Trattamento del segnale vocale ed effetti sul clear speech : sviluppo di un simulatore di protesi acustica digitale

A hearing aid is an electronic device able to make up for transmissive and sensorineural hearing impairments, providing a frequency – selective gain based on the audiogram of a hypoacusic patient. The need of these devices arises in order to improve verbal communication quality of people affected by perceptual difficulties; nevertheless they are accompanied by drawbacks that deteriorate hearing aid performance itself, whose outcome consists of an overall loss of intelligibility. The present study intends to examine the compression effect of a simulated hearing aid on a couple of vocal signal spectral features, thought responsible of speech intelligibility. Chapter one provides with a comprehensive view of the current hearing aids state-of-art, analyzing its working principles, its main internal components and speech processing features. Chapter two concerns clear speech research, describing the acoustic and spectral characteristics responsible of a high quality clear speech production. Chapter three, instead, shows the potential of computerized simulations and digital signal processing in the design of new hearing aids and in the improvement of those already existing. Following chapters concern the experimental part of this work: chapter four illustrates the hearing aid model built for this purpose, the vocal material used, the features explored and the speech processing protocol, the fifth one contains the obtained charts, discussed in the sixth and last chapter.

Gli apparecchi acustici sono dispositivi elettronici in grado di compensare perdite uditive trasmissive e neurosensoriali, fornendo un guadagno di amplificazione selettivo in frequenza, sulla base dell’audiogramma di un individuo ipoacusico. Tali dispositivi nascono per migliorare la qualità della comunicazione verbale di soggetti affetti da difficoltà percettive, ma sono tuttavia accompagnati da fattori che degradano la performance dell’apparecchio acustico stesso, il cui risultato consiste in una perdita globale di intelligibilità. Il presente studio si propone di analizzare l’effetto della compressione fornita da un apparecchio acustico simulato su due caratteristiche spettrali del segnale vocale, responsabili dell’intelligibilità dello speech stesso. Il primo capitolo fornisce una visione globale dello stato dell’arte delle protesi acustiche moderne, analizzandone il principio di funzionamento, i principali componenti interni e le caratteristiche di elaborazione del segnale vocale. Il secondo capitolo riguarda l’ambito della ricerca sul clear speech, illustrando le caratteristiche acustiche e spettrali responsabili della produzione di un clear speech di alta qualità. Il capitolo 3 mostra invece le potenzialità delle simulazioni computerizzate e delle tecniche di elaborazione digitale nella progettazione di nuovi apparecchi acustici e nel perfezionamento di quelli già esistenti. I capitoli successivi sono invece relativi alla parte sperimentale: il quarto capitolo descrive il modello di apparecchio acustico implementato, il materiale vocale usato, le features estratte e il protocollo di speech processing, il quinto contiene i grafici dei risultati ottenuti discussi nel sesto e ultimo capitolo.