[發明專利]構音障礙識別的方法、系統和裝置

有效

• 申請號: 201310713782.9
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN103705218A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 張丹;燕楠;王嵐;王知踐
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 吳平

技術領域

本發明涉及語音輔助工具領域，特別是涉及一種構音障礙識別的方法、裝置和系統。

背景技術

隨著社會發展，人與人之間的語言交流在社會生活各個方面的作用越來越重要，因此語言交流過程中的諸多問題也日益受到重視。其中，構音障礙是最常見的語言障礙，嚴重影響患者日常的交流和正常的心理發育。實踐證明對構音障礙的患者進行語言訓練效果較好，而語音訓練的關鍵是對患者進行準確地評價，因此找出患者和正常人的發音區別和特點并進行準確有效的評價有著非常重要的意義。

目前，對構音障礙進行檢測與評估的方法主要是從語音中提取共振峰數值，利用共振峰數值代替舌部運動數據來計算聲學參數，并根據得到的聲學參數評估構音障礙。其中第一共振峰F1用于表示舌部的上下運動，第二共振峰F2用于表示舌部的前后運動。

然而，聲學參數評估的缺點主要是共振峰能否完全替代患者說話時的舌部真實運動數據尚未可知，因此，根據共振峰計算出來的聲學參數去檢測評估構音障礙的準確性不高。

發明內容

基于此，有必要提供一種準確度高的構音障礙識別的方法。

一種構音障礙識別的方法，包括：

獲取樣本數據，對所述樣本數據進行校準去噪，所述樣本數據包括語音數據和器官運動數據，所述器官運動數據包括舌部運動數據和唇部運動數據；

提取所述語音數據的共振峰值，根據所述共振峰值計算所述語音數據的樣本聲學參數；

根據所述器官運動數據計算舌唇偏移位移；

根據所述舌唇偏移位移計算與所述器官運動數據對應的樣本運動學參數；

對所述共振峰值和所述舌唇偏移位移進行相關性計算，判斷所述共振峰值和所述舌唇偏移位移是否相關，若是，則對所述樣本聲學參數和所述樣本運動學參數進行多元回歸計算，得到回歸方程；

獲取采集數據，根據所述回歸方程計算與所述采集數據的語音數據對應的目標運動學參數；

根據所述樣本運動學參數和所述目標運動學參數，對所述采集數據進行識別并分類。

在其中一個實施例中，所述獲取樣本數據的步驟為：通過電磁發音記錄儀采集獲取樣本數據。

在其中一個實施例中，所述根據所述器官運動數據計算舌唇偏移位移的步驟包括：

獲取所述語音數據的發音數據段和靜音數據段；

在所述器官運動數據中分別獲取與所述語音數據的發音數據段和靜音數據段對應的子發音數據段和子靜音數據段；

選取所述器官運動數據的子靜音數據段中運動軌跡最平穩的數據段，在所述數據段中設定窗口，計算所述窗口中坐標值的方差，選取所述方差最小的窗口作為目標窗口，提取所述目標窗口中坐標值的平均值作為靜態幀；

在所述器官運動數據的子發音數據段中提取關鍵幀，所述關鍵幀為與所述靜態幀的坐標值的舌唇偏移位移最大時的動態幀；

獲取基準發音坐標系，根據所述基準發音坐標系對所述靜態幀和所述動態幀分別進行歸一化，得到標準靜態幀和標準動態幀；

計算所述標準動態幀的坐標值與所述標準靜態幀的坐標值的差值，根據所述差值得到與所述器官運動數據對應的舌唇偏移位移。

在其中一個實施例中，所述對所述樣本聲學參數和所述樣本運動學參數進行多元回歸分析的步驟包括采用最小二乘法對所述樣本聲學參數和所述樣本運動學參數進行多元回歸計算。

在其中一個實施例中，所述獲取樣本數據的步驟之后還包括：

獲取所述樣本數據的舌部運動數據的坐標差值和所述坐標差值對應的時間間隔，計算舌部速度閾值和舌部加速度閾值。

在其中一個實施例中，所述獲取采集數據的步驟之后還包括：

獲取所述采集數據的舌部運動數據的坐標差值和所述坐標差值對應的時間間隔，計算目標舌部速度數據和目標舌部加速度數據；

根據所述舌部速度閾值、舌部加速度閾值和所述目標舌部速度數據、目標舌部加速度數據，對所述采集數據進行識別并分類。

一種構音障礙識別的裝置，包括：

樣本數據獲取模塊，用于獲取樣本數據，對所述樣本數據進行校準去噪，所述樣本數據包括語音數據和器官運動數據，所述器官運動數據包括舌部運動數據和唇部運動數據；

樣本聲學參數計算模塊，用于提取所述語音數據的共振峰值，根據所述共振峰值計算所述語音數據的樣本聲學參數；

偏移位移計算模塊，用于根據所述器官運動數據計算舌唇偏移位移；

樣本運動學參數計算模塊，用于根據所述舌唇偏移位移計算與所述器官運動數據對應的樣本運動學參數；