Устройство для дифференцированного определения коэффициента назальности речи

 

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при диагностике патологии речи в стоматологической практике. Целью изобретения является расширение динамического диапазона и повышение точности определения назальности отдельных звуков речи в реальном масштабе времени, обеспечение возможности определения коэффициента назальности каждого носового канала. Устройство содержит микрофонные преобразователи носового и ротового акустических сигналов в электрические 1 и 2, акустически и конструктивно разделенные маской; выходы каждого из преобразователей соединены с соответствующими входами двух идентичных каналов обработки сигналов канал 1 и канал 2, в которые входят: усилители электрических сигналов звуковых частот 3 и 4, входы которых соединены с выходами микрофонных преобразователей, а выходы соединены с входами квадратичных детекторов 5 и 6, выходы которых соединены с входами фильтров низких частот 7 и 8, причем выход детектора 5 соединен также с вторым суммирующим входом ФНЧ 8, выходы ФНЧ соединены с входами соответствующих логарифматоров 9 и 10, выходы которых соединены с входами коммутатора 11, выходы которого соединены с входами каскада вычитания 12, выход которого соединен с измерительным прибором 16, а также с входом блока индикации (13, 14, 15). Преимущества предлагаемого устройства перед прототипом: возможность определения дифференцированного коэффициента назальности каждого из носовых каналов в отдельности и общего коэффициента назальности; повышенная точность измерения коэффициента назальности; широкий динамический диапазон. Указан- ные преимущества существенно повышают диагностическую ценность устройства. 1 ил.

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при диагностике патологии речи в стоматологической практике.

Известно устройство для определения назальности речи, включающее преобразователи ротового и носового акустических сигналов в электрические, сумматор, анализатор экстремумов, преобразователь напряжение-код, регистратор значений степени назальности и дешифратор. Данное устройство имеет выходы обоих преобразователей акустических сигналов в электрические, подключенные к двум входам сумматора, выход которого подключен одновременно к второму входу делителя и к входу анализатора эксремумов, подключенного выходом к управляющим входам блока индикации и регистратора значений степени назальности, а выход делителя через преобразователь напряжение-код, регистратор значений степени назальности и дешифратор связан с блоком индикации (авт. св. N 651404, МПК G 10 L 9/00).

Недостатком данного устройства является то, что суммирование сигналов носового и ротового каналов производится без учета возможных фазовых сдвигов между ними, возникающими из-за различия в длинах акустических путей между носовым и ротовым выходами речевого тракта и соответствующими микрофонными преобразователями акустических сигналов в электрические, что приводит к некорректности измерения коэффициента назальности. Кроме того, устройство имеет недостаточно широкий динамический диапазон измерений и не позволяет производить избирательную регистрацию назальности отдельного носового канала, что уменьшает его диагностическую ценность и, соответственно, затрудняет выбор лечебного воздействия.

Целью изобретения является расширение динамического диапазона и повышение точности определения назальности отдельных звуков речи в реальном масштабе времени, обеспечение возможности определения коэффициента назальности каждого носового канала.

Поставленную цель достигают за счет введения в каналы носового и ротового трактов детекторов среднеквадратичных значений речевых сигналов, а также логарифмирующих каскадов (логарифматоров).

На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство содержит микрофонные преобразователи носового и ротового акустических сигналов в электрические 1 и 2, акустически и конструктивно разделенные маской; выходы каждого из преобразователей соединены с соответствующими входами двух идентичных каналов обработки сигналов - канал 1 и канал 2, в которые входят: усилители электрических сигналов звуковых частот 3 и 4, входы которых соединены с выходами микрофонных преобразователей, а выходы усилителей соединены с входами квадратичных детекторов 5 и 6, выходы которых соединены с входами фильтров низких частот 7 и 8, причем, выход детектора 5 соединен также с вторым суммирующим входом ФНЧ 8, выходы ФНЧ соединены с входами соответствующих логарифматоров 9 и 10, выходы которых соединены с входами коммутатора 11, выходы которого соединены с входами каскада вычитания 12, выход которого соединен с измерительным прибором 16, а также с входом блока индикации, который содержит последовательно включенные усилитель постоянного тока 13, дискретизатор уровня 14 и блок светодиодных индикаторов 15.

Устройство работает следующим образом.

Возникающие при произнесении фонетической последовательности акустические давления в левой или в правой носовой полости, а также в полости рта, преобразуются соответствующими микрофонными преобразователями 1 и 2 в электрические сигналы носового и ротового каналов, которые усиливаются УЗЧ 3 и 4 до необходимого уровня и поступают на квадратичные детекторы 5 и 6, сигналы на выходе которых пропорциональны квадратам акустических давлений, т.е. мгновенным интенсивностям звуков соответствующего речевого тракта; эти сигналы поступают на ФНЧ 7 и 8, где усредняются за время, определяемое полосой пропускания фильтра. Таким образом, на выходе ФНЧ7 получается напряжение, пропорциональное усредненной интенсивности звуков выбранного носового тракта, а на выходе ФНЧ 8 - напряжение, пропорциональное суммарной средней интенсивности сигналов ротового и носового трактов. Далее эти сигналы поступают на входы логарифматоров 9 и 10, позволяющих существенно расширить динамические диапазоны изменения интенсивностей каждого из сигналов, упрощающих получение их отношения и, наконец, позволяющих выражать значения интенсивностей каждого из сигналов, а также их отношений в традиционных для акустических измерений единицах - децибелах. Прологарифмированные сигналы поступают на коммутатор 11, обеспечивающий (в зависимости от заданного режима) измерение интенсивности сигналов носового, общего речевого тракта или их отношения. С выхода коммутатора 11 сигнал поступает на вычитающий каскад 12, на выходе которого получается сигнал, пропорциональный разности логарифмов носового и суммарного сигналов, т.е. отношение интенсивности носового сигнала к интенсивности суммарного сигнала, представляющее коэффициент назальности, выраженный в децибелах. Этот сигнал поступает на измерительный прибор 16, блок индикации (13, 14, 15) и внешний регистратор.

Преимущества предлагаемого устройства перед прототипом: возможность определения дифференцированного коэффициента назальности каждого из носовых каналов в отдельности и общего коэффициента назальности; повышенная точность измерения коэффициента назальности; широкий динамический диапазон.

Указанные преимущества существенно повышают диагностическую ценность устройства.

Формула изобретения

Устройство для дифференцированного определения коэффициента назальности речи, содержащее преобразователь звукового давления носового канала в электрический сигнал, преобразователь звукового давления ротового канала в электрический сигнал, первый и второй измерители интенсивности электрических сигналов, выходы которых соединены с сумматором, а также блок индикации и блок отношения интенсивности, отличающееся тем, что вводят первый и второй усилители звуковых частот, входы которых соединены соответственно с выходами преобразователя звукового давления носового канала в электрический сигнал и преобразователя звукового давления ротового канала в электрический сигнал, выходы усилителей звуковых частот соединены с входами первого и второго измерителей интенсивности электрических сигналов, выполненных в виде квадратичных детекторов, выходы которых соединены с входами сумматора, выполненного в виде суммирующего фильтра низких частот, выход которого соединен с первым входом блока отношений интенсивности, второй вход которого соединен с выходом фильтра низких частот, вход которого соединен с выходом первого измерителя интенсивности электрических сигналов, а выход блока отношения интенсивности соединен с блоком индикации, причем блок отношения интенсивности содержит первый и второй логарифматоры, входы которых являются входами блока отношения интенсивности, а выходы соединены с коммутатором, выход которого соединен с вычитающим блоком, выход которого является выходом блока отношения интенсивности.

РИСУНКИ

Рисунок 1