本發(fā)明屬于仿生發(fā)音裝置，具體涉及一種全喉切除病人用佩戴式輔助發(fā)聲設(shè)備及發(fā)聲方式。
背景技術(shù)：
1、全喉切除術(shù)是治療晚期喉癌的主要手段，但術(shù)后患者因喪失聲帶振動功能，需依賴輔助發(fā)聲裝置恢復語言能力。目前臨床廣泛應用的佩戴式電子喉主要通過頸部接觸式振動傳感器采集發(fā)音信號，經(jīng)電子元件轉(zhuǎn)換后輸出語音。
2、全喉切除患者需借助電子喉等輔助發(fā)聲設(shè)備恢復言語功能，現(xiàn)有佩戴式電子喉普遍存在發(fā)音點定位不準確的問題，傳統(tǒng)設(shè)備采用固定結(jié)構(gòu)或手動調(diào)節(jié)傳感器，難以適應患者頸部解剖差異及術(shù)后組織形變，導致振動信號采集失準；此外傳統(tǒng)電子喉語音機械感突出，無法還原患者個性化聲紋特征，輸出語音呈現(xiàn)單一電子音色，使得聲音的清晰度與情感表達效果不佳，臨床調(diào)研顯示現(xiàn)有的佩戴式電子喉無法滿足大多數(shù)病人的使用需求。
3、因此，很有必要研究一種能夠調(diào)整采集機構(gòu)位置使其準確貼合發(fā)聲點，并通過ai變聲技術(shù)使得語音還原患者個性化聲紋特征的一種全喉切除病人用佩戴式輔助發(fā)聲設(shè)備及發(fā)聲方式。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足之處，本發(fā)明提供了一種全喉切除病人用佩戴式輔助發(fā)聲設(shè)備及發(fā)聲方式，用以解決現(xiàn)有技術(shù)發(fā)音點定位不準確導致信號采集失準和預設(shè)合成算法造成語音機械感顯著的問題。
2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：
3、一種全喉切除病人用佩戴式輔助發(fā)聲設(shè)備，包括：外殼、定位機構(gòu)、采集機構(gòu)、發(fā)聲機構(gòu)和控制裝置；
4、所述外殼包括第一外殼、第二外殼、第三外殼和第四外殼，所述第一外殼、第二外殼、第三外殼、第四外殼依次固定連接，所述第三外殼上還設(shè)置有第一連接槽和綁帶，所述第四外殼底部設(shè)置有電源倉；
5、所述定位機構(gòu)包括升降組件和旋轉(zhuǎn)組件，所述升降組件滑動設(shè)置在第三外殼中，所述旋轉(zhuǎn)組件安裝在升降組件的上方，旋轉(zhuǎn)組件可以驅(qū)動采集機構(gòu)旋轉(zhuǎn)調(diào)整采集機構(gòu)位置；
6、所述采集機構(gòu)安裝在旋轉(zhuǎn)組件上，所述采集機構(gòu)與病人頸部的發(fā)音點接觸，采集病人頸部的振動信息；
7、所述發(fā)聲機構(gòu)和控制裝置固定安裝在第一外殼上。
8、進一步，所述升降組件包括升降支架、弧形滑槽和齒條，所述升降支架與第二外殼和第三外殼的內(nèi)壁滑動配合，所述弧形滑槽設(shè)置在升降支架上，所述齒條設(shè)置在升降支架的上端面上。
9、更進一步，所述旋轉(zhuǎn)組件包括旋轉(zhuǎn)支架、兩塊側(cè)板、第一驅(qū)動電機、絲杠和第二驅(qū)動電機，旋轉(zhuǎn)支架滑動設(shè)置在弧形滑槽中，所述兩塊側(cè)板固定設(shè)置在旋轉(zhuǎn)支架的上端面上，所述第一驅(qū)動電機固定連接在旋轉(zhuǎn)支架上，所述絲杠與第一驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)軸連接，所述第二驅(qū)動電機固定在旋轉(zhuǎn)支架上，所述第二驅(qū)動電機通過齒輪與齒條配合。
10、再進一步，所述采集機構(gòu)包括滑動支架、導振膜和觸頭，所述滑動支架由鐵制成，所述滑動支架滑動設(shè)置在兩塊側(cè)板之間，所述滑動支架與絲杠配合，所述滑動支架上設(shè)置有電磁鐵，導振膜固定設(shè)置在滑動支架上，所述觸頭包括滑桿和永磁體，所述滑桿與滑動支架滑動配合，所述永磁體能夠吸附滑動支架，所述電磁鐵與永磁體配合，所述滑桿與導振膜連接。
11、再進一步，所述滑動支架上設(shè)置有限位槽，所述限位槽與觸頭配合。
12、進一步，所述第二外殼上設(shè)置有氣腔和導音管口，所述氣腔與旋轉(zhuǎn)組件擠壓配合，在氣腔與旋轉(zhuǎn)組件之間形成密閉的腔體，所述導音管口與導音管連接。
13、更進一步，所述第四外殼還包括第二連接槽和手柄，所述第二連接槽設(shè)置在第四外殼的底部，所述手柄鉸接在第二連接槽處，所述手柄向上翻轉(zhuǎn)時穿過第一連接槽與定位機構(gòu)底部配合。
14、進一步，所述發(fā)聲機構(gòu)包括揚聲器，所述揚聲器固定安裝在第一外殼上。
15、進一步，所述控制裝置包括定位控制器、ai變聲模塊和天線，所述定位控制器與定位機構(gòu)電性連接，所述ai變聲模塊與天線、采集機構(gòu)和天線電性連接。
16、一種發(fā)聲方式，使用上述一種全喉切除病人用佩戴式輔助發(fā)聲設(shè)備，包括以下步驟：
17、s1、術(shù)前聲音信息采集，在病人手術(shù)前錄制病人的聲音，并對聲音進行處理獲得病人聲紋信息，并通過天線發(fā)送至ai變聲模塊；
18、s2、術(shù)后發(fā)聲信息采集，病人術(shù)后在想要發(fā)聲時，通過采集機構(gòu)采集術(shù)后病人頸部發(fā)聲點的振動信號，并傳遞至ai變聲模塊；
19、s3、聲音信息處理，ai變聲模塊通過s1中收集的病人術(shù)前聲音信息與s2中采集術(shù)后病人頸部發(fā)聲點的振動信號計算出術(shù)后病人想要發(fā)出聲音的信息，并傳遞至發(fā)聲機構(gòu)；
20、s4、發(fā)聲，發(fā)聲機構(gòu)通過揚聲器播放ai變聲后的聲音。
21、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：
22、1、本發(fā)明公開的一種全喉切除病人用佩戴式輔助發(fā)聲設(shè)備及發(fā)聲方式，通過升降組件和旋轉(zhuǎn)組件雙模定位機構(gòu)可以實現(xiàn)對采集機構(gòu)位置的精準調(diào)節(jié)，可以實現(xiàn)將采集機構(gòu)的觸頭準確的貼附在病人頸部的發(fā)音點上，解決現(xiàn)有技術(shù)發(fā)音點定位不準確導致信號采集失準的問題。
23、2、本發(fā)明公開的一種全喉切除病人用佩戴式輔助發(fā)聲設(shè)備及發(fā)聲方式，基于術(shù)前聲紋信息，通過ai變聲模塊對采集機構(gòu)采集到的振動信號進行處理，實現(xiàn)基頻、共振峰等關(guān)鍵參數(shù)的生理級還原，輸出語音與患者原聲音色相似度高，解決現(xiàn)有技術(shù)預設(shè)合成算法造成語音機械感顯著的問題。
1.一種全喉切除病人用佩戴式輔助發(fā)聲設(shè)備，其特征在于，包括：外殼(1)、定位機構(gòu)(2)、采集機構(gòu)(3)、發(fā)聲機構(gòu)(4)和控制裝置(5)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全喉切除病人用佩戴式輔助發(fā)聲設(shè)備，其特征在于：所述升降組件(21)包括升降支架(211)、弧形滑槽(212)和齒條(213)，所述升降支架(211)與第二外殼(12)和第三外殼(13)的內(nèi)壁滑動配合，所述弧形滑槽(212)設(shè)置在升降支架(211)上，所述齒條(213)設(shè)置在升降支架(211)的上端面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種全喉切除病人用佩戴式輔助發(fā)聲設(shè)備，其特征在于：所述旋轉(zhuǎn)組件(22)包括旋轉(zhuǎn)支架(221)、兩塊側(cè)板(222)、第一驅(qū)動電機(224)、絲杠(225)和第二驅(qū)動電機(226)，旋轉(zhuǎn)支架(221)滑動設(shè)置在弧形滑槽(212)中，所述兩塊側(cè)板(222)固定設(shè)置在旋轉(zhuǎn)支架(221)的上端面上，所述第一驅(qū)動電機(224)固定連接在旋轉(zhuǎn)支架(221)上，所述絲杠(225)與第一驅(qū)動電機(224)的轉(zhuǎn)軸連接，所述第二驅(qū)動電機(226)固定在旋轉(zhuǎn)支架(221)上，所述第二驅(qū)動電機(226)通過齒輪與齒條(213)配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種全喉切除病人用佩戴式輔助發(fā)聲設(shè)備，其特征在于：所述采集機構(gòu)(3)包括滑動支架(31)、導振膜(32)和觸頭(33)，所述滑動支架(31)由鐵制成，所述滑動支架(31)滑動設(shè)置在兩塊側(cè)板(222)之間，所述滑動支架(31)與絲杠(225)配合，所述滑動支架(31)上設(shè)置有電磁鐵(312)，導振膜(32)固定設(shè)置在滑動支架(31)上，所述觸頭(33)包括滑桿(331)和永磁體(332)，所述滑桿(331)與滑動支架(31)滑動配合，所述永磁體(332)能夠吸附滑動支架(31)，所述電磁鐵(312)與永磁體(332)配合，所述滑桿(331)與導振膜(32)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種全喉切除病人用佩戴式輔助發(fā)聲設(shè)備，其特征在于：所述滑動支架(31)上設(shè)置有限位槽(311)，所述限位槽(311)與觸頭(33)配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全喉切除病人用佩戴式輔助發(fā)聲設(shè)備，其特征在于：所述第二外殼(12)上設(shè)置有氣腔(121)和導音管口(122)，所述氣腔(121)與旋轉(zhuǎn)組件(22)擠壓配合，在氣腔(121)與旋轉(zhuǎn)組件(22)之間形成密閉的腔體，所述導音管口(122)與導音管連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種全喉切除病人用佩戴式輔助發(fā)聲設(shè)備，其特征在于：所述第四外殼(14)還包括第二連接槽(141)和手柄(142)，所述第二連接槽(141)設(shè)置在第四外殼(14)的底部，所述手柄(142)鉸接在第二連接槽(141)處，所述手柄(142)向上翻轉(zhuǎn)時穿過第一連接槽(131)與定位機構(gòu)(2)底部配合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全喉切除病人用佩戴式輔助發(fā)聲設(shè)備，其特征在于：所述發(fā)聲機構(gòu)(4)包括揚聲器(41)，所述揚聲器(41)固定安裝在第一外殼(11)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全喉切除病人用佩戴式輔助發(fā)聲設(shè)備，其特征在于：所述控制裝置(5)包括定位控制器(51)、ai變聲模塊(52)和天線(53)，所述定位控制器(51)與定位機構(gòu)(2)電性連接，所述ai變聲模塊(52)與天線(53)、采集機構(gòu)(3)和天線(53)電性連接。
10.一種發(fā)聲方式，其特征在于，使用上述權(quán)利要求1-9中任一項所述的一種全喉切除病人用佩戴式輔助發(fā)聲設(shè)備，包括以下步驟：