[发明专利]一种基于语音识别的声母构音障碍分析系统

权利要求书

1.一种基于语音识别的声母构音障碍分析系统，其特征在于，包括：采集模块、输入模块、评估模块、数据库模块、输出模块；其中，

所述采集模块用于调用数据库模块中的目标音测试词，对评估对象的语音进行一次或者多次采集；

所述输入模块用于将采集到的评估对象语音输入到所述评估模块中；

所述评估模块用于对采集到的语音进行处理和评估，得到语音评估结果；所述评估结果结合患者的月龄、目标音形成语音评估数据；

所述数据库模块用于储存数据表；所述数据库包括数据库声母信息表；

所述输出模块用于对评估模块生成的语音评估数据进行输出。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述语音评估数据的获得包括以下步骤：

步骤I、采集评估对象的语音；

步骤II、对所述采集获得的语音进行处理和评估，获得自闭症患者语音评估结果；

步骤III、根据所述语音评估结果，结合评估对象的月龄、目标音形成语音评估数据。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤I中，所述语音根据测试词表进行测试采集；所述测试词表根据《汉语拼音正词法基本规则》中的汉语拼音组合规则归纳整理获得。

4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，步骤A中，所述评估对象的语音采集通过如下步骤：

1)使用麦克风和ADC连接电脑，麦克风收集评估对象的语音；

2)ADC设备以每秒48000次的速率进行采样，每次采样经由多级放大器和比较器级联，通过模数转换电路，将语音的模拟信号采样为不同电压的电平信号，并经由3.5mm接口或者USB接口连接并传输至电脑，储存为声音文件等待分析。

5.如权利要求2所述的系统，其特征在于，步骤II中，所述对采集获得的语音的处理包括：

首先经由以下算法，对声音文件中的音频进行滤波：

系统的状态方程：x_k＝φ_k，k-1*x_k-1+Γ_k-1w_k-1，

系统的测量方程：Z_k＝H_k*x_k+v_k；

其中：w_k-1为过程白噪声；

x_k是k时刻的系统状态；

H_k是测量系统的参数；

φ_k，k-1是状态转移矩；

υ_k为测量噪声；

Γ为噪声驱动矩阵；

Z_k为系统测量方程的输出量；

以k-1时刻的最优估计x_k-1为基准，预测k时刻的状态变化量同时对该状态进行观测，得到观测变量Z_k，再以观测量对预测量进行修正，从而得到k时刻的最优状态估计x_k；

经过滤波后的音频为去除了环境噪音的人声音频，进一步对该音频进行分析；

对滤波后的人声音频进行分帧，将12000次采样0.25秒作为1帧，将整段音频进行切片；并在汉语语音库中寻找对应的组合，涉及的算法如下：

假设Q是所有可能的隐藏状态的集合，V是所有可能的观测状态的集合，即：

Q＝{q₁，q₂，...，q_N}，V＝{v₁，v₂，...v_M}；

其中，N是可能的隐藏状态数，M是所有的可能的观察状态数；

对于一个长度为T的序列，I为序列T对应的状态序列，O是序列T对应的观察序列，即：

I＝{i₁，i₂，...，i_T}，O＝{o₁，o₂，...o_T}；

其中，任意一个隐藏状态i_t∈Q，任意一个观察状态o_t∈V；

将汉语普通话每个文字的发音分解成多个帧的组合，在汉语语音库中，有着一个包含了每个文字的Q和V的序列集合；将输入的音频切片O与V进行对比查找，找到相对应的文字。