CN201920987U - 一种基于莫尔斯码的皮肤听声器 - Google Patents

一种基于莫尔斯码的皮肤听声器 Download PDF

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李建文
宫文展
赵小羽
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Abstract

本实用新型涉及一种基于莫尔斯码的皮肤听声器，包括麦克风以及与麦克风的信号输出端相连接的模数转换器，模数转换器的输出端与语音识别装置连接，该语音识别装置内还带有语音模型库以及以莫尔斯码原理为基础的语音模型的电流信号码制对应关系库，语音识别装置的输出端与音频放大器连接，该音频放大器上还连接有电源及控制音频放大器的音量调节器，音频放大器的输出端与数模转换器连接，数模转换器的输出端与升压装置相连，升压装置的输出端又与平面电极的输入端相连接，全聋人使用时通过皮肤就可以获得对于语音及常遇到的声音的听觉，该仪器功耗低、体积小、便于携带，佩带时无需任何手术，适用于聋人长期使用。

Description

一种基于莫尔斯码的皮肤听声器
技术领域
本实用新型涉及一种听声器，特别涉及一种基于莫尔斯码的皮肤听声器。
背景技术
据联合国卫生组织(WHO)信息统计，至2005年，全世界存在中度到极重度听力损失的人已经达到2.78亿。2006年第二次全国残疾人抽样调查数据公报显示我国残疾人口8296万人，听力残疾2004万人，占残疾人群的24.16％，仅次于肢体残疾。
为了解决这个问题，人们使用了各种方法，目前普遍使用的是助听器。助听器是由传声器(麦克风)、电路放大器、受话器(耳机)、耳模(耳塞)、音量控制器、电源(电池)这几个部分构成的，由于助听器只能放大声音，对于深度耳聋患者来说，助听器并不能解决他们的听觉问题，因此只适用于轻度聋人。
电子耳蜗是一种能帮助重度、深度和全聋的耳聋患者获得或恢复听觉的电子装置，一般分为体外和体内两部分，体外部分由麦克风、语音信号处理器、编码发射器、发射线圈组成，植入体内的部分由接收线圈、接收解码器、刺激脉冲生成器和电极阵列组成，但是电子耳蜗十分昂贵且需要复杂的植入手术，无法推广。
根据医学和生物学研究的结果，人的耳朵对于声音产生感觉是通过以下几个步骤来完成的：(1)外耳、中耳接收声音信号并放大；(2)内耳将声音信号转化成电位信号；(3)再通过听觉神经传送给大脑；以上三个步骤中任何一步不能完成便造成耳聋。事实上，将声音信号转变成电流信号并且放大，这是人类100多年前就已经实现了的伟大实用新型，只是如何将这种电流信号能够比较完整的传给大脑则是人们一直未能解决的问题，因此也无法根本解决聋人的听觉问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种基于莫尔斯码的皮肤听声器，采用语音识别技术与莫尔斯码技术相结合的方式，具有给聋人传达有规律、有意义语音的功能。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种基于莫尔斯码的皮肤听声器，包括麦克风1以及与麦克风1的信号输出端相连接的模数转换器2，模数转换器2的输出端与语音识别装置3连接，语音识别装置3的输出端与音频放大器4连接，音频放大器4的输出端与数模转换器6连接，数模转换器6的输出端与升压装置7相连，升压装置7的输出端又与平面电极1的输入端相连接。
所述的语音识别装置3内还带有语音模型库8以及以莫尔斯码原理为基础的语音模型的电流信号码制对应关系库9。
所述的音频放大器4上还连接有电源5及控制音频放大器的音量调节器10。
所述的升压装置7使用的是频率为200-5000Hz的变压器。
本实用新型的模数转换器6转化后的数字信号与提前建立的语音模型库8进行对比，即利用现有的比较成熟的语音识别软件Speech SDK，识别出语音的具体内容，并利用语音识别软件所带特殊功能，将语音内容按逐字分解为汉语拼音。以莫尔斯码原理为基础的语音模型的电流信号码制对应关系库9，其原理在于参考莫尔斯码基本编码规则，即每个英文字母对应一组“·-”的组合，编制出以拼音的声母和韵母对应的“·-”的组合。将识别出的汉语拼音结合对应关系库9，得到需要输出的有规律的数字信号。音频放大器4将信号放大功率后，要将识别的结果通过数模转换器输出为模拟电流信号。
由于本实用新型利用麦克风把外部的声音信号转化成电流信号，经过模数转换、语音识别技术和莫尔斯码技术处理、模数转换一系列处理，升压设备将此电流信号升压，然后通过平面电极刺激皮肤，将电流的有规律的振荡信号通过皮肤传给大脑，不依赖于人体的任何残余听力，从根本上解决了聋哑人的听觉问题，具有结构简单、灵敏度高的特点。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
参见图1，本实用新型包括麦克风1以及与麦克风1的信号输出端相连接的模数转换器2，模数转换器2的输出端与语音识别装置3连接，该语音识别装置3内还带有语音模型库8以及以莫尔斯码原理为基础的语音模型的电流信号码制对应关系库9，将语音识别装置3的输出端与音频放大器4连接，该音频放大器4上还连接有电源5及控制音频放大器的音量调节器10，音频放大器4的输出端与数模转换器6连接，数模转换器6的输出端与升压装置7相连，升压装置7的输出端又与平面电极11的输入端相连接。
参见图1、2，其中麦克风1用于将外部声音信号转化为电流脉冲信号，模数转换器2用于将模拟电流信号转换为数字电流信号，语音识别装置3用于将模数转换器2转化后的数字信号与提前建立的语音模型库8进行对比，识别出语音内容后，根据以莫尔斯码原理为基础的语音模型的电流信号码制对应关系库9，得到需要输出的数字电流信号。音频放大器4用于将音频信号放大，电源5用于为音频放大器4提供电源，数模转换器6用于将识别出的数字电流信号结果输出为模拟电流信号，升压装置7用来将音频信号升压，平面电极11用于将震荡的电流信号通过皮肤传给大脑。而其中的声音信号升压装置7使用的是低频率变压器。音频放大器4将语音识别装置3送来的电流信号放大，这时的交流电压一般不超过所提供电源5的电压，通常在0.5V以下，升压装置7将音频放大器4输出的声音电流信号转化为交流电压的声音电流信号，并升压至5V以上，以克服皮肤的电阻。电源5为音频放大器4或升压装置7提供电源，最低在1.2V便可运行，平面电极11利用升压装置7提供的电流信号刺激皮肤。音量调节器10是安装于音频放大器4之上的可变电阻器，用来控制输出功率，音量调节器10是可选的，具体制作时也可以使用不同规格电阻替代，以适应不同的使用者。
本实用新型在使用时没有一步是通过人体的听觉系统来完成的，也就是说它不依赖于人体的任何残余听力，所以它从根本上解决了聋哑人的听觉问题。该仪器使用的方法是，当该仪器在供电充足的条件下，只要电极贴在耳朵附近的皮肤上，无需任何手术，便可获得对于一般声音，特别是语音的听觉。该仪器功耗低，一般不超过0.5W便可使用。该仪器中的麦克风1可以塞进耳孔，可以把音频处理部分和电源放在衣袋里以便携带。
使用时的注意事项：
(1)需要一段适应的阶段，对于听力丧失严重的人来说由于他们从来没有感觉过声音，声音对于他们来说是一种新的信号；
(2)长期使用可能会引起电极接触处皮肤不适，最好在晚上睡觉时停止使用，以便让电极接触处的皮肤得到恢复；
(3)要调节到合适的音量，音量太小会引不起听觉，音量太大若遇到大声则电极会刺痛皮肤；
(4)长期使用后，由于人体神经系统的自然调节，听觉效果将会越来越好；
(5)若要能辨析人的语音则需要一年以后，因为要形成语言条件反射需要相当长的时间。用皮肤“听”声训练的时候有一个误区值得注意，那就是要避免和克服下意识地边听边心里数点、数划以期帮助自己判断地习惯。基于莫尔斯码的编码方案中字符声音、形象特征都很明显。特别是控制好速度，经常听、反复听，就会形成条件反射，更快更好的记忆莫尔斯码。所以，聋哑人使用基于莫尔斯码的皮肤听声器时需要一段时间的语音训练。但这种训练不需要特殊环境，而是参与人们的正常活动，使得自己对于由皮肤听声器所取得的语音信号形成条件反射。对于语音信号形成条件反射所需要的时间会因人而异，一般来说年龄小的和智商高的人适应的更快。
佩带皮肤听声器时用于刺激皮肤的平面电极11的接触位置一般是耳朵附近比较光滑的皮肤，耳垂的下面是比较合适的位置。皮肤听声器所消耗的功率要比助听器大，可以把模数转换器2、语音识别装置3、电源5、音频放大器4和数模转换器6以及升压装置7封装在一起与其它器件用较长的导线联接，以便将电源等装在衣服的口袋里，在制作工艺允许的条件下，还可以将升压装置7与平面电极11制作在一起。
相对于助听器来说，本实用新型具有如下优点：(1)接收声音不依赖于人体的任何残余听力，适用于听力损失非常严重的人使用；(2)灵敏度比较高，与人的耳朵的听觉范围基本一致，所以可获得对于语音及常遇到的声音的听觉；(3)增加音量时不会出现象助听器那样的杂音；(4)不会像助听器那样因为麦克风离扬声器太近而互感，导致无法使用；
相对于电子耳蜗来说，本实用新型具有如下优点：(1)接收声音不依赖于人体的任何残余听力，听觉神经损坏者仍可使用；(2)灵敏度比较高，与人的耳朵的听觉范围基本一致；(3)不需要任何手术，副作用几乎没有。

Claims (4)

1.一种基于莫尔斯码的皮肤听声器，包括麦克风(1)以及与麦克风(1)的信号输出端相连接的模数转换器(2)，其特征在于，模数转换器(2)的输出端与语音识别装置(3)连接，语音识别装置(3)的输出端与音频放大器(4)连接，音频放大器(4)的输出端与数模转换器(6)连接，数模转换器(6)的输出端与升压装置(7)相连，升压装置(7)的输出端又与平面电极(11)的输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于莫尔斯码的皮肤听声器，其特征在于，所述的音频放大器(4)上还连接有电源(5)及控制音频放大器的音量调节器(10)。
3.根据权利要求1所述的一种基于莫尔斯码的皮肤听声器，其特征在于，所述的升压装置(7)使用的是频率为200-5000Hz的变压器。
4.根据权利要求1所述的一种基于莫尔斯码的皮肤听声器，其特征在于，所述的音量调节器(10)为可变电阻器。 
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