612.78:661.831-073.97-71:519.24

комунікативна функція, електроенцефалографічний сигнал, електроміографічний сигнал, математична модель, кусково стаціонарний випадковий процес.
communicative function, electroencephalographic signal, electromyographic signal, mathematical model, piecewise stationary random process.

Проведено обгрунтування вибору математичної моделі ЕЕГ та ЕМГ сигналів для задачі опосередкованого відновлення комунікативної функції людини. Обгрунтування вибору математичної моделі проводилось виходячи із того, що якісна модель повинна бути адекватною фізичній природі такого роду сигналів та поставленій задачі опосередкованого відновлення комунікативної функції людини. Проаналізовано можливість подання ЕЕГ та ЕМГ сигналів у вигляді стаціонарного випадкового процесу та встановлено, що така модель відображає складність цих сиґналів у спектральному розподілі потужності, але не має засобів оцінювання їхньої часової структури, що є необхідним для виявлення та ідентифікації ознак окремих фонем, які є результатом реалізації комунікативної функції і на основі яких можна проводити компенсацію порушень або відновлення цієї функції. Шляхом аналізу процесу формування голосових сигналів при реалізації комунікативної функції показано, що в структурі ЕЕГ та ЕМГ сигналів мають проявлятись ознаки, за якими можна проводити виявлення та ідентифікацію окремих фонем. При цьому висунуто припущення, що ділянки ЕЕГ та ЕМГ сигналів у стані спокою (відсутність процесу мовлення) будуть стаціонарними, а ділянки таких сигналів, що відповідають процесу мовлення, також будуть стаціонарними, але з відмінними від аналогічних ділянок для стану спокою параметрами. Відповідно, як математичну модель ЕЕГ та ЕМГ сигналів обгрунтовано кусково стаціонарний випадковий процес. На основі обґрунтованої математичної моделі можна реалізувати методи опрацювання ЕЕГ та ЕМГ сигналів і реалізувати на їх основі технічні засоби опосередкованого відновлення комунікативної функції людини.

The article is devoted to the questions of substantiation the mathematical model of the electroencephalographic signal, registered from the surface of head near the speech centers of brain, and the electromyographic signal, registered from the neck surface near the vocal folds, for the problem of indirect restoration the human communicative function. The possibility of representing these signals in the form of a stationary random process is analyzed and it is established that such a model is not adequate to the research problem, in particular, to identify the time moments of emergence the signs of the communicative function implementation. The mathematical model of electroencephalographic and electromyographic signals in the form of a piecewise stationary random process, that is adequate to their physical nature and research tasks, is substantiated. 

1. Дозорський, В.Г. Відбір та опрацювання біосигналів для задачі відновлення комунікативної функції мови людини [Текст] / В.Г. Дозорський, О.Ф. Дозорська, Є.Б. Яворська // Вісник Кременчуцького національного університету імені Михайла Остроградського. – Кременчук: КрНУ, 2017. – Випуск
   4 (105). – С. 9 − 14.
2. Застосування нейрохронаксичної теорії фонації для задачі відновлення комунікативної функції мови людини / В.Г. Дозорський, О.Ф. Дозорська, Л.Є. Дедів, І.Ю. Дедів, Є.Б. Яворська // Znanstvena misel. – Slovenia, 2017. – № 12. – С. 57 − 61.
3. Метод опрацювання біосигналів для задачі відновлення комунікативної функції людини [Текст] / Є. Яворська, В. Дозорський, Л. Дедів, О. Дозорська // «Вчені записки Таврійського національного університету імені В.І. Вернадського. Серія: Технічні науки». − К.: Таврійський національний університет імені В.І. Вернадського, 2018. – Т. 29 (68), № 4. – С. 26 − 30.
4. От нейрона к мозгy [Текст]; пер. с англ. П.М. Балабана, А.В. Галкина, Р.А. Гиниатуллина,
   Р.Н. Хазипова, Л.С. Хируга. – М.: Едиториал УРСС, 2003. – 672 с.
5. Клиническая электроэнцефалография (с элементами эпилептологии). Руководство для врачей [Текст] / Л.Р. Зенков. − 3-е изд. – М.:МЕДпрессинформ, 2004. – 368 с.
6. G. Ramsberger, «The human brain: Understanding the physical bases of intrapersonal communication,» in Intrapersonal communciation: Different voices, different minds, D.R Vocate (Ed). (Pp. 57 − 76) Erlbaum 1994.
7. Касаткина, Л.Ф. Электромиографические методы исследования в диагностике нервно-мышечных заболеваний. Игольчатая электромиография [Текст] / Л.Ф. Касаткина, О.В. Гильванова. –
   М., 2010. – 416 с.
8. Impact of Different Speaking Modes on EMG-based Speech Recognition / Michael Wand, Szu-Chen Stan Jou, Arthur R. Toth, Tanja Schultz // Interspeech 2009, 6 − 10 September, Brighton UK. – Рp. 648 − 651.
9. Михайлов В.Г. Из истории исследований преобразования речи [Текст] / В.Г. Михайлов // Речевые технологии. − 2008. − № 1. − С. 93 − 113.
10. Аграновский, А.В. Теоретические аспекты алгоритмов обработки и классификации речевых сиґналов [Текст] / А.В. Аграновский, Д.А. Леднов. – М.: Радио и связь, 2004. – 164 с. –
    ISBN 5-256-01743-8.
11. Жиглявский, А.А., Обнаружение разладки случайных процесов в задачах радиотехники [Текст] / А.А. Жиглявский, А.Е. Красковский. − Л.: Изд-во ЛГУ, 1988. − 224 с.
12. Методи оцінювання точності інформаційно-вимірювальних систем діагностики: монографія [Текст] / Н.Б. Марченко, В.В. Нечипорук, О.П. Нечипорук, Ю.В. Пепа. – К.: НАУ, 2014. – 377 с.

1. Dozors'kyy V.H. Vidbir ta opratsyuvannya biosyhnaliv dlya zadachi vidnovlennya komunikatyvnoyi funktsiyi movy lyudyny / V.H. Dozors'kyy, O.F. Dozors'ka, Ye.B. Yavors'ka //Visnyk Kremenchuts'koho natsional'noho universytetu imeni Mykhayla Ostrohrads'koho. Kremenchuk: KrNU, 2017. Vypusk 4 (105). Р. 9 − 14.
2. Dozors'kyy V.H. Zastosuvannya neyrokhronaksychnoyi teoriyi fonatsiyi dlya zadachi vidnovlennya komunikatyvnoyi funktsiyi movy lyudyny / V.H. Dozors'kyy, O.F. Dozors'ka, L.Ye. Dediv, I.Yu. Dediv, Ye.B. Yavors'ka // Znanstvena misel. Slovenia, 2017. #12. Р. 57 − 61.
3. Yavors'ka Ye. Metod opratsyuvannya biosyhnaliv dlya zadachi vidnovlennya komunikatyvnoyi funktsiyi lyudyny / Ye. Yavors'ka, V. Dozors'kyy, L. Dediv, O. Dozors'ka // «Vcheni zapysky Tavriys'koho natsional'noho universytetu imeni V.I. Vernads'koho. Seriya: Tekhnichni nauky» / K.: Tavriys'kyy natsional'nyy universytet imeni V.I. Vernads'koho, 2018. T. 29 (68), № 4. Р. 26 − 30.
4. Ot neyrona k mozgy / Per. s angl. P.M. Balabana, A.V. Galkina, R.A. Giniatullina, R.N. Khazipova, L.S. Khiruga. M.: Yeditorial URSS, 2003. 672 р.
5. Klinicheskaya elektroentsefalografiya (s elementami epileptologii). Rukovodstvo dlya vrachey /
   L.R. Zenkov. 3-ye izd. M.:MEDpressinform, 2004. 368 р.
6. G. Ramsberger, «The human brain: Understanding the physical bases of intrapersonal communication,» in Intrapersonal communciation: Different voices, different minds, D.R Vocate (Ed). (Pp. 57 − 76) Erlbaum 1994.
7. Kasatkina L.F. Elektromiograficheskiye metody issledovaniya v diagnostike nervno-myshechnykh zabolevaniy. Igol'chataya elektromiografiya / Kasatkina L.F., Gil'vanova O.V. M, 2010. 416 р.
8. Impact of Different Speaking Modes on EMG-based Speech Recognition / Michael Wand, Szu-Chen Stan Jou, Arthur R. Toth, Tanja Schultz // Interspeech 2009, 6 − 10 September, Brighton UK. Рp. 648 − 651.
9. Mikhaylov V.G. Iz istorii issledovaniy preobrazovaniya rechi / V.G. Mikhaylov // Rechevyye tekhnologii. 2008. № 1. Р. 93 − 113.
10. Agranovskiy A.V. Teoreticheskiye aspekty algoritmov obrabotki i klassifikatsii rechevykh sig̀nalov / A.V. Agranovskiy, D.A. Lednov. M.: Radio i svyaz', 2004. 164 р. ISBN 5-256-01743-8.
11. Zhiglyavskiy A.A., Kraskovskiy A.Ye. Obnaruzheniye razladki sluchaynykh protsesov v zadachakh radiotekhniki. L.: Izd-vo LGU, 1988. 224 р.
12. Metodi otsínyuvannya tochností ínformatsíyno-vimíryuval'nikh sistem díagnostiki: Monografíya /
    N.B. Marchenko, V.V. Nechiporuk, O.P. Nechiporuk, YU.V. Pepa. K.: NAU, 2014. 377 р.