[发明专利]使用触摸板控制的有声调电子人工喉及声调调节方法

说明书

本发明提出使用一种触摸板调节电子人工喉发声声调的装置及声调调节方法。使用者根据汉语声调变化规律在触摸板上滑动手指，触摸板控制系统将手指触摸位置转化为位置信号；信号处理系统根据位置信号生成基频控制信号，驱动微型电‑力转换系统振动，产生具有声调的电子人工喉语音。该方法可解决电子人工喉语音无法发出汉语声调的问题，促进了电子人工喉在使用汉语人群当中的应用。

技术领域

本发明属于语音缺失患者的语音康复领域，并涉及一种使用触摸板控制的有声调电子人工喉及声调调节方法。

背景技术

语音是人类最重要、最方便、最基本的交流手段，是人类语言的第一属性，语言依靠语音实现其社会功能，人类通过语音传达感情，沟通思想，语音对人类文明的发展起到了重要的推动作用。但是由于发声器官病变、外伤事故等原因，很多患者被迫接受了喉头切除术，手术在移除喉部的同时也将声带一同切除，使患者无法发声，失去了言语功能。这不仅严重降低了患者的生活质量，也给患者带来了巨大的心理压力，使其自闭、抑郁，无法重返社会。语音的缺失给患者和周围的人都带来了巨大的痛苦。

电子人工喉是一种利用外部声源代替原有声带使患者恢复发声功能的康复辅具，具有使用简便，发声洪亮，维护方便等优点，已经成为目前使用最为普遍的一种语音发声康复辅具，是喉头切除患者的首选。但是，其最大缺陷是只能发出基频单一的语音，基频缺乏变化的语音机械化、难以被听者接受，可懂度也较低。由于汉语是一种声调语言，四个声调(阴平、阳平、上声、去声)在语音交流中起着无可替代的作用，而基频是构成声调的基本要素，缺乏基频变化的电子喉无法发出除阴平以外的其他声调，对国内患者使用电子人工喉造成了巨大的阻碍，限制了电子人工喉的使用。如何使电子人工喉的发声基频产生高低变化，具有重要的研究价值和应用前景，也是目前电子人工喉语音改善方面的研究热点。目前，使用压力、肌电信号、瘘口气压气流等生理信号的电子人工喉语音基频改进方法不断被提出，但是这些方法都有实现困难，装置复杂，训练难度大，基频改善不完整等缺陷。

本发明人在专利“指压式基频调节电子人工喉”(专利号：ZL200910090549.3)中提出了一种使用压力传感器采集手指压力信号的电子人工喉基频调节方法，该方法可实现电子人工喉发声基频的改变。但该方法只能在手指压下时提高发声基频，无法实现基频由高到低的变化，进而无法模拟汉语声调发声。本发明人进一步在专利“使用滚轮调节发声基频的电子人工喉系统及其基频调节方法”(公开号：CN201610270925.7)提出了一种改进的基频调节方法，通过使用滚轮的上下滚动以实现电子喉语音基频的高低变化，按压滚轮作为发声的开关信号。该方法一定程度上弥补了指压式基频调节电子人工喉发声基频无法降低的缺陷。但是该发明的不足在于每次发声时发声基频都从同一个基频值开始变化，汉语声调每个声调的基频起始点并不相同，导致该电子人工喉发明在汉语声调发声当中的应用受到了限制。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种能够使用触摸板调节电子人工喉发声声调的装置及声调调节方法，解决电子人工喉语音无法发出汉语声调的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种使用触摸板控制的有声调电子人工喉，包括电源模块，触摸板控制系统，信号处理系统和微型电-力转换系统。

其中，微型电-力转换系统的设计可参考本发明人已授权的发明专利：指压式基频调节电子人工喉(专利号：ZL200910090549.3)。需要指出的是，本发明旨在保护使用触摸板控制电子人工喉发声声调的装置及使用触摸板控制电子人工喉发声声调的方法，系统中使用的微型电-力转换系统并不在权利要求当中。

进一步的，触摸板控制系统包括绝缘外壳、电容触摸板和触摸位置检测电路。其中，绝缘外壳覆盖在电容触摸板上，用于手指接触及提示手指触摸位置，同时可隔离手指与电容触摸板；电容触摸板上的多个金属触点可与触摸的手指组成变化的电容；触摸位置检测电路可检测电容触摸板上不同金属触点的电容值变化并计算得到触摸位置，同时将位置信号发送给信号处理系统读取。