[发明专利]分离并采集非鼻化元音中的鼻音和口音的方法及隔音装置

说明书

本发明公开了分离并采集非鼻化元音中的鼻音和口音的方法及隔音装置，属于语音信号处理领域，旨在解决传统的分离方法不适用于采集音频的问题。隔音装置包括鼻音消音器和口音消音器；所述鼻音消音器主体为挂耳式鼻用空气过滤器，挂耳式鼻用空气过滤器鼻罩下方的排气孔和侧方连接挂绳的出孔通过胶水粘贴塑料封闭；所述挂耳式鼻用空气过滤器鼻罩上方打孔，且鼻罩内部放置医用绷带；所述口音消音器由主体口罩、长管和隔音箱三部分组成，主体口罩呈漏斗形状，主体口罩下端为圆形管状结构；所述主体口罩外包围超级粘土。本隔音装置材料轻便易获取，使用方便；本方法能分别录制较为纯净的从口腔传递的声音和从鼻腔传递的声音。

技术领域

本发明涉及语音信号处理领域，具体为一种分离并采集非鼻化元音中的鼻音和口音的方法及隔音装置。

背景技术

声音通过声门振动产生，并经过声道调制，最终经由嘴唇、鼻孔辐射到空间中。语音中蕴含丰富的说话人特征信息，提取该信息的技术在金融、刑侦、国防等领域具有广泛的应用场景。语音的个性化特征是由发音器官的结构决定。发音器官从下到上包括声门、喉腔、咽腔、口腔、上颚、鼻腔、嘴唇等。口腔和鼻腔是重要的共鸣器官，对声音的调制起到不可忽视的作用。口腔通过调整舌头的位置调节口腔内通道的形状，发出不同的音节。鼻腔则有着稳定的内部结构，且不同的说话人之间鼻腔形态差异较大，包含丰富的区分说话人身份的信息。研究鼻腔共鸣对语音特征的影响，有助于丰富对说话人个性化特征的研究。

鼻腔的形态较为复杂，它由两个不对称的鼻通道组成，还连接着四对副鼻窦：额窦、上颌窦、蝶窦和筛窦。鼻窦是一个入口狭窄，内部面积较大的腔体，形状类似亥姆霍兹共鸣器。其声学作用是吸收鼻音中某些特定频率的音频。四对鼻窦的大小差异较大，吸纳音频的频率互不相同。鼻通道的不对称性也会造成某些频率能量升高或降低。

鼻腔对发音的影响主要有两种方式。第一种是发生在鼻音和鼻化元音的发音过程中，通过软腭的上抬和下降来控制腭咽口的打开与闭合，称为口鼻耦合作用。普通元音发音时，软腭通常上抬至与腭壁相接，关闭口腔到鼻腔的通道。鼻化元音区别于普通元音，汉语里的鼻化元音是指在鼻辅音前后的元音，受鼻辅音的影响，腭咽口成不完全闭合状态，此时鼻腔被视为声道的分支。第二种是声音通过软腭振动作用从口腔传递到鼻腔，为与前者区分，称为经软腭耦合作用。经软腭耦合作用是鼻腔参与非鼻化元音和浊塞音发音的主要方式。传递到鼻腔的声音由鼻孔辐射到空间，与嘴唇辐射音相互作用，共同组成语音。

经软腭耦合作用对语音声学特征影响的实验研究很少，单独测量鼻腔共振的技术有限。利用说话人的MRI图像模拟其鼻腔形态，从而计算鼻腔共振的频谱是一种较为精确的技术。但鼻腔内部形态复杂，而受医疗设备限制，精度难以达到要求，或价格十分昂贵。

为研究经软腭耦合作用对语音特征的影响，需分别记录说话人的嘴唇辐射音和鼻孔辐射音。也即利用隔音工具，分隔口腔鼻腔并采集二者音频。传统的分离方法包括使用口鼻气流计和隔音板。口鼻气流计是检测气流、分析发音空气动力学数据的有效工具，不适用于采集音频。若想有效阻止嘴唇辐射音和鼻孔辐射音混合，需要一块巨大轻薄的隔音板。材料不易获取且浪费空间，不便于使用。二者均不是理想的隔音工具。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供分离并采集非鼻化元音中的鼻音和口音的方法及隔音装置，该方法能分别录制较为纯净的从口腔传递的声音和从鼻腔传递的声音。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种隔音装置，其特征在于，包括鼻音消音器和口音消音器；所述鼻音消音器主体为挂耳式鼻用空气过滤器，挂耳式鼻用空气过滤器鼻罩下方的排气孔和侧方连接挂绳的出孔通过胶水粘贴塑料封闭；所述挂耳式鼻用空气过滤器鼻罩上方打孔，且鼻罩内部放置医用绷带；

所述口音消音器由主体口罩、长管和隔音箱三部分组成，主体口罩呈漏斗形状，主体口罩下端为圆形管状结构；所述主体口罩外包围超级粘土；