Juegos Interactivos para la Rehabilitación Fonatoria - … · Juegos Interactivos para la ......
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1/16 Juegos Interactivos para la Juegos Interactivos para la Rehabilitación Fonatoria Rehabilitación Fonatoria Autores: Ing. Eduardo González Moreira Autores: Ing. Eduardo González Moreira MSc MSc . Carlos Ariel Ferrer Riesgo . Carlos Ariel Ferrer Riesgo Dra. María E. Hernández Díaz-Huici Dra. María E. Hernández Díaz-Huici Ing. Eric Lisandro Acao Ing. Eric Lisandro Acao Centro de Estudios de Electrónica y Tecnologías de la Información (CEETI) Universidad Central de Las Villas (UCLV)
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Juegos Interactivos para laJuegos Interactivos para laRehabilitación FonatoriaRehabilitación Fonatoria
Autores: Ing. Eduardo González MoreiraAutores: Ing. Eduardo González Moreira MScMSc. Carlos Ariel Ferrer Riesgo. Carlos Ariel Ferrer Riesgo
Dra. María E. Hernández Díaz-Huici Dra. María E. Hernández Díaz-Huici Ing. Eric Lisandro Acao Ing. Eric Lisandro Acao
Centro de Estudios de Electrónica y Tecnologías de la Información (CEETI)Universidad Central de Las Villas (UCLV)
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La señal de voz.
Estas incluyen: Logopedia. Foniatría. Fonética. Trastornos motores del
lenguaje con causasneurológicas. Sistemas de comunicaciones
telefónicos y de voz sobreInternet.
La señal de voz es objeto de análisis
en múltiples especialidades,
médicas o de ingeniería.
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Modelo de la voz.
( ) ( ) ( ) ( )∑=
+∆++∗=N
iii teTTitathtS
10δ
Específicamente el modelo de producción de la voz como un sistema que comprende una fuente de excitación y un filtro
lineal que conforma espectralmente la señal de entrada resulta de gran utilidad.
Las características espectrales de la señal están determinadaspor la respuesta del filtro, que a su vez depende de laconformación de las cavidades acústicas en el tracto vocal y lacavidad nasal.
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Clasificación.
Tipo de señal de excitación los sonidos
Sonoros (vibraciónperiódica de las cuerdasvocales), estos incluyen
vocales y algunasconsonantes.
Se modela la excitacióncomo un tren de
impulsos espaciadosuniformemente.
Sordos (ruido fricativo oexplosivo), estos
incluyenfundamentalmente
consonantes.
Se modela la excitacióncomo ruido blanco
gaussiano.
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Existen en el mundovarios productos orientados a la
visualización de características de la
voz con fines de diagnóstico o terapéuticos.
Herramientas de rehabilitación.
“Speech Viewer”de IBM. “Computerized
Speech Laboratory”. “MultiSpeech” de
Kay Elemetrics.
Estas herramientas permiten calcular múltiples parámetros quehan demostrado utilidad clínica, además de presentar juegosinteractivos orientados a la rehabilitación.
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Programas desarrollados.
Los juegos están basados en la presentación entiempo real al paciente de elementos móviles queresponden de forma interactiva a parámetrosextraídos de una vocal.
Los parámetros empleados son la intensidad, el valorde período fundamental (ya que se asume que elpaciente está pronunciando una vocal) y laconformación espectral de la señal de voz(formantes).
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Entrada / Salida en tiempo real.
Se programó en Borland Delphi 5.0 un objeto que facilita laentrada / salida de audio por segmentos. Se emplearon lasfunciones que brinda la sección de Wave Audio (WA) de laMedia Control Interface (MCI) del Sistema Operativo (SO)Windows.
La consideración más importante para el tiempo
real es la longitud del buffer.
Lo suficientemente largo para que dé tiempo aefectuar las operaciones requeridas de obtenciónde las visualizaciones.
Lo suficientemente corto para que simule tiemporeal.
En este programa se emplean buffers de 250 ms.
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Cálculo de los parámetros empleados.
Envolvente Espectral
Para cada buffer de entrada se hallan loscoeficientes del filtro digital auto-regresivo(AR) de orden N de mejor ajuste para elsegmento.
Intensidad
Nivel de amplitud de la señal de voz comoamplitud de las oscilaciones durante unintervalo de tiempo. El valor mostrado seobtiene mediante el cálculo del promedio demagnitud de la señal a lo largo de todo elbuffer adquirido.
Período Fundamental
Para la obtención se empleó el método de laauto-correlación, determinando el valormáximo del pico de esa función en el intervalode búsqueda.
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Juego #1: Naves.Este juego consiste en una nave que se mueve en dos sentidos (arriba y abajo),según el parámetro que se este calculando a partir de la señal de entrada por elmicrófono, y dispara un proyectil cada cierto intervalo de tiempo.
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Juego #2: Globo.Este programa consiste en un globo que se desplaza con velocidad constante hacia laderecha, mientras su altura es controlable con la intensidad o la frecuenciafundamental de la voz del paciente. Este paciente deberá elevar el globo de forma quesobrepase los obstáculos que van apareciendo.
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Juego #3: El laberinto.Este software consiste en una pelota que transita por un laberinto y debe alcanzar lospremios que se encuentra a su paso con el fin de llegar a la salida. El movimiento de lapelota en las distintas direcciones (arriba, abajo, derecha e izquierda) se produce endependencia del sonido de la vocal que emita el paciente y que es configurado por ellogopeda previamente.
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Discusión.
Los juegos desarrollados pueden ser de utilidad a losespecialistas que trabajan en contacto con afeccionesdel habla o en aspectos de entrenamiento y/orehabilitación.
Existen múltiples aspectos susceptibles deperfeccionar, como pueden ser mejoras a lasposibilidades de configuración de los juegos y eldesarrollo de otros nuevos.
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Anexos
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ECAH.El software permite la visualización de representaciones en el tiempo y lafrecuencia de la señal de voz en una computadora personal, brindandovarias facilidades adicionales.
El software puedeser de utilidad a losespecialistas quetrabajan encontacto conafecciones delhabla o en aspectosde análisis,entrenamiento orehabilitación.
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VocalView.El software permite la visualización en tiempo real de algunas característicasde vocales empleando una computadora personal con subsistema de audio, lasque resultan de utilidad en el análisis fonético o clínico de las vocales.
El análisis en tiempo realbrinda una retroalimentacióninstantánea al paciente (opersona bajo entrenamiento)de cómo influye el uso de suaparato fonador en lascaracterísticas acústicas de laseñal, por lo que puede serempleado en la rehabilitacióny/o entrenamiento depersonas con trastornos delhabla.
Wolcmd.exe
