Речевые сигналы при «осевом» и «пиковом» ограничении их амплитуд

19 Июня в 11:25 1186 0


Кроме рассмотренных выше методик сенсибилизированной речевой аудиометрии нами (А. И. Лопотко, 1979) проведена оценка клинико-аудиологических возможностей аудиометрии речью с двумя типами амплитудного ограничения сигналов — "пикового" и "осевого". Мы полагаем, что результаты данного исследования окажутся полезными не только для диагностики центральных слуховых нарушений в старческом возрасте, но также в аудиометрической и слухопротезной практике. 

Принцип «пикового» и «осевого» ограничения сигнала на примере чистого тона можно представить из рис. 1. При «пиковом» ограничении срезаются пики (максимумы) амплитуд сигнала. Поэтому такой вид ограничения называют еще ограничением по максимуму. При «осевом» (центральном) ограничении срезаются те участки сигнала, которые находятся вблизи оси (центра), обладающие наименьшей амплитудой. Поэтому такой тип ограничения сигнала называют ограничением по минимуму. Уровень указанного ограничения можно выразить в дБ, отражающих логарифмическое отношение величины срезанной (ограниченной) амплитуды сигнала (h) к его исходной величине (Н).

Амплитудное ограничение синусоидального сигнала: а — ограничение не введено; б — ограничение пиков; в — осевое ограничение: Н — амплитуда исходного неискаженного сигнала; h1 — срезанный участок амплитуды при пиковом ограничении (б) или оставшийся при осевом (в) ограничении; h2 — оставшийся участок амплитуды при пиковом ограничении (б) или срезанный — при осевом (в); N1 — относительный уровень пикового ограничения сигнала в дБ; N2 — относительный уровень осевого ограничения сигнала в дБ; l — длина волны
Рис. 1. Амплитудное ограничение синусоидального сигнала: а — ограничение не введено; б — ограничение пиков; в — осевое ограничение: Н — амплитуда исходного неискаженного сигнала; h1 — срезанный участок амплитуды при пиковом ограничении (б) или оставшийся при осевом (в) ограничении; h2 — оставшийся участок амплитуды при пиковом ограничении (б) или срезанный — при осевом (в); N1 — относительный уровень пикового ограничения сигнала в дБ; N2 — относительный уровень осевого ограничения сигнала в дБ; l — длина волны

Исследования проводили на установке, в состав которой входили речевой аудиометр АР-03, амплитудный ограничитель сигнала, прецезионный аттенюатор с шагом в 1 дБ, электродинамические телефоны. В качестве исходного фонетического материала брали таблицы многосложных слов. 

Разборчивость при «пиковом» ограничении амплитуд речевых сигналов устанавливалась в определенной последовательности. Вначале устанавливали три исходных уровня разборчивости (50, 80—90% и разборчивость при интенсивности 110 дБ) для неискаженной речи. Для каждого из указанных уровней определяла сдвиг разборчивости при последовательном ограничении амплитуды речевого сигнала по максимуму на 5, 10, 12,5 и 17 дБ. Уровень интенсивности ограниченного речевого сигнала поднимали до исходного. 

Аудиометрия речевыми сигналами, амплитуда которых была ограничена по минимуму (осевое ограничение), проводилась следующим образом. После установления исходного уровня 80—90% разборчивости определяли, как сказывается для нее осевое ограничение речевых сигналов на 1,1; 3; 4,5 и 6,5 дБ. Амплитуду преобразованного речевого сигнала поднимали вновь до первоначального уровня. Исследования проведены на двух контингентах людей в возрасте 18—25 лет и 75 лет и старше (рис. 2). 

Сдвиг (ухудшение) разборчивости при пиковом ограничении амплитуд речевых сигналов у людей молодого и старческого возраста. По оси ординат — разность между уровнями разборчивости для амплитудно-ограниченной речи и исходным уровнем разборчивости для неискаженной речи; по оси абсцисс — уровень пикового ограничения речи в дБ. 1, 2 и 3 — кривые, определяющие разборчивость амплитудно-ограниченной речи при различных исходных уровнях различения неискаженной речи (50, 80% и разборчивость при максимальном для аудиометра усилении — 110 дБ).
Рис. 2. Сдвиг (ухудшение) разборчивости при пиковом ограничении амплитуд речевых сигналов у людей молодого и старческого возраста. По оси ординат — разность между уровнями разборчивости для амплитудно-ограниченной речи и исходным уровнем разборчивости для неискаженной речи; по оси абсцисс — уровень пикового ограничения речи в дБ. 1, 2 и 3 — кривые, определяющие разборчивость амплитудно-ограниченной речи при различных исходных уровнях различения неискаженной речи (50, 80% и разборчивость при максимальном для аудиометра усилении — 110 дБ).

Из рисунка видно, что если у речевых сигналов последовательно ограничивать (срезать) максимумы (пики) их амплитуд, а затем уровень сигнала вновь поднимать до первоначального, то разборчивость такой речи повышается. Этот сдвиг в разборчивости после ее преобразования зависел от двух факторов — исходного уровня разборчивости неискаженной речи и величины амплитудного ограничения речевых сигналов. При этом характер происходящих изменений был не одинаков у людей молодого и старческого возраста. 

Было также установлено, что особенно выраженный сдвиг (улучшение) разборчивости проявлялся в тех случаях, когда в качестве исходного принимали 50%-ный уровень разборчивости. Это улучшение было более заметным у молодых и менее заметным у людей старческого возраста. Так, у людей 18—25 лет «срезание» пиков амплитуд, речевого сигнала на 5 дБ с последующим вторичным усилением их до первоначального уровня приводило к улучшению разборчивости на 24%; при ограничении на 10 и 12,5 дБ — 32%; на 17 дБ — 41%. У людей старческого возраста при этих же величинах ограничения амплитуды разборчивость речи соответственно повышалась на 25, 24, 27 и 22%. 

При исходном уровне разборчивости 80—90% ее увеличение после ограничения речевого сигнала по амплитуде было незначительным у молодых, а у людей, старше 74 лет даже уменьшалось (табл. 1). Оно проявлялось более заметно, если за исходный уровень разборчивости речи до начала ее амплитудного ограничения брали показатель, устанавливавшийся при максимальном на аудиометре усилении (110 дБ). 

Таблица 1
Изменение разборчивости слов (AW) при ограничении амплитуд речевых сигналов у людей молодого и старческого возраста, %
Воз-
раст,
лет
Ис-
ход-
ный
уро-
вень
раз-
бор-
чи-
вос-
ти
Уровень
пикового
ограничения,
дБ
Уровень
осевого
ограничения,
дБ
5,010,012,517,01,13,04,56,5
18-
25















>75
50%



80-90%



Раз-
бор-
чи-
вость
при
110
дБ
(98,9%)

50%



80-90%



Раз-
бор-
чи-
вость
при
110
дБ
(64 %)
24,2
±
2,7

1,0
±
3,5

0
±
1,0






25,3
±
3,9

-1,4
±
2,6

-3,0
±
2,6
32,1
±
2,9

2,5
±
2,2

10,1
±
1,9






24,2
±
3,8

-0,7
±
2,9

-9,3
±
3,1
32,0
±
3,0

7,0
±
2,7

-3,0
±
1,1






27,4
±
3,5

1,4
±
3,8

-2,3
±
2,1
41,3
±
2,3

10,5
±
2,1

2,5
±
1,2






22,1
±
3,6

-2,8
±
2,8

-15,0
±
3,2
-



-64,6
±
3,6

-








-



-37,1
±
5,0

-
-



-75,3
±
2,7

-








-



-52,0
±
4,7

-
-



-78,1
±
2,0

-








-



-63,1
±
3,9

-
-



-79,2
±
1,6

-








-



-78,3
±
1,3

-

Примечание. AW рассчитывалось по разности между уровнями разборчивости преобрfзованной и непреобразованной речи.
 
В диапазоне используемых здесь величин пикового ограничения (5-17 дБ) у людей старческого возраста в отличие от молодых отмечался некоторый оптимум на уровне 12,5 дБ, выше которого разборчивость уже падала. 

Результаты аудиометрии речевыми сигналами при центральном («осевом») ограничении их амплитуд приведены на рис. 3 и табл. 1, откуда видно, что последовательное осевое ограничение речевого сигнала, приводит к закономерному снижению разборчивости. У людей молодого возраста осевое ограничение сигнала на 1,1 дБ вызывало падение разборчивости на 64,6%, при ограничении на 3 дБ — на 75,3% и т. д. У людей старческого возраста осевое ограничение речевого сигнала сказывалось на разборчивости речи не столь выраженно. Так, ограничение на 1,1 дБ приводило к сдвигу (снижению) разборчивости на 37,1%, 3 дБ — на 52, 4,5 дБ — на 63,1%. 

Разборчивость (а) и сдвиг (ухудшение) разборчивости (б) речи относительно исходного ее уровня при осевом ограничении речевого сигнала у людей в возрасте 18—25 лет (1) и старше 74 лет (2). По оси ординат а — разборчивость словесной речи (W) в процентах, б — сдвиг разборчивости словесной речи в процентах относительно исходного уровня. За исходный уровень разборчивости принят порог 80—90% для неискаженной речи, по оси абсцисс — уровень ограничения амплитуды речевого сигнала по максимуму (l) в дБ
Рис. 3. Разборчивость (а) и сдвиг (ухудшение) разборчивости (б) речи относительно исходного ее уровня при осевом ограничении речевого сигнала у людей в возрасте 18—25 лет (1) и старше 74 лет (2). По оси ординат а — разборчивость словесной речи (W) в процентах, б — сдвиг разборчивости словесной речи в процентах относительно исходного уровня. За исходный уровень разборчивости принят порог 80—90% для неискаженной речи, по оси абсцисс — уровень ограничения амплитуды речевого сигнала по максимуму (l) в дБ

Резюмируя изложенное, следует отметить, что разборчивость речи у людей любого возраста остается весьма резистентной при пиковом ограничении амплитуд речевого сигнала и чрезвычайно чувствительной к осевому ограничению. В соответствии с имеющимися представлениями это объясняется тем, что в первом случае ограничивается амплитуда более интенсивных, но менее информативных для разборчивости гласных, а во втором — менее интенсивных, но более информативных согласных звуков. 

Характер изменения разборчивости при рассмотренных вариантах преобразования речевых сигналов у людей молодого и старческого возраста неоднозначен. У людей старческого возраста разборчивость речи при пиковом ограничении речевых сигналов ниже, чем у молодых. Наиболее контрастно возрастные различия проявлялись при больших уровнях ограничения речевых сигналов (17 дБ). Это позволяло использовать данный вид преобразования в методике сенсибилизированной речевой аудиометрии при диагностике центральных компонептов пресбиакузии. 

Нарушение разборчивости при осевом ограничении речевых сигналов больше проявлялось у людей молодого возраста. Это явление, по-видимому, объяснялось тем, что при центральном (осевом) ограничении из спектра речи исключаются прежде всего слабые «высокочастотные» колебания. Для пресбиакузиса, с характерным для него нисходящим к высоким частотам тональным рельефом, это имеет меньшее значение, чем для людей с «нормальным» слухом. Материалы, изложенные в этом разделе, могут быть использованы не только в диагностике, но и в слухопротезной практике применительно к людям старческого возраста.

Известно, что осевое ограничение применяется для борьбы с собственными шумами аппаратуры (Г. И. Цемель, 1975). То, что этот вид преобразования речевого сигнала сказывается на разборчивости речи у людей старческого возраста меньше, делает целесообразным его применение в пределах не выше 1 дБ при конструировании слуховых аппаратов. При небольших исходных уровнях интенсивности речи, обеспечивающих словесную разборчивость ≈80%, оправдано вводить и «пиковое» ограничение речевого сигнала, которое для людей старческого возраста наиболее оптимально на уровне 12,5 дБ.

Лопотко А.И., Плужников М.С., Атамурадов М.А.
Старческая тугоухость (пресбиакузис)
Похожие статьи
  • 24.02.2013 37113 15
    Тональная пороговая аудиометрия

    Тональная пороговая аудиометрия осуществляется при помощи аудиометров, которые производятся многими фирмами и отличаются друг от друга по функциональным возможностям и по возможностям управления. В них предусмотрен набор частот 125, 250, 500, 750, 1000, 1500, 2000, 3000, 4000, 6000, и 8000 Гц (в...

    Аудиология
  • 24.02.2013 24541 7
    Тимпанометрия

    Первые работы, посвященные тимпанометрии, содержали описание отдельных тимпанограмм, характерных для той или иной патологии (Terkildsen, Thomsen, 1959; Brooks, 1968; 1969). Позднее были разработаны классификации тимпанограмм, из которых наибольшее распространение получили взаимно дополняющие...

    Аудиология
  • 20.02.2013 7109 10
    Слуховые вызванные потенциалы. Часть 1

    Исследование этого класса реакций определяется возможностью неинвазивной (т.е. с поверхности черепа) регистрации суммарной электрической активности слуховых центров у человека и животных. В виду малой амллитуды реакций при таком способе регистрации и значительного уровня помех за счет других...

    Аудиология
показать еще
 
Оториноларингология