[發(fā)明專利]一種基于壓縮感知的肝豆?fàn)詈俗冃匝哉Z障礙的分類方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910494055.5
• 申請日: 2019-06-08
• 公開（公告）號: CN110211566A
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬春;汪慶;杜煒;闞紅星
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽中醫(yī)藥大學(xué)
• 主分類號: G10L15/00
• 分類號: G10L15/00;G10L15/02;G10L15/04;G10L15/08;G10L19/02;G10L21/06;G16H50/20;G16H50/70
• 代理公司: 北京市眾天律師事務(wù)所 11478
• 代理人: 伏棟

1.一種基于壓縮感知的肝豆?fàn)詈俗冃匝哉Z障礙的分類方法，包括以下步驟：

提出合理的WD患者語音信號的預(yù)處理方法；

建立WD患者語音、圖像、視頻、病史及CT磁共振資料的數(shù)據(jù)庫；

獲取針對WD患者言語障礙的語音特征參數(shù)的特征屬性；

提出可行的語音分類識別算法，實現(xiàn)病情等級的劃分；

研發(fā)能夠滿足臨床實際應(yīng)用要求的基于壓縮感知的肝豆?fàn)詈俗冃匝哉Z障礙的分類系統(tǒng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于壓縮感知的肝豆?fàn)詈俗冃匝哉Z障礙的分類方法，其特征在于：所述WD患者語音信號的預(yù)處理方法，包括以下步驟：步驟1：聲音的輸入與濾波；步驟2、語音信號的壓縮感知；步驟3、端點檢測；步驟4、預(yù)加重；步驟5、加窗與分幀。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于壓縮感知的肝豆?fàn)詈俗冃匝哉Z障礙的分類方法，其特征在于：所述步驟1中濾波對語音信號添加帶通濾波器，所添加的帶通濾波器的上、下截止頻率分別為f_H＝20kHz，f_L＝60Hz。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于壓縮感知的肝豆?fàn)詈俗冃匝哉Z障礙的分類方法，其特征在于：所述步驟3中利用語音信號的自相關(guān)最大值和過門限率相結(jié)合的方式實現(xiàn)有效語音的端點檢測：假設(shè)語音信號加窗后的時域表達式為x(m)，其中，第n幀信號表達式為x_n(m)，幀長為N，則該語音信號的短時自相關(guān)函數(shù)為：

其中，0≤k≤K，K是最大的延遲點數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于壓縮感知的肝豆?fàn)詈俗冃匝哉Z障礙的分類方法，其特征在于：所述步驟4目的在于增加高頻分量的能量，有效提高信噪比，以便在對信號進行頻譜分析和聲道參數(shù)計算時可以使用統(tǒng)一的信噪比，減小計算難度。釆用一階數(shù)字濾波器組成能夠以6dB/倍頻程提髙信號高頻分量的預(yù)加重數(shù)字濾波器：

H(z)＝1-μz^-1 (3)

其中，系統(tǒng)函數(shù)H(z)是z^-1的多項式，它的極點在Z平面的原點上，其中μ為預(yù)加重系數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于壓縮感知的肝豆?fàn)詈俗冃匝哉Z障礙的分類方法，其特征在于：所述步驟5中窗函數(shù)是用來從連續(xù)語音中抽取“語音幀”的工具，記作ω(n)；窗函數(shù)的特性就是將需要處理區(qū)域之外的語音段全部置零，即對語音信號“分幀”。分幀的方法有兩種：連續(xù)分幀和交疊分幀，交疊分幀是普遍釆用的分幀方法；加窗的語音信號表達式為:

s_ω(n)＝s(n)gω(n) (4)

ω(n)為窗函數(shù)，s(n)為原始語音信號。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任何一項所述的基于壓縮感知的肝豆?fàn)詈俗冃匝哉Z障礙的分類方法，其特征在于：所述WD患者言語障礙的語音特征參數(shù)為短時能量、Mel倒譜系數(shù)(MFCC)和WD患者語音非線性特征參數(shù)。

8.一種基于壓縮感知的肝豆?fàn)詈俗冃匝哉Z障礙的分類方法，包括以下步驟：

對不同病癥導(dǎo)致的言語障礙患者語音進行采集，建立分類別的語音數(shù)據(jù)庫；

以詞語為對象的實驗詞表的制定；

通過計算機等設(shè)備對患者的構(gòu)音功能從內(nèi)容、聲調(diào)以及障礙類型三方面進行自動評價；

在Speech SDK識別引擎的基礎(chǔ)上，結(jié)合自行構(gòu)建的識別引擎，開發(fā)構(gòu)音障礙自動評估可行性分析系統(tǒng)；

基于前期采樣樣本量小的特點，采用隱馬爾科夫模型的語音識別算法，從整體平均的角度來實現(xiàn)最優(yōu)的識別過程；

通過對不同性別、不同年齡階段語音頻譜信號特征參數(shù)的提取，討論基音周期、頻率、短時頻譜、短時能量、短時平均幅度在不同病癥上參數(shù)數(shù)據(jù)的不同，再通過聲樣的基頻、頻率微擾商、振幅微擾商等指標(biāo)來分析討論各種神經(jīng)系統(tǒng)疾病言語障礙之間的區(qū)別；

通過韻律結(jié)構(gòu)(詞長、詞形和聲調(diào))、音素和語音特征(音節(jié)、聲調(diào)、輔音、元音、詞位等)等分區(qū)域討論不同類型患者言語障礙的異同點，建立區(qū)域方言的語音庫，了解方言與普通話的差異；

將言語障礙患者測試信息保留入庫，通過一段時間的治療后，再次檢測與之對比，分析病情發(fā)展情況。