[发明专利]一种腭裂语音声韵母自动切分方法及系统

说明书

本发明公开了一种腭裂语音声韵母自动切分方法及系统，涉及语音信号处理技术领域，尤其是一种腭裂语音声韵母自动切分技术。本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中尚无针对腭裂语音的声韵母切分方法这一缺陷，提供一种针对腭裂语音的声韵母自动切分算法。本发明技术要点包括：对包含声母的音节进行以下处理步骤：准浊音声母及准清音声母判别步骤，用于判别所述音节为包含准浊音声母的音节还是包含准清音声母的音节；对包含准浊音声母的音节进行声韵母切分步骤；以及对包含准清音声母的音节进行声韵母切分步骤。

技术领域

本发明涉及语音信号处理技术领域，尤其是一种腭裂语音声韵母自动切分技术。

背景技术

唇腭裂是最常见的先天性颅颌面畸形。其中，语音语言功能障碍是腭裂最大的影响。语音评估是腭裂序列治疗中的重要环节。对腭裂语音计算机自动评估算法的实现具有重要临床意义。

构音障碍为腭裂语音特有的表现形式构音障碍是由于患者发音方法不正确而产生，其表现形式包括辅音省略(音节中辅音被省去，只剩下元音的现象)、辅音替代(某一音节的辅音部分被另外一个辅音所替换，从而变成不同的音节)和代偿性发音(即在口腔后部位置-咽部、喉部声门等位置进行的构音行为)。腭裂构音障碍发生于普通话音节中的声母部分。对腭裂语音的声韵母切分，是腭裂语音构音障碍研究的重要环节。

当前的研究中，有实现对普通话声韵母的自动切分，但是这些研究是针对正常人群的普通话声韵母切分算法。目前，针对病理性语音的声韵母切分算法研究较少。腭裂语音具有独特的表现形式，其共鸣障碍与构音障碍的存在改变了其部分声学特性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种针对腭裂语音的声韵母自动切分算法。

本发明采用的技术方案如下：一种腭裂语音声韵母自动切分算法，对包含声母的音节进行以下处理步骤：

准清音声母及准浊音声母判别步骤，用于判别所述音节为包含准清音声母的音节还是包含准浊音声母的音节；

对包含准清音声母的音节进行声韵母切分步骤；

以及对包含准浊音声母的音节进行声韵母切分步骤。

进一步，所述准清音声母及准浊音声母判别步骤进一步包括：

对音节语音信号进行分帧，帧长为20ms，帧移为三分之一帧长；

计算前5帧语音信号的短时过零率；

若所述5帧语音信号中有任一帧的短时过零率超过50，则将该音节判别为包含准清音声母的音节；否则判断为包含准浊音声母的音节。

对包含准清音声母的音节进行声韵母切分步骤进一步包括：

步骤Z1：对于所述音节语音信号进行小波变换与短时能量幅值计算得到声韵母切分粗定位点；

步骤Z2：在所述音节语音信号中截取包含声韵母切分粗定位点的一段语音信号，对截取的语音信号进行短时过零率计算，得到声韵母切分精确定位点。

对包含准浊音声母的音节进行声韵母切分步骤进一步包括：

步骤Q1：对所述音节语音信号进行带通滤波；

步骤Q2：对滤波后的音节语音信号进行短时自相关函数计算，得到声韵母切分粗定位点；

步骤Q3：在所述滤波后的音节语音信号中截取包含声韵母切分粗定位点的一段语音信号，进行语音信号时域波形的差异分析，得到声韵母切分精确定位点。

所述步骤Z1进步一包括：