DE2304070B2 - Sprachübungsgerät für Taube oder Schwerhörige - Google Patents

Description

Das Spracherzeugungssystem des Menschen entspricht einem geschlossenen Regelkreis. Der erzeugte Sprachlaut (IST-Wert) wird vom Ohr wieder empfangen und mit dem im Gehirn gespeicherten Sprachlaut (SOLL-Wert) verglichen. Aus dem Vergleich werden dann Stellgrößen für den Artikulationstrakt (Gaumensegel, Zunge, Lippen usw.) abgeleitet.

Bei Tauben oder stark schwerhötigen Menschen ist dieser akustische Rückkopplungsweg über das Ohr unterbrochen, und sie sind deshalb nicht in der Lage, ihre Artikulation auf Verständlichkeit hin zu überprüfen.

Es sind für diesen Zweck bereits Frequenzanalysatoren bekanntgeworden, die das Frequenzspektrum des mittels eines Mikrofons aufgenommenen Sprachlautes anzeigen. Das Frequenzspektrum des von dem Tauben erzeugten Sprachlautes kann dann mit dem Frequenzspektrum des Sprachlautes eines gesunden Menschen verglichen werden. Solche Geräte sind jedoch sehr aufwendig, und es ist auch sehr schwer für einen Tauben, anhand dieses Vergleichs die Artikulation so zu verändern, daß die Frequenzspektren gleich werden.

Weiterhin ist aus der US-PS 33 83 466 ein Sprachanalysator bekannt mit einem Mikrofon zur Aufnahme einer von der Kehlkopfschwingung abgeleiteten Schwingung und mit einem weiteren Mikiofon, wobei die Mikrofonsignale über je ein Filter einem Aufzeichnungsgerät zugeführt werden. Das weitere Mikrofon ist dabei in der Nase angeordnet, so daß es die akustisch hörbaren Signale praktisch nicht aufnehmen kann. Ohnehin werden Signale mit einer Frequenz, die dem Hörbereich entsprechen, unterdrückt, weil die Filter Tiefpaßfilter mit einer Grenzfrequenz von 10 Hz sind. Das Gerät dient in erster Linie zur Sprecherkennung, soll sich aber auch für die Sprachtherapie eignen. Als Sprachübungsgerät, bei dem ein Tauber versucht, die Laute so zu formen, daß sich bei der Aufzeichnung mit dem Aufzeichnungsgerät etwa der gleiche Kurvenverlauf ergibt, ist dieses Gerät indes aus mehreren Gründen nicht geeignet:

1. Ist es bei einer Aufzeichnung, die den zeitlichen Verlauf eines Signals wiedergibt, für den Tauben schwer, so zu artikulieren, daß er etwa den gleichen zeitlichen Verlauf erreicht

2. Sind Geräte, die für die Sprechererkennung geeignet sind, grundsätzlich für die Sprachübung ungeeignet. Bei Sprechererkennungsgeräten muß

ίο die Aufzeichnung nämlich grundsätzlich von Sprecher zu Sprecher variieren, so daß auch ein gesunder Sprecher in der Regel niemals bei der Artikulation eines bestimmten Wortes den gleichen Kurvenverlauf erreichen kann wie ein anderer Sprecher. Erst recht wird dies aber nicht einem Tauben gelingen können.

3. Selbst wenn es dem Tauben gelingen sollte, bei der Aussprache so zu artikulieren, daß die von ihm erzeugten Kurvenverläufe identisch mit denen des Sprechers wären, würde das noch nicht bedeuten, daß seine Aussprache derjenigen des (Vor-)Sprechers entspricht. Denn dabei müssen die Amplituden- und Frequenzverläufe im hörbaren Frequenzbereich übereinstimmen, während bei dem bekannten Sprachübungsgerät nur die im nicht hörbaren Bereich (unter 10 Hz) liegenden Frequenzanteile erfaßt werden.

Weiterhin ist aus der US-PS 33 45 979 ein Gerät zur Spracherziehung, Stimmausbildung und Diagnose von Sprachfehlern beschrieben, das aus einem Mikrofon zur Aufnahme der Körper- bzw. Kehlkopfschwingungen ein Filter, das die durch die Kehlkopfwand eingeführte Dämpfung kompensieren soll, und einer Kathodenstrahlröhre zur Darstellung der über das Filter

J5 zugeführten und vom Mikrofon aufgenommenen Schwingungen besteht. Auch hiermit ist die Spracherziehung Tauber oder Schwerhöriger noch recht schwierig, weil es für diese sehr schwer ist, anhand des Vergleichs der aufgezeichneten Kurven die Artikulation so zu verändern, daß der zeitliche Amplitudenverlauf dem eines gesunden Sprechers entspricht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Sprachübungsgerät zu schaffen, das den fehlenden akustischen Rückkopplungszweig bei einem Tauben oder Schwerhörigen ersetzen kann und es diesem relativ leicht macht, die Artikulation so zu verändern, daß die auf dem Aufzeichnungsgerät sich ergebenden Kurvenverläufe denen eines gesunden Sprechers gleich werden.

5<) Ausgehend von einem Sprachübungsgerät der im Oberbegriff des Hauptanspruches genannten Art wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Maßnahmen gelöst.

Die von der Kehlkopfschwingung abgeleitete Schwingung unterscheidet sich dadurch von dem Sprachlaut, daß sie den Artikulationstrakt (noch) nicht durchlaufen hat. Die davon abgeleiteten Mikrofonsignale weisen also unterschiedliche Frequenzspektren und bestimmte Phasenbeziehungen zueinander auf. Durch

ω die Filter mit unabhängig voneinander einstellbarer Filtercharakteristik können die Mikrofonsignale so beeinflußt werden, daß auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre eine einfache geometrische Figur, z. B. eine Ellipse, erscheint. Als Filter können für diesen

b5 Zweck die Klangregler z. B. eines NF-Verstärkers verwendet werden. Als Kathodenstrahlröhre kann die Bildröhre eines Fernsehempfängers verwendet werden, so daß das Sprachübungsgerät nach der Erfindung aus

preiswerten Bauelementen der sog. Konsumelektronik hergestellt werden kann.

Der Sprachlaut weist eine zeitliche Verzögerung gegenüber der von der Kehlkopfschwingung abgeleiteten Schwingung auf, weil er den Artkulationstrakt passiert hat Deswegen kann die Überlagerung der beiden Signale auf dem Bildschirm verhältnismäßig komplizierte geometrische Figuren ergeben. Um zu noch einfacheren Figuren zu gelangen, wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß das vom Sprachlaut abgeleitete Signal eine Verzögerungsleitung durchläuft.

Ein Vergleich der von einem gesunden Sprecher erzeugten geometrischen Figur mit der von einem kranken Sprecher erzeugten geometrischen Figur kann dadurch erschwert werden, daß die Figuren infolge unterschiedlicher Lautstärken unterschiedlich groß sind. Um das zu vermeiden, ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung eine automatische Verstärkungsregelung vorgesehen.

In vielen Fällen ist es erwünscht, daß der Taube während seiner Sprachübungen Informationen erhält, z. B. daß er höher oder tiefer sprechen soll. Die Informationsübermittlung kann gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung durch eine von einem Impulsgeber gesteuerte Helligkeitstastung des Elektronenstrahls der Kathodenstrahlröhre erfolgen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eir es in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Das Sprachübungsgerät nach der Erfindung weist zwei Kanäle auf, von denen der eine ein vom Sprachlaut abgeleitetes elektrisches Signal verarbeitet, während der andere ein Signal verarbeitet, das von einer von der Kehlkopfschwingung abgeleiteten Schwingung abgeleitet ist.

Der Sprachlaut wird mittels eines Druckgradienten-Mikrofones 1 aufgenommen, das bekanntlich nur auf Druckschwankungen anspricht. Das von dem Mikrofon 1 erzeugte Signal gelangt über einen, gegebenenfalls elektronischen Schalter 15 und einen Vorverstärker 2 zu einem einstellbaren Filter 3. Außer verhältnismäßig teuren Filtern, die die getrennte Verstärkung verschiedener Frequenzbänder erlauben, kann auch ein einfacher Klangregler, wie ihn jeder Niederfrequenzverstärker, z. B. eines Rundfunkempfängers, besitzt, verwendet werden. Vom Ausgang des Filters 3 gelangt das Signal über einen einstellbaren Phasenschieber 4 bzw. eine Verzögerungsleitung mit einstellbarer Verzögerungszeit zu einem Endverstärker 5, an dessen Ausgang die Horizontal-Ablenkspule einer Kathodenstrahlröhre, beispielsweise der Bildröhre eines Fernsehempfängers, angeschlossen ist.

Die Kehlkopfschwingung bzw. eine davon abgeleitete Schwingung wird mittels eines Körperschall-Mikrofons 8 aufgenommen und über einen elektronischen Schalter 16 einem Vorverstärker 9 zugeführt Das Körperschall-Mikrofon 8 ist dabei an den Kehlkopf des jeweiligen Sprechers anzulegen. Der Ausgang des Vorverstärkers 9 ist mit dem Eingang eines e^:nstellbaren Filters 10 verbunden, dessen Ausgangssignal einen Endverstärker 11 speist, an dessen Ausgang die Vertikal-Ablenkspule einer Kathodenstrahlröhre 7 angeschlossen ist

Die sich auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre 7 ergebende geometrische Figur hängt außer vom dem Sprachlaut und der Kehlkopfschwingung auch von dem Frequenzgang der einsteilbaren Filter 3 und 10 sowie von der Phasenverschiebung bzw. Verzögerung durch den Phasenschieber bzw. die Verzögerungsleitung 4 ab.

Durch Änderung der Frequenzgänge der einstellbaren Filter 3 und 10 bzw. der Phasenverschiebung des Phasenschiebers 4 läßt sich auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre 7 eine besonders einfache geometrische Figur einstellen. Der Taube muß dann danach trachten, daß er seine Laute so artikuliert, daß die dabei entstehende Figur derjenigen eines gesunden Sprechers entspricht

Damit der taube Sprachschüler immer eine Vergleichsmöglichkeit hat, werden mit den elektronischen Schaltern 15 und 16, die von dem Schalter 19 gesteuert werden, abwechselnd die Sprach- und Stimmbandsignale eines gesunden Sprechers vom Tonbandgerät 17 mit einer Endlosschleife und die Signale des Sprachschülers auf die Eingänge des Gerätes geschaltet. Der Schüler hat so immer wieder die charakteristische Figur des SOLL-Signals vor Augen, dem er sein IST-Signal angleichen muß.

Die Größe der Figuren auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre 7 hängt von der Lautstärke ab.

S5 Um diesen Einfluß auszuschalten, ist die Schaltungsanordnung 6 zur automatischen Verstärkungsregelung vorgesehen. Sie bewirkt, daß die Amplitude des Signais an den Ablenkspulen im wesentlichen konstant ist. Die Regelzeitkonstante dieser Schaltung muß so bemessen sein, daß schnelle Lautstärkeänderungen, wie sie beim Aussprechen eines Lautes, z. B. eines Vokals, auftreten können, nicht ausgeregelt werden, daß jedoch die langsamen Lautstärkeänderungen, die bei einer Änderung des Abstandes vom Mikrofon oder bei einem Anheben der Stimme auftreten können, ausgeregelt werden.

An den Wehnelt-Zylinder der Kathodenstrahlröhre 7 ist ein Impulsverstärker 14 angeschlossen, dem von einem Impulsgenerator 12 Impulse zugeführt werden, Jeren Frequenz mittels eines Frequenzteilers 13 einstellbar ist. Auf diese Weise können mittels Helligkeitstastung dem tauben Sprachschüler verschiedene Informationen gegeben werden, ohne daß er seine Aufmerksamkeit vom Bildschirm der Kathodenstrahlröhre abzuwenden braucht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Sprachübungsgerät mit einem Mikrofon zur Aufnahme einer von der Kehlkopfschwingung abgeleiteten Schwingung und mit einem weiteren Mikrofon, wobei die Mikrofonsignale über je ein Filter einem Aufzeichnungsgerät zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Mikrofon (1) die Sprachlaute aufnimmt, daß die beiden Filter (3, 10) eine voneinander unabhängige einstellbare Filtercharakteristik aufweisen und daß das Aufzeichnungsgerät eine Kathodenstrahlröhre (7) ist, deren Horizontal-Ablenkmittel das eine Mikrofonsignal und deren Vertikal-Ablenkmitteln das andere Mikrofonsignal zugeführt ist.

2. Sprachübungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Sprachlauf abgeleitete Mikrofonsignal eine Verzögerungsleitung bzw. einen Phasenschieber (4) durchläuft.

3. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine automatische Verstärkungsregelung vorgesehen ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine von einem Impulsgeber (12 ... 14) gesteuerte Helligkeitstastung des Elektronenstrahls der Kathodenstrahlröhre (7).