本文關(guān)鍵詞：基于頸帶肌電信號(hào)的電子人工喉的控制研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電子人工喉憑借其易學(xué)易掌握、無(wú)需發(fā)音重建手術(shù)等優(yōu)點(diǎn),在現(xiàn)有的語(yǔ)音代償類(lèi)工具中得到了廣泛應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)約有137萬(wàn)患者,由于喉癌、喉外傷等原因造成發(fā)聲功能喪失,并且喉癌患者的新增數(shù)量逐年提高,故對(duì)電子人工喉的需求量越來(lái)越大、性能要求也越來(lái)越高。目前電子人工喉存在以下幾項(xiàng)缺點(diǎn):電子喉發(fā)出的聲音頻率單一;缺乏自然的音調(diào)變化,且需要手動(dòng)控制。近些年來(lái),基于生物電信號(hào)的人機(jī)接口技術(shù)不斷改進(jìn)與快速發(fā)展,使得將與發(fā)聲有關(guān)的肌肉(頸帶肌)肌電信號(hào)應(yīng)用于電子人工喉的參數(shù)調(diào)控成為可能。這樣做的目的,一方面在于使用者可因此減少采用手動(dòng)方式來(lái)調(diào)節(jié)聲音大小、音調(diào)高低,使電子人工喉發(fā)出的聲音更為自然,接近人聲;另一方面為具有便攜性的可穿戴電子喉設(shè)備提供了一種方法。因此,肌電信號(hào)對(duì)電子人工喉振動(dòng)控制機(jī)理的研究有著非常廣泛的實(shí)用價(jià)值。本文首先對(duì)現(xiàn)有人工喉的控制方法進(jìn)行介紹,對(duì)現(xiàn)有人工喉優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比,闡述了國(guó)內(nèi)外電子人工喉的肌電控制方法發(fā)展近況。目前,電子人工喉的主要缺點(diǎn)是對(duì)電子喉發(fā)聲時(shí)間、聲強(qiáng)、聲調(diào)三方面的調(diào)控不夠精確。而發(fā)聲時(shí)間、聲強(qiáng)、聲調(diào)三方面的控制分別對(duì)應(yīng)電子人工喉開(kāi)關(guān)、PWM占空比和PWM頻率的實(shí)時(shí)控制。為實(shí)現(xiàn)對(duì)電子喉開(kāi)關(guān)、PWM占空比和PWM頻率三者的準(zhǔn)確調(diào)控,主要進(jìn)行了以下的研究工作:分析了表面肌電信號(hào)的產(chǎn)生原理,對(duì)電子喉語(yǔ)音信號(hào)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了研究,并對(duì)肌電信號(hào)檢測(cè)方法、時(shí)域分析和頻域分析方法進(jìn)行了深入研究,為肌電特征分析和肌電式-電子喉實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中肌電信號(hào)調(diào)理電路的設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備;通過(guò)語(yǔ)音信號(hào)的基本特征分析,對(duì)基頻的估算進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化。搭建了肌電式-電子喉的信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng),為分析建立sEMG調(diào)控模型以及應(yīng)用試驗(yàn)提供基礎(chǔ)。該系統(tǒng)硬件主要包括肌電信號(hào)放大與濾波電路、語(yǔ)音信號(hào)采集與放大電路、電子喉控制電路、信號(hào)采集卡。該系統(tǒng)上位機(jī)軟件是基于LabVIEW平臺(tái)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn),其主要功能是對(duì)整個(gè)采集系統(tǒng)進(jìn)行操作控制,實(shí)現(xiàn)多通道sEMG的接收、處理、保存以及實(shí)時(shí)顯示和語(yǔ)音信號(hào)的保存。最后,通過(guò)進(jìn)行多組實(shí)驗(yàn),找出sEMG與電子人工喉開(kāi)關(guān)、PWM占空比和PWM頻率的關(guān)系,并將三者調(diào)控模型在肌電式-電子喉實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行應(yīng)用測(cè)試。試驗(yàn)結(jié)果,驗(yàn)證了肌電對(duì)電子喉語(yǔ)音發(fā)聲時(shí)間、聲強(qiáng)、聲調(diào)控制的實(shí)時(shí)性和有效性。
【關(guān)鍵詞】：EMG 人工喉 聲強(qiáng) 基頻
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：R318.1;TN912.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題研究背景和意義9-10
• 1.2 肌電信號(hào)控制電子喉的研究進(jìn)展10-12
• 1.2.1 幾種常見(jiàn)人工喉的控制源10-11
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)外肌電-電子喉研究現(xiàn)狀11
• 1.2.3 肌電控制電子喉方式11-12
• 1.3 課題研究目的及內(nèi)容12-13
• 1.4 小結(jié)13-15
• 第二章 頸部肌電信號(hào)檢測(cè)分析技術(shù)15-25
• 2.1 肌電信號(hào)產(chǎn)生的生理學(xué)分析15-18
• 2.2 肌電信號(hào)的特征描述18-21
• 2.2.1 肌電信號(hào)的特點(diǎn)18
• 2.2.2 肌電信號(hào)數(shù)學(xué)模型18-21
• 2.3 肌電信號(hào)檢測(cè)分析方法21-24
• 2.3.1 肌電信號(hào)檢測(cè)分析系統(tǒng)的研究21-22
• 2.3.2 肌電信號(hào)特征分析方法22-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第三章 電子人工喉的語(yǔ)音信號(hào)分析與研究方法25-41
• 3.1 語(yǔ)音信號(hào)的特性與數(shù)學(xué)模型25-28
• 3.1.1 語(yǔ)言信號(hào)特性25-26
• 3.1.2 語(yǔ)音信號(hào)的數(shù)字模型26-28
• 3.2 語(yǔ)音信號(hào)特征的基本處理28-36
• 3.2.1 分幀和窗函數(shù)28-30
• 3.2.2 語(yǔ)音信號(hào)的基本特征分析30-36
• 3.3 基于三電平削波的基音周期估算方法改進(jìn)與實(shí)現(xiàn)36-39
• 3.4 小結(jié)39-41
• 第四章 肌電式-電子喉的信號(hào)檢測(cè)分析系統(tǒng)41-51
• 4.1 肌電式-電子喉的信號(hào)采集分析系統(tǒng)41-43
• 4.2 肌電式-電子喉信號(hào)采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)43-45
• 4.3 肌電式-電子喉信號(hào)采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)45-47
• 4.4 采集系統(tǒng)的創(chuàng)新與測(cè)試效果47-49
• 4.4.1 系統(tǒng)創(chuàng)新47-48
• 4.4.2 系統(tǒng)評(píng)測(cè)與結(jié)論48-49
• 4.5 小結(jié)49-51
• 第五章 電子人工喉發(fā)聲時(shí)的肌電實(shí)驗(yàn)及其分析51-63
• 5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及內(nèi)容51-53
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介51-53
• 5.1.2 sEMG信號(hào)采集實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)53
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論53-62
• 5.2.1 sEMG信號(hào)與電子喉發(fā)聲起止時(shí)間的關(guān)系53-57
• 5.2.2 sEMG信號(hào)與電子喉發(fā)聲強(qiáng)度的關(guān)系57-60
• 5.2.3 sEMG信號(hào)與電子喉發(fā)聲基頻的關(guān)系60-62
• 5.3 小結(jié)62-63
• 第六章 結(jié)論63-65
• 6.1 總結(jié)63
• 6.2 工作展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 致謝69-71
• 攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果71

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 梁賜芳,吳曉鐘,李成添,譚曉輝;電子人工喉在無(wú)喉患者發(fā)聲中的應(yīng)用[J];中華耳鼻咽喉科雜志;1997年03期

2 梁賜芳,吳曉鐘,李成添,譚曉輝;電子人工喉在無(wú)喉患者發(fā)聲中的應(yīng)用[J];廣州醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào);1998年04期

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 周海彬;基于頸帶肌電信號(hào)的電子人工喉的控制研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

  本文關(guān)鍵詞：基于頸帶肌電信號(hào)的電子人工喉的控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：297094