[发明专利]基于实时声道形状修正的构音障碍多维测量系统及其方法

说明书

技术领域

本发明属于言语听觉康复领域，尤其涉及一种基于实时声道形状修正的构音障碍多维测量系统及其方法。

背景技术

构音障碍是言语障碍中很常见的一个类别，指由于构音器官的运动异常或协调运动障碍而导致在发出有意义言语的过程中出现的构音不清和声韵调异常等现象，其主要表现为言语清晰度下降，从而影响言语的可懂度。构音障碍分成构音运动障碍和构音语音障碍两个层面，其中构音运动障碍是内在的问题，它直接表现为言语清晰度下降，是影响日常生活和言语交流的内在因素，因此进行全面、准确的构音运动功能评估，是一项重要而艰巨的任务。

传统言语障碍，尤其是构音障碍的康复训练主要依靠医院、学校以及专业言语治疗机构进行，由医生、特殊教育教师以及言语治疗师对患者进行发音诱导，并及时纠正其在构音运动中产生的错误，直到患者取得一定程度上的恢复。这种方法需要消耗言语障碍训练者大量的精力和时间，工作本身也比较复杂和繁琐，更重要的是，构音障碍患者只能被动地接受康复训练，而无法知悉个人声道内部构音器官的运动异常情况，容易在长时间的康复训练过程中丧失主动性和积极性，缺乏言语障碍康复中的自反馈过程，降低康复效率。

目前市场上基于电子和计算机技术的言语训练产品数量不少，但是这些产品的使用方法多是配合康复训练人员的工作，起到辅助性工具的作用，内容大多数基于多媒体手段，虽然学习内容丰富生动，但是本质上仍然使患者处于完全被动接受的状态，无法了解自身构音障碍康复中的问题和训练成果。由于构音障碍主要原因在于患者无法自如的控制自己的构音器官来准确发出语音和语句，因此，这些简单的多媒体手段对患者构音障碍康复收效甚微。

发明内容

本发明克服了现有技术中缺乏自反馈过程而无法了解训练问题与康复成果的缺陷，提出了一种基于实时声道形状修正的构音障碍多维测量系统及其方法。本发明能直观显示构音器官运动情况，监控构音器官相关参数，实现构音障碍康复训练的自反馈。

本发明提出了一种基于实时声道形状修正的构音障碍多维测量系统，包括：

语音输入单元，其用于输入需要分析的语音文件；

分析单元，其包括清浊音类型判别模块、共振峰提取模块和语谱图分析模块，分别用于对所述语音文件进行清浊音类型判别、共振峰提取和语谱图计算；

标记单元，用于根据提取的共振峰和计算的语谱图标记共振峰的关键帧；

参数设置单元，用于设置及调整声道形状参数；

模型生成单元，其包含声道形状模型的原型及结构，用于根据所述关键帧与所述声道形状参数绘制声道形状模型。

其中，进一步包括：输出单元，用于输出所述声道形状模型及其声道形状参数和共振峰。

其中，进一步包括：音频单元，用于向所述语音输入单元播放所述语音文件，或暂停和停止播放所述语音文件。

本发明还提出了一种基于实时声道形状修正的构音障碍多维测量方法，包括：

步骤一：通过所述语音输入单元输入语音文件；

步骤二：所述分析单元对所述语音文件进行清浊音类型判别，根据清浊音类型提取所述语音文件的共振峰，并根据所述清浊音类型计算所述语音文件的语谱图；

步骤三：所述标记单元根据所述共振峰与所述语谱图标记共振峰的关键帧；

步骤四：所述参数设置单元设置及调整声道形状参数；

步骤五：所述模型生成单元包含声道形状模型的原型及结构，在声道原型结构的基础上根据所述关键帧与所述声道形状参数，绘制声道形状模型。

其中，所述步骤二包括：

步骤A1：所述清浊音判别模块判断所述语音文件的清浊音类型；

步骤A2：所述共振峰提取模块根据所述清浊音类型提取所述语音文件的共振峰；

步骤A3：所述语谱图分析模块根据所述清浊音类型计算所述语音文件的语谱图。

其中，所述步骤A1进一步包括：对判别的所述清浊音类型进行修正。

其中，所述步骤A1中，所述清浊音类型根据预测误差能量与一阶反射系数判断，所述一阶反射系数如以下公式表示：