Mit altersgerechtem Gerät zurück zur Stimme bei Stimmbanddysfunktion
Fortschritte auf dem Gebiet der künstlichen Stimmerzeugung haben Forscher in Finnland in die Lage versetzt, Stimmprothesen mit verbesserten affektiven Funktionen zu entwickeln. Für Kinder, die ihre Stimme verloren haben, bedeutet dies, dass diese verbesserten Geräte zur Stimmerzeugung altersgerechte Stimmen produzieren können anstelle der üblichen Stimme eines männlichen Erwachsenen. Von diesem Forschungsprojekt, das von Professor Samuli Siltanen geleitet wurde, profitieren 30.000 Finnen, die unter Stimmbandprobleme leiden. Professor Siltanens Projekt ist Teil des Informatikforschungsprogramms der finnischen Akademie (LASTU). Ein grundlegendes Problem der Sprachsignalanalyse war es, das Ansteuerungssignal der Stimmbänder aus einem digital aufgenommenen Sprachlaut herauszufiltern. Ein weiteres Problem war die Bestimmung der Form des Vokaltrakts, d.h. von Mund und Kehle. Für diese sogenannte glottal inverse Filterung des Sprachsignals war eine hochspezialisierte Computer-Berechnung erforderlich. Leider war die inverse Filtration mit traditionellen Techniken nur für tiefe Männerstimmen möglich. Das bedeutete, dass die Replikation von Frauen- und Kinderstimmen schwierig war, weil die höhere Tonlage zu nahe an der Frequenz der niedrigsten Resonanz des Vokaltrakts lag. Doch durch Anpassung des Gerätes, die durch neue Fortschritten in der Technologie und der neuartigen inversen Berechnungsmethode von Siltanen und seinem Team möglich wurde, wurde die glottale inverse Filterung in diesen Fällen deutlich verbessert. Stimmbanddysfunktion oder Vocal Cord Dysfunction (VCD) ist eine Erkrankung der Atemwege, bei denen sich die Stimmbänder während des Atmens verschließen. Normalerweise sind die Stimmbänder beim Einatmen oder Inhalieren geöffnet, sodass Luft in die Luftröhre (Trachea) fließen und in die Lungen gelangen kann. Doch bei VCD schließen oder verengen sich die Stimmbänder beim Einatmen. Damit bleibt nur eine kleine Öffnung für Luft in der Luftröhre, was Atembeschwerden verursacht. VCD wird oft mit akuten Symptomen einer Obstruktion der oberen Atemwege assoziiert und üblicherweise mit Asthma verwechselt. Es ist nicht bekannt, was genau dieses Problem verursacht, aber es kann behandelt werden kann, wenn es früh genug erkannt wird. Dazu gehören Entspannungstechniken für die Stimmbänder und Atemübungen. Obwohl VCD sowohl bei Kindern und Erwachsenen auftreten kann, neigen eher Frauen dazu. Mögliche Auslöser der VCD sind denen, die Asthma auslösen, ähnlich, weshalb oft auch falsch diagnostiziert wird. Auslöser können Infektionen der oberen Atemwege, Dämpfe, Gerüche, Zigarettenrauch, Gesang, emotionale Störungen, Hustensyndrom der oberen Luftwege und Bewegung. Manchmal ist der Auslöser auch unbekannt. Für Menschen mit schweren Stimmbandproblemen ist neben Sprachsynthese eine inverse Filterung auch in der automatischen Spracherkennung benötigt. Bei der Sprachsynthese wandelt der Computer Text in synthetische Sprache um. Der altmodische Weg ist, einzelne Wörter aufzunehmen und diese nacheinander abzuspielen, aber dies produziert nur selten natürlich klingende Sprache. Professor Siltanen erläutert: "Die meisten Sprachlaute sind das Ergebnis eines spezifischen Prozesses. Durch die Luft, die zwischen den Stimmlippen durchfließt, werden diese in Schwingung versetzt. Wenn wir diese hören könnten, würden wir sie wie ein seltsames Brummen wahrnehmen. Da sie sich jedoch durch den Vokaltrakt bewegt, wird das Brummen in einen vertrauten Vokal verwandelt." Der Professor führt weiter aus: "Singen ist ein perfektes Beispiel für dieses Wechselspiel zwischen der Reaktion des Stimmbands und dem Vokaltrakt. Wenn wir den Vokal 'a' in verschiedenen Tonhöhen singen, bleibt unser Vokaltrakt unverändert, aber die Frequenz der Stimmbandanregung verändert sich. Andererseits kann man auch verschiedene Vokale in derselben Tonhöhe singen, wobei sich die Form des Vokaltrakts verändert, die Erregung aber gleich bleibt." Spracherkennung wird meist in Mobiltelefonen und automatischen Telefondiensten eingesetzt. Hochwertige glottale inverse Filterung verbessert den Erfolg der Spracherkennung in lauten Umgebungen.Weitere Informationen sind abrufbar unter: Academy of Finland: http://www.aka.fi/eng European Respiratory Journal: http://erj.ersjournals.com/content/37/1/194.full
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