一种抗干扰的喉振动发声测评装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及嗓音测评装置，具体是涉及一种抗干扰的喉振动发声测评装置。
【背景技术】
[0002]目前，国内的嗓音测评仅限于运用医院隔音室的传声器、空气动力学装置以及喉镜相结合的装置进行测量。隔音室只能阻隔外界噪声，但是无法有效消除室内的混响噪声和振动产生的低频噪声(声压级大约40dB左右)，对声信号的采集会产生较大程度的干扰。当前国内常用的喉镜包括纤维喉镜、电子内窥镜及频闪喉镜，用于观测声带振动的物理形态，但此类喉镜都存在分辨率低且无法实时动态测量声带振动的弊端。此外，现有的嗓音病理治疗都是基于人体嗓音评估，但是很多嗓音疾病无法在人体上观测和研宄，因此，在病理研宄对象上也存在很大的局限性。
[0003]如要对医学嗓音测评方面实现更全面、更有效的评估，就必须有效解决环境噪声、数据采集精准度和研宄对象的局限性三大方面难题。
[0004]中国专利CN103093759A公开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。
[0005]中国专利CN103730130A公开一种病理嗓音的检测方法，包括以下步骤:采集待检测病人的语音；将采集到的语音信号进行特征参数的提取和选择；将优化的参数进入构建好的分类器模型进行障碍等级评估；输出检测到的嗓音障碍分级结果。使用计算机以及科学的评断标准，采用专业的语音处理算法，能够部分或者完全代替医生对患者进行诊断，其结果作为医生的诊断参考，最大程度的降低了诊断过程的偶然性。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是针对现有医疗嗓音和语音工作站测评方法存在的不足，提供可为临床嗓音疾病诊断提供高效评估手段，可运用于发声系统测量、语音识别与合成等的一种抗干扰的喉振动发声测评装置。
[0007]本发明设有静音室和室内测评装置；
[0008]所述静音室设有静音室本体、消音通风装置和安全警报装置；静音室本体入口设有隔声门，静音室本体内底部设有减振弹簧，并铺有减振隔音板和地板隔音垫，静音室本体内四周侧壁和顶部为平面霍氏穿孔吸声结构，四周侧壁外表面贴有波峰吸音棉，顶部布置为吸声尖劈，吸声尖劈内填空腔吸音棉；消音通风装置设有消音通风箱，消音通风箱设在静音室本体两侧面，消音通风箱的通风入口与出口分别内填空腔吸音棉；安全警报装置设有安全警报器，安全警报器设在静音室本体外部，安全警报器的开关设在静音室本体内；
[0009]所述室内测评装置设有喉实验操作单元和数据采集单元；
[0010]所述喉实验操作单元设有离体喉实验平台和仪器固定平台，离体喉实验平台设有人工肺、空压机和离体喉微调固定平台，人工肺用于模拟人肺驱动；空压机用于产生气源；离体喉微调固定平台用于固定和微调离体喉组织；所述仪器固定平台设有冷光源、二维步进电机、步进电机控制器、光学平台支架；冷光源用于防止高温灯光对喉样本组织造成损伤的前提下，增加实验时的喉样本的可见度，以便高速摄影仪能够更加清晰地拍摄喉振动的动态图像；二维步进电机和步进电机控制器用于固定高速摄影仪，使得高速摄影仪可在二维平面上自由移动；光学平台支架用于固定数据采集单元；
[0011]所述数据采集单元设有数字电子压力计、数字电子气流计、数字电子声强计、驻极体电容传声器、声卡、摄影仪、计算机；数字电子压力计用于记录实验过程中人或者离体喉发声时的声门下压值；数字电子气流计用于记录实验过程中人或者离体喉发声时的气流值；数字电子声强计用于记录实验过程中人或者离体喉产生声信号的声强值；驻极体电容传声器和声卡用于采集喉由于声带振动产生的声信号，通过声电转换存储于电脑内；摄影仪用于采集喉发声时声带受迫振动的高速振动动态图像；计算机用于同步观测并记录实验过程中所采集到的各个测量数据的变化情况。
[0012]为了最大程度地减少室内驻波简并效应，根据建筑声学中要求避免简正驻波兼并的原理，所述静音室本体的面积可为8?15m2，静音室本体外部长、宽、高可分别为3.6m、
2.9m,2.8m ;所述隔声门可采用隔声量为45dB (A)隔声吸声组合材料；静音室本体侧边墙体结构厚度可为20cm，可使得250Hz以上的吸声系数为1，最大程度降低室内混响时间。
[0013]所述人工肺可采用圆柱形装置，圆柱形半径为8cm，高为16cm，可采用销合金板制作。
[0014]所述采集喉由于声带振动产生的声信号的频率可为44100Hz。
[0015]采集喉发声时声带受迫振动的高速振动动态图像的分辨率可为4000帧/S。
[0016]所述用于同步观测并记录实验过程中所采集到的各个测量数据，包括声压值，声强值，声信号，高速摄影动态图像等。
[0017]与现有音频工作站设备不同，本发明以抗噪声干扰的静音室为前提，可有效地消除外界噪音、室内混响和振动低频噪声的干扰，使得采集的声信号更加清晰，灵敏度更好。其次，该系统能够同时采集多种相关研宄数据如声信号、声压值、气流值、声强值、高速摄影动态图像等，从多角度研宄声信号和声带振动模式。本发明还拥有离体喉实验平台装置，不仅可对人体进行嗓音评估，还可以利用离体喉组织制作各种复杂的喉病理模型，作为理论模型与人体模型的之间的桥梁。另外，各个数据采集与数据分析均采用全智能化操作，能够有效地削减人为误差。因此，本发明可有效解决临床医学嗓音评估的局限性，大大提高数据的精准度和可靠性。同时，可作为专业的语音工作站，为语音识别与合成等技术提供严谨的研宄环境。
[0018]本发明针对环境噪声，采用抗噪声干扰的静音室，能有效地消除外界环境噪声、室内混响噪声以及振动产生的低频噪声(声压级< 25dB)，采集到的声信号质量高，无需做去噪处理。本发明针对数据采集精准度，本发明采用分辨率4000帧/s的高速摄影仪替代传统的频闪喉镜，以及由多种数控传感器结合而成的数据采集装置，并且通过计算机实时存储采集数据，极大提高了声带振动影像采集的分辨率和减小了数据采集误差。本发明针对研宄对象的局限性，拥有离体喉操作平台装置，不仅可对人体进行嗓音评估，还可以利用离体喉组织制作各种复杂的喉病理模型，作为理论模型与人体模型的之间的桥梁。为临床医学嗓音病理探宄提供一种更便捷的测量手段。此外，本发明也可作为专业语音工作站的核心部分，探宄人体语音发声机理，为语音识别与合成技术提供有效观测设备。
【附图说明】
[0019]图1为本发明实施例的主视结构示意图。
[0020]图2为本发明实施例的侧视结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图及实施例对本发明进一步说明。
[0022]本发明设有静音室A和室内测评装置B ;
[0023]所述静音室A设有静音室本体、消音通风装置和安全警报装置16 ;静音室本体入口设有隔声门Al，静音室本体内底部设有减振弹簧A2，并铺有减振隔音板A3和地板隔音垫A4，静音室本体内四周侧壁和顶部为平面霍氏穿孔吸声结构，四周侧壁外表面贴有波峰吸音棉A5，顶部布置为吸声尖劈，吸声尖劈内填空腔吸音棉A5 ;消音通风装置设有消音通风箱15，消音通风箱15设在静音室本体两侧面，消音通风箱15的通风入口与出口分别内填空腔吸音棉A5 ;安全警报装置16设有安全警报器，安全警报器设在静音室本体外部，安全警报器的开关设在静音室本体内；
[0024]所述室内测评装置B设有喉实验操作单元和数据采集单元；
[0025]所述喉实验操作单元设有离体喉实验平台和仪器固定平台，离体喉实验平台设有人工肺11、空压机12和离体喉微调固定平台13，人工肺11用于模拟人肺驱动；空压机12用于产生气源；离体喉微调固定平台13用于固定和微调离体喉组织；所述仪器固定平台设有冷光源7、二维步进电机10、步进电机控制器2、光学平台支架14 ;冷光源7用于防止高温灯光对喉样本组织造成损伤的前提下，增加实验时的喉样本的可见度，以便摄影仪6能够更加清晰地拍摄喉振动的动态图像；二维步进电机10和步进电机控制器2用于调整和固定摄影仪6，使得摄影仪6可在二维平面上自由移动；光学平台支架14用于固定数据采集单元;
[0026]所述数据采集单元设有数字电子压力计5、数字电子气流计4、数字电子声强计9、驻极体电容传声器8、声卡3、摄影仪6、计算机I ;数字电子压力计5用于记录实验过程中人或者离体喉发声时的声门下压值；数字电子气流计4用于记录实验过程中人或者离体喉发