专利名称：用于语音测试和治疗的不受扰乱的语音产生的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有用于人不受扰乱地产生语音的系统的语音分 析系统和用于分析人的语音产生的方法，尤其用于构音陣碍患者的语 音治疗.
背景技术：
构音障碍是一种语音失调，其可能的原因有很多，如疾病，例如
ALS、帕金森症和脑瘫。构音障碍也可能是由中风病人或创伤性脑损伤 生还者所表现出的症状。中风是西方国家中导致死亡的三号杀手，并 是造成永久残废的最为主要的原因。在美国每年中风的发生为700,000 例，随着社会老龄化，该数字还在增长。构音障碍是指一组语音失调， 其由于对神经系统中的多个点中的任何一个点的伤害使得语音机构的 衰弱、迟緩或不协调而造成。构音障碍包括关于一些或所有基础语音 处理的失调，如呼吸发声、共鸣、发音和韵律。构音障碍是语音产生 的失调，而非语言，例如对单词和/或语法的使用，语音产生中所涉及 的肌肉和器官也是完好的，构音障碍所造成的发音问题可以由通过加 强语音肌肉组织的语音疗法进行治疗.使应对构音陣碍更为简便的设 备包括语音合成软件。
声学方法已经发展到构音障碍语音失调的声学象征可以由语音子 系统的参数评估(例如发声、鼻音共鸣、元音发音、辅音发音、声调、 节奏)来构成，该分析的结果可以说明语音的整体功能，例如声音质 量、清晰度和韵律.为了进行适当的语音分析，患者必须或多或少正 确地重复所要求的句子.构音陣碍患者的语音质量取决于该患者是阅 读句子、重复句子还是说出他所想的对象而有所不同。只是让患者重 复书面句子的语音分析测试不能使(例如患者在谈话中所使用的)语 音产生具有衡量标准.
在US 2002/0099546 Al中，提出了 一种使用代表词语的符号语音 治疗方法。其缺点在于患者的响应对于有意义的分析太过简短.必须 使短句或省略语由五或六个词语组成以便进行适当的分析。此外，不同患者间图像的含义有所不同.汽车的图像可以被描述为"汽牟，，、
"交通工具"或者汽车的品牌.虽然这样的响应对于手动语音测试是 可以接受的，但是自动的语音分析只能在患者的回答已知的情况下示 出适当的表现。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种用于分析人的语音产生的方法，其 使得人能够更为准确地重复测试句子。
上述目的通过一种用于分析人的语音产生的方法来实现，所迷方
法包括步骤
-向人显示测试句子；
-接着向人提供非文本信息，所述非文本信息与所述测试句子的 至少一个关鍵词有关；
-当人对所述测试句子发音时记录和/或分析所述测试句子。
根据本发明的方法的优点在于对于例如中风之后的语音治疗，患 者或人能够或多或少准确地重复所要求的句子，而不会不知不觉地影 响其进行正确的发音，这对于适当的语音分析是不希望的.在向人显 示测试句子时，人的语音并未被分析。与测试句子的关键词有关的非 文本信息作为线索给出，以便使人想起所述句子.所述人重复所记忆 的测试句子，基本上不会脱离所要求的测试句子，因此语音质量更为 可信，因为所述人不能依赖例如书面的词语.
本发明意义上的测试句子是优选地长度为五或六个词语的任何句 子或省略语。在句子的语法中，省略语或省略从句(省略结构形式) 是其中一些词语已经被省略的从句。由于整个句子的逻辑或句型，易 于推出哪些词语被省略.在本发明的优选实施例中，所述句子从句子 的第一数据库中选出，例如通过随机地或伪随机地在第一数据库中选 择句子之一.然而，也适宜的是治疗专家推选或提供任何句子作为测 试句子.
向人显示测试句子的步骤意味着并入了使人意识到测试句子的任 何方式。重要的是人知道应当重复的准确句子。优选地，人读出测试 句子，但是例如在视力残疾的人的情况下，例如浮凸印刷术的任何类 型的触觉显示是可行的，其同样向人读出句子。
5本发明意义上的非文本信息是不以文字表示形式的任何类型的信 息，即没有书面文本，其中书面文本意味着包括浮凸印刷术或任何其 它字母代码.优选地，所述非文本信息以图像或符号表示，其不代表
单个字母。
根据本发明，所述非文本信息与测试句子的至少一个关键词有关. 关键词可以理解为测试句子的那些基本上综合了句子含义的词语，例 如一个或多个名词、主要动词以及有时为副词或形容词.本发明意义 上的非文本信息的联系是指非文本信息适于提醒人想起与非文本信息 相关的关键词，因此，通过显示非文本信息，给接受测试的人以线索， 这有助于记忆准确的测试句子。本领域技术人员可以理解，不需要通 过非文本信息来准确地表示测试句子。 一些线索通常足以使得人能够 重复准确的测试句子，
优选地，在屏幕上向人显示所述测试句子，即作为书面文本.通 过使用(例如与计算机设备相连的)屏幕，测试句子的显示有利地是 可控的.显示所述测试句子的时间可以预设为某个时间段。然后从屏 幕上清除所述测试句子，
所述非文本信息，特别是一个或多个图像，优选地在屏幕上向人 显示。有利地，非文本信息的显示可以在之前已经显示测试句子的相 同的屏幕上.非文本信息被显示，同时人对测试句子进行发音。
优选地，从笫二数据库获得所述非文本信息。在第二数据库中， 对于每个非文本信息，存储有至少一个与所述非文本信息有关的关键 词。第二数据库有利地允许查找测试句子的关键词，并且适用于输出 相关的非文本信息.优选地测试句子中的关键词被识别，其可以有利 地例如通过计算机系统而自动被执行.
优选地，关键词的识别通过将测试句子的任何词语与第二数据库 中的关键词进行比较来执行.本领域技术人员理解，可以对任何句子 执行关鍵词的识别.然而，如果测试句子是从第一数据库中选择的， 则第二数据库可以有利地包括第一数据库中的句子的关鍵词与第二数 据库中的合适的非文本信息之间的对照索引.
在根据本发明的方法的另一优选实施例中，显示测试句子和提供 非文本信息的步骤之间的时间间隔是可调节的，例如由操作员或由接 受测试的人，或优选地自动进行。本领域技术人员理解，方法步骤的时间顺序可以被调节，即显示测试句子的持续时间、清除屏幕和提供 非文本信息之间的时间间隔、和/或提供非文本信息的持续时间.
还优选的是调节非文本信息的参数，其可以是形成非文本信息的 至少图像或符号的颜色、数量和尺寸中的一个或多个。例如，只有一 个关键词或只有最重要的关键词被识别并以非文本信息显示，特别是 在人已经亊先轻易地记住准备的测试句子的情况下.因此，特别优选 的是调节显示测试句子和提供非文本信息之间的时间间隔和/或根据 被发音的测试句子的错误率，即根据接受测试的人的回答质量，来调 节非文本信息的参数.该实施例有利地允许方法的调节与治疗进度相 关。此外，本发明方法可以有利地用于锻炼人的短期记忆.
根据本发明，由人重复所述测试句子，被重复的测试句子被记录 和/或分析。优选地，记录和/或分析测试句子的步骤包括自动的语音 分析.所述自动的语音分析有利地使得构音障碍的语音产生具有衡量 标准，而与治疗专家对人的语音的主观认识无关.自动的语音分析包 括这样的处理，其中基于微处理器的系统(典型地为具有声音处理硬 件和语音识别软件的计算机)以可预知的方式对语音的输入做出响应。
本发明的另一目的是一种用于人不受扰乱地产生语音的系统，所 述系统包括句子的第一数据库和非文本信息的第二数据库，所述非文 本信息与关键词相关，所述系统还包括显示设备，所述显示设备用于 首先显示从第一数据库的句子中选择出的测试句子，并且随后显示来 自第二数据库的与测试句子的关鍵词有关的非文本信息。
本发明的用于不受扰乱的语音产生的系统使得人能够产生语音， 即对测试句子进行发音，而不受导向正确发声的文字影响，所述文字 影响在测试设定中是不希望的.然而，如果人重复所记忆的句子，语 音质量将更加可信，因为所述人不能依赖书面词语。
句子的第 一数据库和非文本信息的笫二数据库优选地被存储在存 储设备中.本发明的系统优选地包括微型控制器，所述微型控制器控 制显示设备上测试句子的显示以及随后非文本信息的显示.有利地， 所述微型控制器控制所述显示设备显示来自第一数据库的测试句子， 供人来观看，而尚未执行分析，然后，将测试句子从显示设备清除。 微型控制器优选地适于识别测试句子中的关鍵词并选择与显示设备上 显示的关键词有关的非文本信息。因此所述系统微型控制器确定适当的非文本信息，例如一系列说明句子的关键词的图像.非文本信息被 示给所述人，然后要求所述人回忆句子并大声说出.系统提供视觉线 索，其向使用者提醒准确句子，而不影响其发音.
本发明的另一目的是一种语音分析系统，包括如此前描述的用于 人不受扰乱地产生语音的系统，所述语音分析系统还包括用于在测试 句子被人发音时记录和/或分析测试句子的装置.语音的分析得以加 强，因为所产生的语音不会由于读出所述测试句子的人而受到扰乱或 者影响。优选地，用于分析测试句子的装置包括自动的语音分析设备， 特别是基于微处理器的系统，典型地是具有声音处理硬件和语音识别 软件的计算机。自动的语音分析有利地使得构音障碍的语音产生具有 衡量标准，而与治疗专家对人的语音的主观认识无关。
根据下面的详细描述并结合附图(其以示例的方式说明了本发明 的原理)，本发明的这些和其它特点、特质和优点将变得显然.该描 述仅作为举例，而不限制本发明的范围.下面列出的参考图是指附图。
图1示意性地示出根据本发明的包括用于人不受扰乱地产生语音 的系统的语音分析系统。
图2示出根据本发明的方法的流程图。
图3示出根据本发明的由用于人不受扰乱地产生语音的系统所产 生的非文本信息。
具体实施例方式
将针对特殊实施例以及参考特定附图对本发明进行描述，但是本 发明不局限于此，而是仅由权利要求所限，所述附图仅为示意性而非 限制性，附图中，为了说明的目的， 一些元件的尺寸可能被放大而没 有按比例绘制。
在指代单个名词时使用不定冠词或定冠词的情况下，例如"一"、 "一个"、"该"，这包括所述名称的复数形式，除非另有特别说明.
此外，说明书和权利要求中的术语第一、笫二、第三等等用于相 似元素之间的区别，而不必用于描述连续的或时间顺序。可以理解的 是，在适当的环境下所使用的术语可以相互转换，并且这里所述的本发明的实施例能够以不同于这里所述的其它序列操作。
此外，说明书和权利要求中的术语顶、底、之上和之下等等用于
说明目的，而不必用于描述相互位置.可以理解的是，在适当的环境
下所使用的术语可以相互转换，并且这里所述的本发明的实施例能够
以不同于这里所述的其它方位操作.
请注意，说明书和权利要求中所用的术语"包括"，不应当解释
为局限于其后所列出的装置，而是不排除其它元件或步骤.因此，"包
括装置A和B的设备"这样的表达的范围不应当局限于只包括A和B 的设备.它意味着针对本发明，仅与所述设备相关的组件是A和B.
图1中，示意性地示出根据本发明的包括用于人P不受扰乱地产 生语音的系统的语音分析系统.所示出的实施例包括微型控制器9，其 访问两个数据库，句子ll、 12、 13的第一数据库10和存储有部分非 文本信息21、 22、 23和相关关键词31、 32、 33的第二数据库20。两 个数据库优选地被存储在存储设备8上，尤其是硬盘驱动器或任何用 于海量数据的其它合适的存储介质。部分非文本信息21、 22、 23优选 地是图像和/或符号，而非字母文字。关键词31、 32、 33和非文本信 息21、 22、 23的对应关系是这样的，即文本信息或图像或符号以由虚 线示出的任何方式描述或说明各个关键词的含义.作为示例，关键词 31可以是"雪人"，图像21是雪人的彩色照片，也可见图3.本领域 技术人员理解，第一和第二数据库IO、 20也可以这样的方式链接，即 句子ll、 12、 13和它们各自的关键词之间建立有对应关系。
箭头91示出微型控制器9对数据库10、 20的访问.所述微型控 制器还控制显示设备7，其可以是任何商业上可获得的计算机监视器或 TV屏幕，在显示设备7上，来自第一数据库10的句子11、 12、 13可 以书面文字显示。微型控制器9或搮作员(未示出)选择句子作为测 试句子1以显示在显示设备7上，以便正在观看显示设备7的人P可 以读出所述测试句子，如箭头1所示。在测试句子1已经从显示设备7 清除之后，在相同的显示设备7上向所述人P显示非文本信息2，如箭 头2所示.清除显示设备7和显示非文本信息2之间的时间间隔优选 地针对人P此前回答的质量而被调节，即根据错误率.出现在测试句 子1中的来自第二数据库20的关键词11、 12、 13被识别，并且非文 本信息2由来自第二数据库20的一个或多个图像和/或符号21、 223构成，其与被识别的关键词相关。
非文本信息2作为测试句子1的提醒来帮助人P,因此人P能够重 复测试句子l并对其发音，而非阅读测试句子l，如箭头4所示.非文 本信息2提供视觉线索，其提醒人P准确的测试句子1，而不影响其发 声，
然后被说出的测试句子4可以例如由正在听的治疗专家评估.此 外，用于人P不受扰乱地产生语音的系统以及用于在由人P对测试句 子进行发音时记录和/或分析测试句子1的装置50形成语音分析系统. 在优选实施例中，记录和/或分析测试句子的装置50包括自动的语音 分析设备，特別是基于微处理器的系统，典型地是具有声音处理硬件 和语音识別软件的计算机.自动的语音分析有利地使得构音障碍的语 音产生具有衡量标准，而与治疗专家对人的语音的主观认识无关.在 所示的实施例中，装置50不是孤立的语音分析设备，而是使用微型控 制器9,如虚线箭头51所示。
图2中，示出用于分析由人P根据图1所示的系统产生的语音的 方法的简化流程图.附图标记参见图l和图2。步骤100是从数据库1 选择测试句子l。在步骤101中，测试句子l被显示在显示设备或屏幕 7上。在步骤102中，屏幕被清除.步骤103和104也可以在步骤101 和102的同时被执行.步骤103包括识别测试句子1中的关键词31、 32、 33，并且在步猓104中非文本信息2由第二数据库20中表示关键 词31、 32、 33的非文本信息部分21、 22、 23构成，在可调节的时间 间隔之后，在步骤105中，非文本信息2显示在屏幕7上，然后步骤 106,要求人P重复测试句子l.根据人P的回答质量，调节步骤102 和105之间的时间间隔，人P的语音产生不受书面文字的影响，并且 非文本信息2提醒人准确的测试句子1。
图3中，给出了非文本信息2的示例.非文本信息2应当提醒人的 测试句子1可以是例如"雪人在阳光中融化"。该句子中的关键词例如 是雪人31、融化32和阳光33，其由它们的相关图像21、 22、 23表示. 虽然人可能不能单独从非文本信息2识别测试句子1，即如果之前他或她 已经阅读了测试句子l，则非文本信息2足够提醒人准确的测试句子.然 而，取决于人的回答的错误率，优选地调节非文本信息的参数，可以改 变图像的颜色或尺寸或减少图像的数量.例如，只显示雪人21。
权利要求
1. 用于分析人(P)的语音产生的方法，所述方法包括步骤-向人(P)显示测试句子(1)；-接着向人提供非文本信息(2)，所述非文本信息与所述测试句子(1)的至少一个关键词(31、32、33)有关；-当人(P)对所述测试句子发音(4)时记录和/或分析(50)所述测试句子。
2. 根据权利要求1的方法，其中从句子的笫一数据库(10)选择 测试句子(1)。
3. 根据权利要求1的方法，其中在屏幕(7)上测试句子(1)作 为书面文字向人(P)显示。
4. 根据权利要求1的方法，其中非文本信息(2)包括图像，所述 图像在屏幕(7)向人显示。
5. 根据权利要求1的方法，其中从第二数据库(20)获得非文本 信息(2 )，所述第二数据库包括至少一个与非文本信息的每个部分(21、 22、 23)相关的关键词(31、 32、 33),
6. 根据权利要求1的方法，其中识别测试句子(1)中的关键词(31 、 32、 33),
7，根据权利要求6的方法，其中关键词(31、 32、 33)的识别通 过将测试句子(1)的词语与第二数据库(20)中的关键词进行比较来 执行.
8. 根据权利要求1的方法，其中显示测试句子(1)和提供非文本 信息(2)的步骤之间的时间间隔是可调节的。
9. 根据权利要求1的方法，其中非文本信息(2)的参数是可调节 的，所述参数是非文本信息(2)的至少图像颜色、数量和尺寸中的一 个或多个。
10. 根据权利要求8或9的方法，其中根据被发音的测试句子(4 ) 的错误率调节所述时间间隔和/或参数，
11. 根据权利要求1的方法，其中记录和/或分析(50)测试句子 (1)的步骤包括自动的语音分析，
12. 用于人(P)不受扰乱地产生语音的系统，所述系统包括句子 (11、 12、 13)的第一数据库(10)和非文本信息的笫二数据库(20)，非文本信息的每个部分(21、 22、 23)与至少一个关键词(31、 32、 33)相关，所述系统还包括显示设备(7)，所述显示设备(7)用于 首先显示从第一数据库的句子中选择出的测试句子(1)，并且随后显 示来自第二数据库的与测试句子的关键词有关的非文本信息(2)。
13. 根据权利要求12的系统，其中句子的第一数据库(10)和非 文本信息的第二数据库(20 )存储在存储设备(8 )上。
14. 根据权利要求12的系统，还包括微型控制器(9)，所述微型 控制器控制显示设备(7)上测试句子(1)的显示以及随后非文本信 息(2)的显示，
15. 根据权利要求12的系统，其中微型控制器(9)用于识别测试 句子(1)中的关键词(31、 32、 33)，并从第二数据库(20)中选择 与关键词相关的非文本信息(2)，以在显示设备(7)上显示.
16. 语音分析系统，包括根据权利要求12的用于人(P)不受扰乱 地产生语音的系统，所迷语音分析系统还包括用于在测试句子被人发 音(4)时记录和/或分析测试句子(1)的装置(50).
17. 根据权利要求16的语音分析系统，其中用于分析测试句子的 装置(50)包括自动的语音分析设备，
全文摘要
具有用于人不受扰乱地产生语音的系统的语音分析系统和用于分析人的语音产生的方法。所述语音分析系统实现了人不受扰乱地产生语音。首先所述系统写出测试句子，清除它，并随后向人显示一系列视觉线索，以便提醒他正确措词。人被提醒所述句子并准确地重复它，而不受任何文字影响。所述方法提供视觉线索，其提醒人准确的句子，而不影响其发声。
文档编号G09B5/02GK101536060SQ200780042467
公开日2009年9月16日 申请日期2007年11月9日 优先权日2006年11月15日
发明者C·H·伊格尼, G·兰弗曼, R·D·威尔曼 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司