Protótipo para a análise da Frequência Fundamental da Voz com módulo implementado em dispositivo reconfigurável do tipo FPGA

Abstract

Resumo: Pessoas com deficiência auditiva apresentam alterações vocais. Destaca-se que um dos parâmetros mais afetados e que necessita estudo e correção é a Frequência Fundamental da Voz (F0). Com os avanços observados em dispositivos programáveis do tipo FPGA (Field Programmable Gate Array), tanto na redução dos custos quanto no aumento da capacidade, evidenciou-se que estes constituem uma excelente alternativa no Processamento Digital de Sinais vocais. A presente pesquisa contempla a implementação de um sistema de análise vocal baseado na computação reconfigurável. Os resultados apontam para o potencial dessa proposta, que deixa como contributo um protótipo capaz de extrair a F0 de sinais de voz capturados e apresentar um retorno para o usuário, logo poderá auxiliar na atuação fonoaudiológica. Palavras-chave:Computação reconfigurável, Frequência Fundamental da Voz, FPGA. IntroduçãoPara que a criança aprenda a falar, isto é, desenvolva a produção oral, é preciso que possua a habilidade de percepção auditiva, de modo que possa ouvir os sinais sonoros do ambiente e assim reproduzi-los [1]. Assim, a integridade do sistema auditivo é fator fundamental para o desenvolvimento da fala e da linguagem [2], e consequentemente, do processo comunicativo, necessário para a interação do ser humano com o ambiente que o rodeia.É importante que a sociedade tenha a compreensão de que nem toda pessoa surda é igualmente muda [3], ou seja, tal indivíduo apresenta todas as condições físicas e fisiológicas para falar, porém não desenvolve a oralidade espontaneamente devido ao fato de não escutar os sons do ambiente, e assim reproduzi-los [4].A pessoa com deficiência auditiva possui como aspecto marcante a sua fala, tendo em vista que a voz apresenta quedas bruscas de altura ou, ao contrário, é monótona e muito aguda. As alterações nos aspectos vocais da pessoa com deficiência auditiva estão associadas ao grau ou tipo de perda auditiva e idade em que esta ocorreu [4].As Com base nas abordagens analisadas na literatura, que demonstram a relevância do uso de sistemas embarcados e reconfiguráveis para o processamento digital de sinais [1][8], surge a presente proposta, que tem como objetivo prioritário a criação de um protótipo, utilizando FPGA, para analisar as medidas de F0 e demonstrar as alterações nos valores, para posteriormente prover um mecanismo de correção através da substituição sensorial, explorando-se portanto, o sentido visual, de modo que o indivíduo com perdas auditivas possa ter um recurso a mais para análise, monitoramento e controle da sua F0, por meio de uma aplicação alternativa, que utiliza tecnologias com significativo potencial de processamento de sinais, sendo de baixo custo.Destaca-se que a análise da F0 de surdos em trabalhos acadêmicos utilizando dispositivos lógicos programáveis é um campo amplo, porém ainda pouco explorado [8]. Tal abordagem deixa como contribuição um estudo que apresenta informações relevantes para a comunidade acadêmica e interessados na área.Em síntese, pode-se destacar que o impacto de se...