[发明专利]使用滚轮调节发声基频的电子人工喉系统及其基频调节方法

说明书

本发明提出一种使用滚轮调节发声基频的电子人工喉系统及其基频调节方法。使用者操作滚轮时，滚轮控制系统利用编码器将滚轮的转动角度转化为编码信号；信号处理系统将编码信号解码，并根据编码转换算法生成基频控制信号，控制微型电‑力转换系统振动，产生基频变化的电子人工喉语音。该方法可以改变电子喉语音的单一频率，使其具有声调变化，提高电子人工喉语音的可懂度。

技术领域

本发明属于语音缺失患者的语音康复领域，并涉及使用滚轮调节发声基频的电子人工喉系统及其基频调节方法。

背景技术

语音是人类最重要的信息交互方式之一，是人类语言的第一属性，语言依靠语音实现其社会功能，人类通过语音传达感情，沟通思想，语音对人类文明的发展起到了重要的推动作用。但是，由于疾病、事故等原因，许多患者不得不接受喉头切除手术。手术后患者的声带随喉部的切除而切除，使患者失去了语音的功能，无法与外界顺利交流，这不仅大大降低了患者的生活质量，也给患者造成了较大的心理压力，甚至导致自闭、抑郁等心理疾病，给患病者带来更大的痛苦。

电子人工喉是目前使用最为普遍的一种语音发声康复辅具，是喉头切除患者的普遍选择，但由于其存在明显的语音缺陷，如频率单一、语音机械、辐射噪音大等，对患者的使用与日常交流产生了较大的影响。特别是电子喉语音的基频单一，没有变化，这常常会导致患者的语义无法通过语调准确的表达。特别是对于使用声调语音的汉语普通话，无法用电子喉准确的描述声调给患者的日常交流带来了很大的不便，也限制了电子人工喉的使用。如何使电子人工喉的发声基频产生高低变化，具有重要的研究价值和应用前景，也是目前电子人工喉语音改善方面的研究热点。目前，使用压力、肌电信号、瘘口气压气流等生理信号的电子人工喉语音基频改进方法不断被提出，但是这些方法都有实现困难，装置复杂，训练难度大，基频改善不完整等缺陷，很多研究尚停留在实验阶段。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种使用滚轮调节发声基频的电子人工喉基频调节方法，解决电子人工喉语音基频单一的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种使用滚轮调节发声基频的电子人工喉系统，包括微型电-力转换系统，滚轮控制系统，信号处理系统和电源模块。

其中，微型电-力转换系统的设计可参考本发明人已授权的发明专利：指压式基频调节电子人工喉(专利号：200910090549.3)。需要指出的是，本申请旨在保护使用滚轮调节发声基频的装置及使用滚轮的电子人工喉语音基频调节方法。

滚轮控制系统包括滚轮，编码器，以及相应的匹配电路。其中，滚轮可用手指操作，起到开关和基频控制的作用；编码器可以将滚轮的转动角度信息转化为电信号；匹配电路可以将电信号转化为编码信号，供信号处理系统读取。

信号处理系统包括信号调理电路，单片机和基频控制电路。其中，信号调理电路可以将滚轮控制系统提供的编码信号解码，转化为数字信号；单片机根据编码转换算法将数字信号转化为基频控制信号，并将基频控制信号提供给基频控制电路，基频控制电路可以将单片机提供的基频控制信号放大，并驱动微型电-力转换系统振动，从而发出基频变化的电子人工喉语音。

根据本发明的一个方面，提供了一种使用滚轮调节发声基频的电子人工喉系统，其特征在于包括：

微型电-力转换系统，用于将基频控制信号转化为机械振动，发出基频变化的电子人工喉语音，

滚轮控制系统，用于将滚轮滚动信息转化为编码信号，

信号处理系统，用于将编码信号解码，并把编码信号转换为基频控制信号，

电源模块，为微型电-力转换系统、滚轮控制系统和信号处理系统提供电力。

根据本发明的另一个方面，提供了基于上述电子人工喉系统的电子人工喉基频调节方法，其特征在于包括如下步骤：

A)将滚轮的转动角度信息转化为电信号；