устройство частичной замены функций речи и слуха

Формула изобретения

1. Устройство частичной замены функций речи и слуха, содержащее мобильное устройство частичной замены функций речи и слуха, включающее блок управления, первую двунаправленную многоразрядную шину которого соединена с цепью последовательно соединенных между собой двунаправленными многоразрядными шинами блока клавиатуры и блока кодировки сигналов клавиатуры, вторая двунаправленная многоразрядная шина которого соединена с цепью последовательно соединенных между собой двунаправленными многоразрядными шинами блока оптического индикатора и блока формирования сигналов оптического индикатора, при этом блок формирования сигналов оптического индикатора соединен двунаправленной многоразрядной шиной с блоком кодировки сигналов клавиатуры, третья двунаправленная многоразрядная шина которого соединена с блоком памяти индикационных оптических сигналов, при этом блок памяти индикационных оптических сигналов соединен двунаправленной многоразрядной шиной с блоком формирования сигналов оптического индикатора, четвертая двунаправленная многоразрядная шина которого соединена с цепью последовательно соединенных между собой двунаправленными многоразрядными шинами блоков звуковой индикации и синтезатора речи, при этом блок синтезатора речи соединен двунаправленной многоразрядной шиной с блоком кодировки сигнала клавиатуры, пятая, шестая, двадцать первая, седьмая, восьмая и девятая двунаправленные многоразрядные шины которого соединены соответственно с блоком памяти кодов подготовленных слов и обращений, с блоком проводного сопряжения с телефонной линией, с блоком памяти телефонных адресов, с блоком контактного сопряжения с внешними цифровыми устройствами, с блоком памяти кодов для передачи цифровой информации, с блоком памяти алгоритмов работы устройства, при этом блок синтезатора речи и блок памяти кодов подготовленных слов и обращений соединены между собой двунаправленными многоразрядными шинами, блоки памяти кодов подготовленных слов и обращений и формирования сигналов оптического индикатора соединены между собой двунаправленными многоразрядными шинами, блоки проводного сопряжения с телефонной линией и синтезатора речи соединены между собой двунаправленными многоразрядными шинами, блоки проводного сопряжения с телефонной линией и блок памяти телефонных адресов соединены между собой двунаправленными многоразрядными шинами, блоки контактного сопряжения с телефонной линией и блок памяти кодов для передачи цифровой информации соединены между собой двунаправленными многоразрядными шинами, блок памяти кодов для передачи цифровой информации и блок формирования сигналов оптического индикатора соединены двунаправленными многоразрядными шинами, при этом все блоки устройства соединены с соответствующими выводами первого блока питания, отличающееся тем, что устройство снабжено комплектом внешних информационных датчиков и устройством внешнего (беспроводного) сопряжения с телефонной линией, при этом внешние информационные датчики содержат последовательную цепь соединенных между собой двунаправленными многоразрядными шинами блоков датчиков, обработки сигналов, порогового устройства, кодирования сигнала радиопередатчика и радиопередатчика, при этом все блоки внешних информационных датчиков соединены соответствующими выводами второго блока питания, а устройство внешнего (беспроводного) сопряжения с телефонной линией содержит последовательную цепь соединенных между собой двунаправленными многоразрядными шинами второго радиоприемника, второго блока декодирования радиосигналов и второго блока проводного сопряжения с телефонной линией, при этом все блоки устройства внешнего (беспроводного) сопряжения с телефонной линией соединены соответствующими выводами третьего блока питания, а внешние информационные датчики и устройство внешнего (беспроводного) сопряжения с телефонной линией подключены двунаправленной многоразрядной беспроводной шиной к мобильному устройству частичной замены функций речи и слуха.

2. Устройство по п.1, в которое введены и подключены - к десятой двунаправленной многоразрядной шине - последовательно соединенная двунаправленными многоразрядными шинами цепь, состоящая из блоков электромеханического индикатора алфавита Брайля и блока формирования сигнала электромеханического индикатора алфавита Брайля, к одиннадцатой двунаправленной многоразрядной шине - блок памяти индикационных символов алфавита Брайля, при этом блок формирования сигнала электромеханического индикатора алфавита Брайля и блок памяти индикационных символов алфавита Брайля соединены между собой двунаправленными многоразрядными шинами, блок формирования сигнала электромеханического индикатора алфавита Брайля и блок памяти кодов подготовленных слов и обращений соединены между собой двунаправленными многоразрядными шинами, блок формирования сигнала электромеханического индикатора алфавита Брайля и блок кодировки сигналов клавиатуры соединены двунаправленными многоразрядными шинами.

3. Устройство по п.2, в которое введен и подключен - к двенадцатой двунаправленной многоразрядной шине - блок памяти сервисных индикационных сигналов.

4. Устройство по п.3, в которое введены и подключены - к тринадцатой и четырнадцатой двунаправленным многоразрядным шинам соответственно - блок памяти адресов радиоприема, блок памяти адресов радиопередачи, к пятнадцатой двунаправленной многоразрядной шине - последовательно соединенная двунаправленными многоразрядными шинами цепь, состоящая из блоков первых радиоприемника и декодирования сигнала радиоприемника, при этом блок памяти адресов радиоприема и первого блока декодирования сигнала радиоприемника соединены двунаправленными многоразрядными шинами, а первый блок декодирования сигнала радиоприемника соединен двунаправленными многоразрядными шинами с блоком синтезатора речи, блоком формирования сигналов оптического индикатора, блоком формирования сигналов электромеханического индикатора алфавита Брайля, а к шестнадцатой двунаправленной многоразрядной шине последовательно соединенная двунаправленными многоразрядными шинами цепь, состоящая из блоков первых радиопередатчика и кодирования сигнала радиопередатчика, при этом первый блок кодирования сигнала радиопередатчика соединен двунаправленными многоразрядными шинами с блоками памяти адресов радиопередачи, синтезатора речи, формирования сигналов оптического индикатора, блоком формирования сигналов электромеханического индикатора алфавита Брайля.

5. Устройство по п.4, в которое введены и подключены - к семнадцатой двунаправленной многоразрядной шине - последовательно соединенная двунаправленными многоразрядными шинами цепь, состоящая из блоков микрофона, усилителя сигнала микрофона с автоматической регулировкой усиления, аналого-цифрового преобразования, автоматического шумоподавления, распознавания речи и звуков, кодирования распознанных аудиосигналов, при этом блок кодирования распознанных аудиосигналов соединен двунаправленными многоразрядными шинами с блоками формирования сигналов оптического индикатора, синтезатора речи, формирования сигналов электромеханического индикатора алфавита Брайля, а к двадцатой двунаправленной многоразрядной шине - блок памяти распознаваемых признаков аудиосигналов, соединенный двунаправленной многоразрядной шиной с блоком распознавания речи и звуков.

6. Устройство по п.5, в которое введен и подключен - к восемнадцатой двунаправленной многоразрядной шине - блок адаптации уровня громкости, соединенный также двунаправленными многоразрядными шинами с блоками аналого-цифрового преобразования и звуковой индикации.

7. Устройство по п.6, в которое введены и подключены - к девятнадцатой двунаправленной многоразрядной шине - блок записи/хранения/воспроизведения аудиосигналов, соединенный также двунаправленными многоразрядными шинами с блоками микрофона, кодировки сигналов клавиатуры, звуковой индикации, синтезатора речи, при этом все блоки мобильного устройства частичной замены функций речи и слуха соединены с соответствующими выводами первого, второго и третьего блоков питания.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к техническим средствам реабилитации инвалидов, лиц с ограниченными возможностями по здоровью, в том числе лиц преклонного возраста, и предназначено для создания специализированных аппаратных средств, позволяющих людям с нарушениями функций здоровья, такими как нарушение речи (дислалия, афония, ринолалия, дизартрия, заикание и др.), глухота, ограниченная подвижность, сочетанные нарушения и др., осуществлять коммуникационные действия, вербально общаться с окружающими, передавать и принимать необходимые сообщения и команды с помощью телефонной и радиосвязи. Устройство с помощью соответствующих технических средств формирует необходимые речевые сообщения и другие ситуационно необходимые для обмена информацией сигналы, а также производит распознавание звуков и речи.

Изобретение позволит создать технические устройства, значительно повышающие независимость и самостоятельность соответствующего контингента лиц с ограниченными возможностями по здоровью, которые найдут широкое применение в быту, профессиональной и образовательной деятельности в структурах здравоохранения и социальной защиты.

Исходя из вышеизложенного следует, что создание современного устройства частичной замены функций речи и слуха необходимо считать актуальной технической и социальной задачей.

Известно устройство RU №2190380 С2 "Способ общения людей с отсутствием слуха и дара речи с использованием телефонной сети и устройство для его осуществления", содержащее два информационных канала, предназначенных для коммуникации лиц с нарушениями речи и слуха, использующих телефонный аппарат. Первый канал - приемный, содержит электроакустический преобразователь, усилитель, ограничитель, электрооптический преобразователь, световое табло; второй канал - передающий - содержит электроакустический преобразователь, генератор, манипулятор, автономный источник питания, а также преобразователь вызова. Преобразователь вызова формирует оптические сигналы - аналоги звуковых гудков. Устройство позволяет передавать в телефонную линию информационные сообщения кодом Морзе, а принятые приемным телефоном тональные сигналы преобразовывать в последовательности световых импульсов.

Основным недостатком запатентованного устройства является его малая функциональность, а методы решения поставленной задачи требуют специальной подготовки и навыков, не обладают необходимым уровнем эргономики. Кроме того, применение указанного устройства затруднительно при общении с людьми, не страдающими нарушениями слуха и речи.

Известен патент RU №2197749 С2 "Устройство обмена информацией между слепоглухими". Изобретение относится к средствам общения между слепоглухонемыми, глухонемыми и зрячими людьми и может быть применено в случаях, когда обмен информацией другими известными способами невозможен. Устройство сопрягается с приемопередатчиком (как правило, обычным и радиотелефоном) и передает информацию в виде тактильных сигналов, создаваемых при помощи электрического тока на приемной части телефонного соединения.

К недостаткам устройства можно отнести наличие серьезных физиологических и эргономических ограничений к применению, а также его малую функциональность.

Известен также патент ЕР 0446856 А2 "Sound output electronic apparatus", в котором описано устройство, включающее в себя средства ввода информации в виде клавиатуры, при этом определенные сочетания нажатых клавиш соответствует знакам алфавита Брайля, а также блок памяти для записи данных, введенных с помощью клавиатуры, и блок памяти для записи звуковых сигналов, предназначенных для последующей генерации. Введенная с помощью клавиатуры информация распознается блоком сравнения, определяющим соответствие введенных символов символам, записанным в памяти внутренней библиотеки устройства. При совпадении символов генерируется соответствующий записанному символу звуковой (речевой) эквивалент. К недостаткам устройства может быть отнесена его малая функциональность, длительность ввода требуемой информации, а также отсутствие возможности использования стандартных средств коммуникации, таких как, например, телефон.

Известно устройство ЕР 0533055 B1 "Communication apparatus for hearing or speech handicaped person", предназначенное для генерации речевых последовательностей, составленных на основе информации, сформированной с помощью специальной клавиатуры. Коммуникационное устройство состоит из блока ввода информации, выполненного в виде клавиатуры, блока выходного устройства для генерации выходной информации в форме текстовых последовательностей различных алфавитов, речи и небуквенной информации, блока управления. Блок управления обеспечивает согласованную работу элементов системы, а также подсветку нажимаемых клавиш клавиатуры. Устройство содержит блоки памяти, предназначенные для хранения информации, введенной с клавиатуры, и информации, записанной изначально, предназначенной для сравнения с введенной информацией и хранения специальных программ и адресов. Устройство включает в себя блок ввода звуковой информации, позволяющее записывать и хранить записанную информацию по заданным адресам, при этом информация заключается в звуковом обозначении вводимых с клавиатуры символов (букв). Указанный коммуникатор работает следующим образом: включается питание, с помощью соответствующей кнопки выставляется необходимый режим работы. Набранный с помощью клавиатуры текст после обработки и преобразования поступает на подключаемый принтер для печатания. Этот режим является приоритетным для данного устройства. К его основным недостаткам можно отнести невысокую функциональность, а также неэффективный (низкокачественный) способ озвучивания текста.

Известно мобильное ручное устройство US 4215490 "Braille deaf-Blind communicators", предназначенное для коммуникации слепо-глухих людей. Устройство содержит специализированный блок перестраиваемого (единственного) электромеханического символа шрифта Брайля, шестикнопочную клавиатуру и блок управления. Передающий сообщение с помощью клавиатуры формирует шестиэлементный брайлевский символ, который может быть тактильно прочитан рецепиентом. К недостаткам устройства также могут быть отнесены его ограниченная функциональность и низкая скорость коммуникационных действий при использовании только одного сенсорного (тактильного) канала.

Известно также устройство GB 2302476 A "One-handed speech and communication device for the speech-impaired or mute", выбранное в качестве прототипа.

Конструктивно устройство состоит из двух частей, одна из которых находится в руке пользователя и содержит органы управления - специализированную клавиатуру, состоящую из 5 кнопок. Комбинации нажатых кнопок позволяют сформировать 32 символа, которые затем воспроизводятся на дисплее и озвучиваются синтезатором речи. Устройство может быть подсоединено к телефону, факсу, компьютеру и другим устройствам через специальные разъемы. В этом случае могут передаваться не синтезированные речевые сигналы, а соответствующие им цифровые коды. Вторая, более габаритная часть устройства содержит источник питания, синтезатор речи и преобразователь входного кода в символы на дисплее.

Мобильный ручной прибор, защищаемый этим патентом, содержит источник питания; блок процессора (блок управления) с соответствующим программным обеспечением; пульт с группой кнопок для формирования пользователем необходимого кода (блок клавиатуры); блоки проводного сопряжения с внешними устройствами (для подключения к телефонной, звукозаписывающей аппаратуре или персональному компьютеру), блок светодиодного индикатора, блок кодирования светодиодного индикатора, блок синтезатора речи, блок звуковой индикации, а также блоки памяти индикационных сигналов светодиодного индикатора, кодов подготовленных слов и сообщений, кодов для передачи цифровой информации и блок памяти алгоритмов работы.

Устройство имеет ряд недостатков:

- ограниченный спектр решаемых системой задач, невысокая эффективность применения;

- сложность управления устройством с помощью клавиатуры, состоящей из пяти кнопок,

- неэргономичное конструктивное разделение устройства на два блока, связанных между собой кабелем,

- отсутствие режима автоматического выбора уровня громкости произносимых речевых сообщений,

- ограниченная возможность обеспечения безопасности пользователя с нарушениями здоровья,

- ограниченность возможностей системы индикации (только оптическая и речевая) и, как следствие, сложность использования устройства для различных групп людей с нарушениями здоровья, например лиц с сочетанными нарушениями слуха и зрения,

- отсутствие возможности быстрого изменения состава подготовленных заранее фраз, предназначенных для озвучивания,

- отсутствие возможности управления устройством "с голоса", в том числе человеком, обладающим неразборчивой речью,

- отсутствие возможности преобразования неразборчивой речи пользователя в понятные вербальные речевые сообщения,

- отсутствие возможности получения информации о произносимых пользователем словах и выражениях,

- отсутствие возможности беспроводной передачи информации на внешние устройства коммуникации.

Настоящее изобретение направлено на решение следующей технической задачи:

- расширение возможностей коммуникации лиц с различными видами нарушений здоровья, в том числе, с сочетанными нарушениями,

- повышение информативности системы индикации,

- повышение безопасности пользователя, имеющего значительные ограничения здоровья,

- повышение эргономичности системы за счет создания устройства в едином мобильном корпусе со стандартной клавиатурой,

- повышение функциональности устройства: формирование дополнительных сервисных режимов, в том числе введение режима быстрой замены речевых и звуковых сигналов оповещения, введение режима беспроводной передачи информации на внешние устройства,

- обеспечение возможности текстовой индикации произносимых фраз,

- обеспечение возможности распознавания и преобразования неразборчивой речи пользователя в разборчивые речевые сообщения, генерируемые устройством.

Реализация указанной технической задачи позволит значительно расширить возможности и безопасность инвалидов, в том числе лиц с различными сочетанными нарушениями, расширит область эффективного применения устройств подобного назначения в областях специального образования, трудовой деятельности.

Решение поставленной задачи осуществляется следующим образом:

устройство частичной замены функций речи и слуха, предназначенное в первую очередь для обеспечения коммуникационных и охранных функций для лиц со специальными потребностями по здоровью, в частности с нарушениями слуха, зрения, речи, подвижности, а также с сочетанными нарушениями здоровья, включающее

блок управления (блок сигнального процессора), соединенный двунаправленными многоразрядными шинами

с цепью последовательно соединенных между собой двунаправленными многоразрядными шинами блока клавиатуры и блока кодировки сигналов клавиатуры,

с цепью последовательно соединенных между собой двунаправленными многоразрядными шинами блока формирования сигналов оптического индикатора и блока оптического индикатора,

с цепью последовательно соединенных между собой двунаправленными многоразрядными шинами блока синтезатора речи и блока звуковой индикации,

с блоком проводного сопряжения с телефонной линией, с блоком контактного сопряжения с внешними цифровыми устройствами, с блоками памяти индикационных оптических сигналов, телефонных адресов, кодов подготовленных слов и обращений, кодов для передачи цифровой информации, блока памяти алгоритмов работы устройства; при этом блоки памяти индикационных оптических сигналов, кодов подготовленных слов и обращений, проводного сопряжения с телефонной линией, проводного сопряжения с телефонной линией, кодов для передачи цифровой информации соединены двунаправленными многоразрядными шинами соответственно с блоком формирования сигналов оптического индикатора, с блоком синтезатора речи, с блоком синтезатора речи, с блоком контактного сопряжения с телефонным аппаратом, с блоком проводного сопряжения с внешними цифровыми устройствами, а блок памяти телефонных адресов подключен к блоку проводного сопряжения с телефонной линией; блоки памяти кодов для передачи цифровой информации и кодов подготовленных слов и обращений соединены двунаправленными многоразрядными шинами с блоком формирования сигналов оптического индикатора, при этом все блоки устройства соединены с соответствующими выводами первого блока питания.

Согласно изобретению, устройство частичной замены функций речи и слуха содержит дополнительно соединенные с блоком управления двунаправленными многоразрядными шинами

цепь последовательно соединенных между собой двунаправленными многоразрядными шинами блока электромеханического индикатора алфавита Брайля и блока формирования сигналов электромеханического индикатора алфавита Брайля,

- блок памяти индикационных символов алфавита Брайля, при этом блок формирования сигналов электромеханического индикатора алфавита Брайля соединен двунаправленными многоразрядными шинами с блоком кодировки сигналов клавиатуры и блоком формирования сигналов электромеханического индикатора алфавита Брайля,

- последовательно соединенные двунаправленными многоразрядными шинами цепи: блок радиоприемника и блок декодирования сигнала радиоприемника; блок радиопередатчика и блок кодирования сигнала радиопередатчика, при этом блоки декодирования сигнала радиоприемника и кодирования сигнала радиопередатчика соединены двунаправленными многоразрядными шинами с блоком синтезатора речи,

- блоки памяти адресов радиоприема и радиопередачи, соединенные двунаправленными многоразрядными шинами соответственно с блоками декодирования сигнала радиоприемника и кодирования сигнала радиопередатчика,

- цепь последовательно соединенных между собой двунаправленными многоразрядными шинами блока микрофона, блока усилителя сигнала микрофона с возможностью автоматической регулировки усиления, блока аналого-цифрового преобразования, блока автоматического шумоподавления, блока распознавания речи и звуков, блока кодирования распознанных аудиосигналов,

- блоки адаптации уровня громкости,

- блок записи/хранения/воспроизведения аудиосигналов,

- блок памяти распознаваемых признаков аудиосигналов,

- блок памяти сервисных индикационных сигналов,

при этом блок адаптации уровня громкости соединен двунаправленными многоразрядными шинами с блоками аналого-цифрового преобразования и звуковой индикации,

блок записи/хранения/воспроизведения аудиосигналов соединен двунаправленными многоразрядными шинами с блоками микрофона, синтезатора речи, звуковой индикации, блоком кодировки сигналов клавиатуры,

блок памяти распознаваемых признаков аудиосигналов соединен двунаправленной многоразрядной шиной с блоком распознавания речи и звуков, а блок кодирования распознанных аудиосигналов соединен двунаправленными многоразрядными шинами с блоками формирования сигналов оптического индикатора, формирования сигналов электромеханического индикатора алфавита Брайля, синтезатора речи,

при этом все блоки соединены с соответствующими выводами первого блока питания,

а также содержит дополнительно комплект внешних информационных датчиков и внешнее устройство беспроводного сопряжения с проводной телефонной линией, соединенные с мобильным устройством частичной замены функций речи и слуха двунаправленными многоразрядными беспроводными шинами.

Изобретением предусмотрено, что внешние информационные датчики содержат последовательно соединенную двунаправленными многоразрядными шинами блока датчиков, блока обработки сигнала, блока порогового устройства, блока кодирования сигнала радиопередатчика, блока радиопередатчика, при этом все блоки подсоединены к соответствующим выходам второго блока питания.

Изобретением предусмотрено, что внешнее устройство сопряжения с проводной телефонной линией содержит цепь последовательно соединенных между собой двунаправленными многоразрядными шинами блока радиоприемника, блок декодирования радиосигнала, блок проводного сопряжения с телефонной линией. При этом все блоки подсоединены к соответствующим выходам третьего блока питания.

При этом в мобильном устройстве частичной замены функций речи и слуха

- блок управления предназначен для координации работы всех составляющих устройства и выполнения необходимых программ, хранящихся в блоке памяти алгоритмов работы устройства,

- блок клавиатуры предназначен для набора и выбора необходимых сообщений и сигналов, а также для установки и переключения режимов работы устройства,

- блок кодировки сигналов клавиатуры предназначен для преобразования сигналов с клавиатуры в сигналы, согласованные с работой других составных частей устройства;

- блок формирования сигналов оптического индикатора, блок оптического индикатора и блок памяти индикационных оптических сигналов предназначены для индикации текстовой и символьной оптической информации, соответствующей функционирующим режимам и содержанию передаваемой, принимаемой и распознанной информации;

- блок формирования сигналов электромеханического индикатора алфавита Брайля, блок электромеханического индикатора алфавита Брайля и блок памяти индикационных символов алфавита Брайля исполняет функции, аналогичные блоку оптической индикации, описанные выше, но в другой физической модальности,

- блок синтезатора речи предназначен для формирования вербальных сообщений по их кодовым обозначениям,

- блок звуковой индикации предназначен для преобразования электрических индикационных сигналов в акустические,

- блок радиоприемника, блок декодирования сигнала радиоприемника и блок памяти адресов радиоприема предназначены для приема и преобразования принятых сигналов с внешних сигнальных датчиков радиосигналов, а также с иных источников информации, сигналы с которых согласованы с работой приемной части устройства, для дальнейшей индикации источника поступившего сигнала и, при необходимости, информационного сигнала с этого источника.

- блок радиопередатчика, блок кодировки радиопередатчика и блок памяти адресов радиопередачи предназначены для передачи сигнала на внешние сигнальные датчики, внешнее устройство сопряжения с проводной телефонной линией или иные внешние устройства, приемная часть которых настроена на прием передаваемых информационных сигналов,

- блок памяти кодов для передачи цифровой информации предназначен для передачи соответствующей информации на внешние устройства в цифровом виде через блок контактного сопряжения с внешними цифровыми устройствами или через радиопередающую часть устройства,

- блок памяти кодов подготовленных слов и сообщений предназначен для хранения и передачи кодов на синтезатор речи для генерации слов и сообщений, наиболее часто используемых пользователем,

- блок проводного сопряжения и с телефонной линией и блок памяти телефонных адресов предназначены для передачи по телефонному каналу соответствующей информации по заданным адресам, в том числе в режиме автодозвона,

- блок микрофона, блок усилителя сигнала микрофона с автоматической регулировкой усиления, блок аналого-цифрового преобразования предназначены для получения цифровых значений акустических сигналов,

- блок автошумоподавления должен обеспечивать необходимый уровень соотношения сигнал/шум, необходимого для качественного распознавания речи и звуков,

- блок распознавания речи/звуков и блок памяти признаков распознаваемых слов, звуков и сообщений предназначены для распознавания заданных акустических сигналов и передачи полученной информации в блок кодирования распознанных слов, для последующего преобразования речи говорящего в индикационные текстовые сообщения, для преобразования неразборчивой речи пользователя в разборчивые речевые сообщения, генерируемые устройством, а также для управления работой устройства "с голоса",

- блок кодирования распознанных слов предназначен для представления информации о распознанных словах, звуках и сообщениях в форме, удовлетворяющей условиям обмена информацией между соответствующими функциональными блоками устройства;

- блок адаптации уровня громкости предназначен для обеспечения уровня громкости, адекватного окружающей обстановке - для автоматического усиления звучания вербальных и других звуковых сигналов в условиях повышенной зашумленности (так, например - на улице или в метро необходим повышенный уровень громкости, а в квартире или в коридоре специализированного здания - пониженный),

- блок записи/хранения/воспроизведения аудиосигналов предназначен для записи и хранения и воспроизведения речевой и звуковой информации, записанной как с микрофона, так и с синтезатора речи,

- блок памяти сервисных индикационных сигналов предназначен для хранения данных некоторых информационных подрежимов, среди которых могут быть звуковые, речевые и световые индикационные преамбулы речевых обращений к окружающим, эффективные для привлечения внимания окружающих, и настроя их на кооперативное взаимодействие и т.д.,

внешние сигнальные датчики содержат блок датчика, блок обработки сигнала, блок порогового устройства, блок кодирования сигнала радиопередатчика, блок радиопередатчика, предназначенные для получения сигнала тревоги с датчика и формирования соответствующего кодового радиосигнала для передачи на основное устройство,

внешнее устройство сопряжения с проводной телефонной линией содержит блок радиоприемника, блок декодирования радиосигнала, блок проводного сопряжения с телефонной линией, предназначенные для взаимодействия пользователя с различными внешними устройствами без необходимости установления проводных соединений, в том числе для дистанционной передачи звуковых и кодовых сигналов по телефонной линии.

Технический результат настоящего изобретения заключается в расширении спектра возможностей человека с нарушениями функций здоровья, таких как нарушения функций речи, слуха, подвижность, сочетанные нарушения, при осуществлении ситуационно необходимых коммуникационных и информационных функций с помощью специализированного технического средства - повышении уровня доступности окружающего жизненно важного пространства и, как следствие, - повышении уровня социальной адаптации, адекватной классификации происходящих событий, получении дополнительной важной информации, возможности эффективного использования устройства группами лиц с различными нарушениями функций здоровья, повышении безопасности пользователей, значительном расширении возможностей самореализации, в том числе в процессах спецобразования, посильной трудовой и бытовой деятельности.

Сущность изобретения поясняется примером конкретной реализации устройства для частичной замены функций речи следующими чертежами:

фиг.1 - блок-схема системы устройств частичной замены функций речи;

фиг.2 - блок-схема внешних информационных датчиков,

фиг.3 - блок-схема мобильного устройства частичной замены функций речи и слуха,

фиг.4 - блок-схема внешнего (беспроводного) устройства сопряжения с проводной телефонной линией.

Патентуемое устройство (система устройств) (фиг.1) содержит комплекс согласованно работающих устройств, соединенных между собой двунаправленными многоразрядными (беспроводными) шинами: устройство внешнего (беспроводного) сопряжения с проводной телефонной линией (46), мобильное устройство частичной замены функций речи и слуха (45) и комплект внешних информационных датчиков (44).

Комплект внешних сигнальных датчиков 44 состоит из устройств, однотипных по принципу своей организации (фиг.2), содержащих последовательную цепь соединенных между собой соответствующими двунаправленными многоразрядными шинами блоков: блок датчиков (1), блок обработки сигнала (2), блок порогового устройства (3), блок кодирования сигнала радиопередатчика (4), блок радиопередатчика (5), при этом блок радиопередатчика (5) соединен двунаправленной беспроводной многоразрядной шиной с мобильным устройством частичной замены функций речи и слуха (45). Блоки (1)-(5) устройств внешних сигнальных датчиков подключены к соответствующим выводам второго блока питания (6).

Устройство внешнего (беспроводного) сопряжения с проводной телефонной линией (44) содержит последовательную цепь соединенных между собой соответствующими двунаправленными многоразрядными шинами блок радиоприемника (7), блок декодирования радиосигнала (8), блок проводного сопряжения с телефонной линией (9), при этом блок радиоприемника (7) соединен двунаправленной беспроводной многоразрядной шиной с мобильным устройством частичной замены функций речи и слуха (45). Блоки (7)-(9) устройств внешнего (беспроводного) сопряжения с проводной телефонной линией подключены к соответствующим выводам третьего блока питания (10).

Мобильное устройство частичной замены функций речи и слуха (фиг.3)

содержит блок управления (11), первая двунаправленная многоразрядная шина которого соединена с цепью последовательно соединенных между собой двунаправленными многоразрядными шинами блоков клавиатуры (12), кодировки сигналов клавиатуры (13),

вторая двунаправленная многоразрядная шина которого соединена с цепью последовательно соединенных между собой двунаправленными многоразрядными шинами - блока оптического индикатора (14), блока формирования сигналов оптического индикатора (15).

третья двунаправленная многоразрядная шина которого соединена с блоком памяти индикационных оптических сигналов (16), соединенного двунаправленной многоразрядной шиной с блоком формирования сигналов оптического индикатора (15),

четвертая двунаправленная многоразрядная шина которого соединена с цепью последовательно соединенных двунаправленными многоразрядными шинами блока звукового индикатора (17), блока синтезатора речи (18), при этом блок синтезатора речи (18) соединен двунаправленной многоразрядной шиной с блоком кодирования сигналов клавиатуры (13),

пятая, шестая, седьмая, восьмая двунаправленные многоразрядные шины которого соединены соответственно с блоком памяти кодов подготовленных слов и обращений (19), блоком проводного сопряжения с телефонной линией (20), блоком памяти телефонных адресов (43), блоком контактного сопряжения с внешними цифровыми устройствами (21), блоком памяти кодов для передачи цифровой информации (22). Блоки (15), (19), а также блоки (22), (15), а также блоки (20), (18), а также блоки (21), (22), а также блоки (18), (19) соединены между собой соответствующими двунаправленными многоразрядными шинами,

девятая двунаправленная многоразрядная шина которого соединена с блоком памяти алгоритмов работы устройства (23),

десятая двунаправленная многоразрядная шина которого соединена с цепью последовательно соединенных между собой двунаправленными многоразрядными шинами электромеханического индикатора алфавита Брайля (24), блок формирования сигналов электромеханического индикатора алфавита Брайля (25). Блоки (24), (25), (11), а также блоки (13), (25), а также блоки (25), (19) соединены между собой соответствующими двунаправленными многоразрядными шинами,

одиннадцатая двунаправленная многоразрядная шина которого соединена с блоком памяти индикационных символов алфавита Брайля (26), при этом блоки (25) и (26) соединены между собой соответствующими двунаправленными многоразрядными шинами,

двенадцатая двунаправленная многоразрядная шина которого соединена с блоком памяти сервисных индикационных сигналов (27),

тринадцатая и четырнадцатая двунаправленные многоразрядные шины которого соединены соответственно с блоками памяти адресов радиоприема (28) и адресов радиопередачи (29),

пятнадцатая двунаправленная многоразрядная шина которого соединена с цепью последовательно соединенных между собой двунаправленными многоразрядными шинами блока радиоприемника (30), блок декодирования сигнала радиоприемника (31),

шестнадцатая двунаправленная многоразрядная шина которого соединена с цепью последовательно соединенных между собой двунаправленными многоразрядными шинами - блока радиопередатчика (32), блок кодировки сигнала радиопередатчика (33). Блоки (30), (31), (11), а также (32), (33), (11), а также (31), (18), а также (31),(15), а также (31), (25), а также (33),(18), а также (33), (15), а также (33),(25), а также (28),(31), а также (29), (33) соединены между собой соответствующими двунаправленными многоразрядными шинами,

семнадцатая двунаправленная многоразрядная шина которого соединена с цепью последовательно соединенных между собой двунаправленными многоразрядными шинами - блока микрофона (34), блока усилителя сигнала микрофона с автоматической регулировкой усиления (35), блока аналого-цифрового преобразования (36), блока автоматического шумоподавления (37), блока распознавания речи и звуков (38), блока кодирования распознанных аудиосигналов (39). Блоки (34), (35), (36). (37), (38), (39), (11), а также (39), (25), а также (39),(15), а также (39), (18) соединены между собой соответствующими двунаправленными многоразрядными шинами,

восемнадцатая, девятнадцатая и двадцатая двунаправленные многоразрядные шины которого соединены соответственно с блоками адаптации уровня громкости (40), блоком записи/хранения/воспроизведения аудиосигналов (41) и блока памяти распознаваемых признаков аудиосигналов (42), при этом блоки (36), (40), а также (40), (17), а также (34), (41), а также (41), (18), а также (41), (17), а также (38), (42) соединены между собой соответствующими двунаправленными многоразрядными шинами.

При этом блоки (11)-(42) мобильного устройства частичной замены функций речи и слуха (45) подключены к соответствующим выводам первого блока питания (43).

Все блоки патентуемого устройства могут быть реализованы на основе различных электронных компонентов высокой степени интеграции, что обеспечивает минимизацию массагабаритных характеристик устройства, повышенную надежность и долговечность.

Блоки радиоприемников и радиопередатчиков (7), (5), (30), (32) могут быть реализованы, например, на основе приемопередатчиков RXQ1-433,9 фирмы Telecontrolli (см. каталог - справочник фирмы Telecontrolli за 2004 г., стр.52).

Блоки кодирования и декодирования сигналов (8), (4), (31), (33), (39), (13) так же, как и блоки формирования сигналов оптического индикатора (15), электромеханического индикатора алфавита Брайля (25) могут быть реализованы, например, на основе микроконтроллеров фирмы Microchip Pic 18 F2320 (см. Microchip 2004 Product Selector Guide, р.9) или сигнального процессора той же фирмы Microchip dsPIC30F6014 (см. Microchip 2004 Product Selector Guide, р.21).

Блок внешних информационных датчиков (44) может быть сформирован на основе стандартных готовых изделий, например, устройств АВРОРА-ДР/ТР/ДТР-пожарных радиоизвещателей (дымовых, тепловых, комбинированных) с дальностью до 60 м, при мощности излучения до 10 милливатт, в диапазоне радиочастот 433,05-434, 79 мегагерц (см. каталог фирмы Аргус-спектр за 2004 г. "Новые приборы", стр.7), так и на базе стандартных электронных компонентов, например, в качестве основы блока датчиков (1) может быть применена в качестве датчика дыма микросхема фирмы Motorola MC145010/12, (см. Панфилов Д.И., Иванов B.C. Датчики фирмы Motorola. M.; ДОДЭКА, 2000 г., 96 с.), основой блоков обработки сигнала (2), блока порогового устройства (3) и блока кодирования сигнала радиопередатчика (4) может являться микроконтроллер MC68HC908RF2 (см. Ремизевич Т. Новые модели микроконтроллеров семейства НС908 фирмы Motorola. CHIP NEWS, №5 (68), 2002 г., с.5-13) с интегрированным в корпус радиопередатчиком в качестве основы реализации блока радиопередатчика (5), при этом основной функцией этого стандартного микроконтроллера является обработка оптических сигналов с датчика для получения информации о наличии задымленности, о снижении уровня питающего напряжения и обслуживания протокола передачи данных по радиоканалу.

Блоки проводного сопряжения с телефонной линией (9), (20) могут быть реализованы различными способами для передачи как аналогового, так и цифрового сигналов стандартными средствами, используемыми и стандартизированными для современных устройств телефонии, и могут быть реализованы, например, на основе микросхемы фирмы Winbond ISD 5216 (см. Winbond Product selection Guide 2005, стр.12), или функционального модуля ТА с импульсно-частотным набором номера (каталог завода "Ангстрем", Зеленоград, "Связь-экспоком-2001").

Блок контактного сопряжения с внешними цифровыми устройствами (21) может быть реализован, например, на базе стандартного микроконтроллера и стандартного программного обеспечения Pic 18F4550 (см. Microchip 2005 Product Selector Guide, р.12) для обмена информацией через порты USB.

В качестве блока управления (11) может быть использован, например, сигнальный процессор фирмы Microchip dsPIC30F6014 со следующими параметрами:

Program FLASH -	144 Kbytes
Memory FLASH -	48 Kwords
EE -	4096 Bytes
SRAM -	8192 bytes
A/D 12 bit 100 KSPS -	16 каналов
Timer 16 bit -	5
Input Cap -	8
Output Comp/Std PWM -	8
UART -	2
SPI -	2
I2C -	1
CAN -	2
Codec Interface -	AC97, I2C. (см. Microchip 2004 Product Selector Guide, стр.21).

В качестве блока памяти алгоритмов работы устройства (23) может быть использована программная память вышеописанного сигнального процессора.

Блок клавиатуры (12) может быть реализован на основе стандартных изделий, например двенадцатикнопочных клавиатур IP67 фирмы ЕАО (см. каталог-справочник радиотехнических элементов шведской фирмы ELFA за 2004 г., стр.119).

В качестве основы блока оптической индикации (14) могут быть использованы компактные графические жидкокристаллические дисплеи типа G241D фирмы Seiko (см. каталог-справочник радиотехнических элементов шведской фирмы ELFA за 2004 г., стр.972), в специализированных модификациях может быть реализован, например, на основе многоцветных светодиодов TLUV5300 фирмы EVERLIGHT (см. каталог-справочник радиотехнических элементов шведской фирмы ELFA за 2004 г., стр.921).

Блоки памяти (16), (19), (22), (26), (27), (28), (29), (42), (43) могут быть реализованы на основе стандартных электронных компонентов, таких как, например, W39V080FA фирмы Winbond, обладающей следующими основными характеристиками: Density - 8М, Organization - 1Мх8, Asses Time 33Mhz (см. Winbond Product selection Guide 2005, стр.12).

В качестве основы блока звуковой индикации (17) могут быть использованы, например, стандартные звукоизлучатели типа 57СР08 (см. каталог-справочник радиотехнических элементов шведской фирмы ELFA за 2004 г., стр.1490), выходные усилителя мощности LM 386 (см. каталог-справочник радиотехнических элементов шведской фирмы ELFA за 2004 г., стр.1029), MCP6S91 (см. Microchip 2005 Product Selector Guide, стр.39). и др.

Синтезатор речи (5) может быть построен, например, на основе специализированной микросхемы фирмы Winbond W523A120 (см. Product selection guide 2005, р.1) или WTS 701 (Product bulletin).

В качестве основы блока электромеханического индикатора алфавита Брайля (24) могут быть использованы серийно выпускаемые тактильные элементы, применяемые, например, фирмой Tieman Gmbh, (рекламный проспект модели Braille Voyager 70).

В качестве основы блока микрофона (34) может быть использован стандартный микрофонный элемент типа ES301 (см. каталог - справочник радиотехнических элементов шведской фирмы ELFA за 2004 г., стр.1479).

Один из операционных усилителей фирмы Microchip, например, МСР6024 (см. Microchip 2004 Product Selector Guide, стр.34), внешние компоненты которого могут быть определены с помощью специализированной компьютерной программы той же фирмы SW300001, Digital Filter Design (см. Microchip 2004 Product Selector Guide, р.67), может быть использован при создании блока усилителя сигнала микрофона с автоматической регулировкой усиления (35).

В качестве аналого-цифрового преобразователя (36) могут быть использованы стандартные электронные компоненты типа AD7541 фирмы Analog Devices (см. каталог - справочник радиотехнических элементов шведской фирмы ELFA за 2004 г., стр.1133) либо интегрированные аналого-цифровые устройства в микросхемах более высокой степени интеграции, например, в микросхемах Speech recognition processor RSC-4128 (Data Sheet).

Блок автоматического шумоподавления (37) может быть реализован различными путями, в частности, на основе процессора dsPic30F фирмы Microchip и стандартного программного обеспечения(software) той же фирмы SW300040, Noise Suppression Library (см. Microchip 2005 Product Selector Guide, р.79) или на основе микросхем и соответствующего программного обеспечения фирмы Sensory Inc (Speech recognition processor RSC-4128 (Data Sheet).

Блок распознавания речи и звуков (38) может быть реализован в различных вариантах, например, дикторонезависимое распознавание слов может быть реализовано на основе процессора dsPic30F фирмы Microchip и стандартного программного обеспечение (software) той же фирмы SW300010-300012, dsPicSpeech Recognition (см. Microchip 2005 Product Selector Guide, р.79). Дикторозависимое распознавание речи и звуков может быть обеспечено, например, схемой на основе микросхемы АР7003-01 фирмы Aplus Integrated circuits inc. (см. Application note АР 7003-01, Voice recognition IC.) или RSC-4128 (интегральная микросхема без внешних компонентов), а также Voice Direc_tm 364Module (микросборка с внешними компонентами) фирмы Sensory Inc. (см. Voice Direct _tm 364, Data book или VRC-300/364 Data Sheet) и стандартного программного обеспечения, например. Fluent Speech ^TM (Speech recognition processor RSC-4128 (Data Sheet).

Блок адаптации уровня громкости (40) может быть реализован на основе различных алгоритмов, одним из которых может стать оценка текущего уровня громкости окружающего звукового пространства и выбор в соответствии с ним нужного коэффициента усиления звукового индикатора (17), который задается в современных микросхемах воспроизведения звуков (например, в микросхемах MCP6S91) программно (см. Microchip 2005 Product Selector Guide, стр.39).

Блок записи/хранения/воспроизведения аудиосигналов (41) может быть реализован на основе микросхем ISD4004 фирмы Information Storage Devices (см. каталог-справочник радиотехнических элементов шведской фирмы ELFA за 2004 г., стр.1037).

За счет расширенных эксплуатационных возможностей устройство может работать как в однофункциональных режимах, так и в комбинациях этих режимов, основные из которых описаны ниже:

- режим предварительной записи речевых обращений с микрофона для последующего озвучивания и соответствующий ему режим воспроизведения записанных сообщений с помощью клавиатуры по заданным адресам,

- режим предварительной записи речевых обращений с помощью клавиатуры и синтезатора речи для их последующего озвучивания и соответствующий ему режим воспроизведения записанных сообщений с помощью клавиатуры по заданным адресам,

- режим записи речевых обращений с внешнего устройства для последующего озвучивания и соответствующий ему режим воспроизведения записанных сообщений с помощью клавиатуры по заданным адресам,

- режим набора с клавиатуры нужного текста для последующей его визуализации и соответствующий ему режим быстрого воспроизведения текста или режим воспроизведения записанных текстовых сообщений с помощью клавиатуры по заданным адресам,

- режим распознавания псевдоречевого сообщения людей с ограниченными возможностями речи (с искаженной речью) для последующего его преобразования в синтезированную или записанную предварительно словесную последовательность с хорошей разборчивостью, либо в текстовую последовательность на оптическом индикаторе, либо в информационное сообщение на брайлевском дисплее,

- режимы управления работой устройства "с голоса", в том числе при использования фонетически неправильных команд, произносимых людьми с нарушениями речи,

- режим распознавания речевой последовательности для последующей ее индикации на текстовом, пиктографическом или электромеханическом Брайлевском дисплее,

- режим распознавания содержания вербальных вопросов, обращенных к пользователю с последующим автоматическим речевым или текстовым ответом устройства,

- режим распознавания стандартных звуков (типа звука дверного и телефонного звонков, таймера и т.д.),

- режимы диалога или выбора обращений с помощью пиктографических символов,

- режим диалога с использованием брайлевского электромеханического индикатора людьми (или с людьми), обладающими нарушениями зрения, либо имеющими сочетанные нарушения слуха и зрения,

- режим контроля и получения информации о произошедших событиях на основе состояния внешних информационных датчиков (в том числе датчиков дыма, огня, присутствия человека, охранных датчиков и т.д.),

- режим передачи информационных сообщений на внешние устройства и на заданные телефонные адреса в проводном и беспроводном (дистанционном) режимах, как после выбора этого режима с клавиатуры, так и после срабатывания внешних информационных датчиков,

- режимы функционирования сервисных индикационных сигналов,

- режимы смены функций клавиатуры, которые необходимы, например, при переходе от цифрового набора к побуквенному или посимвольному и т.д.,

- режим автоматической регулировки громкости генерируемого устройством речевого сообщения в зависимости от условий эксплуатации.

Комбинации режимов работы устройства частичной замены функций речи и слуха позволяют человеку с ограниченными функциональными возможностями (инвалиду) качественно улучшить и разнообразить собственные коммуникационные возможности, повысить личную безопасность, оптимизировать процесс контроля за окружающим пространством, расширить возможности общения лиц с различными функциональными нарушениями здоровья, по своему усмотрению или автоматически определяя необходимые приоритеты, получать расширенную и уточненную информацию о происходящих событиях. Эти возможности устройства позволяют сформировать новые области применения общественно полезного труда инвалидов, облегчить процессы обучения, трудовой деятельности, помогут решить комплекс бытовых проблем, включая обеспечение безопасности.

При коммуникации люди с нарушениями речи, слуха или зрения могут воспользоваться адекватным для каждого конкретного случая алгоритмами работы, выбираемыми с помощью клавиатуры из блока памяти алгоритмов работы устройства (23). Ниже описаны основные возможные режимы работы устройства частичной замены функций речи и слуха (45).

В случае срабатывания любого устройства из комплекта внешних информационных датчиков (44) (при этом сигнал полученный с блока (1) после обработки в блоке (2) и после идентификации произошедшего события в блоке (3), в блоке (4) формируется индивидуальный код, подающийся на блок радиопередатчика (5)), инициируется работа его радиопередатчика и передается радиосигнал, отвечающий требованиям одного из известных протоколов передачи радиосигнала), последний воспринимается и идентифицируется в цепи - блок радиоприемника (30), блок декодирования сигнала радиоприемника (31). Из блока памяти данных адресов радиоприема (28) блоком управления (11) выбирается аналогичный адрес и соответствующие ему (связанные с ним) коды, которые, в общем случае, поступают на блоки индикации (14-15, 17-18, 24-25) для формирования информационных индикационных сигналов о произошедшем событии соответствующей модальности. Режим контроля и получения информации о произошедших событиях на основе состояния внешних информационных датчиков, как и другие функциональные режимы, может быть выбран с помощью блока клавиатуры (12) и блока кодировки сигналов клавиатуры (13), в соответствии с возможными сценариями работы устройства, записанными в блоке памяти алгоритмов работы устройства (23). Внешние информационные датчики (44), в том числе пожарные, охранные, датчики крика ребенка и др., работают по известным принципам и на основе известных технических решений, фиксируя заданные изменения обстановки - задымление, движение, открывание окон и т.д. Условием их применения является наличие радиопередающего устройства, согласованно работающего с мобильным устройством частичной замены функций речи и слуха (45) (в первую очередь с блоками (30), (31).

Возможны режимы как программируемой, так и автоматической передачи информации о работе внешних информационных датчиков на внешние устройства (режимы передачи информационных сообщений на внешние устройства и на заданные телефонные адреса в проводном и беспроводном (дистанционном) режимах как после выбора этого режима с клавиатуры, так и автоматически после срабатывания внешних информационных датчиков). В этих режимах принятый блоком радиоприемника (30) и декодированный в блоке (31) радиосигнал либо после преобразования в блоке синтезатора речи (18) снова кодируется блоком (33) и передается с помощью блока (32) на устройство внешнего (беспроводного) сопряжения с телефонной линией, либо, преобразовавшись в блоке синтезатора речи (18) в сигнал, соответствующий речевому, поступает на блок проводного сопряжения с телефонной линией (20), для последующей передачи по адресам, записанным в блоке памяти телефонных адресов(44), либо подается на блок контактного сопряжения с внешними цифровыми устройствами (21), который передает на внешние устройства коды, соответствующие поступившему типу сообщения, выбранные по принципу соответствия из блока памяти кодов для передачи цифровой информации (22).

Аналогичным способом информационные сигналы могут быть переданы проводным и беспроводным способом при наборе сообщения с блока клавиатуры (12), после кодирования в блоке (13) и преобразования в блоке (18), а также после распознавания речи (блоки 35-39) и преобразования в блоке (18).

- режим предварительной записи речевых обращений с микрофона для последующего озвучивания и соответствующий ему режим воспроизведения записанных сообщений с помощью клавиатуры по заданным адресам. В этом режиме запись речевых обращений производится при помощи блоков (34) и (41), записывающих и сохраняющих в блоке (41) усиленный сигнал с микрофона. Начало записи речевого сообщения и адрес его хранения определяется с помощью блоков клавиатуры (12), (13). Записанные сообщения можно воспроизвести в нужный момент, вызвав их по аналогичным адресам с помощью блоков клавиатуры (12),(13), при этом усиление и непосредственное их воспроизведение осуществляется с помощью блока звуковой индикации (17).

- режим записи речевых обращений с внешнего устройства для последующего озвучивания и соответствующий ему режим воспроизведения записанных сообщений с помощью клавиатуры по заданным адресам. Второй режим записи речевых обращений осуществляется с помощью получения и записи в блок записи/воспроизведения/хранения аудиосигналов (41), преобразованных блоком синтезатора речи (18) и полученных с блоков проводного и контактного сопряжения (20), (21), а также блоков радиоприема (30), (31) и также преобразованных блоком синтезатора речи (18) для сохранения в блоке (41) по адресам, определяемым с блоков клавиатуры (12), (13). Последующее озвучивание возможно также с помощью блоков клавиатуры (12), (13).

Режим предварительной записи речевых обращений с помощью клавиатуры и синтезатора речи для их последующего озвучивания и соответствующий ему режим воспроизведения записанных сообщений с помощью клавиатуры по заданным адресам. Режим текстового набора слов и фраз для записи в блок (41) осуществляется при помощи блоков (12), (13), (18), с последующим воспроизведением в блоке (17). Возможен режим быстрого воспроизведения текста без сохранения сообщения в блоке (41) путем задержки набранных сообщений до их полного набора в блоке кодировки (13) с последующим полным их воспроизведением с помощью блоков синтезатора речи (18) и звукового индикатора (17).

Во всех режимах, кроме режима записи с микрофона, возможна одновременная и раздельная индикация сообщений в блоке оптического индикатора (14), электромеханическом индикаторе алфавита Брайля (24), и звуковом индикаторе (17) благодаря кодовым сигналам, в зависимости от режима, получаемых с одного из следующих блоков: (13), (39), (31), (33). Кодовые сигналы поступают, в зависимости от режима, на блок формирования сигналов оптического индикатора (15), блок формирования сигнала электромеханического индикатора алфавита Брайля (25), или блок синтезатора речи (18).

Индикационные сигналы могут информировать пользователя, в общем случае, о тексте, набранном с клавиатуры, о распознанных произносимых словах и выражениях, номере информационного вербального, предварительно записанного сообщения, о содержании передаваемых на внешние устройства и принимаемых с внешних устройств сообщений. Структура устройства позволяет, при необходимости, индицировать обозначение текущего режима работы.

Необходимый уровень громкости обеспечивается блоком адаптации уровня громкости (40) и блоком звуковой индикации (20). С помощью блока (40) по заданному алгоритму контроля уровня шума (например, по усредненной на заданном интервале времени амплитудной составляющей шумового сигнала), определяется общий шумовой фон в окружающем пространстве, после чего, в соответствии с полученными результатами, изменяется коэффициент усиления звукового сигнала в блоке (17).

Режим распознавания речевой последовательности для последующей ее индикации на оптическом, брайлевском или звуковом дисплее. Сигнал с блока микрофона (34), после усиления в блоке (35) и аналого-цифрового преобразования в блоке (36), по возможности "очищается" от неинформационных шумов в блоке (37), после чего в блоке (38) производится распознавание слов, фраз или звуков на основе признаков, сохраненных в блоке памяти признаков распознаваемых сигналов (42) на этапе предварительного обучения системы. Распознавание может производиться в одном из следующих стандартных режимов:

дикторозависимое и дикторонезависимое распознавание вербальных сигналов,

режим включения устройства по кодовому слову,

режим переключения режимов по заданным акустическим сигналам,

распознавание заданных слов на фоне непрерывных вербальных сигналов,

дикторонезависимый режим распознавания слов и выражений, набранных с клавиатуры,

распознавание информационных звуков типа звонков, свистков, стуков, сирен и т.д., обладающих относительно стационарными спектральными и амплитудными характеристиками,

распознавание слов и выражений, а также управление устройством с помощью фонетически неправильных выражений людей, имеющих нарушения речи.

В случае распознавания аудиосигнала в блоке кодирования распознанных аудиосигналов (39) производится формирование соответствующих кодов, которые будут правильно идентифицированы и преобразованы для адекватного представления в узлах индикации (блоки (14), (15); (24), (25); (17), (18)) и на основании которых на индикационных дисплеях будут сформированы информационные сообщения соответствующей модальности по описанным выше принципам.

Аналогичным образом осуществляется режим распознавания псевдоречевого сообщения людей с ограниченными возможностями речи (дикторозависимый режим распознавания, позволяющий распознавать не только правильные вербальные сообщения, но и всевозможные звуковые сочетания, которые способен создать голосообразующий аппарат человека)) для последующего его преобразования в синтезированную или записанную предварительно речевую последовательность с хорошей разборчивостью, либо в текстовую последовательность на оптическом индикаторе, либо в рельефно-точечное сообщение на Брайлевском дисплее. Особенностью этого режима является то, что непонятные для окружающих псевдоречевые звуки, которые произносят люди с нарушениями речи, являются в большинстве случаев неразборчивыми для окружающих с нормальным слухом, но могут быть распознаны техническим средством (в соответствии с ограниченным словарем распознаваемых "псевдослов" и "псевдофраз", признаки которых записаны в блоке памяти распознаваемых признаков аудиосигналов (42) и в соответствии с которьми произнесенное "псевдоречевое" сообщение распознается в режиме дикторозависимого распознавания и, в результате распознавания, в блоке (39) формируется код, который правильно идентифицируется в узлах индикации для демонмстрации информационного сообщения на одном или нескольких индикационных дисплеях.

Аналогичным образом обеспечивается и режим распознавания стандартных звуков (типа звука дверного и телефонного звонков, таймера и т.д.). После запоминания в блоке памяти признаков аудиосигналов (42) в процессе обучения по стандартному алгоритму, в случае, если в режиме распознавания возникнет аналогичный звук, этому звуку может быть поставлен в соответствие индикационный сигнал на одном из дисплеев. Этот режим важен для пользователей с нарушениями слуха - для таких пользователей крайне важна информация о происходящих акустических событиях. При использовании этого режима целесообразно инициировать работу не только текстового или пиктографического, но и яркого оптического индикатора на основе светодиодов, способного привлечь внимание неслышащего пользователя даже в случае, если взгляд последнего не направлен непосредственно на устройство.

Режим распознавания содержания вербальных вопросов, обращенных к пользователю с последующим автоматическим речевым или текстовым ответом устройства. В этом случае неговорящий или неслышащий человек может использовать устройство как автоответчик. Возможна такая организация работы устройства, при которой после распознавания стандартного вопроса (из ограниченного словаря распознавания) в блоке (38), блок кодирования (39) формирует код, который соответствует заранее подготовленному тексту ответа на этот стандартный вопрос. Например, полезно подготовить словарь распознавания стандартных вопросов следующего типа: "Куда ты идешь?" (или сокращенно "куда?", "адрес"), "Что тебе нужно?" (или сокращенно "распорядок", "еда", "цель") и т.д. На эти вопросы необходимо заранее подготовить ответы. Выбор подготовленных к распознаванию слов и выражений, как правило, производится с узла клавиатуры на основании одного из вариантов сценариев работы, записанных в блоке (23).

Для упрощения и ускорения общения возможна организация обмена информацией пользователя и собеседника не с помощью текстового набора сообщений, а ускоренного общения с помощью специальных пиктографических символов (образы которых хранятся в блоке (16)) при их выборе с узла клавиатуры. Для организации подобного режима необходим единый иерархический алгоритм общения, в основу которого может быть положен, например, принцип работы со специальными карточками, используемыми в спецобразовании для общения с детьми, имеющими нарушения в речи, или имеющим сочетанные нарушения здоровья.

Аналогичным образом может быть обеспечен режим монолога или диалога с использованием брайлевского электромеханического индикатора людьми (или с людьми) с нарушениями зрения, либо имеющими сочетанные нарушения слуха и зрения.

Режимы функционирования сервисных индикационных сигналов необходимы для организации процедур правильного переключения режимов работы устройства, смены функций клавиатуры, которые необходимы, например, при переходе от цифрового набора к побуквенному или посимвольному и т.д., а также для формирования специальных индикационных сигналов, способствующих более успешной и эффективной работе устройства. Так, в процессе экспериментов с пробными моделями патентуемого устройства оказалось, что слышащие люди, к которым обращается неговорящий человек, использующий настоящее техническое средство, значительно лучше осознают смысл происходящих событий и, соответственно, более осмысленно и кооперативно подходят к просьбе пользователя в случае, если перед генерацией речевого сообщения формируется характерный звуковой сигнал типа сигнала в метро перед приходом поезда. Возможны варианты использования не только звуковых, но и оптических сигналов для привлечения внимания окружающих. Параметры таких сигналов хранятся в блоке сервисных индикационных сигналов (27). В этом же блоке хранятся параметры звуковых и иных индикационных сигналов, возникающих при нажатии на кнопки устройства, индикационные сигналы при изменении режимов работы, при предварительной индикации факта распознавания сообщения и т.д.

Режим автоматической регулировки громкости генерируемого устройством речевого сообщения обеспечивается блоками (40) и (17), изменяющими коэффициент усиления выходного сигнала блока звуковой индикации.

Таким образом, введение в мобильное устройство (45) устройства внешнего (беспроводного) сопряжения с проводной телефонной линией (46) позволяет передавать информационные сигналы по телефонной сети дистанционно, что очень важно для лиц с ограниченной подвижностью.

Введение в мобильное устройство (45) устройства внешних информационных датчиков (44) и устройства внешнего (беспроводного) сопряжения с проводной телефонной линией (46) позволяет пользователю получать информацию о происходящих событиях, которые не могут им контролироваться либо вследствие нарушения сенсорных функций, либо в силу ограниченной подвижности, повышая безопасность и информированность пользователя.

Введение в устройство блока электромеханического индикатора алфавита Брайля (24), блока формирования сигналов электромеханического индикатора алфавита Брайля (25) и блока памяти индикационных символов алфавита Брайля (26) позволяет ввести новую информационную модальность для получения информации лицами с нарушенным зрением или с сочетанными нарушениями здоровья.

Введение блока памяти сервисных индикационных сигналов (27) позволяет формировать специальные, но очень важные для эффективной эксплуатации вспомогательные свойства и режимы работы устройства типа звукового или оптического подтверждения нажатия кнопок, введение предварительной звуковой преамбулы перед генерацией речевого сообщения и т.д.

Введение блоков радиоприемника (30), декодирования сигналов радиоприемника (31) и блока памяти адресов радиоприема (28) позволяет осуществлять прием информации дистанционно с внешних информационных датчиков и других устройств, обладающих согласованной системой приемопередачи радиосигналов.

Введение блоков радиопередатчика (31), кодирования сигналов радиопередатчика (33) и блока памяти адресов радиопередачи (29) позволяет осуществлять передачу информации дистанционно на устройство внешнего (беспроводного) сопряжения с проводной телефонной линий и других устройств, обладающих согласованной системой приемопередачи радиосигналов.

Введение блоков (34)-(39), (42) позволяет проводить распознавание аудиосигналов с последующим представлением результатов на информационных дисплеях, а также использования распознанных сигналов для управления работой устройства, автоответов и преобразования неразборчивой речи в разборчивую.

Введение блока адаптации уровня громкости (40) позволяет формировать уровень громкости формируемых речевых и звуковых сообщений с уровнем громкости, соответствующим внешней акустической обстановке.

Введение блока записи/хранения/воспроизведения (41) позволяет производить запись, хранение и воспроизведение акустических сигналов для их генерации в соответствующие моменты на основании выбранного режима работы устройства.

Испытания экспериментальных образцов устройства показали его высокую востребованность у потенциальных пользователей, обусловленную значительным расширением предоставляемых им возможностей. Разработанное устройство является первым отечественным реабилитационным коммуникационным устройством, использующим алгоритмы распознавания акустических сигналов.