[發明專利]具有語音轉換功能的電子人工喉系統及其語音轉換方法

有效

• 申請號: 201410377514.9
• 申請日: 2014-08-01
• 公開（公告）號: CN105310806B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 牛海軍;王立;李立峰;樊瑜波;李陽
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: A61F2/50
• 分類號: A61F2/50
• 代理公司: 北京金恒聯合知識產權代理事務所11324
• 代理人: 李強

技術領域

本發明屬于語音缺失患者的語音康復領域，并涉及一種具有語音轉換功能的電子人工喉人工喉及其語音轉換方法。

背景技術

語音是人類最重要、最有效、最常用和最方便的交換信息的形式，承擔著社會成員間溝通思想，傳達感情的任務，在推進人類文明的進程中發揮重要作用。但在現實生活中，由于疾病或意外事故等原因，許多患者不得不接受喉頭切除手術，喪失了語音功能，無法與外界進行溝通交流，這不僅大大降低患者的工作能力和生活質量，還會造成患者較大的心理壓力，甚至導致自閉、抑郁等心理疾病，給患病者帶來更大的痛苦。

電子人工喉是目前使用最為普遍的一種語音發聲康復輔具，是喉頭切除患者的普遍選擇，但由于其存在明顯的語音缺陷，振頻單一、語音機械、噪音較大，不適用于辦公室、圖書館、咖啡廳等較為安靜的場所，對使用者造成了極大的不便。如何改善電子人工喉系統的發聲效果，提高電子人工喉語音的語音質量，確保喉頭切除患者溝通順暢，是目前國際上一項亟待解決的難題，具有重要的研究價值和應用前景。目前，基于語音轉換技術的電子人工喉語音改進方法還處于探索起步階段，現有算法復雜，難以移植，尚停留在實驗階段。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種具有語音轉換功能的電子人工喉系統，解決電子人工喉語音頻率單一、語音機械、輻射噪聲大等問題。

為解決現有技術的上述技術問題，本發明提供了一種具有語音轉換功能的電子人工喉，包括電子人工喉，麥克風，語音轉換及放大系統。

電子人工喉可以是市場上傳統的電子人工喉，也可以是本申請人提交的“指壓式基頻調節電子人工喉”中國專利申請第200910090549.3號、“具有個人特征的聲門波模擬式電子人工喉”中國專利申請第200910089700.1號、“遙控開關型電子人工喉”中國專利申請第200910090588.3號、“氣壓式基頻調節電子人工喉”中國專利申請第200910090589.8號中公開的電子人工喉。

語音轉換及放大系統包括數模轉換模塊，語音轉換模塊，放大電路模塊及揚聲器模塊。其中，數模轉換模塊可將麥克風采集到的電子人工喉語音模擬信號轉化為數字信號；語音轉換模塊可將數字信號按照本發明的電子人工喉語音轉換方法進行語音轉換，并輸出轉換后的模擬語音信號；放大電路模塊可將轉換后的語音信號進行放大，并通過揚聲器播出，形成最終清晰可懂的語音。

另外，本發明提供一種具有語音轉換功能的電子人工喉語音轉換方法，包括如下步驟：

步驟一：使用麥克風采集電子人工喉使用者發出的電子喉語音，提取其中的基頻與發聲聲道參數；

步驟二：利用轉換規則對采集到語音的個性特征參數進行轉換；

步驟三：通過語音合成算法合成轉換后的基頻和發聲聲道參數，得到最終的轉換語音；

步驟四：將轉換后的語音通過揚聲器放出。

本發明的優點在于：

(1)本發明使用的語音轉換技術可以有效降低電子人工喉語音的輻射噪聲，特別是該方法可以改變電子喉語音的單一頻率，使其具有聲調變化，提高電子人工喉語音的可懂度。

(2)本發明的轉換算法是通過標準語料庫與電子喉使用人電子喉語音訓練得到，可以保留電子喉語音使用人的語音特征。

附圖說明

圖1為根據本發明的系統原理圖。

圖2為根據本發明的語音轉換及放大系統的配置圖。

圖3為根據本發明的一個實施例的一種具有語音轉換功能的電子人工喉佩戴部分示意圖。

圖4為根據本發明的一個實施例的一種具有語音轉換功能的電子人工喉整體使用效果示意圖。

圖5為本發明的一種具有語音轉換功能的電子人工喉語音轉換方法流程圖。

圖6為本發明的一種具有語音轉換功能的電子人工喉語音轉換方法訓練階段流程圖。

附圖標記：

1—電子人工喉2—麥克風 7—放大電路

8—揚聲器9—外殼 10—數據線

11—束帶 12—數字信號處理電路13—電池盒

具體實施方式

下面結合附圖詳細描述本發明的實施例。