Нарушения речи, вызванные нейродегенеративными заболеваниями, острыми нарушениями кровоснабжения мозга, последствиями ДТП и тяжелых травм, существенно снижают качество жизни пациентов и ограничивают их социальное взаимодействие. Пациенты, страдающие такими нарушениями, часто испытывают темпо-ритмические, интонационно-мелодические трудности в произношении слов и фраз, что осложняет коммуникацию с окружающими и затрудняет проведение реабилитационных мероприятий.

Для решения обозначенной проблемы нами были рассмотрены следующие аналоги. Известны простые технические решения в виде портативных голосовых усилителей (Williams Sound LLC). Подобные устройства просто усиливают звуки речи без проведения их коррекции, и возможностей улучшения её разборчивости. Второй вариант технического решения представляет собой специализированные медицинские устройства для пациентов с болезнью Паркинсона «SpeechVive», которые за счёт подачи фонового шума заставляют человека рефлекторно увеличивать громкость своей речи, но их существенным недостатком является отсутствие русифицированной версии. Мобильное приложение для логопедии и тренировки речи «Constant Therapy», выступающее в роли специализированного цифрового инструмента, предназначено для комплексной речевой и когнитивной реабилитации, в котором также отсутствует версия для русскоязычных пользователей.

Нами предлагается к разработке портативный аппаратно-программный комплекс «CommuniVoice», предназначенный для усиления и цифровой коррекции речи в режиме реального времени. Аппаратная часть комплекса объединяет микрофон, цифровой сигнальный процессор и звуковую карту, в которой происходит обработка звука. Использование технологий «Digital Signal Processing (DSP)» и алгоритмов машинного обучения позволит автоматически усиливать голос пользователя, устранять шум и корректировать произношение. Программная часть комплекса реализует функции анализа акустических характеристик речи, отслеживания динамики улучшения и формирования индивидуальных рекомендаций по коррекции произношения.

Аппаратно-программный комплекс «CommuniVoice» функционирует следующим образом - аппаратная часть в режиме реального времени улавливает речь микрофоном, оцифровывает её и с помощью специализированных алгоритмов на сигнальном процессоре (DSP) выполняет ключевую обработку: подавляет фоновые шумы, адаптивно усиливает громкость и корректирует искажения произношения, после чего преобразует очищенный цифровой сигнал обратно в аналоговый и воспроизводит через динамик. Параллельно, через мобильное приложение, ведётся запись и углублённый анализ речевых параметров (интенсивность, разборчивость, темп), отслеживается динамика улучшений и формируются персональные рекомендации и упражнения для пользователя, создавая замкнутый цикл коррекции и реабилитации.

Основные преимущества проектируемого аппаратно-программного комплекса заключаются в:

– повышении интенсивности и разборчивости речи за счет адаптивной цифровой обработки сигнала;

– возможности индивидуальной настройки параметров под физиологические особенности пациента;

– портативность и энергоэффективность устройства;

– возможность интеграции с мобильным приложением для визуализации прогресса и дистанционного мониторинга.

Области применения включают медицинскую реабилитацию, логопедическую практику и домашний уход. Потенциальные пользователи — реабилитационные и логопедические центры, медицинские организации, а также частные лица, проходящие реабилитацию и страдающие нарушениями речи.

Практическое внедрение «CommuniVoice» позволит повысить эффективность речевой реабилитации, снизить нагрузку на специалистов и обеспечить пациентам возможность комфортного общения в повседневной жизни.

На страницу проекта