Порушення розбірливості людської мови, особливо у присутності фонового шуму – одна з основних проблем користувачів слухових апаратів. Розробники та виробники сучасних слухових апаратів добре знають про це і докладають максимум зусиль для вирішення цього непростого завдання. Майже всі сучасні цифрові слухові апарати мають спеціальні системи, так звані « системами шумозаглушення», що дозволяє зменшити вплив сторонніх звуків на мовний сигнал. Однак, на жаль, більшість таких систем ґрунтується на зменшенні посилення у слуховому апараті для тих чи інших частотних областей. Інакше кажучи, разом із придушенням шуму, апарат частково придушує і мова. У результаті, розбірливість мови залишається незадовільною.

Аудіологи компанії Відекс (Widex) вкотре пропонують нестандартне вирішення цієї проблеми. Я говорю про унікальної системи « Підсилювач Мова», якою забезпечені сучасні апарати Widex серій Mind, Inteo, Passion. Ця система використовує складний повністю автоматичний алгоритм, заснований на аналізі даних про порушення слуху користувача, характер мовлення співрозмовника, і про особливості фонового шуму. Завдяки цьому, слуховий апарат оптимізує роботу всіх своїх систем таким чином, щоб у будь-якій звуковій обстановці, навіть найгучнішій, посилення для мовлення завжди значно перевищувало посилення для шумового сигналу. Таким чином, Widex забезпечує максимально можливу розбірливість мови для кожної акустичної ситуації.

Ще однією унікальною розробкою компанії Widex є система, заснована на використанні так званої лінійної частотної транспозиції. Ця система називається « Розширювачем Діапазону Чутності». Справа в тому, що іноді використання навіть найдосконалішого і найпотужнішого слухового апарату не дозволяє повністю компенсувати порушення слуху користувача. Мова йдепро випадки вираженого порушення слуху у сфері високих частот. Кілька років тому таким пацієнтам ми сказали б: « На жаль, ви не зможете чути високочастотні звуки». Коли ми говоримо про високочастотні звуки, ми маємо на увазі не лише співи птахів, дзвінок будильника або мелодію флейти. Ми також думаємо про високочастотні звуки, що входять до складу людської мови. Без цих звуків неможливе досягнення адекватної розбірливості мови, а також, що особливо важливо, неможливий правильний та повноцінний розвиток мови дитини.

« Розширювач Діапазону Чутності» переносить частину найбільш значущих звукових сигналів з високочастотної частини в область, що знаходиться нижче. Саме ту область, у якій збережена звукова чутливість. Таким чином, людина навіть з повною відсутністю слухув області високих частот знову починає чути ці звуки. Звісно, ​​звучання цих звуків відрізняється від вихідного. Однак вони залишаються схожими на оригінальний оригінальний сигнал. Система пройшла тривалі клінічні випробування з участю дітей та дорослих на базі багатьох аудіологічних лабораторій, у тому числі США та Австралії, результати яких свідчать про її високу ефективність.

Однак слід пам'ятати, що в кожному випадку використання Розширювачі Діапазону Чутності» слід використовувати індивідуальний підхіддо конкретного порушення слуху пацієнта, а також потрібний тривалий період адаптації користувача (у деяких випадках 2-3 місяці). Донедавна така система була представлена ​​в апаратах Widex серії Inteo. Ми раді повідомити, що тепер, з виходом нових серій слухових апаратів, а саме Mind-440 та Mind-330, система стала доступнішою для користувачів наших слухових апаратів.

Аудіолог російського представництва Widex
Бронякін Станіслав Юрійович

Зрозумілість та розбірливість мови

Зрозумілість мови - основна характеристика, визначальна придатність тракту передачі промови. Безпосереднє визначення цієї характеристики може бути здійснено статистичним методом із залученням великої кількості слухачів та дикторів. Кількісне визначення зрозумілості мови перебірливість.

Розбірливістю мови називають відносне або відсоткове число правильно прийнятих елементів мови з загальної кількостіпереданих трактом. Елементи мови – складні звуки, слова, фрази, цифри. Відповідно розрізняють складову, звукову, словесну, смислову і цифрову розбірливості. Між ними існує статистичний взаємозв'язок. У практиці переважно використовують складову, словесну та смислову розбірливість.

Для вимірювань розбірливості розроблені спеціальні таблиці складів з урахуванням народження їх у російській мові. Ці таблиці називаються артикуляційними. Розбірливість вимірюють за допомогою тренованої бригади слухачів без порушень слуху та мови шляхом проведення суб'єктивно-статистичних експертиз. При цьому вимірювання можуть проводитись різними методами, наприклад, методом бальної оцінки, методом визначення відсотка правильно прийнятих слів і т.д.

Залежність між розбірливістю мови та її зрозумілістю, наведена у табл. 16.1. У цій таблиці зрозумілість мови оцінена чотирма градаціями:

1) відмінна, якщо зрозумілість повна, без перепиту;

2) хороша, якщо у слухачів виникла потреба в окремих перепитах слів, що рідко зустрічаються, або окремих назв;

3) задовільна, якщо слухачі повідомили, що їм важко розуміти, чи мали місце часті перепити;

4) гранично допустима, якщо були потрібні неодноразові перепити одного й того самого матеріалу з передачею окремих слів за буквами при повній напрузі слуху.

Таблиця 16.1

Причинами зниження розбірливості є акустичні шуми у приміщенні, перешкоди від реверберації та дифузного звуку, недостатнє посилення сигналів первинного джерела звуку.

Системи озвучення та звукопідсилення повинні забезпечувати необхідну зрозумілість мови. При передачі інформаційних програм, проведенні мітингів та зборів необхідна відмінна зрозумілість мови, що забезпечується при 80% складової та 98% словесної розбірливості. Для диспетчерської зв'язку повна розбірливість мови (задовільна зрозумілість) виходить за 40...50 % складової і 87...93 % словесної разборчивостях. Тому при розрахунку диспетчерського зв'язку орієнтуються на менші величини розбірливості, ніж під час розрахунків систем широкого застосування.

Існує зв'язок між розбірливістю мови, умовами прийому та характеристиками трактів передачі, яку вдалося встановити за допомогою формантної теорії, розробленої Флетчером та Коллардом.

Області концентрації енергії в тій чи іншій ділянці частотного діапазону називаються формантами. Їхнє розташування залежить як від положення звуку в слові чи фразі, так і від індивідуальних особливостей апарату артикуляції людини. Кожен звук має кілька формантів. Форманти звуків промови заповнюють частотний діапазон від 150 до 7000 Гц.

Цей діапазон частот домовилися поділити на 20 смуг, у кожній з яких ймовірність появи формант однакова. Такі смуги частот назвали смугами рівною розбірливості. Вони визначені для низки мов, зокрема для російської. Встановили, що можливість появи фомант підкоряється правилу адитивності. При досить велику кількість звукового матеріалу ймовірність появи формант у кожній смузі дорівнює 0,05.

Форманти мають різні рівні інтенсивності: у дзвінких звуків вони вищі, ніж у глухих. При збільшенні рівня акустичних шумівспочатку маскуються форманти з низькими рівнями, а потім із вищими. Внаслідок маскування зменшується ймовірність сприйняття формант. Коефіцієнт, що визначає це зменшення до- й смузі, називають коефіцієнтом сприйняття чи розбірливості до ф . Інакше кажучи, в до-ой смузі ймовірність прийому формант

де коефіцієнт сприйняття формант до ф залежить від рівня відчуття, який у свою чергу визначається різницею між середнім спектральним рівнем мови У р у смузі рівної розбірливості та спектральним рівнем шумів та перешкод у тій же смузі У ш :

Е ф = У р - У ш . (16.2)

Коефіцієнт сприйняття (розбійності) може бути визначений за графіком, представленим на рис. 16.1. На цьому графіку наведено рівні відчуття Е ф та відповідні їм коефіцієнти сприйняття до ф .

Для рівнів відчуття 0-18 дБ до ф може бути визначено приблизно за формулою k ф =(Е+ 6)/30.

Рисунок 16.1.Інтегральний розподіл рівнів мови.

У випадку кожної смуги рівної розбірливості коефіцієнт сприйняття буде різним. Загальна формантна розбірливість у мовному діапазоні частот визначається

(16.3)

Рисунок 16.2.Залежність складової розбірливості від формантної.

Залежність між формантною та іншими видами розбірливості була знайдена експериментально. Така залежність для складової розбірливості показано на рис. 16.2. З цього малюнка видно, що майже повна зрозумілість мови (складова розбірливість дорівнює 80%) виходить при прийомі лише половини всіх формант (формантна розбірливість дорівнює 0,5), що свідчить про надмірність мови та комбінаційну здатність мозку.

Визначення розбірливості мови для приміщень, що озвучуються, насамперед здійснюють для точок озвучуваної поверхні з мінімальним рівнем прямого звуку і максимальним рівнем акустичких шумів. Спектральний рівень прямого звуку у слухача, що знаходиться в такій точці,

, (16.4)

де У рм -спектральний рівень мови біля мікрофона (визначається з таблиць);

,

де r м - видалення мікрофона від оратора; - спектральний рівень мовлення з відривом 1 м (визначається з довідкових таблиць);
- Індекс посилення (індекс тракту - Різниця між рівнями звуку, створюваними гучномовцем системи звукопідсилення біля вуха слухача та первинним джерелом звуку на вході мікрофона).

Ці дані визначають кожної смуги рівної розбірливості. Для цих же смуг спектральні рівні шумів та перешкод у місці слухання

де У аш - Спектральний рівень акустичних шумів (визначається з довідкових таблиць); У п - спектральний рівень перешкод від мови (самомаскування мови),

де
- виправлення на перешкоди від дифузного звуку (R - акустичне відношення у розрахунковій точці); N д - дифракційна поправка, поправка відбиття від голови слухача (визначається з довідкових таблиць);
- виправлення на ревербераційні перешкоди (Т р - Час реверберації).

Рівень акустичних шумів залежить від індексу тракту, тоді як рівень перешкод від мови зростає зі збільшенням індексу тракту (16.4), (16.6). Тому підвищення рівня відчуття доцільно збільшувати індекс тракту. Після досягнення умови

У п = В аш + 6 (16.7)

подальше збільшення індексу тракту не раціонально, оскільки рівень відчуття межі може підвищитися лише з 1 дБ. Ця умова з урахуванням (16.4), (16.6), (16.7) визначає індекс тракту

Такий індекс тракту називають раціональним. Він в основному визначається максимальним значенням акустичного відношення
у розрахунковій точці та часом реверберації.

При раціональному посиленні (16.5) слід, що

У ш = В п + 1, (16.9)

тобто. внесок акустичних шумів У аш у загальний рівень шумів та перешкод незначний.

Отримані вирази дозволяють визначити розбірливість та зрозумілість мови. Для цього за формулами (16.4), (16.6), (16.9) знаходять рівні мови, шумів та перешкод і далі за формулою (16.2) визначають рівень відчуття формант Е ф для кожної лінії рівної розбірливості. Графічна залежність представлена ​​на рис. 16.1 дозволяє знайти коефіцієнти розбірливості до ф , відповідні отриманим значенням Е ф . Загальна формантна розбірливість А у мовному діапазоні частот перебуває з виразу (16.3), а відповідна їй складова розбірливість визначається за рис. 16.2. Зрозумілість мови визначається за табл. 16.1.

Методи підвищення розбірливості мови

Зниження рівнів перешкод. (На практиці цього досягти вдається не завжди). Намагаються збільшувати L pу слухача (наближення мікрофона, збільшення рівня голосу, що говорить).

Підвищення рівня звукового тиску у слухача прямого звуку, наближенням мікрофона до джерела звуку, підвищенням рівня голосу говорить, збільшенням індексу тракту.

Стиснення D мовного сигналу - підвищення рівнів звукового тиску слабких звуків за збереження максимальних рівнів звукового тиску.

Граничним випадком стиснення D є амплітудне обмеження - кліпування. При цьому мовний сигнал перетворюється на послідовність імпульсів постійної амплітуди, але з інтервалами, що змінюються між нульовими переходами (телеграфний режим роботи). У результаті всі звуки мовлення матимуть однаковий (максимальний) рівень прийому. Якість звучання у разі погіршується, але розбірливість різко підвищується, оскільки слабкі звукине кліпованої мови, що маскуються перешкодами, при такому способі передачі виявляться вище рівнів перешкод.

Застосування вокодерів.

Вокодер являє собою пристрій, в передавальній частині якого з мовного сигналу виділяються параметри, що визначають інформативність мови: спектральні звуки мовлення, що огинають, і параметри основного тону мови, тобто. ознаки звуків мови, що повільно змінюються в часі.

У приймальній частині вокодера є складний фільтр, що імітує акустичну систему мовного тракту для дзвінких звуків мови та глухих. Рівнем синтезованих звуків і параметрами фільтрів керують сигнали, виділені на передавальному кінці вокодера, в результаті чого відновлюється спектральна мовного сигналу. Якість та розбірливість відновленого сигналу виходять досить високими.

Збільшення середньої потужності сигналу, а отже розбірливості, за рахунок поділу сигналу на огинальну та миттєву фази та їх особлива обробка.

Розрахунок розбірливості мови

Обчислюємо спектральні рівні мовлення з виправленням на відстань від мікрофона

, (16.10)

де В’ p - Спектральний рівень мови на відстані 1 м (визначається з довідкових таблиць).

2. За заданим спектром та рівнем акустичних шумів знаходимо його спектральні рівні У а(Визначається з довідкових таблиць).

3. Визначаємо сумарну поправку ΣΔ L.

4. Визначаємо фактичний індекс тракту Q мс .

5. Усі дані заносяться до таблиці.

6. Обчислюємо спектральні рівні мови у слухача

(16.11)

7. Обчислюємо спектральні рівні перешкод

. (16.12)

8. Підсумовуємо спектральні рівні перешкод із спектральними рівнями акустичних шумів

9. Віднімаємо з спектрального рівня мовлення спектральний рівень сумарних перешкод і шумів та отримуємо рівень відчуття формант

. (16.14)

10. За знайденим рівнем відчуття знаходимо коефіцієнт розбірливості k ф;

для 0 . (16.15)

або знаходимо його точні значення за таблицею. Усі обчислені значення заносимо до зведеної таблиці.

11. Підсумовуємо отримані величини коефіцієнтів розбірливості та знаходимо формантну розбіжність

. (16.16)

За формантною розбірливістю визначаємо складову Sі слівну Wрозбірливості та зрозумілість мови.

З аналізу даних коефіцієнта розбірливості випливає, що нижні частоти передаються набагато гірше за верхні. Оскільки є запас по граничному індексу тракту цих частотах, можна спроектувати їх приблизно 4 дБ. Розбірливість від цього практично не зміниться, але підвищиться якість звучання.

Для орієнтовного визначення розбірливості мови можна скористатися скороченою методикою розрахунку. Якщо спектри мови і шумів змінюються по частоті не дуже різко, то немає сенсу обчислювати їх для всіх смуг рівної розбірливості, а досить розрахувати на октавних частотах.

Октаве 173-350 Гц відповідає одна смуга рівної розбірливості (200-350 Гц).

Октава 350-700 Гц охоплює три лінії (330-465);

Октава 700-1400 Гц включає 4 смуги (750-900);

Октава 1400-2800 Гц → 6 смуг (1410-2840).

Октава 2800-5600 Гц → 5 смуг (2840-5640).

Ділянка дапазону 5600-7000 Гц відповідає останній смузі рівної розбірливості (5640-7000).

З огляду на це формантна розбірливість визначається за формулою

де k ф1 - k ф6- Коефіцієнти розбірливості на октавних частотах.

Жилінська Катерина Вікторівна

актуальність теми дослідження

За даними Всесвітньої організації охорони здоров'я (ВООЗ), на сьогодні у світі налічується близько 360 млн. людей з порушеннями слуху, а серед осіб старше 65 років приблизно третина страждає від інвалідної приглухуватості (ВООЗ, 2017).
Одна з основних проблем пацієнтів зі зниженням слуху, що суттєво погіршує їхню якість життя, - порушення розбірливості мови, що веде до соціальної ізоляції хворих. Прийнято вважати, що переважна більшість випадків зниження розбірливості мови зумовлено периферичними розладами (на рівні равлика), проте дедалі більше досліджень доводять високу поширеність порушень розбірливості мови, спричинених патологією центральних відділів слухової системи, при цьому пороги слуху пацієнтів за результатами тональної граничної аудіометрії можуть бути навіть в межах норми. Особливо висока частота центральних слухових розладів у осіб похилого та старечого віку: вони мають місце у 74% осіб старше 55 років (Golding M. et al., 2004).
На даний момент не розроблено ефективного медикаментозного лікування дисфункцій центральної нервової системи, що призводять до порушення розбірливості мови (Chermak G.D., Musiek F.E., 2014), тому навіть при добре налаштованому слуховому апараті проблеми пацієнтів у спілкуванні часто залишаються невирішеними. Це викликає необхідність пошуку нових підходів до діагностики та корекції порушень розбірливості мови у пацієнтів із хронічною сенсоневральною приглухуватістю.
Ступінь розробленості теми дослідження. Дослідження порушень розбірливості мови займає значне місце у сурдології та неврології; відзначено прогрес у напрямку створення нових методів діагностики та корекції даних розладів. Наукові та клінічні дані, що накопичуються, покращують наше розуміння причин порушень розбірливості мови, у тому числі центрального генезу, механізмів їх виникнення, можливостей компенсації дефіциту. Число досліджень і публікацій, присвячених центральним слуховим розладам, що включають порушення розбірливості мови, в останні роки значно збільшилося, що показує зростання інтересу до цієї теми, критеріям постановки діагнозу та способам реабілітації (Musiek F.E., Chermak G.D., 2014). Однак більшість досліджень і публікацій проводяться в зарубіжних країнах, і переважна кількість методів діагностики та корекції розроблена для англомовних пацієнтів, в Росії на даний момент цій темі не приділяється достатньої уваги, існує трохи доступних апробованих тестів і методик реабілітації.
Пошук точніших методик діагностики порушень розбірливості мови, способів корекції дефіциту призведе до підвищення ефективності реабілітації.

Мета дослідження– підвищення ефективності топічної діагностики та реабілітації при порушеннях мовної розбірливості у пацієнтів із хронічною сенсоневральною приглухуватістю (ХСНТ).

УДК 534.773

І.В. ПРАСОЛ, канд. техн. наук, ХНУРЕ (м. Харків),

А.С. НЕЧИПОРЕНКО, ХНУРЕ (м. Харків)

СПОСІБ ПІДВИЩЕННЯ РОЗБИРЛИВОСТІ МОВЛЕННЯ У ХВОРИХ

НЕЙРОСЕНСОРНОЇ ТУГОВУХОСТЮ

Запропоновано новий спосіб підвищення розбірливості мови у хворих на нейросенсорну тугоухість, що базується на фільтрації мовного сигналу. Внаслідок фільтрації відбувається відокремлення найбільш значущих областей мовного спектру, що впливають на сприйняття мови хворим. Даний спосіб дозволяє поліпшити сприйняття мови у хворих із втратою чутності в діапазоні частот вище 1 кГц.

Новим методом є несприятливий рівень intelligibility of people sick neurosurgery sensory hearing loss is suggested. Це базується на голосуванні голос. Як результат filtering most значних областей speech spectrum which affect on speech perception pacients are detected. Цей метод взаємини спричиняє сприйняття частоти пацієнтів з високим рівнем в межах до 1 kHz.

Постановка проблеми. Нині дедалі більше людей страждають порушеннями слуху. Причини зниження слуху можуть бути різними, це тривалий вплив надмірного шуму, і загальне погіршення екології, і ускладнення після перенесених хвороб, травми, генетичні порушення. Серед патологій слухової системи лідирує нейросенсорна приглухуватість, - ослаблення слуху з сприйняттям мови, що збереглося, обумовлене ураженням звукосприймаючого апарату або центрального відділу слухового аналізатора. Вона може бути наслідком ураження нейросенсорних епітеліальних клітин спірального органу, так і підкіркових, і коркових слухових центрів. Однак найчастіше нейросенсорна приглухуватість обумовлена ​​патологією рецептора і корінця переддверно-равликового нерва. Дане захворювання не виліковне хірургічним шляхом, тому хворому призначають слухопротезування. Слуховий апарат повинен скоригувати індивідуальні особливості слуху, характерні для цього виду патології. Для цього існує ряд алгоритмів обробки звуку, реалізованих в аналогових слухових апаратах. Це алгоритми частотно-залежного посилення, амплітудної компресії, фільтрації перешкод. Однак реалізація складних алгоритмів обробки мовних сигналів, що адаптуються до індивідуального характеру втрат слуху у пацієнтів, можлива лише у цифрових слухових апаратах. Цифрова обробка сигналів дозволяє застосовувати високоефективні адаптивні алгоритми з можливістю індивідуального налаштування параметрів при постійному апаратному ядрі.

Аналіз літератури Проведено аналіз методів цифрової обробки сигналів. Вивчено особливості сприйняття мовного сигналу, існуючі методи виділення формант з його спектру, а також методи

обробки мовного сигналу, що дозволяють підвищити розбірливість сигналу як для пацієнтів з нормальним слухом, так і для пацієнтів з діагнозом, що слабко чують, нейросенсорна приглухуватість. Однак існуючі методи підвищення розбірливості не враховують таку особливість нейросенсорної патології як втрата чутності в діапазоні понад 1 кГц. Формантний аналіз не використовувався до створення адаптивних алгоритмів підвищення словесної розбірливості.

Мета цієї статті - розробити спосіб підвищення розбірливості мови у хворих на нейросенсорну приглухуватість.

Розбірливість мови у хворих на нейросенсорну приглухуватість.

Відомо, що нейросенсорна приглухуватість характеризується підвищенням порогів чутності, а також погіршенням чутності в діапазоні понад 1 кГц, що, у свою чергу, призводить до втрати сприйняття у таких хворих на високочастотні компоненти мови. Наслідком такого обмеженого сприйняття є значне погіршення розбірливості мови. Причина цього полягає особливо локалізації звуків мовного сигналу, саме: приголосні звуки здебільшого перебувають у області частот вище 1 кГц, а голосні - у низькочастотному діапазоні. Оскільки на розбірливість мови переважно впливає сприйняття приголосних, то мовний спектр, що залишився, через превалювання в ньому голосних звуків стає нечітким і важким для розуміння. З вищесказаного, пропонується поліпшити розбірливість мовного сигналу шляхом збільшення чіткості рахунок видалення елементів спектра.

Особливості сприйняття мовного сигналу. Будь-який мовний сигнал складається з найпростіших звуків мови, які називають фонемами. Відомо, що кожній фонемі відповідає своя форма голосового тракту людини, яка варіюється відповідно до зміни положення язика, губ, зубів, залежно від цього змінюються частоти голосового тракту, в тому числі і резонансні. Області спектральних максимумів мовного сигналу, відповідні резонансним частот голосового тракту, називаються формантами. Форманта характеризується частотою, шириною та амплітудою. Розпізнавання фонем базується на сприйнятті формант як найінформативніших ознак мовного сигналу. Також слід зазначити, що розпізнавання кожної фонеми відбувається в основному за становищем перших двох формант. Враховуючи дані фактори, а також таку особливість хворих на нейросенсорну приглухуватість як зниження частотної селективності, пропонується видалити з мовного спектру області, що межують з формантними смугами.

Фільтрування мовного сигналу. У результаті експерименту оброблялося кілька різних сигналів різних дикторів. Мовний сигнал перетворювався на цифровий код і оброблявся на ЕОМ. Для

ідентифікації формантних піків голосних був використаний програмний пакет Cool Edit Pro, який дозволяє проводити спектральний аналіз мовного сигналу. Для отримання спектральної характеристики аналогового сигналу, представленого в дискретній формі, було використано швидке перетворення Фур'є (БПФ), результатом якого є подання сигналу у вигляді набору з n частот

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

Вплив шумових джерел на мовний сигнал може призвести до утворення піків моментального спектра, що не є частиною мовного сигналу. Такі піки називаються хибними.

Визначимо пік як максимум інтенсивності енергії сигналу в певному інтервалі d на осі частот і виразимо функцію P(Fk, d) перевірки максимуму в інтервалі d наступним чином:

Г1, при A > max Л, k Ф j,

I до к-d

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

10, при Ak< ІШХ Aj , k ф j.

^ k-d

Тоді знаходження всіх піків зведеться до знаходження частот розкладання F є F, для яких виконується умова P(F, d) = 1. Цей спосіб знаходження піків називають послідовним проходом.

Оскільки найбільший вплив на розпізнавання мовного сигналу мають перші дві форманти, здійснюємо фільтрацію формантних областей перших двох піків. На рис. 1 зображено моментальний спектр

сигналу (одна виділена форманта) до фільтрації. На рис. 2 зображено

моментальний спектр після фільтрації. Фільтрація проводилася за формулами:

Fa = Fk - mx2 1 , (3)

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

A b i max 1 2 ' ^"

де Fa, F1, Fb, F2 - межі формантних областей, що підлягають видаленню; Fmax – пікова частота форманти.

F = F + F 2 F max (4)

В результаті фільтрації відбувається виділення найбільш значущих областей мовного спектру, а також зменшення маскування нижніх граничних частот наступних смуг, що залишилися формантними смугами.

Для створення необхідних фільтрів було проведено частотний аналіз голосних та приголосних звуків. Спектральна огинаюча містить велику кількість піків окремих частот, проте більша їх частина неінформативна і знаходиться в області вище 1500 Гц. Основну мовну інформацію несуть у

собі піки з відносно великою амплітудою в діапазоні 70 Гц-900 Гц. На рис. 3 представлений спектр звуку "Е", де виразно помітні формантні піки в даному діапазоні.

Мал. 2. Формантна лінія після фільтрації

Мал. 3. Спектр звуку "Е" до фільтрації 163

Мал. 4. Спектр звуку "Е" після фільтрації

Видалення частотних смуг здійснювалося за допомогою фільтрів, які створювалися в опції меню РБТ-фільтр згідно з розрахунковими даними. В результаті отримано спектральну характеристику сигналу, представлену на рис. 4, звідки можна зробити висновок про звуження формантних областей, а також збільшення амплітуди сигналу в області перших двох формантних піків.

На рис. 5 - 8 представлені спектральні характеристики звуків Ж, Б до та після фільтрації.

Мал. 5. Спектр звуку "Ж" до фільтрації 164

Таким чином проводилася обробка кожного звуку всієї мовної послідовності. Оскільки падіння кривої чутності у хворих на нейросенсорну приглухуватість починається з 1кГц, на спектр також накладався фільтр, що відсікає частоти вище 1кГц.

Мал. 6. Спектр звуку "Ж" після фільтрації

Мал. 7. Спектр звуку "Б" до фільтрації

Мал. 8. Спектр звуку "Б" після фільтрації

Оцінка впливу запропонованого способу обробки сприйняття

промови. Для оцінки впливу запропонованого способу обробки на сприйняття мовного сигналу групі хворих на нейросенсорну приглухуватість з 20 осіб було запропоновано прослухати і порівняти два сигнали: вихідний і попередній обробку. Усі хворі мали досвід користування слуховими апаратами протягом кількох років. Слід зазначити, що хворі мали невисоку вихідну розбірливість мови (менше 51%). Для оцінки розбірливості були використані мовні таблиці складних слів Грінберга, що враховують фонетичні особливості, характерні для російської мови. Вихідний сигнал не піддавався жодним додатковим перетворенням, крім регулювання гучності для комфортного сприйняття конкретним пацієнтом. Результати дослідження для 6 осіб наведено у таблиці.

Результати дослідження

Випробувані з діагнозом нейросенсорна приглухуватість Розбірливість вихідного мовного сигналу (%) Розбірливість обробленого мовного сигналу (%)

Ступінь приглухуватості Вік випробуваного

Висновки. Аналізуючи отримані дані можна дійти невтішного висновку підвищення розбірливості промови в хворих не більше 5 - 18 %. Результати дослідження інших пацієнтів аналогічні, значення розбірливості перебувають у межах вищевказаного діапазону. Отже, в результаті фільтрації частотних смуг спектру, що межують з формантами, збільшується чіткість мовного сигналу. Виділення найбільш інформативних областей спектра сприяє поліпшенню сприйняття мовної послідовності, мова стає більш виразною і розуміється. Використання запропонованого способу обробки мовного сигналу дозволяє достовірно підвищити розбірливість мовного сигналу у хворих на нейросенсорну приглухуватість. Отже, це відкриває можливість створення адаптивного алгоритму підвищення словесної розбірливості.

Список литературы: 1. Нейман Л.В., Богомільський М.Р. Анатомія, фізіологія та патологія органів слуху та мови. – "Владос", 2001. – 224 с. 2. Прасол І.В., Кобилінський А.В. Методика оптимізації цифрових схем біомедичних пристроїв// Прикладна радіоелектроніка. – 2007. -Т. 6. - №1. - С. 51-55. 3. Прасол І.В., Кобилінський А.В. Алгоритми проектування адаптивних цифрових слухових апаратів / 7-а науково-технічна конференція "Медикотехнічні технології на варті здоров'я". Збірник наукових праць. – М.: МДТУ ім. н.е. Баумана, 2005. – С. 54-56. 4. Рабінер Л., Гоулд Б. Теорія та застосування цифрової обробки сигналів. - М: Мир, 1978. - 848 с. 5. Гельфанд С.А. Слух: Введення в психологічну та фізіологічну акустику. - М: Медицина, 1984. 6. Петров С.М. Смужна фільтрація мовного сигналу - сприйняття мови в нормі та при нейросенсорній приглухуватості // Вісник оториноларингології. – 2000. – N° 3. – С. 55-56. 7. Рабінер Л.Р., Шафер Р.В. Цифрова обробка мовних сигналів. - М: Радіо і зв'язок, 1981. - 496 с. 8. ttp://www.adobe.com/special/ products/audition/syntrillium.html. 9. Сердюков В.Д. Впізнання мовних сигналів на тлі факторів, що заважають. – Тбілісі: Наука, 1987. – 142 с. 10. Чистович Л.А., Вінцов А.В., ГранстремМ.П. Фізіологія мови. Сприйняття мови людиною. – Л.: Наука, 1976. – 388 с. 11. Джеймс Л. Фланаган Аналіз, синтез та сприйняття мови. - М: Зв'язок, 1968. - 396 с.

При центральних порушеннях органу слуху внаслідок перенесеної інфекції або прийому ототоксичних антибіотиків, а також при вікових порушеннях слуху, розбірливість мови не досягає 100% навіть при значній гучності звуку, при цьому можливе зниження розбірливості при підвищенні гучності. У літературі це описано як феномен прискореного зростання гучності (ФУНГ) і є ознакою порушення звукосприйняття.

Чим довше триває цей процес, тим складнішим і дорожчим буде ефектне слухопротезування. Центри слуху головного мозку "забувають" звуки і вони не "складаються" в розуміння мови. Також потрібна триваліша адаптація до слухового апарату, а також до нових відчуттів звуку. Навіть при повноцінній корекції слуху у частини пацієнтів слуховий апарат не завжди забезпечує повне відновлення розбірливості мови. При цьому у пацієнта зберігаються проблеми сприйняття мови, незважаючи на те, що він став чути звуки краще. Глибокі порушення вимагають як якісного слухопротезування, а й додаткової компенсації – читання по губах, субтитри по телебаченню, вибір позиції під час спілкування, підвищеної уваги співрозмовнику, зменшення навколишніх фонових звуків.

Сучасні слухові апарати мають можливість при налаштуванні обмежити посилення гучних звуків, зберегти комфортну гучність звуків середньої гучності та забезпечити гарну гучність тихих звуків. Ця функція називається стратегія обробки сигналу WDRC (Wide Dynamic Range Compression), причому є можливість зміни коефіцієнта компресії більш комфортного звуку. Цим досягається висока розбірливість мови.

Також у сучасних слухових апаратах впроваджено технологію нелінійної частотної компресії (SoundRecover), що дозволяє чути звуки, недоступні розширеному частотному діапазону. Цей метод дозовано стискає та переміщає високі частоти, забезпечуючи чутність та природне звучання. При налаштуванні апарата також можна встановити достатній коефіцієнт нелінійної частотної компресії для якісного і комфортного звуку.

Багатоканальність апаратів також сприяє підвищенню розбірливості мови у зв'язку з встановленням різного посилення в різних каналах, що забезпечує необхідне посилення відповідно до різних втрат чутливості на різних частотах. Це дозволяє досягти більшої розбірливості мови за меншої гучності, що дає більший комфорт використання слухового апарату.

Потрібний постійний тренінг, тобто. підвищення часу носіння апарату, звикання до нових звуків, підвищення селективності звуку та виділення мови. Частотна селективність має значення у процесі розуміння мови, підвищується деференціювання, отже, і розуміння промови.

На здатність розрізнення звуків при порушеннях звукосприйняття впливає і часовий інтервал. При перцептивних порушеннях (порушення сприйняття) знижується здатність поділу звуків, тому людина з сенсорними порушеннями просить співрозмовника говорити голосніше, а повільніше. Згодом швидкість обробки слів підвищується, що також є елементом тренування.

Чим раніше виконано якісне слухопротезування, тим більшого ефекту можна досягти і скоротити час адаптації та відновити розбірливість мови.