[发明专利]电磁发音记录仪数据标注分析系统

说明书

技术领域

本发明是属于语音学领域，通过程序将原始不可见的电磁发音记录仪数据可视化，进而可以方便的进行标注和分析，为研究生理器官运动轨迹提供支撑，具体讲，涉及电磁发音记录仪(EMA)数据标注分析系统。

技术背景

语音学是研究人类说话声音的科学。现代语音学的发展已经经历了近一个世纪，它的大量研究成果运用于语音合成、识别等言语工程。语音研究的目的是：研究包括脑细胞活动(Motor Activity)在内的发音器官动作以及相关的声学信息，最后是语音的感知方面，其目的在于揭示语音产生的机理(Mechanism)。

在这些研究过程中，对发音器官动作特性的研究至关重要。EMA系统提供了发音生理研究等问题的解决方案，Electro-Magnetic Articulography(EMA，电磁发声动作描述仪)，是目前最流行使用最广泛的用来描迹发音器官运动特征的系统。

EMA工作原理大致如下。电磁发音仪用六个电磁信号发射装置围成一个大约不到一米见方的空间，然后在发音人的舌和唇的表面粘贴上接受电磁信号的微型接收器。传感器与电磁信号发射器的距离越远，接收到的信号强度就越弱。六个电磁信号发射器的频率各不相同。这样通过一个信号接收器接收到的不同频率的电磁信号强弱就可以判断这个接收器与各个发射器的距离，从而可以计算得知它在空间中的位置。每个接收器的空间位置数据都可以实时显示，并储存到电脑之中。粘贴在唇舌表面的接收器会随着发音人发音发生位移(x，y)，并被机器完全记录下来。接收器的这种位移体现的就是唇舌的发音运动。

经过长期的广泛应用和开发，EMA系统已经具备了高稳定性、高可靠性和高扩展性。在语音研究中研究运动器官的领域，EMA系统发挥的重要作用和产生的深远影响将日益增长。因此，我们有必要采用在基于EMA系统之上，根据自身研究的特点和需求，开发数据采集和分析系统，这将有利于我们对语音的研究，也将使我校在相关领域与世界接轨，具备自身的竞争力。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，针对原始不可见的多通道EMA数据进行分析处理，从EMA数据中提取出发音动作的特征，将EMA数据标注、分析、可视化集成在一起，方便以后科学研究，为此，本发明采取的技术方案是，电磁发音记录仪数据标注分析系统，包括：

EMA数据标注模块，该模块包括了数据载入、查看x、y轴坐标，试听录制的音频功能模块，以及标注核心模块；EMA数据标注模块用于：载入EMA数据完成后，把EMA数据中各个通道的数据以及音频数据全部提取出来，通过分析EMA数据类型，将不同器官的运动轨迹显示在界面上，与此同时，加上录制EMA数据时的文本，把EMA数据的运动轨迹、音频以及文本全部统一起来；在标注的时候，只要针对音频数据进行标注即可，在使用时，通过音素对应音频的起始位置去找到对应的运动轨迹数据；

EMA数据分析模块，在该模块中，根据指定的特定的音素，分析给出该音素的动态移动轨迹以及各传感器的空间分布情况。

在EMA数据标注模块、EMA数据分析模块之前还包括数据采集模块：在舌头上贴上3个传感器，上下唇各1个，下巴1个，以及用户固定的鼻梁和左右耳骨共3个传感器，这样录制出来的数据是9通道的EMA数据，通过对这9个通道的EMA数据进行分析，实现标注和分析等功能；EMA数据分析模块根据6个传感器整体空间位置变化情况，以及舌头上第一个点、第二点、第三个点的变化情况，以及舌面上三个点的空间聚集情况，动静结合的分析音素对应发音数据的变化情况。

本发明具备下列技术效果：

本发明是基于Matlab平台、对EMA数据进行标注和分析的可视化系统，本发明的研发具有以下有益效果：

本发明用助于摆脱原始EMA数据不可见的困境，对EMA数据进行可视化，并提供多个功能接口方便标注。

本发明可以很大程度上帮助科学研究者分析和使用EMA数据，为学者研究EMA数据的动态特性提供强有力的支持。

附图说明

图1系统工作流程图。

图2系统主界面图。

图3EMA分析模块前端界面。

图4载入数据后界面图。

图5核心标注模块主界面。

图6增加标注时界面图。

图7修改标注时界面图。

图8局部放大时界面图。

图9保存标注时提示图。

图10退出标注时提示图。

具体实施方式