一種抗干擾的喉振動發(fā)聲測評裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及嗓音測評裝置，具體是涉及一種抗干擾的喉振動發(fā)聲測評裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)的嗓音測評僅限于運用醫(yī)院隔音室的傳聲器、空氣動力學(xué)裝置以及喉鏡相結(jié)合的裝置進行測量。隔音室只能阻隔外界噪聲，但是無法有效消除室內(nèi)的混響噪聲和振動產(chǎn)生的低頻噪聲(聲壓級大約40dB左右)，對聲信號的采集會產(chǎn)生較大程度的干擾。當(dāng)前國內(nèi)常用的喉鏡包括纖維喉鏡、電子內(nèi)窺鏡及頻閃喉鏡，用于觀測聲帶振動的物理形態(tài)，但此類喉鏡都存在分辨率低且無法實時動態(tài)測量聲帶振動的弊端。此外，現(xiàn)有的嗓音病理治療都是基于人體嗓音評估，但是很多嗓音疾病無法在人體上觀測和研宄，因此，在病理研宄對象上也存在很大的局限性。
[0003]如要對醫(yī)學(xué)嗓音測評方面實現(xiàn)更全面、更有效的評估，就必須有效解決環(huán)境噪聲、數(shù)據(jù)采集精準(zhǔn)度和研宄對象的局限性三大方面難題。
[0004]中國專利CN103093759A公開一種基于移動終端的嗓音檢測評估裝置，包括嗓音檢測評估終端，其包括信號采集及數(shù)據(jù)保存單元、嗓音信號處理及評估單元和數(shù)據(jù)輸出單元；嗓音檢測評估終端采用移動終端；信號采集及數(shù)據(jù)保存單元包括嗓音信號采集模塊、嗓音信號數(shù)據(jù)保存模塊和檢測評估結(jié)果保存模塊；嗓音信號處理及評估單元包括嗓音信號處理模塊、嗓音信號周期檢測模塊、特征參數(shù)提取模塊和嗓音信號特征評估分析模塊；數(shù)據(jù)輸出單元包括嗓音信號輸出模塊、嗓音信號波形繪制模塊和檢測日志訪問模塊。
[0005]中國專利CN103730130A公開一種病理嗓音的檢測方法，包括以下步驟:采集待檢測病人的語音；將采集到的語音信號進行特征參數(shù)的提取和選擇；將優(yōu)化的參數(shù)進入構(gòu)建好的分類器模型進行障礙等級評估；輸出檢測到的嗓音障礙分級結(jié)果。使用計算機以及科學(xué)的評斷標(biāo)準(zhǔn)，采用專業(yè)的語音處理算法，能夠部分或者完全代替醫(yī)生對患者進行診斷，其結(jié)果作為醫(yī)生的診斷參考，最大程度的降低了診斷過程的偶然性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有醫(yī)療嗓音和語音工作站測評方法存在的不足，提供可為臨床嗓音疾病診斷提供高效評估手段，可運用于發(fā)聲系統(tǒng)測量、語音識別與合成等的一種抗干擾的喉振動發(fā)聲測評裝置。
[0007]本發(fā)明設(shè)有靜音室和室內(nèi)測評裝置；
[0008]所述靜音室設(shè)有靜音室本體、消音通風(fēng)裝置和安全警報裝置；靜音室本體入口設(shè)有隔聲門，靜音室本體內(nèi)底部設(shè)有減振彈簧，并鋪有減振隔音板和地板隔音墊，靜音室本體內(nèi)四周側(cè)壁和頂部為平面霍氏穿孔吸聲結(jié)構(gòu)，四周側(cè)壁外表面貼有波峰吸音棉，頂部布置為吸聲尖劈，吸聲尖劈內(nèi)填空腔吸音棉；消音通風(fēng)裝置設(shè)有消音通風(fēng)箱，消音通風(fēng)箱設(shè)在靜音室本體兩側(cè)面，消音通風(fēng)箱的通風(fēng)入口與出口分別內(nèi)填空腔吸音棉；安全警報裝置設(shè)有安全警報器，安全警報器設(shè)在靜音室本體外部，安全警報器的開關(guān)設(shè)在靜音室本體內(nèi)；
[0009]所述室內(nèi)測評裝置設(shè)有喉實驗操作單元和數(shù)據(jù)采集單元；
[0010]所述喉實驗操作單元設(shè)有離體喉實驗平臺和儀器固定平臺，離體喉實驗平臺設(shè)有人工肺、空壓機和離體喉微調(diào)固定平臺，人工肺用于模擬人肺驅(qū)動；空壓機用于產(chǎn)生氣源；離體喉微調(diào)固定平臺用于固定和微調(diào)離體喉組織；所述儀器固定平臺設(shè)有冷光源、二維步進電機、步進電機控制器、光學(xué)平臺支架；冷光源用于防止高溫?zé)艄鈱順颖窘M織造成損傷的前提下，增加實驗時的喉樣本的可見度，以便高速攝影儀能夠更加清晰地拍攝喉振動的動態(tài)圖像；二維步進電機和步進電機控制器用于固定高速攝影儀，使得高速攝影儀可在二維平面上自由移動；光學(xué)平臺支架用于固定數(shù)據(jù)采集單元；
[0011]所述數(shù)據(jù)采集單元設(shè)有數(shù)字電子壓力計、數(shù)字電子氣流計、數(shù)字電子聲強計、駐極體電容傳聲器、聲卡、攝影儀、計算機；數(shù)字電子壓力計用于記錄實驗過程中人或者離體喉發(fā)聲時的聲門下壓值；數(shù)字電子氣流計用于記錄實驗過程中人或者離體喉發(fā)聲時的氣流值；數(shù)字電子聲強計用于記錄實驗過程中人或者離體喉產(chǎn)生聲信號的聲強值；駐極體電容傳聲器和聲卡用于采集喉由于聲帶振動產(chǎn)生的聲信號，通過聲電轉(zhuǎn)換存儲于電腦內(nèi)；攝影儀用于采集喉發(fā)聲時聲帶受迫振動的高速振動動態(tài)圖像；計算機用于同步觀測并記錄實驗過程中所采集到的各個測量數(shù)據(jù)的變化情況。
[0012]為了最大程度地減少室內(nèi)駐波簡并效應(yīng)，根據(jù)建筑聲學(xué)中要求避免簡正駐波兼并的原理，所述靜音室本體的面積可為8?15m2，靜音室本體外部長、寬、高可分別為3.6m、
2.9m,2.8m ;所述隔聲門可采用隔聲量為45dB (A)隔聲吸聲組合材料；靜音室本體側(cè)邊墻體結(jié)構(gòu)厚度可為20cm，可使得250Hz以上的吸聲系數(shù)為1，最大程度降低室內(nèi)混響時間。
[0013]所述人工肺可采用圓柱形裝置，圓柱形半徑為8cm，高為16cm，可采用銷合金板制作。
[0014]所述采集喉由于聲帶振動產(chǎn)生的聲信號的頻率可為44100Hz。
[0015]采集喉發(fā)聲時聲帶受迫振動的高速振動動態(tài)圖像的分辨率可為4000幀/S。
[0016]所述用于同步觀測并記錄實驗過程中所采集到的各個測量數(shù)據(jù)，包括聲壓值，聲強值，聲信號，高速攝影動態(tài)圖像等。
[0017]與現(xiàn)有音頻工作站設(shè)備不同，本發(fā)明以抗噪聲干擾的靜音室為前提，可有效地消除外界噪音、室內(nèi)混響和振動低頻噪聲的干擾，使得采集的聲信號更加清晰，靈敏度更好。其次，該系統(tǒng)能夠同時采集多種相關(guān)研宄數(shù)據(jù)如聲信號、聲壓值、氣流值、聲強值、高速攝影動態(tài)圖像等，從多角度研宄聲信號和聲帶振動模式。本發(fā)明還擁有離體喉實驗平臺裝置，不僅可對人體進行嗓音評估，還可以利用離體喉組織制作各種復(fù)雜的喉病理模型，作為理論模型與人體模型的之間的橋梁。另外，各個數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)分析均采用全智能化操作，能夠有效地削減人為誤差。因此，本發(fā)明可有效解決臨床醫(yī)學(xué)嗓音評估的局限性，大大提高數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度和可靠性。同時，可作為專業(yè)的語音工作站，為語音識別與合成等技術(shù)提供嚴(yán)謹?shù)难绣抄h(huán)境。
[0018]本發(fā)明針對環(huán)境噪聲，采用抗噪聲干擾的靜音室，能有效地消除外界環(huán)境噪聲、室內(nèi)混響噪聲以及振動產(chǎn)生的低頻噪聲(聲壓級< 25dB)，采集到的聲信號質(zhì)量高，無需做去噪處理。本發(fā)明針對數(shù)據(jù)采集精準(zhǔn)度，本發(fā)明采用分辨率4000幀/s的高速攝影儀替代傳統(tǒng)的頻閃喉鏡，以及由多種數(shù)控傳感器結(jié)合而成的數(shù)據(jù)采集裝置，并且通過計算機實時存儲采集數(shù)據(jù)，極大提高了聲帶振動影像采集的分辨率和減小了數(shù)據(jù)采集誤差。本發(fā)明針對研宄對象的局限性，擁有離體喉操作平臺裝置，不僅可對人體進行嗓音評估，還可以利用離體喉組織制作各種復(fù)雜的喉病理模型，作為理論模型與人體模型的之間的橋梁。為臨床醫(yī)學(xué)嗓音病理探宄提供一種更便捷的測量手段。此外，本發(fā)明也可作為專業(yè)語音工作站的核心部分，探宄人體語音發(fā)聲機理，為語音識別與合成技術(shù)提供有效觀測設(shè)備。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明實施例的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明實施例的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0022]本發(fā)明設(shè)有靜音室A和室內(nèi)測評裝置B ;
[0023]所述靜音室A設(shè)有靜音室本體、消音通風(fēng)裝置和安全警報裝置16 ;靜音室本體入口設(shè)有隔聲門Al，靜音室本體內(nèi)底部設(shè)有減振彈簧A2，并鋪有減振隔音板A3和地板隔音墊A4，靜音室本體內(nèi)四周側(cè)壁和頂部為平面霍氏穿孔吸聲結(jié)構(gòu)，四周側(cè)壁外表面貼有波峰吸音棉A5，頂部布置為吸聲尖劈，吸聲尖劈內(nèi)填空腔吸音棉A5 ;消音通風(fēng)裝置設(shè)有消音通風(fēng)箱15，消音通風(fēng)箱15設(shè)在靜音室本體兩側(cè)面，消音通風(fēng)箱15的通風(fēng)入口與出口分別內(nèi)填空腔吸音棉A5 ;安全警報裝置16設(shè)有安全警報器，安全警報器設(shè)在靜音室本體外部，安全警報器的開關(guān)設(shè)在靜音室本體內(nèi)；
[0024]所述室內(nèi)測評裝置B設(shè)有喉實驗操作單元和數(shù)據(jù)采集單元；
[0025]所述喉實驗操作單元設(shè)有離體喉實驗平臺和儀器固定平臺，離體喉實驗平臺設(shè)有人工肺11、空壓機12和離體喉微調(diào)固定平臺13，人工肺11用于模擬人肺驅(qū)動；空壓機12用于產(chǎn)生氣源；離體喉微調(diào)固定平臺13用于固定和微調(diào)離體喉組織；所述儀器固定平臺設(shè)有冷光源7、二維步進電機10、步進電機控制器2、光學(xué)平臺支架14 ;冷光源7用于防止高溫?zé)艄鈱順颖窘M織造成損傷的前提下，增加實驗時的喉樣本的可見度，以便攝影儀6能夠更加清晰地拍攝喉振動的動態(tài)圖像；二維步進電機10和步進電機控制器2用于調(diào)整和固定攝影儀6，使得攝影儀6可在二維平面上自由移動；光學(xué)平臺支架14用于固定數(shù)據(jù)采集單元;
[0026]所述數(shù)據(jù)采集單元設(shè)有數(shù)字電子壓力計5、數(shù)字電子氣流計4、數(shù)字電子聲強計9、駐極體電容傳聲器8、聲卡3、攝影儀6、計算機I ;數(shù)字電子壓力計5用于記錄實驗過程中人或者離體喉發(fā)聲時的聲門下壓值；數(shù)字電子氣流計4用于記錄實驗過程中人或者離體喉發(fā)