[發明專利]基頻可變式發聲方法及自適應可變基頻式電子人工喉

在審

• 申請號: 202011491449.4
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112641535A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 王立;馬英楠;高星
• 申請（專利權）人: 北京城市系統工程研究中心
• 主分類號: A61F2/20
• 分類號: A61F2/20;A61B5/389
• 代理公司: 杭州新源專利事務所(普通合伙) 33234
• 代理人: 鄭雙根

1.基頻可變式發聲方法，其特征在于，包括以下步驟：

①收集使用者的生理信號并進行分析，獲得該生理信號中的語速信息；

②根據語音的語速信息生成基礎正弦信號和語速相關正弦信號；

③將基礎正弦信號和語速相關正弦信號進行頻率調制，得到驅動信號；

④將驅動信號經放大后驅動微型電-力轉換系統工作，生成基頻變化的語音。

2.根據權利要求1所述的基頻可變式發聲方法，其特征在于：所述步驟①中的生理信號包括使用者的語音信號，通過語音分割算法計算語音信號中前后兩個音的間隔形成語速信息。

3.根據權利要求1所述的基頻可變式發聲方法，其特征在于：所述步驟①中的生理信號包括使用者兩頰肌肉的表面肌電信號，通過提取表面肌電信號的平均峰值間隔形成語速信息。

4.根據權利要求1所述的基頻可變式發聲方法，其特征在于：所述步驟②中語速相關正弦信號的頻率為語速的0.5倍，所述基礎正弦信號的頻率為60～80Hz。

5.根據權利要求1所述的基頻可變式發聲方法，其特征在于：所述步驟③中頻率調制方法具體是將基礎正弦信號和語速相關正弦信號相乘，生成驅動信號。

6.實現權利要求1至5中任一權利要求所述的基頻可變式發聲方法所用的自適應可變基頻式電子人工喉，其特征在于：

包括語音分析系統(1)，用于采集使用者的生理信號，并提取生理信號中的語速信息；

驅動系統(2)，用于分析語速信息中的語速變化，生成驅動信號，并將驅動信號放大后驅動微型電-力轉換系統；

微型電-力轉換系統(3)，用于將驅動信號轉化為機械振動，發出電子人工喉語音。

7.根據權利要求6所述的自適應可變基頻式電子人工喉，其特征在于：還包括電源模塊(4)和控制開關(5)。

8.根據權利要求6所述的自適應可變基頻式電子人工喉，其特征在于，所述語音分析系統(1)包括：

生理信號采集模塊(6)，用于采集使用者的生理信號，并將采集到的模擬信號轉換為數字信號并提供至信號處理模塊；

信號處理模塊(7)，用于提取生理信號中的語速信息。

9.根據權利要求8所述的自適應可變基頻式電子人工喉，其特征在于：所述生理信號采集模塊(6)包括麥克風和/或肌電采集電極。

10.根據權利要求6所述的自適應可變基頻式電子人工喉，其特征在于，所述驅動系統(2)包括：

單片機(8)，用于根據提取得到的語速信息生成變化的語速相關正弦信號和基礎正弦信號；

基頻生成模塊(9)，將語速相關正弦信號和基礎正弦信號進行頻率調制，合成驅動信號；

信號放大電路(10)，將驅動信號的功率放大后驅動微型電-力轉換系統正常工作。