Slabša razumljivost človeškega govora, zlasti ob prisotnosti hrupa v ozadju, je ena glavnih težav uporabnikov. slušni aparat. Razvijalci in proizvajalci sodobnih slušnih aparatov se tega dobro zavedajo in se trudijo rešiti to težko težavo. Skoraj vsi sodobni digitalni slušni aparati so opremljeni s posebnimi sistemi, ti sistemi za zmanjšanje hrupa", ki omogoča zmanjšanje vpliva tujih zvokov na govorni signal. Žal pa večina teh sistemov temelji na zmanjšanju ojačanja slušnega aparata za določena frekvenčna območja. Z drugimi besedami, naprava poleg dušenja hrupa delno duši tudi govor. Zaradi tega ostaja razumljivost govora nezadovoljiva.

Avdologi pri Widexu ponovno ponujajo nestandardno rešitev tega problema. govorim o edinstven sistem « Izboljševalec govora«, ki so opremljeni sodobne naprave Widex serija Mind, Inteo, Passion. Ta sistem uporablja kompleksen, popolnoma avtomatski algoritem, ki temelji na analizi podatkov o uporabnikovi okvari sluha, naravi sogovornikovega govora in značilnostih hrupa v ozadju. Zahvaljujoč temu slušni aparat optimizira delovanje vseh svojih sistemov, tako da je v vsakem zvočnem okolju, tudi najbolj hrupnem, ojačenje govora vedno bistveno večje od ojačenja signala šuma. Na ta način Widex zagotavlja najvišjo možno razumljivost govora za vsako slušno situacijo.

Drug edinstven razvoj Widexa je sistem, ki temelji na uporabi tako imenovane linearne frekvenčne transpozicije. Ta sistem se imenuje " Podaljšek slušnega obsega" Dejstvo je, da včasih uporaba še tako naprednega in zmogljivega slušnega aparata ne nadomesti popolnoma uporabnikove okvare sluha. To je približno o primerih hude okvare sluha v visokofrekvenčnem območju. Pred nekaj leti bi takim bolnikom rekli: " Na žalost ne boste mogli slišati visokofrekvenčnih zvokov" Ko govorimo o visokofrekvenčnih zvokih, ne mislimo le na petje ptic, zvok budilke ali melodijo piščali. Razmišljamo tudi o visokofrekvenčnih zvokih, ki sestavljajo človeški govor. Brez teh zvokov ni mogoče doseči ustrezne razumljivosti govora, in kar je še posebej pomembno, pravilen in popoln razvoj otrokovega govora je nemogoč.

« Razširjevalnik razpona slišnosti"prenese nekaj najpomembnejših zvočnih signalov iz visokofrekvenčnega dela v spodnje območje. Ravno v predelu, kjer je ohranjena zvočna občutljivost. Tako se oseba celo z popolno pomanjkanje sluha v visokofrekvenčnem območju začne znova slišati te zvoke. Seveda se zvok teh zvokov razlikuje od prvotnega. Vendar ostajajo podobni prvotnemu izvirnemu signalu. Sistem je bil podvržen dolgoročnim kliničnim preskušanjem otrok in odraslih v številnih avdioloških laboratorijih, vključno z ZDA in Avstralijo, katerih rezultati kažejo na njegovo visoko učinkovitost.

Vendar je treba zapomniti, da v vsakem primeru uporabe " Podaljšek slušnega obsega» je treba uporabiti individualni pristop na pacientovo specifično okvaro sluha in zahteva tudi dolgotrajno prilagajanje uporabnika (v nekaterih primerih 2-3 mesece). Do nedavnega je bil tak sistem predstavljen v napravah serije Widex Inteo. Z veseljem sporočamo, da je sedaj, z izdajo nove serije slušnih aparatov, in sicer Mind-440 in Mind-330, sistem postal bolj dostopen našim uporabnikom slušnih aparatov.

Avdiolog ruskega predstavništva Widex
Bronjakin Stanislav Jurijevič

Jasnost in razumljivost govora

Razumljivost govori - glavna značilnost, ki določa primernost poti za prenos govora. Neposredno določanje te značilnosti je mogoče izvesti s statistično metodo z vključevanjem velikega števila poslušalcev in govorcev. Kvantitativno določanje razumljivosti govora – čitljivost.

Čitljivost govori poimenovati relativno ali odstotno število pravilno sprejetih govornih elementov iz skupno število prenašajo po poti. Elementi govora - zapleteni zvoki, besede, fraze, številke. V skladu s tem razlikujejo skladenjski, zvok, verbalno, pomensko in digitalni čitljivost. Med njima obstaja statistična povezava. V praksi se uporabljajo predvsem zlogovna, besedna in pomenska razumljivost.

Za merjenje razumljivosti so bile razvite posebne tabele zlogov, ki upoštevajo njihovo pojavljanje v ruskem govoru. Te tabele se imenujejo artikulacijski. Razumljivost merimo s pomočjo usposobljene ekipe poslušalcev brez okvare sluha in govora s subjektivnimi statističnimi pregledi. V tem primeru se meritve lahko izvajajo z različnimi metodami, na primer z metodo točkovanja, metodo določanja odstotka pravilno sprejetih besed itd.

Razmerje med razumljivostjo govora in njegovo razumljivostjo prikazuje tabela. 16.1. V tej tabeli je razumljivost govora ocenjena v štirih stopnjah:

1) odlično, če je jasnost popolna, brez vprašanj;

2) dobro, če poslušalci potrebujejo ločena vprašanja o redko pojavljajočih se besedah ​​ali posameznih imenih;

3) zadovoljivo, če so poslušalci poročali, da jim je bilo težko razumeti, pogosto so se ponavljala vprašanja;

4) največja dovoljena, če so bila potrebna ponavljajoča se vprašanja istega gradiva s prenosom posameznih besed črko za črko ob polni obremenitvi sluha.

Tabela 16.1

Vzroki za zmanjšanje razumljivosti so akustični hrup v prostoru, motnje zaradi odmevanja in razpršenega zvoka ter nezadostno ojačanje signalov iz primarnega vira zvoka.

Sistemi za glasovno in zvočno ojačitev morajo zagotavljati zahtevano razumljivost govora. Pri prenosu informativnih programov, shodih in sestankih je potrebna odlična razumljivost govora, ki je zagotovljena z 80% zlogovno in 98% besedno razumljivostjo. Za dispečersko komunikacijo je dosežena popolna razumljivost govora (zadovoljiva razumljivost) s 40...50% zlogovno in 87...93% verbalno razumljivostjo. Zato jih pri izračunu dispečerskih komunikacij vodijo nižje vrednosti razumljivosti kot pri izračunu sistemov široke uporabe.

Obstaja povezava med razumljivostjo govora, pogoji sprejema in značilnostmi prenosnih poti, ki je bila ugotovljena z uporabo teorije formantov, ki sta jo razvila Fletcher in Collard.

Območja koncentracije energije v določenem delu frekvenčnega območja imenujemo formanti. Njihova lokacija je odvisna tako od položaja zvoka v besedi ali besedni zvezi kot od posameznih značilnosti artikulacijskega aparata osebe. Vsak zvok ima več formantov. Oblike govornih zvokov zapolnjujejo frekvenčno območje od 150 do 7000 Hz.

Dogovorjeno je bilo, da se to frekvenčno območje razdeli na 20 pasov, v vsakem od katerih je verjetnost pojava formantov enaka. Ti frekvenčni pasovi se imenujejo proge enako čitljivost. Določeni so za številne jezike, vključno z ruščino. Ugotovljeno je bilo, da je verjetnost pojava fomantov v skladu s pravilom aditivnosti. Pri dovolj veliki količini zvočnega materiala je verjetnost pojava formantov v posameznem pasu 0,05.

Formanti imajo različne stopnje intenzivnosti: pri zvenečih zvokih so višji kot pri brezzvočnih zvokih. Ko se raven poveča akustični hrup najprej se maskirajo formanti z nizkimi nivoji, nato pa tisti z višjimi nivoji. Zaradi maskiranja se zmanjša verjetnost zaznave formanta. Koeficient, ki določa to zmanjšanje v Za- pas se imenuje zaznavni ali razumljivi koeficient Za f . Z drugimi besedami, v Za-Ojej pas verjetnost prejemanja formantov

kjer je koeficient zaznave formanta Za f je odvisna od stopnje občutka, ki je določena z razliko med povprečno spektralno stopnjo govora IN R v pasu enake razumljivosti ter spektralni nivo šuma in motenj v istem pasu IN w :

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

Koeficient zaznave (čitljivosti) je mogoče določiti iz grafa, prikazanega na sl. 16.1. Ta graf prikazuje stopnje občutkov E f in njihove ustrezne koeficiente zaznave Za f .

Za nivoje občutka 0-18 dB Za f lahko približno določimo s formulo k f =(E+ 6)/30.

Slika 16.1 Integralna porazdelitev ravni govora.

Na splošno bo za vsak pas enake razumljivosti koeficient zaznavanja drugačen. Celotna razumljivost formantov v frekvenčnem območju govora se določi iz

(16.3)

Slika 16.2 Odvisnost skladenjske razumljivosti od razumljivosti formanta.

Razmerje med formantom in drugimi vrstami razumljivosti je bilo ugotovljeno eksperimentalno. Ta odvisnost za zlogovno razumljivost je prikazana na sl. 16.2. Iz te slike je razvidno, da skoraj popolno razumljivost govora (razumljivost zloga je 80 %) dosežemo s sprejemom le polovice vseh formantov (razumljivost formanta je 0,5), kar kaže na redundanco govora in kombinacijsko sposobnost možganov.

Ugotavljanje razumljivosti govora za ozvočene prostore se izvaja predvsem za točke ozvočene površine z minimalno stopnjo neposrednega zvoka in maksimalno stopnjo akustičnega šuma. Spektralna raven neposrednega zvoka za poslušalca, ki se nahaja na takšni točki, je

, (16.4)

Kje IN rm -spektralni nivo govora pri mikrofonu (določeno iz tabel);

,

Kje r m - odstranitev mikrofona iz zvočnika; - spektralni nivo govora na razdalji 1 m (določen iz referenčnih tabel);
- indeks pridobitve (indeks poti - razlika med nivoji zvoka, ki jih ustvari zvočnik ojačitvenega sistema na ušesu poslušalca in primarni vir zvoka na vhodu mikrofona).

Ti podatki so določeni za vsak pas enake razumljivosti. Za iste pasove, spektralne ravni šuma in motenj na lokaciji poslušanja

Kje IN pepel - spektralni nivo akustičnega hrupa (določen iz referenčnih tabel); IN p - spektralna stopnja govornih motenj (samomaskiranje govora),

Kje
- popravek motenj zaradi razpršenega zvoka (R - akustično razmerje na projektni točki); n d - uklonski popravek, popravek za odboj od glave poslušalca (določen iz referenčnih tabel);
- popravek za motnje odmevanja (T R - čas odmevanja).

Raven akustičnega hrupa ni odvisna od indeksa poti, medtem ko stopnja motenj zaradi govora narašča z naraščanjem indeksa poti (16,4), (16,6). Zato je za povečanje stopnje občutka priporočljivo povečati indeks trakta. Po doseženem stanju

IN p = B pepel + 6 (16.7)

nadaljnje povečanje indeksa poti ni racionalno, saj se lahko stopnja občutka v meji poveča le za 1 dB. Ta pogoj ob upoštevanju (16.4), (16.6), (16.7) določa indeks poti

Ta indeks poti se imenuje racionalno. Določa ga predvsem največja vrednost akustičnega razmerja
na točki načrtovanja in času odmeva.

Z racionalnim ojačanjem iz (16.5) sledi, da

IN w = B p + 1, (16.9)

tiste. prispevek akustičnega hrupa IN pepel Skupna raven hrupa in motenj je zanemarljiva.

Nastali izrazi nam omogočajo ugotavljanje razumljivosti in razumljivosti govora. Če želite to narediti, uporabite formule (16.4), (16.6), (16.9), da poiščete ravni govora, šuma in motenj, nato pa uporabite formulo (16.2), da določite raven občutka formantov. E f za vsak trak enake čitljivosti. Grafična odvisnost, predstavljena na sl. 16.1, vam omogoča iskanje koeficientov razumljivosti Za f , ustreza dobljenim vrednostim E f . Splošna razumljivost formantov A v govornem frekvenčnem območju se ugotovi iz izraza (16.3), ustrezna zlogovna razumljivost pa se določi iz sl. 16.2. Razumljivost govora se ugotavlja po tabeli. 16.1.

Metode napredovanje čitljivost govori

Zmanjšane ravni motenj. (V praksi tega ni vedno mogoče doseči.) Poskušajo povečati L str pri poslušalcu (približevanje mikrofona, zvišanje glasnosti govorčevega glasu).

Povečanje ravni zvočnega tlaka poslušalca z neposrednim zvokom, približevanje mikrofona viru zvoka, povečanje ravni glasu govorca, povečanje indeksa trakta.

Stiskanje D govorni signal - povečanje ravni zvočnega tlaka šibkih zvokov ob ohranjanju najvišjih ravni zvočnega tlaka.

Mejni primer stiskanja D je omejitev amplitude - izrezovanje. V tem primeru se govorni signal spremeni v zaporedje impulzov s konstantno amplitudo, vendar z različnimi intervali med ničelnimi prehodi (telegrafski način delovanja). Posledično bodo imeli vsi zvoki govora ob sprejemu enako (najvišjo) glasnost. V tem primeru se kakovost zvoka poslabša, vendar se razumljivost močno poveča, saj šibki zvoki neodrezan govor, prikrit z motnjami, bo pri tem načinu prenosa višji od ravni motenj.

Uporaba vokoderjev.

Vocoder je naprava, v oddajnem delu katere se iz govornega signala izločajo parametri, ki določajo informacijsko vsebino govora: spektralne ovojnice govornih zvokov in parametri osnovnega tona govora, t.i. značilnosti govornih zvokov, ki se skozi čas počasi spreminjajo.

Sprejemni del vokoderja ima kompleksen filter, ki simulira akustični sistem vokalnega trakta za zvočne in nezvočene govorne zvoke. Nivo sintetiziranih zvokov in parametre filtra nadzirajo signali, izolirani na oddajnem koncu vokoderja, zaradi česar se obnovi spektralna ovojnica govornega signala. Kakovost in razumljivost rekonstruiranega signala sta precej visoki.

Povečanje povprečne moči signala in s tem razumljivosti z delitvijo signala na ovojnico in trenutne faze ter njihovo posebno obdelavo.

Izračun razumljivosti govora

Izračunamo spektralne ravni govora, prilagojene oddaljenosti od mikrofona

, (16.10)

Kje IN' str – spektralni nivo govora na razdalji 1 m (določen iz referenčnih tabel).

2. Z danim spektrom in nivojem akustičnega hrupa poiščemo njegove spektralne ravni IN A(določeno iz iskalnih tabel).

3. Določite skupni popravek ΣΔ L.

4. Določite dejanski indeks poti Q gospa .

5. Vsi podatki se vnesejo v tabelo.

6. Izračunajte spektralne ravni govora poslušalca

(16.11)

7. Izračunajte nivoje spektralnih motenj

. (16.12)

8. Spektralne nivoje motenj seštejemo s spektralnimi nivoji akustičnega šuma

9. Odštejte spektralno raven skupne motnje in hrupa od spektralne ravni govora in dobite raven občutka formantov

. (16.14)

10. Na podlagi ugotovljene stopnje občutka najdemo koeficient razumljivosti k f;

za 0 . (16.15)

ali pa poiščemo njegove točne vrednosti iz tabele. Vse izračunane vrednosti vnesemo v zbirno tabelo.

11. Seštejemo dobljene vrednosti koeficientov razumljivosti in ugotovimo razumljivost formanta

. (16.16)

Na podlagi formantne razumljivosti določimo zlog S in verbalno W razumljivost in razumljivost govora.

Iz analize podatkov o koeficientu razumljivosti izhaja, da se spodnje frekvence prenašajo veliko slabše od zgornjih. Ker obstaja rezerva za mejni indeks poti pri teh frekvencah, jih je mogoče oblikovati za približno 4 dB. To skoraj ne bo spremenilo razumljivosti, bo pa izboljšalo kakovost zvoka.

Za približno določitev razumljivosti govora lahko uporabite skrajšano metodo izračuna. Če se spektra govora in hrupa frekvenčno ne spreminjata zelo močno, potem ju nima smisla izračunavati za vse pasove enake razumljivosti, temveč je dovolj, da ju izračunamo na oktavnih frekvencah.

Oktava 173-350 Hz ustreza enemu pasu enake razumljivosti (200-350 Hz).

Oktava 350-700 Hz pokriva tri pasove (330-465);

Oktava 700-1400 Hz vključuje 4 pasove (750-900);

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

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

Razpon 5600–7000 Hz ustreza zadnjemu pasu enake razumljivosti (5640–7000).

Ob upoštevanju tega je razumljivost formanta določena s formulo

Kje k f1 - k f6– koeficienti razumljivosti pri oktavnih frekvencah.

Žilinska Ekaterina Viktorovna

Relevantnost raziskovalne teme

Po podatkih Svetovne zdravstvene organizacije (WHO) je trenutno na svetu okoli 360 milijonov ljudi z izgubo sluha, med starejšimi od 65 let pa jih približno tretjina trpi za invalidno izgubo sluha (WHO, 2017).
Ena glavnih težav naglušnih bolnikov, ki pomembno poslabša kakovost njihovega življenja, je motena razumljivost govora, kar vodi v socialno izolacijo bolnikov. Splošno sprejeto je, da je velika večina primerov zmanjšane razumljivosti govora posledica perifernih motenj (na ravni polža), vendar vse več študij dokazuje visoko razširjenost motenj razumljivosti govora, ki jih povzroča patologija centralnih delov. slušnega sistema, medtem ko so pragovi sluha pri pacientih po rezultatih avdiometrije čistega tonskega praga lahko celo v mejah normale. Incidenca centralnih slušnih motenj je še posebej visoka pri starejših in senilnih ljudeh: pojavijo se pri 74% ljudi, starejših od 55 let (Golding M. et al., 2004).
Trenutno ni razvito učinkovito zdravljenje z zdravili za disfunkcije osrednjega živčnega sistema, ki vodijo do motenj razumljivosti govora (Chermak G.D., Musiek F.E., 2014), zato tudi z dobro nastavljenim slušnim aparatom težave s komunikacijo bolnikov pogosto ostajajo. nerazrešeno. To zahteva iskanje novih pristopov k diagnostiki in korekciji motenj razumljivosti govora pri bolnikih s kronično senzorinevralno izgubo sluha.
Stopnja razvoja raziskovalne teme. Preučevanje motenj razumljivosti govora zavzema pomembno mesto v avdiologiji in nevrologiji; opažen je bil napredek pri ustvarjanju novih metod za diagnosticiranje in odpravljanje teh motenj. Kopičenje znanstvenih in kliničnih podatkov izboljšuje naše razumevanje vzrokov za motnje razumljivosti govora, tudi tistih centralnega izvora, mehanizmov njihovega nastanka in možnosti kompenzacije primanjkljaja. Število študij in publikacij, posvečenih centralnim slušnim motnjam, vključno z oslabljeno razumljivostjo govora, se je v zadnjih letih močno povečalo, kar kaže na naraščajoče zanimanje za to temo, diagnostična merila in metode rehabilitacije (Musiek F.E., Chermak G.D., 2014). Vendar se večina študij in publikacij izvaja v tujini, večina diagnostičnih in korekcijskih metod pa je razvita za angleško govoreče bolnike, medtem ko v Rusiji trenutno tej temi ne posvečajo dovolj pozornosti, na voljo je malo dokazanih testov in metode rehabilitacije.
Iskanje natančnejših metod za diagnosticiranje motenj razumljivosti govora in načinov za odpravo pomanjkljivosti bo privedlo do povečanja učinkovitosti rehabilitacije.

Namen študije– povečanje učinkovitosti aktualne diagnostike in rehabilitacije motenj razumljivosti govora pri bolnikih s kronično senzorinevralno naglušnostjo (CSHL).

UDC 534.773

I.V. PRASOL, dr. tehn. znanosti, KNURE (Kharkov),

A.S. NEČIPORENKO, HNURE (Harkov)

METODA POVEČEVANJA GOVORNE INTELIGENCE PRI BOLNIKIH

SENZORNEVRNA NAGLUHNOST

Predlagana je nova metoda za izboljšanje razumevanja govora pri bolnikih s senzorinevralno naglušnostjo, ki temelji na filtriranju govornega signala. Zaradi filtracije je mogoče okrepiti najpomembnejša področja valovnega spektra, ki so pomembna za zdravljenje bolezni. Ta metoda omogoča povečano absorpcijo jezika pri bolnikih z izgubo občutljivosti v frekvenčnem območju nad 1 kHz.

Predlaga se nova metoda za izboljšanje izrazne inteligence ljudi, bolnih nevrokirurgije, senzorične izgube sluha. Temelji na filtriranju glasu. Kot rezultat filtriranja so zaznana najpomembnejša področja govornega spektra, ki vplivajo na zaznavanje govora pacientov. Ta metoda pomaga izboljšati zaznavanje govora bolnikov z izgubo sluha v območju nad 1 kHz.

Oblikovanje problema. Dandanes vse več ljudi trpi zaradi okvare sluha. Vzroki za naglušnost so lahko različni, med njimi dolgotrajna izpostavljenost čezmernemu hrupu, splošno poslabšanje okolja, zapleti po boleznih, poškodbah in genetske motnje. Med patologijami slušnega sistema je vodilna senzorinevralna izguba sluha - oslabljen sluh z ohranjenim zaznavanjem govora, ki ga povzroča poškodba aparata za sprejemanje zvoka ali osrednjega dela slušnega analizatorja. Lahko je posledica poškodbe tako nevrosenzoričnih epitelijskih celic spiralnega organa kot subkortikalnih in kortikalnih slušnih centrov. Vendar pa je najpogosteje senzorinevralna izguba sluha posledica patologije receptorja in korenine vestibulokohlearnega živca. Te bolezni ni mogoče pozdraviti s kirurškim posegom, zato bolniku predpišejo slušne aparate. Slušni aparat mora popraviti posamezne značilnosti sluha, značilne za to vrsto patologije. Za te namene obstajajo številni algoritmi za obdelavo zvoka, implementirani v analogne slušne aparate. To so algoritmi za frekvenčno odvisno ojačanje, stiskanje amplitude in filtriranje šuma. Vendar pa je implementacija kompleksnih algoritmov za obdelavo govornih signalov, prilagodljivih individualni naravi izgube sluha pri pacientih, možna le v digitalnih slušnih aparatih. Digitalna obdelava signalov omogoča uporabo visoko učinkovitih prilagodljivih algoritmov z možnostjo individualne konfiguracije parametrov ob ohranjanju nespremenjenega jedra strojne opreme.

Analiza literature. Izvedena je bila analiza metod digitalne obdelave signalov. Značilnosti zaznavanja govornega signala, obstoječe metode za izolacijo formant iz njegovega spektra, pa tudi metode

obdelava govornega signala, ki omogoča povečanje razumljivosti signala tako za bolnike z normalnim sluhom kot za naglušne bolnike z diagnozo senzorinevralne izgube sluha. Vendar obstoječe metode za povečanje razumljivosti govora ne upoštevajo takšne značilnosti nevrosenzorne patologije, kot je izguba slišnosti v območju nad 1 kHz. Analiza formantov ni bila uporabljena za ustvarjanje prilagodljivih algoritmov za izboljšanje verbalne razumljivosti.

Namen tega članka je razviti metodo za povečanje razumljivosti govora pri bolnikih s senzorinevralno izgubo sluha.

Razumljivost govora pri bolnikih s senzorinevralno izgubo sluha.

Znano je, da je za senzorinevralno izgubo sluha značilno zvišanje pragov sluha, pa tudi poslabšanje slišnosti v območju nad 1 kHz, kar posledično vodi do izgube zaznavanja visokofrekvenčnih komponent govora pri takih bolnikih. . Posledica tega omejenega zaznavanja je znatno poslabšanje razumljivosti govora. Razlog za to je v posebni lokalizaciji zvokov govornega signala, in sicer: soglasniki se večinoma nahajajo v frekvenčnem območju nad 1 kHz, samoglasniki pa v nizkofrekvenčnem območju. Ker na razumljivost govora v veliki meri vpliva zaznavanje soglasnikov, ostane preostali govorni spekter zaradi prevlade samoglasnikov v njem nejasen in težko razumljiv. Na podlagi zgoraj navedenega se predlaga izboljšanje razumljivosti govornega signala s povečanjem jasnosti z odstranitvijo delov spektra.

Posebnosti zaznavanja govornega signala. Vsak govorni signal je sestavljen iz najpreprostejših govornih zvokov, imenovanih fonemi. Znano je, da vsak fonem ustreza svoji obliki človeškega glasilnega trakta, ki se spreminja glede na spremembe v položaju jezika, ustnic, zob in glede na to frekvence glasilnega trakta, vključno z resonančnimi, tudi spremeniti. Območja spektralnih maksimumov govornega signala, ki ustrezajo resonančnim frekvencam vokalnega trakta, se imenujejo formanti. Formant je označen s frekvenco, širino in amplitudo. Prepoznavanje fonemov temelji na zaznavanju formantov kot najbolj informativnih značilnosti govornega signala. Prav tako je treba opozoriti, da se prepoznavanje vsakega fonema zgodi predvsem po položaju prvih dveh formantov. Ob upoštevanju teh dejavnikov, pa tudi takšne značilnosti bolnikov s senzorinevralno izgubo sluha, kot je zmanjšanje frekvenčne selektivnosti, je predlagano, da se območja, ki mejijo na formantne pasove, odstranijo iz govornega spektra.

Filtriranje govornega signala. Med poskusom je bilo obdelanih več različnih signalov iz različnih zvočnikov. Govorni signal so pretvorili v digitalno kodo in obdelali na računalniku. Za

Za identifikacijo formantnih vrhov samoglasnikov je bil uporabljen programski paket »Cool Edit Pro«, ki omogoča spektralno analizo govornega signala. Za pridobitev spektralnih karakteristik analognega signala, predstavljenega v diskretni obliki, je bila uporabljena hitra Fourierjeva transformacija (FFT), katere rezultat je predstavitev signala kot niza n frekvenc

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

Vpliv virov hrupa na govorni signal lahko povzroči nastanek trenutnih vrhov spektra, ki niso del govornega signala. Takšni vrhovi se imenujejo lažni vrhovi.

Opredelimo vrh kot največjo intenziteto energije signala v določenem intervalu d na frekvenčni osi in izrazimo funkcijo P(Fk, d) za preverjanje maksimuma v intervalu d takole:

G1, za A, > max L, k Ф j,

Jaz do k-d

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

10, pri Ak< ІШХ Aj , k ф j.

^k-d

Potem se bo iskanje vseh vrhov zmanjšalo na iskanje frekvenc širitve F є F, za katere je izpolnjen pogoj P(F, d) = 1. Ta metoda iskanja vrhov se imenuje zaporedni prehod.

Ker imata prva dva formanta največji vpliv na prepoznavanje govornega signala, filtriramo formantna področja prvih dveh vrhov. Na sl. 1 prikazuje trenutni spekter

signal (en izbrani formant) pred filtriranjem. Na sl. 2 prikazano

takojšnji spekter po filtriranju. Filtracija je bila izvedena po formulah:

Fa = Fk - mx2 1 , (3)

F = F + _2-------maxL (4)

A b i max 1 2 ’ ^"

kjer so Fa, F1, Fb, F2 meje formantov, ki jih je treba odstraniti; Fmax - najvišja frekvenca formanta.

F = F + F 2 F max (4)

Zaradi filtriranja so poudarjena najpomembnejša področja govornega spektra, zmanjšano pa je tudi maskiranje spodnjih mejnih frekvenc naslednjih pasov, ki ostanejo formantni pasovi.

Za izdelavo potrebnih filtrov je bila izvedena frekvenčna analiza samoglasnikov in soglasnikov. Spektralna ovojnica vsebuje veliko število vrhov posameznih frekvenc, ki pa so večinoma neinformativni in se nahajajo v območju nad 1500 Hz. Prenesene so osnovne govorne informacije

ima vrhove z relativno veliko amplitudo v območju 70 Hz - 900 Hz. Na sl. Slika 3 prikazuje spekter glasu "E", kjer so jasno vidni vrhovi formantov v tem območju.

riž. 2. Formantna vrstica po filtriranju

riž. 3. Spekter zvoka "E" pred filtriranjem 163

riž. 4. Spekter zvoka "E" po filtriranju

Frekvenčni pasovi so bili odstranjeni s filtri, ki so bili ustvarjeni v možnosti menija RBT filter, glede na izračunane podatke. Kot rezultat smo dobili spektralno karakteristiko signala, prikazano na sl. 4, iz česar lahko sklepamo, da se območja formantov zožujejo, prav tako pa se povečuje amplituda signala v območju prvih dveh vrhov formantov.

Na sl. 5 - 8 prikazujejo spektralne značilnosti zvokov Zh, B pred in po filtriranju.

riž. 5. Zvočni spekter "Zh" pred filtriranjem 164

Na ta način je bil obdelan vsak zvok celotnega govornega zaporedja. Ker se padec slušne krivulje pri pacientih s senzorinevralno izgubo sluha začne pri 1 kHz, smo na spekter uporabili tudi filter, ki je izločil frekvence nad 1 kHz.

riž. 6. Spekter zvoka "Zh" po filtriranju

riž. 7. Spekter zvoka "B" pred filtriranjem

riž. 8. Spekter zvoka "B" po filtriranju

Ocena vpliva predlagane metode obdelave na zaznavanje

govor. Da bi ocenili vpliv predlagane metode obdelave na zaznavanje govornega signala, je bila skupina 20 ljudi s senzorinevralno izgubo sluha naprošena, da poslušajo in primerjajo dva signala: izvirnega in tistega, ki je bil podvržen predprocesiranju. Vsi bolniki so imeli večletne izkušnje z uporabo slušnih aparatov. Opozoriti je treba, da so imeli bolniki nizko začetno razumljivost govora (manj kot 51 %). Za oceno razumljivosti so bile uporabljene Greenbergove govorne tabele večzložnih besed ob upoštevanju fonetičnih značilnosti, značilnih za ruski govor. Izhodni signal ni bil podvržen nobenim dodatnim transformacijam, razen prilagajanja glasnosti za udobno zaznavanje določenega bolnika. Rezultati študije za 6 ljudi so prikazani v tabeli.

Rezultati raziskav

Osebe z diagnozo senzorinevralne izgube sluha Razumljivost izvirnega govornega signala (%) Razumljivost obdelanega govornega signala (%)

Stopnja izgube sluha. Starost osebe

Sklepi. Z analizo dobljenih podatkov lahko sklepamo, da se razumljivost govora bolnikov poveča v razponu od 5 do 18%. Rezultati študije za preostale bolnike so bili podobni, z vrednostmi razumljivosti v zgornjem območju. Posledično se zaradi filtriranja frekvenčnih pasov spektra, ki mejijo na formante, poveča jasnost govornega signala. Izolacija najbolj informativnih področij spektra pomaga izboljšati zaznavanje govornega zaporedja, govor postane bolj razumljiv in razumljiv. Z uporabo predlagane metode obdelave govornega signala lahko zanesljivo povečamo razumljivost govornega signala pri bolnikih s senzorinevralno naglušnostjo. To torej odpira možnost izdelave prilagodljivega algoritma za izboljšanje verbalne razumljivosti.

Literatura: 1. Neiman L.V., Bogomilsky M.R. Anatomija, fiziologija in patologija organov sluha in govora. - "Vlados", 2001. - 224 str. 2. Prasol I.V., Kobylinsky A.V. Metodologija za optimizacijo digitalnih vezij biomedicinskih naprav // Uporabna radijska elektronika. - 2007. -T. 6. - Št. 1. - Str. 51-55. 3. Prasol I.V., Kobylinsky A.V. Algoritmi za načrtovanje prilagodljivih digitalnih slušnih aparatov / 7. znanstveno-tehnična konferenca "Medicinske tehnologije za varovanje zdravja." Zbornik znanstvenih člankov. - M.: MSTU im. N.E. Bauman, 2005. - str. 54-56. 4. Rabiner L., Gould B. Teorija in uporaba digitalne obdelave signalov. - M.: Mir, 1978. - 848 str. 5. Gelfand S.A. Sluh: Uvod v psihološko in fiziološko akustiko. - M.: Medicina, 1984. 6. Petrov S.M. Pasovno filtriranje govornega signala - zaznavanje govora v normalnih pogojih in s senzorinevralno izgubo sluha // Bilten otorinolaringologije. - 2000. - št. 3. - Str. 55-56. 7. Rabiner L.R., Shafer R.V. Digitalna obdelava govornih signalov. - M .: Radio in komunikacije, 1981. - 496 str. 8. ttp://www.adobe.com/special/products/audition/syntrillium.html. 9. Serdjukov V.D. Prepoznavanje govornih signalov glede na moteče dejavnike. - Tbilisi: Znanost, 1987. - 142 str. 10. Chistovich L.A., Ventsov A.V., Granstrem M.P. Fiziologija govora. Zaznavanje človeškega govora. - L.: Nauka, 1976. - 388 str. 11. James L. Flanagan Analiza, sinteza in zaznavanje govora. - M .: Komunikacija, 1968. - 396 str.

V primeru okvare osrednjega sluha zaradi predhodne okužbe ali jemanja ototoksičnih antibiotikov ter starostne okvare sluha razumljivost govora ne doseže 100 % niti pri visoki jakosti zvoka, z naraščanjem glasnosti pa se lahko razumljivost celo zmanjša. V literaturi je to opisano kot pojav pospešenega naraščanja glasnosti (AFG) in je znak motene zaznave zvoka.

Dlje kot traja ta postopek, težja in dražja bo učinkovita zamenjava sluha. Centri za sluh v možganih »pozabljajo« zvoke in se ne »seštevajo« k razumevanju govora. Zahteva tudi daljše prilagajanje na slušni aparat, pa tudi na nove občutke zvoka. Tudi s popolno korekcijo sluha pri nekaterih bolnikih slušni aparat ne zagotavlja vedno popolne obnove razumljivosti govora. Hkrati pa ima bolnik še naprej težave z zaznavanjem govora, kljub temu, da je začel bolje slišati zvoke. Bolj globoke motnje zahtevajo ne le visokokakovostne slušne aparate, temveč tudi dodatno nadomestilo - branje z ustnic, podnapise na televiziji, izbiro položaja pri komunikaciji, večjo pozornost do sogovornika, zmanjšanje okoliških zvokov v ozadju.

Sodobni slušni aparati lahko, ko so prilagojeni, omejijo ojačitev glasnih zvokov, ohranijo udobno glasnost za srednje glasne zvoke in zagotovijo dobro glasnost za tihe zvoke. Ta funkcija se imenuje strategija obdelave signala WDRC (Wide Dynamic Range Compression) in je možno spremeniti kompresijsko razmerje za udobnejši zvok. S tem dosežemo visoko razumljivost govora.

Prav tako so sodobni slušni aparati uvedli tehnologijo nelinearne kompresije frekvenc (SoundRecover), ki omogoča slišati zvoke, ki so nedostopni razširjenemu frekvenčnemu območju. Ta metoda postopoma stisne in premakne visoke frekvence, kar zagotavlja slišnost in naraven zvok. Pri nastavitvi naprave je možno nastaviti tudi zadosten nelinearni frekvenčni kompresijski koeficient za kakovosten in udoben zvok.

Večkanalne naprave prav tako pomagajo izboljšati razumljivost govora zaradi vzpostavitve različnih ojačanj v različnih kanalih, kar zagotavlja potrebno ojačanje v skladu z različnimi izgubami občutljivosti pri različnih frekvencah. To omogoča večjo razumljivost govora pri nižji glasnosti, kar ima za posledico večje udobje slušnega aparata.

Potrebno je stalno usposabljanje, tj. podaljšanje časa nošenja aparata, navajanje na nove zvoke, povečanje selektivnosti zvoka in govornega poudarka. V procesu razumevanja govora je zelo pomembna frekvenčna selektivnost, poveča se diferenciacija in s tem razumevanje govora.

Na sposobnost razločevanja zvokov v primerih motenj zaznavanja zvoka vpliva tudi časovni interval. Pri motnjah zaznavanja (motnje zaznavanja) je sposobnost ločevanja zvokov zmanjšana, zato oseba s senzorično okvaro zahteva od sogovornika, naj govori počasneje, ne glasneje. Sčasoma se hitrost obdelave besedila poveča, kar je tudi element treninga.

Čim prej se izvajajo visokokakovostni slušni aparati, tem večji učinek je mogoče doseči, skrajšati čas prilagajanja in obnoviti razumljivost govora.