[發明專利]口內微音器型電子人工喉

有效

• 申請號: 201410394951.1
• 申請日: 2014-08-12
• 公開（公告）號: CN105326580B
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 牛海軍;王立;李立峰;樊瑜波
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: A61F2/20
• 分類號: A61F2/20
• 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

1.一種口內微音器型電子人工喉，其特征在于包括：

口內聲音產生系統(101)，用于在使用者口內產生微弱的聲音；

波形產生系統(102)，用于存儲具有個人特征的聲門波、產生聲門波形和在聲門波形中添加頻率/幅度擾動；

語音采集系統(103)，用于采集使用者口內產生的微弱語音；

語音處理與放大系統(104)，將語音采集系統(103)采集的微弱語音的模擬信號轉化為數字信號。

2.根據權利要求1所述的口內微音器型電子人工喉，其特征在于波形產生系統(102)包括：

用于存儲具有個人特征的聲門波的存儲器(201)；

計算與控制系統(202)，用于讀取存儲器(201)中存儲的具有個人特征的聲門波形，在聲門波形中添加頻率擾動和幅度擾動，并以數字信號的形式輸出給D/A轉換模塊(203)；

D/A轉換模塊(203)，將來自計算與控制系統(202)的數字信號形式的聲門波轉換為模擬信號并傳輸給口內微音器(2)。

3.根據權利要求2所述的口內微音器型電子人工喉，其特征在于：

口內聲音產生系統(101)包括一個產生微弱基音的口內微音器(2)和一個將口內微音器(2)固定在口內的牙套(1)，

波形產生系統(102)基于一個單片機開發，用單片機自帶存儲器作為所述存儲器(201)。

4.根據權利要求3所述的口內微音器型電子人工喉，其特征在于語音采集系統(103)包括佩戴式話筒(10)。

5.根據權利要求4所述的口內微音器型電子人工喉，其特征在于語音處理與放大系統(104)包括：

用于通過話筒(10)采集使用者發出的微弱語音模擬信號的采集模塊(301)，將所述微弱語音模擬信號轉化為數字信號，

語音轉換模塊(302)，用于對采集的微弱語音信號進行語音轉換，去除噪聲，調整基頻，并將轉換后的語音以模擬信號的形式提供給放大模塊(303),

放大模塊(303)，用于將來自語音轉換模塊(302)的所述模擬信號進行放大后通過喇叭(9)播出，形成最終清晰的語音。

6.根據權利要求5所述的口內微音器型電子人工喉，其特征在于

語音處理與放大系統(104)與波形產生系統(102)一同集成在所述單片機中，

采集模塊(301)用所述單片機的模數采集功能實現。

7.根據權利要求5所述的口內微音器型電子人工喉，其特征在于

口內微音器(2)通過定制牙套(1)被佩戴固定在使用者的選定牙齒上，

單片機(6)產生的驅動信號通過多芯導線(3)被傳輸給口內微音器(2)，使口內微音器(2)發聲產生聲門波，聲門波在經過舌、鼻腔、口腔等器官的調制后，由話筒(10)采集，采集的信號經多芯導線(3)傳輸回單片機(6)進行語音轉換。

8.根據權利要求7所述的口內微音器型電子人工喉，其特征在于進一步包括：

外殼(4)，

束帶(5)，用于將外殼(4)通過束帶5佩戴于使用者接近口唇的脖頸處，

電池盒(7)，用于容放給所述口內微音器型電子人工喉供電的電池，

所述喇叭(9)。

9.根據權利要求5所述的口內微音器型電子人工喉，其特征在于：

語音轉換模塊(302)提取微弱語音信號中的基頻與發聲聲道參數，利用訓練得到的聲道譜和基頻轉換函數對基頻和聲道參數進行轉換；然后通過STRAIGHT合成模型合成轉換后的頻譜參數和基頻，即可獲得最終的轉換語音，

將來自語音轉換模塊(302)的所述模擬信號進行放大后通過喇叭(9)播出，形成最終清晰的語音,

其中，所述訓練在裝載了相關應用的計算機上完成，在所述訓練中：

首先基于STRAIGHT分析模型分別提取源和目標語音發聲聲道參數，包括0到24階梅爾倒譜系數的譜參數和基頻軌跡；

其次通過動態時間對齊技術對特征參數序列進行時間對齊，求出聯合特征矢量；

然后，基于混合高斯模型對聯合特征矢量進行建模，得到相應的聲道譜和基頻轉換函數。