Способ переработки речевого сигнала для больных нейросенсорной тугоухостью

 

Способ переработки речевого сигнала относится к медицине, в частности - аудиологии и сурдологии, и предназначен для повышения разборчивости речи, воспринимаемой тугоухими больными. Способ включает в себя аналого-цифровое преобразование входного речевого сигнала, полосовую фильтрацию преобразованного сигнала, разделение по полосам, суммирование и обратное цифроаналоговое преобразование сигнала. В результате такой обработки обеспечивается достоверное повышение разборчивости речевого сигнала.

Изобретение относится к медицине, а именно аудиологии и сурдологии и может найти применение в процессе реабилитации тугоухих больных.

Известно, что для подавляющего большинства больных нейросенсорной тугоухостью электроакустическая коррекция является единственным способом их реабилитации. При малых и средних потерях слуха (I-II степень) эффективность слуховых аппаратов высока. Существенные трудности возникают при протезировании больных с тяжелыми потерями слуха (III-IV степень), при которых, помимо снижения слуха, имеются нарушения некоторых механизмов переработки слуховой информации, которые только лишь увеличением уровня интенсивности речевого сигнала компенсированы быть не могут. Одним из таких нарушений является ухудшение частотной селективности органа слуха, что, естественно, ухудшает разборчивость речи.

Известен способ обработки сигналов в слуховых аппаратах, заключающийся в том, что входной сигнал после аналого-цифрового преобразования разделяется на несколько частотных полос с помощью полосовых фильтров, выходные сигналы которых раздельно регулируются, затем суммируются и после цифроаналогового преобразования поступают на выходное устройство [1]. Цель такого преобразования - получить оптимальную при данной аудиограмме амплитудно-частотную характеристику слухового аппарата.

Наиболее существенным недостатком указанного способа является то, что опорной точкой для управления выходным сигналом при таком подходе служит аудиограмма, т.е. проводится компенсация только понижения слуховой чувствительности без изменения восприятия спектрального состава входного сигнала, что не оказывает влияния на разборчивость речи.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение разборчивости речи за счет преобразования частот входного речевого сигнала.

Этот результат достигается тем, что в известном способе переработки речевого сигнала посредством аналого-цифрового преобразования входного сигнала, разделения преобразованного сигнала на частотные полосы, суммирования полученных сигналов и цифроаналогового преобразования суммарного сигнала, согласно изобретению преобразованный сигнал разделяют на полосы шириной 50 - 1000 Гц с дискретностью 50 Гц, а сигналы четных и нечетных полос суммируют раздельно.

Указанный способ основан на исследованиях, проведенных в Санкт-Петербургском НИИ ЛОР у 8-ми больных нейросенсорной тугоухостью. В основе проведенного исследования лежит положение о нарушении частотной селективности органа слуха больных нейросенсорной тугоухостью [2].

Речевой сигнал подается через аналого-цифровой преобразователь на IBM PC, преобразованный сигнал разделяют на полосы шириной 50 - 1000 Гц с дискретностью 50 Гц, сигналы четных и нечетных полос суммируют раздельно и далее через цифроаналоговый преобразователь выводятся на выходное устройство. Для оценки влияния предлагаемого способа обработки на восприятие речевого сигнала проводилось сравнение разборчивости прошедшего через аналого-цифровой-цифроаналоговый преобразователь и обработанного речевого сигнала. Благодаря такому подходу элиминируется возможное влияние на разборчивость речи зависимости амплитудно-частотной характеристики тракта от конфигурации аудиограммы. Разборчивость слов оценивалась с помощью таблиц Гринберга-Зиндера при комфортной для каждого испытуемого громкости речи. Порядок предъявления испытуемому обработанного и исходного речевого сигнала был случайным. Половине испытуемых в первую очередь предъявлялся обработанный сигнал, половине - исходный. Обнаруженное повышение разборчивости не зависело от порядка предъявления речевого сигнала, что тем самым исключало возможность влияния обучения. Часть больных субъективно оценивала восприятие обработанного сигнала, как более комфортное.

В результате исследования было обнаружено достоверное повышение разборчивости речи в пределах от 4 до 16%. Предъявление обработанного предлагаемым способом речевого сигнала нормальнослышащим не влияло на 100%-ную разборчивость речи. Аналогично и у двух больных с высоким показателем разборчивости речи обработка также не повлияла на результаты.

Сущность способа поясняется примером.

Ниже мы приводим результаты обследования больного Г. Разборчивость исходного, то есть прошедшего без обработки через аналого-цифровой-цифроаналоговый преобразователь речевого материала, равна 36%. Для оценки влияния обработки входной сигнал после аналого-цифрового преобразования разделяли на полосы шириной 50 - 1000 Гц с дискретностью 50 Гц, затем сигналы четных и нечетных полос раздельно суммировали и после цифроаналогового преобразования сигналы через усилитель и телефоны подавали на слуховую систему пациента. Разборчивость обработанного предлагаемым способом речевого материала равна 44%. Таким образом, после обработки речевого сигнала предлагаемым способом разборчивость увеличилась на 8%.

По данной схеме обследовано 8 человек. В результате исследования было обнаружено достоверное повышение разборчивости речи (p < 0,05) при предъявлении обработанного предлагаемым способом речевого сигнала в пределах от 4 до 16% независимо от конфигурации аудиограммы.

Предлагаемый способ осуществлен в отделе физиологии и патологии слуха С. -Петербургского института уха, горла, носа и речи.

Использование предлагаемого способа переработки речевого сигнала позволяет получить следующий положительный эффект.

1. Разборчивость слов, определяемая с помощью таблицы Гринберга-Зиндера достоверно повышается в пределах от 4 до 16%.

2. Разборчивость речи повышается только у больных со значительными потерями слуха (3 - 4 степень).

Источники информации 1. Патент США 5027410, кл. H 04 R 25/00, 1991.

2. Zurek P.M., Fromby C. Frequency discrimination ability of hearing impaired listeners // J. Speech Hear. Research.- 1981. - Vol. 24, N 1. - p. 108 - 112.

Формула изобретения

Способ переработки речевого сигнала для больных нейросенсорной тугоухостью, включающий аналого-цифровое преобразование входного сигнала, разделение преобразованного сигнала на частотные полосы, суммирование полученных сигналов и цифроаналоговое преобразование суммарного сигнала, отличающийся тем, что преобразованный сигнал разделяют на частотные полосы шириной 50-1000 Гц с дискретностью 50 Гц, а сигналы четных и нечетных полос суммируют раздельно.