[發(fā)明專利]基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)優(yōu)選聲學(xué)參數(shù)評(píng)估兒童構(gòu)音障礙的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911087285.6
• 申請(qǐng)日: 2019-11-08
• 公開（公告）號(hào): CN110808072A
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 牟志偉;陳亮;溫曉宇;江晨銀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州科慧健遠(yuǎn)醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號(hào): G10L25/66
• 分類號(hào): G10L25/66;G10L25/51;G10L25/03;A61B5/00
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

1.基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)優(yōu)選聲學(xué)參數(shù)評(píng)估兒童構(gòu)音障礙的方法，其特征在于，包括下述步驟：

收集構(gòu)音障礙的兒童及正常兒童的語音樣本；

將語音樣本使用軟件剪切存檔，82個(gè)語音采集點(diǎn)按三個(gè)程度進(jìn)行隨機(jī)化聽懂度判斷；

提取共振峰、基頻、時(shí)長(zhǎng)、VOT相關(guān)的聲學(xué)特征參數(shù)，以此計(jì)算出6個(gè)單元音F1和F2、F2斜率、基頻中點(diǎn)、元音F0均值、中點(diǎn)值、時(shí)長(zhǎng)、VOT、VSA、VAI、FCR；3個(gè)角元音的基頻微擾、振幅微擾、NNE；聽懂度，分別用V1，V2，...,V40表示；

將每種類型的兒童構(gòu)音障礙的結(jié)局設(shè)置為二分類變量,結(jié)果1表示為該種構(gòu)音障礙，0表示不是，影響某種構(gòu)音障礙結(jié)局的因素包括因變量(V1，V2，...,V40)，設(shè)定為篩選變量，在MATLAB工具箱調(diào)用LASSO回歸函數(shù)，首先擬合廣義線性模型，然后進(jìn)行變量篩選，通過LASSO分析可以得到，影響某種構(gòu)音障礙結(jié)局的因素包括因篩選變量中的哪幾個(gè)，并探討這些影響因素所占權(quán)重，在篩選過程中要防止過度擬合，最后綜合分析可以用于不同兒童構(gòu)音障礙評(píng)估的綜合權(quán)重因變量也就是對(duì)普通話兒童構(gòu)音障礙評(píng)估具有重要意義的權(quán)重聲學(xué)特征參數(shù)；

根據(jù)得到的權(quán)重聲學(xué)特征參數(shù)對(duì)兒童構(gòu)音障礙進(jìn)行評(píng)估。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)優(yōu)選聲學(xué)參數(shù)評(píng)估兒童構(gòu)音障礙的方法，其特征在于，所述語音樣本通過下述方式獲取：

采用適合數(shù)字化語音分析要求的采集表《漢語普通話構(gòu)音障礙評(píng)估詞表》，采用該詞表收集健康兒童和構(gòu)音障礙兒童的語音樣本，制定采樣規(guī)范，通過專業(yè)錄音設(shè)備在≤20dB HL語音評(píng)估室進(jìn)行語音采集。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)優(yōu)選聲學(xué)參數(shù)評(píng)估兒童構(gòu)音障礙的方法，其特征在于，使用Cool Edit Pro2.1語音分析軟件剪切語音文件，將每個(gè)被試兒童的連續(xù)的語音按需要剪輯成單音節(jié)，82個(gè)語音采集點(diǎn)收集的數(shù)據(jù)集分為元音、輔音、聲調(diào)等音素，其中涉及單元音38個(gè)，輔音23個(gè)，復(fù)合元音21個(gè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)優(yōu)選聲學(xué)參數(shù)評(píng)估兒童構(gòu)音障礙的方法，其特征在于，還包括對(duì)聲學(xué)特征進(jìn)行預(yù)處理，提取以下聲學(xué)參數(shù)：

①單元音：F1(6種)、F2(6種)、VSA、VAI、FCR；

②輔音：VOT；

③韻律：F0中點(diǎn)、F0均值、基頻微擾、振幅微擾、標(biāo)準(zhǔn)化聲門噪聲能量、時(shí)長(zhǎng)；

④總體聽懂度，發(fā)現(xiàn)以上聲學(xué)特征參數(shù)在構(gòu)音障礙識(shí)別和嚴(yán)重程度判斷中的貢獻(xiàn)作用，以及權(quán)重；

F1、F2提取：通過快速傅里葉變換確定周期性信號(hào)的基頻，Pr_aat軟件提取每個(gè)音頻樣本6個(gè)單元音的F1和F2同時(shí)出現(xiàn)和F2消失的中點(diǎn)值，即V1＝(F1/a/)，V7＝(F2/a/)，V2＝(F1/i/)，V8＝(F2/i/)，V3＝(F1/u/)，V9＝(F2/u/)；

VSA：元音/a/的F1和F2是V1，V7，元音/i/的F1和F2是V2，V8，元音/u/的F1和F2是V3，V9，分別代入下列公式得到VSA，即V13；

p＝(a+b+c)/2

VAI＝(F2/i/+F1/a/)/(F1/i/+F1/u/+F2/u/+F2/a)

VAI：V1，V7，V2，V8，V3，V9，分別代入下列計(jì)算公式得到VAI，即V14；

FCR：V1(F1/a/)，V7(F2/a/)，V2(F1/i/)，V8(F2/i/)，V3(F1/u/)，V9(F2/u/)，分別代入下列計(jì)算公式得到FCR，即V15；

FCR＝(F2/u/+F2/a/+F1/i/+F1/u/)/(F2/i/+F1/a)

VOT：用Praat軟件標(biāo)注并記錄/pa，ta，ka/的VOT，即V16，V17，V18；

F0：通過自相關(guān)法，使用Praat軟件提取/a，i，u/的F0軌跡，并取其中點(diǎn)值，即為V19，V20，V21；F0均值V22，V23，V24；基頻微擾V25，V26，V27；振幅微擾V28，V29，V30；標(biāo)準(zhǔn)化聲門噪聲能量V31，V32，V33；

時(shí)長(zhǎng)：用Praat軟件標(biāo)注并記錄/a，i，u，o，e，y/的時(shí)長(zhǎng)，即V34，V35，V36，V37，V38，V39。