[发明专利]一种基于肌电信号的辅助发声方法及装置

权利要求书

1.一种基于肌电信号的辅助发声方法，该方法基于发声方面的机能，包含：

用于获得利用肌电信号辅助发声所需的先验知识库的步骤；

用于基于先验知识库识别“发声”动作对应的词语或汉字，并对汉字或词语进行语音合成的步骤。

2.根据权利要求1所述的基于肌电信号的辅助发声方法，其特征在于，所述的先验知识库采用如下方法获得：

1)对要学习的汉字或词语进行“发声”，采集该“发声”动作引起的相关的肌肉运动，产生表面肌电信号；

2)将“发声”相关的表面肌电信号传输给表面肌电信号的筛选与分离模块；

3)表面肌电信号的筛选与分离模块对肌电信号进行滤波、归一化和盲源分离处理，提取出与此汉字或词语“发声”相关的肌电语音信号；

4)语音肌电信号识别模块提取肌电语音信号的特征值，利用神经网络和支持向量机技术，建立肌电语音信号与汉字或词语“发声”之间的对应关系，将此关系保存下来；

5)多次重复上述步骤，最终获得先验知识库。

3.根据权利要求1或2所述的基于肌电信号的辅助发声方法，其特征在于，所述基于先验知识库识别“发声”动作对应的词语或汉字的过程包含如下步骤：

1)执行“发声”动作；

2)采集该“发声”动作对应的颈部或面部附近与语音相关位置的相关的表面肌电信号并将其传输给表面肌电信号的筛选与分离模块；

3)表面肌电信号的筛选与分离模块对表面肌电信号进行滤波、归一化和盲源分离算法进行处理，以滤除表面肌电信号中包含的眨眼、呼吸或心跳引起的杂波；

4)语音肌电信号识别模块提取上步最终得到的肌电信号的特征值，建立肌电信号与先验知识库的对应关系，识别“发声”动作的汉字或词语；

5)利用语音合成技术将该汉字或词语的语音播放出来。

4.根据权利要求2所述的基于肌电信号的辅助发声方法，其特征在于，所述步骤2)进一步为：

首先，采用截止频率为2K的低通滤波器进行滤波，并对滤波后的信号进行白化处理；

然后，利用独立分量ICA自然梯度串行更新算法或者批处理更新算法进行盲源分离的计算，得到相互独立的多通道数据；

最后，将相互独立的多通道数据进行分类后，排除干扰信号。

5.一种基于肌电信号的辅助发声装置，该装置基于发声方面的机能，包含：

传感器：用于采集表皮肌电信号；

发送单元：采集后进行带通滤波，将信号通过有线(或无线)的方式传递给表面肌电信号的筛选与分离模块；

表面肌电信号的筛选与分离模块：将多路信号进行筛选与分离，将干扰信号(眨眼，呼吸，脉搏等引起的肌电信号)滤除。只保留由发声引起的肌电信号；和

语音肌电信号识别模块：将肌电信号经模式识别技术提取出特征值，与发声的汉字或词语形成对应关系。

6.根据权利要求5所述的基于肌电信号的辅助发声装置，其特征在于，所述的装置还包含语音合成单元，该单元用于将所需要发生的汉字或词语通过语音合成技术通过语音的方式播放出来。

7.根据权利要求5或6所述的基于肌电信号的辅助发声装置，其特征在于，所述表面肌电信号的筛选和分离模块首先采用截止频率为2K的低通滤波器进行滤波，并对滤波后的信号进行白化处理；然后，利用独立分量ICA自然梯度串行更新算法或者批处理更新算法进行盲源分离的计算，等到相互独立的多通道数据；最后，将相互独立的多通道数据进行分类后，排除干扰信号。