Elsevier

Speech Communication

Volume 6, Issue 4, December 1987, Pages 293-298
Speech Communication

A formant-estimating speech processor for cochlear implant patients

https://doi.org/10.1016/0167-6393(87)90003-3Get rights and content

Abstract

A simple formant-estimating speech processor has been developed to make use of the “hearing” produced by electrical stimulation of the auditory nerve with a multiple-channel cochlear implant. Thirteen implant patients were trained and evaluated with a processor that presented the second formant frequency, fundamental frequency, and amplitude envelope of the speech (F0F2). Nine patients were trained and evaluated with a processor that presented the first and second formant frequencies, fundamental frequency, and first and second formant amplitudes (F0F1F2). The most common use of the speech processor was in conjunction with lipreading, so the patients were trained in lipreading plus hearing, as well as hearing alone. The F0F1F2 group performed significantly better in discrimination tasks and word and sentence recognition through hearing alone. The F0F1F2 group also showed a significantly greater improvement when hearing and lipreading was compared with lipreading alone in a speech tracking task. A study of spondeerecognition in noise with hearing alone indicated that the added first formant information produced an improvement that was equivalent to a 5 dB increase in the signal-to-noise ratio.

Zusammenfassung

Vorgestellt wird ein einfacher Sprachprozessor zur Formantenapproximation. Diezer Prozessor soll das “Hören” erfassen, das durch elektrische Stimulation des Hörnervs über ein cochleares Mehrkanalimplantat erzeugt wurde Dreizehn applizierte Patienten wurden an einem Prozessor trainiert und getestet, der die Frequenz des zweiten Formanten, den Grundton und die Amplitudenhullkurve der angebotenen Sprache präsentiert. Neun Patienten wurden in der gleichen Weise an einem Prozessor behandelt, der die Frequenzen des erste und zweite Formanten, den Grundton und die Amplituden von F1 und F2 präsentierte. Die gebrauchlichste Anwendung des Prozessors war die in Verbindung mit Lippenlesen, so dass die Patienten sowohl im Lippenlesen, im Lippenlesen + Hören, als auch im Hören allein geübt wurden. Die F0F1F2 Gruppe performierte deutlich besser bei Diskriminationsaufgaben wie auch in Wort- und Satzerkennung durch Hören allein. Die gleiche Gruppe zeigte auch signifikant grossere Fortschritte während einer Worterkennungsaufgabe im Vergleich von Lippenlesen + Hören und Hören allein. Eine Untersuchung der Spondeeserkennung bei Hintergrundrauschen durch Hören allein indizierte, dass die zusatzliche Information des erste Formanten eine Verbesserung ergabb, die einer 5 dB Anhebung des Signal-Geräusch Abstandes entsprach.

Résumé

L'article décrit un détecteur de formants simple destiné à être utilisé avec implant cochléare multicanaux. Treize patients implantés se sont entraînés avec un processeur qui traitait la fréquence du deuxième formant, la fréquence fondamentale et l'enveloppe du signal de parole (F0F2). Neuf patients ont été entrînés avec un processeur qui présentait la fréquence du premier et deuxième formant, la fréquence fondamentale et l'amplitude du premier et deuxième formant (F0F1F2). Le processeur était normalement utilisé en même temps que la lecture labiale. Les patients ont donc été entraînés à lecture labiale et à l'audition, ainsi qu' à l'audition uniquement. Le groupe F0F1F2 a obtenu de meilleures performances en discrimination et en reconnaissance de mots et de phrases à l'audition seule. Au cors d'une tâche de détection de parole, le même groupe a également démontré une amélioration significativement plus forte lorsque l'audition et la lecture labiale étaient associées qu'en lecture labiale seule. Un étude de reconnaissance de spondée en présence de bruit à l'aide de la seule audition a aussi indiqué que l'information fournie par F1 produisait une amélioration équivalente à une augmentation de 5 dB du rapport signal sur bruit.

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