Спосіб підвищення розбірливості мови у хворих на нейросенсорну туговухість

Спосіб підвищення розбірливості мови у хворих на нейросенсорну туговухість за допомогою смугової фільтрації мовного сигналу та ділення спектра на частотні смуги, який відрізняється C2 1 3 88559 4 У таблиці 1 - представлені результати досліви, при комфортній для кожного випробовуваного дження. гучності мови. Ніяких додаткових перетворень виРозглянемо більш детально пропонований хідного сигналу, таких як автоматичне регулюванспосіб. Спосіб можна здійснити за допомогою приня підсилення або компресія, не проводилося. строю, схема якого дана на Фіг.1. Пристрій склаОскільки амплітудно-частотні характеристики видається з блоку керування 1, який здійснює конткористовуваних пацієнтами слухових апаратів і роль над всіма компонентами системи через шину підсилювача розрізняються, до початку реєстрації даних. Вихід блоку керування 1 з'єднаний з буферезультатів обстеження проводилося тренування. ром тимчасових даних 2, в якому здійснюється При вимірюванні розбірливості мови, що складазберігання даних. Буфер тимчасових даних 2 з'єдється з непарних смуг шириною 100Гц, у хворих на наний зі всіма блоками системи, і здійснює функнейросенсорну тугоухість виявлено поліпшення цію тимчасового зберігання даних. Вихід блоку розбірливості мови у межах від 4 до 16%. керування 1 з'єднаний, також з буфером вхідних Недоліком описаного способу є те, що автомаданих 3, де зберігається мовний сигнал у вигляді тичне формування фільтру частотних смуг не врацифрового коду. Сигнал з буферу вхідних даних 3 ховує особливості конкретного мовного сигналу, надходить на блок ШПФ (Швидке Перетворення оскільки частотні смуги, що видаляються, мають Фур'є) 4, який використовується для отримання детерміновану ширину. Отже, якщо важливі для спектральної характеристики сигналу. Вихід блоку сприйняття мови складові спектру потрапляють в зони видалення, вони не сприймаються хворим. ШПФ 4 з'єднаний з блоком фільтрації частот 5, де Технічне завдання пропонованого способу повідбувається видалення частот, які знаходяться в області вище 1кГц. Сигнал з блоку фільтрації часлягає у підвищенні розбірливості мови шляхом тот 5 надходить до блоку пошуку максимумів 6, де виділення найбільш інформативних областей спевідбувається виділення всіх максимумів спектрактру мовного сигналу, які сприяють поліпшенню льної характеристики. Дані з блоку пошуку максисприйняття мови у хворих на нейросенсорну тугомумів 6 поступають на блок ідентифікації формант ухість. Ця задача вирішена таким чином. У способі 7, в якому виділяються формантні піки і фільтрупідвищення розбірливості мови у хворих на нейросенсорну тугоухість, що здійснює смугову фільтються помилкові. З блоку ідентифікації формант 7 рацію мовного сигналу і ділення спектру на частосигнал надходить на блок фільтрації областей, що тні смуги, згідно винаходу, в спектрі мовного знаходяться на межі з формантним піком 8, згідно сигналу виділяють форманти, потім проводять формулам 1.1, 1.2. Сигнал з блоку фільтрації обфільтрацію двох перших формант звуків, що вхоластей, що знаходяться на межі з формантним дять в мовну послідовність, з подальшим видапіком, 8 надходить на блок результату обробки ленням частотних смуг, що знаходяться на межі з мовного сигналу 9. областю формантного піку, а також накладенням Будь-який мовний сигнал складається з просна спектр мовного сигналу фільтру, що відсікає тих звуків мови, званих фонемами. Відомо, що кожній фонемі відповідає своя форма голосового частоти вище 1кГц, причому смугову фільтрацію тракту людини, яка варіюється відповідно до зміни здійснюють згідно формулам: положення язика, губ, зубів, залежно від цього F −F Fa = Fmax − max 1 (1.1) міняються і частоти голосового тракту, у тому чис2 лі і резонансні. Області спектральних максимумів Fa, F1 – межі формантних областей, які налемовного сигналу, відповідні резонансним частотам жить видалити; голосового тракту, називаються формантами. ФоFmax - пікова частота форманти. рманта характеризується частотою, шириною та F −F Fb = Fmax + 2 max амплітудою. Розпізнавання фонем базується на (1.2) 2 сприйнятті формант як найбільш інформативних Fb, F2 - межі формантних областей, які налеознак мовного сигналу. Також слід зазначити, що жить видалити; розпізнавання кожної фонеми відбувається в осFmax - пікова частота форманти. новному по положенню перших двох формант. На Фіг.1 - зображена схема пристрою, за доГрунтуючись на особливостях сприйняття мовного помогою якого здійснюється пропонований спосіб. сигналу, а саме на сприйнятті формант як найНа Фіг.2 - зображена формантна лінія до фільбільш інформативних ознак мови, а також врахотрації. вуючи особливості сприйняття мови хворими на На Фіг.3 - зображена формантна лінія після нейросенсорну тугоухість, такі як втрата сприйнятфільтрації. тя високочастотних компонент мови, зниження На Фіг.4 - зображено спектр звуку «Є» до фічастотної селективності, пропонується видалити із льтрації. спектру мовного сигналу області, що знаходяться На Фіг.5 - зображено спектр звуку «Є» після на межі з формантними смугами. В ході експерифільтрації. менту оброблялося декілька різних сигналів різних На Фіг.6 - зображено спектр звуку «Ж» до фідикторів. Мовний сигнал перетворювався в цифльтрації. ровий код і оброблявся на ЕОМ. Для ідентифікації На Фіг.7 - зображено спектр звуку «Ж» після і подальшої фільтрації формантних піків викорисфільтрації. товувався програмний пакет «Cool Edit Pro», який На Фіг.8 - зображено спектр звуку «Б» до фільдозволяє проводити спектральний аналіз мовного трації. сигналу. Оскільки найбільший вплив на розпізнаНа Фіг.9 - зображено спектр звуку «Б» після вання мовного сигналу роблять перші дві форманфільтрації. ти, здійснювалася фільтрація формантних облас 5 88559 6 на нейросенсорну тугоухість з 20 чоловік було затей перших двох піків. На Фіг.2 зображений момепропоновано прослухати і порівняти два сигнали: нтальний спектр сигналу (одна виділена форманпервинний і такий, що пройшов попередню обробта) до фільтрації. На Фіг.3 зображений моментаку. Всі хворі мали досвід користування слуховими льний спектр після фільтрації. апаратами декілька років. Слід зазначити, що хвоДля створення необхідних фільтрів був провері володіли невисокою початковою розбірливістю дений частотний аналіз голосних і приголосних мови (менше 51%). Для оцінки розбірливості були звуків. Спектральна характеристика містить веливикористані мовні таблиці багатоскладових слів ке число піків окремих частот, проте велика їх частіша неінформативна і знаходиться в області вище Грінберга, що враховують фонетичні особливості, характерні для російської мови. Вихідний сигнал 1500Гц. Основну мовну інформацію несуть у собі не піддавався ніяким додатковим перетворенням, піки з відносно великою амплітудою у діапазоні окрім регулювання гучності для комфортного 70Гц - 900Гц. На Фіг.4 представлений спектр звуку сприйняття конкретним пацієнтом. Результати «Є», де виразно помітні формантні піки у даному дослідження для 6 чоловік приведені в таблиці 1. діапазоні. Аналізуючи отримані дані можна зробити висновок Видалення частотних смуг здійснювалося за про підвищення розбірливості мови у хворих в допомогою фільтрів, які створювалися в опції мемежах 5-18%. Результати дослідження для решти ню FFT-фільтр (ШПФ - фільтр), згідно з розрахунпацієнтів аналогічні, значення розбірливості знаковими даними. В результаті отримана спектральна характеристика сигналу, представлена на Фіг.5, ходяться в межах вищезгаданого діапазону. Отже, звідки можна зробити висновок про звуження фов результаті фільтрації частотних смуг спектру, що рмантних областей, а також збільшення амплітуди знаходяться на межі з областю формантного піку, сигналу в області перших двох формантних піків. збільшується чіткість мовного сигналу. Виділення найбільш інформативних областей спектру сприяє На Фіг.6-9 представлені спектральні характеристиполіпшенню сприйняття мовної послідовності, моки звуків Ж, Б до і після фільтрації. Таким чином, проводилася обробка кожного звуку всієї мовної ва стає виразнішою і такою, що розуміється. Викопослідовності. Оскільки падіння кривої чутності у ристання пропонованого способу обробки мовного хворих на нейросенсорну тугоухість починається з сигналу дозволяє достовірно підвищити розбірли1кГц, на спектр також накладався фільтр, що відсівість мовного сигналу хворих на нейросенсорну кає частоти вище 1кГц. тугоухість. Таким чином, це дає можливість ствоДля оцінки впливу пропонуємого способу обрення адаптивного алгоритму підвищення словесробки на сприйняття мовного сигналу, групі хворих ної розбірливості. Таблиця 1 Результати дослідження Хворі з діагнозом нейросенсорна тугоухість Ступінь тугоухості Вік хворого VI VI II III IV III 50 71 43 45 54 72 Розбірливість обробРозбірливість початковоленого мовного сигнаго мовного сигналу (%) лу (%) 49 54 45 55 50 50 50 65 41 59 48 5В 7 88559 8 9 88559 10 11 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 88559 Підписне 12 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601