[发明专利]脑瘫康复机器人语音语义训练系统及方法

权利要求书

1.一种脑瘫康复机器人语音语义训练方法，其特征在于：

语音识别初始化步骤：预编辑患儿发音训练关键词，关键词包括单字以及短句，动态编辑的识别关键词语列表，根据患儿发音的语音不连贯以及发音不标准的情况，输入该患儿应训练的发音关键单词及词语，等待信号的传输；

采集信息步骤：收集到的信息以字符串的形式传输到芯片上，对输入语音采用频谱分析系统进行预处理，经过特征提取，将短周期称为帧，由帧单元组成特征提取的语音识别系统输入；

信息匹配步骤：片内寄存器相匹配，通过设置片内的寄存器，语音芯片开始把内置的关键词列表和所收集到的信号进行匹配，送到语音识别模块中，与预写关键字及其对应的匹配列表相比较，以获得最佳的效果；把得到的序号传递给单片机，此时模块把信号通过串口送给单片机。

2.根据权利要求1所述的脑瘫康复机器人语音语义训练方法，其特征在于：信息匹配步骤中，按照如下步骤进行：

步骤一，通过预设产生产生初始字符串,设定参数，确定搜索空间的范围；

步骤二，对产生的字符串进行邻域内的相近操作，即与字符串相近发音的字符串，得到相近字符串zf(i0)；

步骤三，对以相近似字符串为中心字符串，相连k的字符区域，zf(i0+k)进行加权，再计算相近似字符串周围两侧字符的近似度值A_ff和距离值C_V；其中，θ为相近字符串的方向，表示以距离为k的字符串区域，Q(k)为该区域点的字符串地址；

步骤四，找出最佳字符串max(A_ff)并进行相近字符选择操作；

步骤五，针对计算得到的距离值C_V，找出在给定的域值T_n范围内，存在多少相近字符串，T_n取值为5，img(i0)为该域值范围内的字符串的地址，执行相近字符选择操作；经过步骤四和步骤五得到新的字符串Ab，新一串字符串为b＞1以后产生的各列字符串；

步骤六，在各列字符串中对其邻域内存在新字符串和本身满足近似度值和域值T_n范围内的字符串进行相近字符选择操作，去除不满足条件的各列字符串，在下一步中将不再进行操作；

步骤七，把Ab中得到的新的字符串，重复步骤三至步骤六，b＝b+1，b表示字符串筛选迭代次数，b的初始值为1，当Ab中的字符串筛选与标准一致时程序终止，即得到最优字符串。

3.根据权利要求1所述的脑瘫康复机器人语音语义训练方法，其特征在于：

H(k)为相似字符串匹配值经过加权函数加权的字符串匹配值，L(k)线性加权函数，Q(k)为该区域点的字符串地址，k为运算变量，k∈[1,2t+1]，计算公式为:

H(k)＝L(k)*Q(k)

Cv为距离值公式为：

aff₁为字符串匹配值之和的平均值，加权后的前t个字符串与后t个字符串匹配差值之和平均值计算公式为:

A_ff为相近字符串运算的亲和度函数，亲和度函数计算公式为:

A_ff＝1/aff₁。

4.一种脑瘫康复机器人语音语义训练系统，其特征在于：

语音识别初始化模块：预编辑患儿发音训练关键词，关键词包括单字以及短句，动态编辑的识别关键词语列表，根据患儿发音的语音不连贯以及发音不标准的情况，输入该患儿应训练的发音关键单词及词语，等待信号的传输；

采集信息模块：收集到的信息以字符串的形式传输到芯片上，对输入语音采用频谱分析系统进行预处理，经过特征提取，将短周期称为帧，由帧单元组成特征提取的语音识别系统输入；

信息匹配模块：片内寄存器相匹配，通过设置片内的寄存器，语音芯片开始把内置的关键词列表和所收集到的信号进行匹配，送到语音识别模块中，与预写关键字及其对应的匹配列表相比较，以获得最佳的效果；把得到的序号传递给单片机，此时模块把信号通过串口送给单片机。