一种基于移动终端的嗓音检测评估装置及方法制造方法及图纸

一种基于移动终端的嗓音检测评估装置，包括嗓音检测评估终端，其包括信号采集及数据保存单元、嗓音信号处理及评估单元和数据输出单元；嗓音检测评估终端采用移动终端；信号采集及数据保存单元包括嗓音信号采集模块、嗓音信号数据保存模块和检测评估结果保存模块；嗓音信号处理及评估单元包括嗓音信号处理模块、嗓音信号周期检测模块、特征参数提取模块和嗓音信号特征评估分析模块；数据输出单元包括嗓音信号输出模块、嗓音信号波形绘制模块和检测日志访问模块。本发明专利技术具有嗓音信号采集、处理、分析和评估功能，基于移动终端的嗓音检测评估装置具有便携、低成本、性别差异不敏感等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及移动终端和嗓音检测
，具体涉及。
技术介绍
随着医学技术的发展和人们健康意识的提高，人们更加重视嗓音疾病对生活质量造成的影响，嗓音声学评估、喉功能检测、嗓音矫治与保健成为了耳鼻咽喉科新的发展趋势。然而，随着人口老龄化和慢性疾病人口比例的逐年增长，传统的医疗服务面临巨大的压力和挑战。因此，一种便携式、低成本、有效的嗓音分析检测系统亟待出现。目前，国内外主要使用电子计算机及频谱分析仪采集、分析、统计嗓音声样，对嗓音进行声学分析。国内已有的嗓音医学相关系统为国产USSA语音频谱分析系统(彭策，万柏坤.嗓音分析在疾病诊断中的应用[J].生物医学工程学杂志，2007，24(6):1419-1422.)，声样采集均在环境噪音小于45dB SPL的空调室内，受检者口距麦克风10-15cm,自然舒适平稳发元音/a/、/i/各3 5秒各I次，声强控制在80dB SPL左右，通过A/D转换，输入电子计算 机进行嗓音声学参数分析，采集的声学参数有:基频(H))、基频微扰(Jitter)、振幅微扰(Shimmer)、规范化噪声能量(NNE)、基频标准差(SDFO)等。国外的相关系统有美国Tiger Electronics (上海)公司生产的Dr.Speech Science语音分析系统，法国开发的嗓音工作站EVA (Marseille French)(Hu Ruimin, Peng Jun, Zhu Rong.Electronic Mail Voice Assistant(EVA).HighTechnology Letters, 19981.)和美国Kay Elemetrics公司的多维语音分析系统MDVP (Mult1-Dimensional Voice Program)(Kent RD,Vorperian HK, Kent JF,DuffyJR.Voice dysfunction in dysarthria:application of the Mult1-Dimensional VoiceProgram.Journal of communication disorders, 20034.；Maryn Y, Corthals P, De BodtM, Van Cauwenberge P, Deliyski D.Perturbation measures of voice:a comparativestudy between Mult1-Dimensional Voice Program and Praat.Folia phoniatrica etlogopaedica, 20094.)，以上提及的这些软件的采样环境与上述国产的系统基本相同，处理结果和参数分析较优于国产系统。多维语音嗓音分析软件的主要功能是研究正常嗓音和病变嗓音的声学性质，能从语音信号中提取包括频率抖动、振幅抖动、基频、能量等32项声学参数，利用这些参数可以评价嗓音的特性，同时可以利用各参数的正常参考值对病变嗓音进行临床分析。但上述系统、软件价格昂贵，且受于时间和环境的限制，不能随时随地方便快捷对嗓音信号进行分析评估，适用人群非常少，在国内外尚未得到普及。如今移动终端(如手机、掌上电脑等)已经发展的十分迅速，计算速度和能力非常惊人，且得到很大范围的普及，需对嗓音进行评估的人群日益增加(教师、音乐人等)，但是基于移动终端的嗓音评估系统尚属空白。此外，由于嗓音信号的多变性，迄今尚未找到一种完善的方法可以使各类人群、各种环境条件下都能获得满意的检测结果，也缺少对性别差异等的考虑。目前已有一些针对嗓音分析或者性能评估的专利，但是其中有的是针对特定人群对嗓音性能进行评估(德米特里 戈洛夫金，崔哲珉.评估演唱者的嗓音性能的方法和使用该方法的设备.CN101740025A_200910.)，有的是提供一种嗓音谐噪比的分析方法(颜永红，王迪，张建平 一种自动嗓音谐噪比分析方法 CN101452698_200710.)，有的几乎未涉及嗓音生理参数(KAY ELEMETRICS CORP.Speech analysis apparatus.US23732081A_1981-2-23.)，都缺少可以适用于各类人群比较便捷并且可以对重要生理参数进行分析评估的系统。请参见中国专利CN101740025A“评估演唱者的嗓音性能的方法和使用该方法的设备”德米特里 戈洛夫金等人提出的一种用于评估卡拉OK设备的演唱者的嗓音性能的方法；参见中国专利CN101452698 “一种自动嗓音谐噪比分析方法”颜永红等人专利技术的使用自相关图表征的时域和耳蜗谱域通道之间相关性来判断谐波成份进行谐噪比分析的方法；参见美国专利US23732081A“speech analysis apparatusTferbeson, WilliamD等人专利技术的将音调频率信号等通过电压传感器到视觉显示装置。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供。本专利技术的技术方案是:一种基于移动终端的嗓音检测评估装置，包括嗓音检测评估终端，用于对嗓音信号进行检测并分析嗓音状态，其包括信号采集及数据保存单元、嗓音信号处理及评估单元和数据输出单元；所述嗓音检测评估终端采用移动终端；所述信号采集及数据保存单元包括嗓音信号采集模块、嗓音信号数据保存模块和检测评估结果保存模块；嗓音信号采集模块用于采集测试者的嗓音信号，采集到的嗓音信号在嗓音信号数据保存模块进行保存，嗓音检测评估结果在检测评估结果保存模块进行保存；所述嗓音信号处理及评估单元包括嗓音信号处理模块、嗓音信号周期检测模块、特征参数提取模块和嗓音信号特征评估分析模块；嗓音信号处理模块用于截取嗓音信号中的周期性信号；嗓音信号周期检测模块用于对截取的周期性信号进行周期检测；特征参数提取模块用于对嗓音信号周期检测模块的输出信号进行特征参数提取，特征参数包括基频、微扰、谐噪比、信噪比和标准化声门噪声能量NNE;嗓音信号特征评估分析模块用于对特征参数提取模块的提取结果进行分析，得出测试者嗓音状态；所述数据输出单元包括嗓音信号输出模块、嗓音信号波形绘制模块和检测日志访问模块；嗓音信号输出模块用于将嗓音信号特征评估分析模块的分析结果输出到外部，嗓音信号波形绘制模块用于将采集到 的测试者的嗓音信号绘制成波形并显示，检测日志访问模块用于将特征参数提取模块的提取结果和嗓音信号特征评估分析模块的分析结果生成检测日志，进行长期跟踪分析。采用上述基于移动终端的嗓音检测评估装置进行嗓音检测评估方法，包括以下步骤:步骤1:通过嗓音检测评估终端采集测试者的嗓音信号，将所采集到的嗓音数据绘制波形曲线显示并保存数据；步骤2:截取采集到的嗓音信号中的周期性信号；截取采集到的嗓音信号中的周期性信号的具体方法如下:步骤2.1:对采集到的嗓音信号进行小波变换，并得到嗓音信号中高频部分的小波系数；步骤2.2:对小波变换后的嗓音信号进行分帧，计算分帧后每帧信号的小波系数的偏方差值；步骤2.3:选取小波系数的偏方差值最小的一帧嗓音信号作为周期性信号并保存；步骤3:对截取的周期性信号进行周期检测；步骤3.1:通过快速傅里叶变换确定周期性信号的基频；人的嗓音频率范围为50-500HZ，测试者嗓音在该频率范本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于移动终端的嗓音检测评估装置，其特征在于：包括嗓音检测评估终端，用于对嗓音信号进行检测并分析嗓音状态，其包括信号采集及数据保存单元、嗓音信号处理及评估单元和数据输出单元；所述嗓音检测评估终端采用移动终端；所述信号采集及数据保存单元包括嗓音信号采集模块、嗓音信号数据保存模块和检测评估结果保存模块；嗓音信号采集模块用于采集测试者的嗓音信号，采集到的嗓音信号在嗓音信号数据保存模块进行保存，嗓音检测评估结果在检测评估结果保存模块进行保存；所述嗓音信号处理及评估单元包括嗓音信号处理模块、嗓音信号周期检测模块、特征参数提取模块和嗓音信号特征评估分析模块；嗓音信号处理模块用于截取嗓音信号中的周期性信号；嗓音信号周期检测模块用于对截取的周期性信号进行周期检测；特征参数提取模块用于对嗓音信号周期检测模块的输出信号进行特征参数提取；嗓音信号特征评估分析模块用于对特征参数提取模块的提取结果进行分析，得出测试者嗓音状态；所述数据输出单元包括嗓音信号输出模块、嗓音信号波形绘制模块和检测日志访问模块；嗓音信号输出模块用于将嗓音信号特征评估分析模块的分析结果输出到外部，嗓音信号波形绘制模块用于将采集到的测试者的嗓音信号绘制成波形并显示，检测日志访问模块用于将特征参数提取模块的提取结果和嗓音信号特征评估分析模块的分析结果生成检测日志，进行长期跟踪分析。...

【技术特征摘要】
1.种基于移动终端的嗓音检测评估装置，其特征在于:包括嗓音检测评估终端，用于对嗓音信号进行检测并分析嗓音状态，其包括信号采集及数据保存单元、嗓音信号处理及评估单元和数据输出单元； 所述嗓音检测评估终端采用移动终端；所述信号采集及数据保存单元包括嗓音信号采集模块、嗓音信号数据保存模块和检测评估结果保存模块；嗓音信号采集模块用于采集测试者的嗓音信号，采集到的嗓音信号在嗓音信号数据保存模块进行保存，嗓音检测评估结果在检测评估结果保存模块进行保存；所述嗓音信号处理及评估单元包括嗓音信号处理模块、嗓音信号周期检测模块、特征参数提取模块和嗓音信号特征评估分析模块； 嗓音信号处理模块用于截取嗓音信号中的周期性信号；嗓音信号周期检测模块用于对截取的周期性信号进行周期检测；特征参数提取模块用于对嗓音信号周期检测模块的输出信号进行特征参数提取；嗓音信号特征评估分析模块用于对特征参数提取模块的提取结果进行分析，得出测试者嗓音状态； 所述数据输出单元包括嗓音信号输出模块、嗓音信号波形绘制模块和检测日志访问模块； 嗓音信号输出模块用于将嗓音信号特征评估分析模块的分析结果输出到外部，嗓音信号波形绘制模块用于将采集到的测试者的嗓音信号绘制成波形并显示，检测日志访问模块用于将特征参数提取模块的提取结果和嗓音信号特征评估分析模块的分析结果生成检测日志，进行长期跟踪分析。2.据权利要求1所述的基于移动终端的嗓音检测评估装置进行嗓音检测评估的方法，其特征在于:包括以下步骤: 步骤1:通过嗓音检测评估 终端采集测试者的嗓音信号，将所采集到的嗓音数据绘制波形曲线显示并保存数据； 步骤2:截取采集到的嗓音信号中的周期性信号； 步骤3:对截取的周期性信号进行周期检测； 步骤3.1:通过快速傅里叶变换确定周期性信号的基频； 步骤3.2:采用小波变换的方法对周期性信号进行小波分解和小波重构，得到小波重构信号； 步骤3.3:对小波重构信号进行周期检测，得到嗓音信号的周期； 对小波重构信号进行周期检测的步骤如下: 步骤3.3.1:通过导数特性检测得到小波重构信号的峰值位置序列； 步骤3.3.2:去除峰值位置序列中的重复峰值，得到新的峰值位置序列； 步骤3.3.3:检测步骤3.3.2得到的峰值位置序列中的每个点的前后15%的范围内的极大值，得到小波重构信号的极大值位置序列； 采用同样方法，重复步骤3.3.广步骤3.3.3可得到原始嗓音周期性信号的极大值位置序列； 步骤3.3.4:将小波重构信号的极大值位置序列与原始嗓音周期性信号的极大值位置序列进行模糊匹配，得到嗓音信号周期； 步骤4:对周期检测后的嗓音信号进行特征参数提取，并对提取结果进行显示和保存，特征参数包括基频、微扰、谐噪比、信噪比和标准化声门噪声能量NNE ； 步骤5:对特征参数提...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐礼胜，边钺岩，王娇娜，汪威，靳雁冰，纪朋飞，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：