra žinoma, kad sensorineuraliniam klausos praradimui būdingas klausos slenksčio padidėjimas, taip pat girdėjimo pablogėjimas diapazone, viršijančiame 1 kHz, o tai savo ruožtu praranda aukšto dažnio kalbos komponentų suvokimą tokiems pacientams. . Šio riboto suvokimo pasekmė – reikšmingas kalbos suprantamumo pablogėjimas. To priežastis – kalbos signalo garsų lokalizacijos ypatumai, būtent: priebalsių garsai dažniausiai būna dažnių diapazone, viršijančiame 1 kHz, o balsiai – žemų dažnių diapazone. Kadangi kalbos suprantamumui daugiausia įtakos turi priebalsių suvokimas, likęs kalbos spektras dėl jame paplitusių balsių tampa neaiškus ir sunkiai suprantamas. Remiantis tuo, kas išdėstyta aukščiau, siūloma pagerinti kalbos signalo suprantamumą, padidinant aiškumą, pašalinant spektro dalis.

Kalbos signalo suvokimo ypatumai. Bet koks kalbos signalas susideda iš paprasčiausių kalbos garsų, vadinamų fonemomis. Yra žinoma, kad kiekviena fonema atitinka savo žmogaus balso takų formą, kuri kinta priklausomai nuo liežuvio, lūpų, dantų padėties pokyčių ir priklausomai nuo to, balso takų dažniai, įskaitant rezonansinius, taip pat keistis. Kalbos signalo spektrinių maksimumų sritys, atitinkančios balso trakto rezonansinius dažnius, vadinamos formantais. Formantui būdingas dažnis, plotis ir amplitudė. Fonemos atpažinimas grindžiamas formantų, kaip informatyviausių kalbos signalo ypatybių, suvokimu. Taip pat reikėtų pažymėti, kad kiekviena fonema atpažįstama daugiausia pagal pirmųjų dviejų formantų padėtį. Atsižvelgiant į šiuos veiksnius, taip pat į tokią sensorineuralinio klausos sutrikimų turinčių pacientų ypatybę kaip dažnio selektyvumo sumažėjimą, siūloma iš kalbos spektro pašalinti sritis, besiribojančias su formantinėmis juostomis.

Kalbos signalo filtravimas. Eksperimento metu buvo apdoroti keli skirtingi signalai iš skirtingų garsiakalbių. Kalbos signalas buvo konvertuotas į skaitmeninį kodą ir apdorotas kompiuteryje. Dėl

Formantinėms balsių smailėms identifikuoti buvo naudojamas programinis paketas „Cool Edit Pro“, leidžiantis atlikti spektrinę kalbos signalo analizę. Analoginio signalo, pateikiamo diskretine forma, spektrinėms charakteristikoms gauti buvo panaudota greitoji Furjė transformacija (FFT), kurios rezultatas yra signalo vaizdavimas kaip n dažnių rinkinys.

F = (F1,F2,...,Fn ). (1)

Triukšmo šaltinių įtaka kalbos signalui gali sukelti momentinių spektro smailių susidarymą, kurie nėra kalbos signalo dalis. Tokios viršūnės vadinamos klaidingomis smailėmis.

Smailę apibrėžkime kaip didžiausią signalo energijos intensyvumą tam tikrame intervale d dažnio ašyje ir funkciją P(Fk, d), skirtą maksimumui d intervale patikrinti, išreikškime taip:

G1, A, > max L, k Ф j,

Aš į k-d

P(Fk, d) = \ j (2)

10, adresu Ak< ІШХ Aj , k ф j.

^k-d

Tada visų smailių radimas bus sumažintas iki plėtimosi dažnių F є F, kuriems tenkinama sąlyga P(F, d) = 1. Šis smailių radimo būdas vadinamas nuosekliu praėjimu.

Kadangi pirmieji du formantai turi didžiausią įtaką kalbos signalo atpažinimui, mes filtruojame pirmųjų dviejų smailių formanto sritis. Fig. 1 rodo momentinį spektrą

signalas (vienas pasirinktas formantas) prieš filtravimą. Fig. 2 parodyta

momentinis spektras po filtravimo. Filtravimas buvo atliktas pagal formules:

Fa = Fk - mx2 1, (3)

F = F + _2-------maks. L (4)

A b i max 1 2’ ^"

kur Fa, F1, Fb, F2 yra šalinamų formanto sričių ribos; Fmax – didžiausias formanto dažnis.

F = F + F 2 F max (4)

Dėl filtravimo išryškinamos reikšmingiausios kalbos spektro sritys, taip pat sumažėja sekančių juostų, kurios lieka formantinėmis juostomis, apatinių ribinių dažnių maskavimas.

Norint sukurti reikiamus filtrus, buvo atlikta balsių ir priebalsių dažnio analizė. Spektro gaubte yra daug atskirų dažnių smailių, tačiau dauguma jų yra neinformatyvūs ir yra regione, viršijančiame 1500 Hz. Įvedama pagrindinė kalbos informacija

pati didžiausia amplitudė yra 70 Hz - 900 Hz diapazone. Fig. 3 paveiksle parodytas garso „E“ spektras, kuriame aiškiai matomos šio diapazono formanto smailės.

Ryžiai. 2. Po filtravimo formuokite eilutę

Ryžiai. 3. Garso "E" spektras prieš filtravimą 163

Ryžiai. 4. Garso "E" spektras po filtravimo

Dažnių juostos buvo pašalintos naudojant filtrus, kurie buvo sukurti RBT filtro meniu parinktyje pagal apskaičiuotus duomenis. Dėl to buvo gauta signalo spektrinė charakteristika, parodyta fig. 4, iš kurio galime daryti išvadą, kad formanto sritys siaurėja, taip pat signalo amplitudė didėja pirmųjų dviejų formanto smailių srityje.

Fig. 5 - 8 parodytos garsų Zh, B spektrinės charakteristikos prieš ir po filtravimo.

Ryžiai. 5. Garso spektras "Zh" prieš filtravimą 164

Tokiu būdu buvo apdorojamas kiekvienas visos kalbos sekos garsas. Kadangi klausos kreivės kritimas pacientams, turintiems sensorineuralinį klausos praradimą, prasideda nuo 1 kHz, spektrui taip pat buvo pritaikytas filtras, atkertantis dažnius, viršijančius 1 kHz.

Ryžiai. 6. Garso spektras "Zh" po filtravimo

Ryžiai. 7. Garso "B" spektras prieš filtravimą

Ryžiai. 8. Garso "B" spektras po filtravimo

Siūlomo apdorojimo būdo įtakos suvokimui įvertinimas

kalba. Siekiant įvertinti siūlomo apdorojimo metodo įtaką kalbos signalo suvokimui, 20 žmonių, turinčių sensorineurinį klausos sutrikimą, grupė buvo paprašyta išklausyti ir palyginti du signalus: pirminį ir tą, kuris buvo apdorotas. Visi pacientai keletą metų turėjo klausos aparatų naudojimo patirtį. Pažymėtina, kad pacientų pradinis kalbos supratimas buvo žemas (mažiau nei 51%). Suprantamumui įvertinti buvo naudojamos Greenbergo daugiaskiemenių žodžių kalbos lentelės, atsižvelgiant į rusiškai kalbai būdingas fonetines ypatybes. Išvesties signalas nebuvo atliktas jokių papildomų transformacijų, išskyrus garsumo reguliavimą, kad konkrečiam pacientui būtų patogu jį suvokti. 6 žmonių tyrimo rezultatai pateikti lentelėje.

Tyrimo rezultatai

Tiriamieji, kuriems diagnozuotas sensorineurinis klausos praradimas Pradinio kalbos signalo suprantamumas (%) Apdoroto kalbos signalo suprantamumas (%)

Klausos praradimo laipsnis Tiriamojo amžius

Išvados. Analizuojant gautus duomenis, galime daryti išvadą, kad pacientų kalbos suprantamumas padidėja 5 - 18% ribose. Likusių pacientų tyrimo rezultatai buvo panašūs, o suprantamumo reikšmės atitiko aukščiau nurodytą diapazoną. Vadinasi, filtruojant spektro, besiribojančio su formantais, dažnių juostas, kalbos signalo aiškumas didėja. Informatyviausių spektro sričių išskyrimas padeda pagerinti kalbos sekos suvokimą, kalba tampa suprantamesnė ir suprantamesnė. Siūlomo kalbos signalo apdorojimo metodo naudojimas gali patikimai padidinti kalbos signalo suprantamumą pacientams, turintiems sensineurinį klausos praradimą. Taigi tai atveria galimybę sukurti adaptyvų algoritmą verbaliniam suprantamumui pagerinti.

Literatūra: 1. Neiman L.V., Bogomilsky M.R. Klausos ir kalbos organų anatomija, fiziologija ir patologija. - "Vlados", 2001. - 224 p. 2. Prasolis I.V., Kobylinskis A.V. Biomedicininių prietaisų skaitmeninių grandinių optimizavimo metodika // Taikomoji radijo elektronika. - 2007. -T. 6. - Nr. 1. - P. 51-55. 3. Prasolis I.V., Kobylinskis A.V. Adaptyvių skaitmeninių klausos aparatų projektavimo algoritmai / 7-oji mokslinė techninė konferencija „Medicininės technologijos sveikatos apsaugai“. Mokslinių straipsnių rinkinys. - M.: MSTU im. N.E. Bauman, 2005. - 54-56 p. 4. Rabiner L., Gould B. Skaitmeninio signalo apdorojimo teorija ir taikymas. - M.: Mir, 1978. - 848 p. 5. Gelfand S.A. Klausa: įvadas į psichologinę ir fiziologinę akustiką. - M.: Medicina, 1984. 6. Petrovas S.M. Kalbos signalo pralaidumo filtravimas - kalbos suvokimas normaliomis sąlygomis ir esant sensorineuraliniam klausos praradimui // Otorinolaringologijos biuletenis. - 2000. - Nr. 3. - P. 55-56. 7. Rabiner L.R., Shafer R.V. Skaitmeninis kalbos signalų apdorojimas. - M.: Radijas ir ryšiai, 1981. - 496 p. 8. ttp://www.adobe.com/special/products/audition/syntrillium.html. 9. Serdiukovas V.D. Kalbos signalų atpažinimas trukdančių veiksnių fone. - Tbilisis: Mokslas, 1987. - 142 p. 10. Chistovich L.A., Ventsov A.V., Granstrem M.P. Kalbos fiziologija. Žmogaus kalbos suvokimas. - L.: Nauka, 1976. - 388 p. 11. James L. Flanagan Kalbos analizė, sintezė ir suvokimas. - M.: Bendravimas, 1968. - 396 p.

Esant centrinės klausos sutrikimui dėl ankstesnės infekcijos ar ototoksinių antibiotikų vartojimo, taip pat su amžiumi susijusiems klausos sutrikimams, kalbos suprantamumas nesiekia 100% net esant žymiam garso garsumui, o didėjant garsui suprantamumas gali net sumažėti. Literatūroje tai apibūdinama kaip pagreitinto garsumo padidėjimo (AFG) reiškinys ir yra sutrikusio garso suvokimo požymis.

Kuo ilgiau šis procesas užtruks, tuo sunkesnis ir brangesnis bus veiksmingas klausos pakeitimas. Smegenų klausos centrai „pamiršta“ garsus ir jie „neprideda“ prie kalbos supratimo. Taip pat reikia ilgiau prisitaikyti prie klausos aparato, taip pat prie naujų garso pojūčių. Net ir taikant visišką klausos korekciją, kai kuriems pacientams klausos aparatas ne visada visiškai atkuria kalbos suprantamumą. Tuo pačiu metu pacientas ir toliau turi problemų su kalbos suvokimu, nepaisant to, kad jis pradėjo geriau girdėti garsus. Esant gilesniems sutrikimams, reikia ne tik kokybiškų klausos aparatų, bet ir papildomos kompensacijos – skaitymo iš lūpų, subtitrų televizoriuje, pozicijos pasirinkimo bendraujant, didesnio dėmesio pašnekovui, aplinkinių foninių garsų mažinimo.

Šiuolaikiniai klausos aparatai, sureguliuoti, gali apriboti garsių garsų stiprinimą, palaikyti patogų vidutinio stiprumo garsų garsumą ir užtikrinti gerą tylių garsų garsumą. Ši funkcija vadinama WDRC (Wide Dynamic Range Compression) signalo apdorojimo strategija, o suspaudimo laipsnį galima keisti, kad garsas būtų patogesnis. Taip pasiekiamas aukštas kalbos suprantamumas.

Taip pat šiuolaikiniuose klausos aparatuose įdiegta netiesinio dažnių suspaudimo technologija (SoundRecover), leidžianti išgirsti garsus, kurie nepasiekiami išplėstiniame dažnių diapazone. Šis metodas palaipsniui suspaudžia ir perkelia aukštus dažnius, užtikrindamas girdimumą ir natūralų garsą. Nustatant įrenginį taip pat galima nustatyti pakankamą netiesinio dažnio suspaudimo koeficientą, kad garsas būtų kokybiškas ir patogus.

Kelių kanalų įrenginiai taip pat padeda pagerinti kalbos suprantamumą, nes skirtinguose kanaluose nustatomi skirtingi stiprinimo koeficientai, o tai suteikia reikiamą stiprinimą atsižvelgiant į skirtingus jautrumo praradimus skirtingais dažniais. Tai leidžia geriau suprasti kalbą esant mažesniam garsumui, todėl klausos aparatas yra patogiau.

Būtinas nuolatinis mokymas, t.y. ilginant prietaiso nešiojimo laiką, pripratinant prie naujų garsų, didinant garsų selektyvumą ir kalbos kirčiavimą. Dažnio selektyvumas turi didelę reikšmę kalbos supratimo procese, didėja diferenciacija, taigi ir kalbos supratimas.

Galimybei atskirti garsus esant garso suvokimo sutrikimui įtakos turi ir laiko intervalas. Esant suvokimo sutrikimams (susilpnėjusiam suvokimui) sumažėja gebėjimas atskirti garsus, todėl jutimo sutrikimų turintis žmogus prašo pašnekovo kalbėti lėčiau, o ne garsiau. Laikui bėgant teksto apdorojimo greitis didėja, o tai taip pat yra mokymo elementas.

Kuo anksčiau atliekami kokybiški klausos aparatai, tuo galima pasiekti didesnį efektą, sumažinant adaptacijos laiką ir atkuriant kalbos suprantamumą.