Ноя 13

Изменение речи при применении кислородной маски

(Исследование особенностей речевого сигнала при дыхании под повышенным давлением. – В. А. Курашвили)

На основании ранее проведенных исследований (И. Я. Борщевский, 1957; Ф. В. Бабчинский, 1963) установлено, что при применении кислородной маски происходит существенное искажение речи. Одна из причин этого заключается в том, что наличие кислородной маски влияет на работу речевого аппарата и изменяет его свойства как источника речи. Влияние кислородной маски, в физиологическом отношении выражается в ухудшении артикуляции и затруднении дыхания, а в акустическом – в добавлении дополнительного объема в голосовую систему.

Изменения речи могут быть обусловлены тём, что кислородная маска ограничивает подвижность подбородка; шум от струи кислорода, поступающего под избыточным давлением, создает маскирующий эффект; вследствие малого объема подмасочного пространства происходит наложение прямых и отраженных волн примерно одинаковой интенсивности.

Целью данной работы являлось изучение влияния кислородно-дыхательной аппаратуры на качественные и количественные показатели речи. В исследованиях использовался комплект кислородно-дыхательной аппаратуры, в который входит кислородная маска с вмонтированным в нее микрофоном ДЭМШ-1КА.

Оценка влияния избыточного давления на качество передаваемой речи осуществлялась субъективным (артикуляционным) методом и объективным (путем использования специальной анализирующей аппаратуры). Качество артикуляции речи при передаче оценивалось по разборчивости специальных артикуляционных таблиц, записанных испытуемыми на магнитофон в барокамере и принятых артикуляционной бригадой в нормальных условиях. В методическом отношении эти испытания несколько отличались от ранее проводившихся измерений разборчивости речи. Это относится прежде всего к речевому материалу, используемому для оценки количественных показателей речеобразования.

В экспериментах использовались разработанные нами фонетически сбалансированные таблицы разборчивости авиационных команд. В основу их были положены результаты лексико-статистического анализа записей реальных радиопереговоров, полученных в процессе выполнения полетов различных видов авиации. Использование данных таблиц создает профессиональную адекватность и позволяет более точно оценивать состояние слуховой и речевой функции у летного состава.

Каждая таблица включает в себя 50 слов, взятых из реального радиообмена. Словарный фонд таблиц фонетически сбалансирован, то есть частота встречаемости различных фонем /соответствовала средней частоте их встречаемости в авиационно-командном словаре. Распределение команд в таблице по числу составляющих их слогов соответствует общему статистическому распределению команд по этому признаку в реальном радиообмене. Из 50 слов, входящих в таблицу, 7 односложных, 16 двусложных, 16 трехсложных и 11 команд включают в себя четыре и более слогов.

Для артикуляционных испытаний речь испытуемого записывалась на магнитофон «Тембр». Сигнал с магнитофона подавался для прослушивания аудиторам, находившимся в серийных летных шлемофонах с головными телефонами ТА-56М-1600. При объективном исследовании параметров речи словесный материал подвергался частотно-амплитудно-временному анализу с помощью спектроанализатора. Оценивалась также интенсивность шумов, возникающих в маске при дыхании, по сравнению со средним значением речевого сигнала.

Во всех экспериментах испытуемые, помимо чтения артикуляционных таблиц, выполняли функциональные пробы (проба с письмом и арифметическим счетом, забор альвеолярного воздуха, задержка дыхания). В течение всего опыта проводилось наблюдение за общим состоянием и поведением испытуемых, регистрировались и анализировались изменения основных физиологических функций и показателей, характеризующих условия опыта и работу высотного снаряжения. Подъем на высоту до 16 000 м производился после предварительной десатурации организма от азота посредством дыхания кислородом в течение часа.

В целях сопоставления параметров речевого сигнала регистрация производилась в следующих условиях:

– на земле через микрофон ДЭМШ-1КА без маски высотного снаряжения в обычной атмосфере;

– на земле в комплекте высотного снаряжения с надетой маской при дыхании чистым кислородом;

– на земле в комплекте высотного снаряжения при избыточном давлении кислорода в маске (до 500 мм вод. ст.);

– на высоте 6000 м в комплекте при нормальном давлении кислорода (до 20 мм вод. ст.) в герметичной кабине;

– после взрывной декомпрессии на высоте 15 000 м в комплекте при избыточном давлении кислорода (до 700 мм вод. ст.);

– при постепенной разгерметизации кабина до высоты 12 000 м в комплекте при избыточном давлении кислорода (до 1000 мм вод. ст.).

Результаты артикуляционных измерений разборчивости речи представлены в табл. 1.

Таблица 1

Результаты артикуляционных измерений разборчивости речи (средние данные)

Условия речеобразования Разборчивость речи, %
Без маски на земле 98,2
В маске при избыточном давлении кислорода на земле 94,6
При избыточном давлении кислорода на земле 66,1
На высоте 6000 м в герметичной кабине 95,5
На высоте 15 000 м (после взрывной декомпрессии) 53,4
На высоте 12 000 м (после постепенной разгерметизации) 52,0

Приведенные в табл. 1 данные свидетельствуют о резком снижении разборчивости речи при избыточном давлении в маске. Эта ухудшение связано с появлением шумовых помех, создаваемых клапаном вдоха, утечкой кислорода под лепесток маски, сопровождающейся характерным вибрирующим звуком, а также прямым действием избыточного давления и других высотных факторов на речеобразование.

В табл. 2 приведены величины амплитудно-частотных искажений речевого сигнала, вносимых кислородной маской.

Таблица 2

Амплитудно-частотные искажения речевого сигнала, вносимые кислородной маской (средние значения дифференцированных спектров стандартных фонем)

Частота, Гц Интенсивность, дБ Частота, Гц Интенсивность, дБ
200 +4,65 1000 –1,68
250 +6,43 1250 –1,43
315 +8,01 1600 +0,39
400 –4,28 2000 –1,95
500 +0,36 2500 +0,42
630 –12,5 3150 +17,57
800 –3,33 4000 +9,09

Данные, представленные в табл. 2, свидетельствуют о возрастании энергии в фильтре с центральной частотой 200 Гц, причем это возрастание усиливается с подъемом на высоту». Вместе с тем за счет акустических особенностей внутримасочного пространства происходит значительное поглощение энергии в полосе с центральной частотой 630 Гц.

Анализ спектрограмм, полученных при записи речевых тестов в маске, выявил изменения конфигурации огибающей спектра стандартных фонем по сравнению со спектральной картиной тех же тестов, записанных без маски. Исходя из данных спектрального анализа, можно отметить следующее:

– первый формантный максимум для всех гласных при одетой маске существенно возрастает;

– второй формантный максимум имеет тенденцию к некоторому снижению;

– подача избыточного давления кислорода в подмасочное пространство приводит к резкому ухудшению соотношения сигнал/шум, причем это ухудшение прямо пропорционально величине избыточного давления;

– акустическая спектральная картина при записи речи на фоне избыточного давления резко искажается, поскольку за счет возрастания шумов происходит сглаживание формантных областей.

Вопрос о причине снижения разборчивости речи при пользовании кислородно-дыхательным комплектом представляет определенный интерес. В дальнейших исследованиях целесообразно решить такие вопросы, как влияние на речь шума от потока кислорода при дыхании под избыточным давлением, затруднение речеобразования в условиях пребывания на высоте и, наконец, ухудшение работы микрофона при его креплении в маске и дыхании кислородом под давлением. Эти задачи требуют разработки специальных методических приёмов.

В герметической кабине до высоты 15 000 м обеспечивается удовлетворительная радиосвязь. Однако при работе в реальных условиях разборчивость речи понижается за счет маскирующего действия самолетного шума. После взрывной декомпрессии на высоте свыше 12 000 м происходит автоматическое срабатывание системы подачи избыточного давления кислорода в маску и ВКК, что ведет к резкому затруднению речи. С момента подачи избыточного давления кислорода спектр шума резко меняется, приобретая тональный характер, на фоне которого дополнительно прослушивается вибрация клапанов. Наличие маскирующего шума вынуждает испытуемых значительно форсировать голос, что наряду с избыточным давлением вызывает утомление. Анализ спектрального состава показал, что основные составляющие шума расположены в диапазоне частот, совпадающих с речевыми, а это является весьма неблагоприятным фактором с точки зрения маскировки речи шумом при передаче через микрофон.

Полученные данные по определению уровня и спектрального состава шума при пользовании кислородной маской указывают на необходимость конструктивных изменений элементов кислородной: маски в целях максимального снижения уровня шумов в ней и создания, таким образом, более благоприятных условий для передачи речи. Снижение шума может быть обеспечено также за счет изменения крепления микрофона ДЭМШ-1А с тем, чтобы шум от струи кислорода воздействовал на него со всех сторон равномерно для лучшего использования свойства шумостойкости микрофона.

Сопоставление акустических спектральных картин, полученных при записи речи без маски и при пользовании ею, выявило существенное изменение спектра речи. Этот факт имеет большое практическое значение для экспертизы магнитофонных записей радиообмена поскольку изменения физических параметров речи, вызванные акустическими характеристиками маски, могут быть ошибочно истолкованы как сдвиги в эмоциональном состоянии оператора.

Артикуляционные и акустические испытания кислородной маски показали, что нормальная радиосвязь обеспечивается при полетах в герметической кабине до высоты 15 000 м. На высотах свыше 12 000 м в разгерметизированной кабине при подаче избыточного давления кислорода словесная разборчивость речи снижается до 52%, что практически исключает возможность ведения радиообмена.

Ношение кислородной маски и особенно подача повышенного давления кислорода значительно изменяют физические параметры речи, что необходимо учитывать при экспертизе магнитофонных записей радиообмена.

Похожие статьи:

  1. Разборчивость речи в условиях шума (О костной проводимости речи. – И. Борщевский) Костная и тканевая...
  2. Комплект стационарного кислородного прибора КП-24М Комплект прибора КП-24М предназначен для питания кислородом в загерметизированной кабине...
  3. Допустимая интенсивность шума при применении шумозащитного шлема (Об определении допустимых величин шумового воздействия при использовании шумозащитных шлемов....

автор admin \\ теги: ,



Комментарии закрыты.