[发明专利]一种声乐呼吸训练仪

权利要求书

1.一种声乐呼吸训练仪，其特征在于，包括：壳体，进气管、出气管、气流流速传感器、处理器、存储模块，显示模块以及显示屏，所述气流流速传感器、处理器、存储模块，显示模块集成在所述壳体内，所述进气管设置在所述壳体的顶面，且所述进气管穿过所述壳体的顶面与所述气流流速传感器的进气端连接，所述气流流速传感器的出气端连接所述出气管，所述出气管一端位于所述壳体内，所述出气管另一端位于所述壳体外，所述气流流速传感器、存储模块、显示模块分别与所述处理器连接，所述显示屏连接显示模块；

所述气流流速传感器用于检测气流流速信号，并将检测到的气流流速信号转换成气流流速数据，并向所述处理器发送收集指令，当所述处理器接收到收集指令时，获取气流流速数据x(n)；其中，n大于等于1且小于等于N，其中N为气流流速传感器采集到的气流流速数据的点数；所述处理器采用特征向量提取方法从气流流速数据x(n)中提取出均值特征向量并采用如下公式(1)计算均值特征向量与标准特征向量的相关系数corr；

其中，公式(1)中，i＝1…N_T，conj(.)表示求复共轭，|·|表示求模，且为归一化均值特征参数，B_i为标准参数；

所述处理器基于所述corr求得corr的相角theta；并根据theta值输出评估结果；

所述显示模块，根据所述评估结果输出不同的文本信息，并将所述文本信息显示在显示屏上；所述存储模块，用于存储标准特征向量

所述处理器用于执行特征向量提取方法的具体步骤：

S1、将所述气流流速数据{x(n),1≤n≤N}分为K个气流流速短帧x_m(h)；其中，m＝1，···K且K＝N/Ns；x_m(h)＝x[(m-1)·N_S+h]，1≤h≤N_S；

S2、分别对K个气流流速短帧x_m(h)一一进行Ns点的DFT变换，得到K个复频域数据X_m(k)，其中，1≤k≤N_S，且j²＝-1；

S3、对K个复频域数据X_m(k)一一采用特征滤波函数组{H_i(k),1≤k≤N_s；i＝1,···N_T}进行滤波，得到K组样值，且每一组样值具有N_T个特征参数C_i(m),i＝1,…N_T；

S4、对所述C_i(m),i＝1,···N_T进行归一化处理输出N_T个归一化特征参数

其中，且|C_i(m)|是由C_i(m)求模得到；

S5、将所述N_T个归一化特征参数形成特征向量其中，m＝1，···K；

S6、对K个特征向量求均值得到均值特征向量

其中，且为归一化均值特征参数，i＝1…N_T。

2.如权利要求1所述的声乐呼吸训练仪，其特征在于，所述处理器用于采用提取公式提取特征参数；其中，i＝1,…N_T。

3.如权利要求1所述的声乐呼吸训练仪，其特征在于，所述处理器用于根据求相角公式求取所述theta；其中，R为corr的实部，I为corr的虚部。

4.如权利要求1所述的声乐呼吸训练仪，其特征在于，所述处理器用于根据theta值输出评估结果包括：

当-30°≤theta≤30°时，所述处理器向所述显示模块发送输出“训练结果与标准非常接近”的文本信息；

当-90°≤theta-30°或30°theta≤90°时，所述处理器向所述显示模块发送输出“训练结果与标准基本接近”的文本信息；

当-180°theta-90°或90°theta180°时，所述处理器向所述显示模块发送输出“训练结果与标准相差较大”的文本信息。