專利名稱：一種基于莫爾斯碼的皮膚聽聲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種聽聲器，特別涉及一種基于莫爾斯碼的皮膚聽聲器。
背景技術(shù)：
據(jù)聯(lián)合國衛(wèi)生組織(WHO)信息統(tǒng)計(jì)，至2005年，全世界存在中度到極重度聽力損 失的人已經(jīng)達(dá)到2. 78億。2006年第二次全國殘疾人抽樣調(diào)查數(shù)據(jù)公報(bào)顯示我國殘疾人口 8296萬人，聽力殘疾2004萬人，占?xì)埣踩巳旱?4. 16%，僅次于肢體殘疾。為了解決這個問題，人們使用了各種方法，目前普遍使用的是助聽器。助聽器是由 傳聲器(麥克風(fēng))、電路放大器、受話器(耳機(jī))、耳模(耳塞)、音量控制器、電源(電池) 這幾個部分構(gòu)成的，由于助聽器只能放大聲音，對于深度耳聾患者來說，助聽器并不能解決 他們的聽覺問題，因此只適用于輕度聾人。電子耳蝸是一種能幫助重度、深度和全聾的耳聾患者獲得或恢復(fù)聽覺的電子裝 置，一般分為體外和體內(nèi)兩部分，體外部分由麥克風(fēng)、語音信號處理器、編碼發(fā)射器、發(fā)射線 圈組成，植入體內(nèi)的部分由接收線圈、接收解碼器、刺激脈沖生成器和電極陣列組成，但是 電子耳蝸十分昂貴且需要復(fù)雜的植入手術(shù)，無法推廣。根據(jù)醫(yī)學(xué)和生物學(xué)研究的結(jié)果，人的耳朵對于聲音產(chǎn)生感覺是通過以下幾個步驟 來完成的(1)外耳、中耳接收聲音信號并放大；( 內(nèi)耳將聲音信號轉(zhuǎn)化成電位信號；(3) 再通過聽覺神經(jīng)傳送給大腦；以上三個步驟中任何一步不能完成便造成耳聾。事實(shí)上，將聲 音信號轉(zhuǎn)變成電流信號并且放大，這是人類100多年前就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了的偉大實(shí)用新型，只 是如何將這種電流信號能夠比較完整的傳給大腦則是人們一直未能解決的問題，因此也無 法根本解決聾人的聽覺問題。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于莫爾斯碼的 皮膚聽聲器，采用語音識別技術(shù)與莫爾斯碼技術(shù)相結(jié)合的方式，具有給聾人傳達(dá)有規(guī)律、有 意義語音的功能。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種基于莫爾斯碼的皮膚聽聲器，包括麥克風(fēng)1以及與麥克風(fēng)1的信號輸出端相 連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器2，模數(shù)轉(zhuǎn)換器2的輸出端與語音識別裝置3連接，語音識別裝置3的輸 出端與音頻放大器4連接，音頻放大器4的輸出端與數(shù)模轉(zhuǎn)換器6連接，數(shù)模轉(zhuǎn)換器6的輸 出端與升壓裝置7相連，升壓裝置7的輸出端又與平面電極1的輸入端相連接。所述的語音識別裝置3內(nèi)還帶有語音模型庫8以及以莫爾斯碼原理為基礎(chǔ)的語音 模型的電流信號碼制對應(yīng)關(guān)系庫9。所述的音頻放大器4上還連接有電源5及控制音頻放大器的音量調(diào)節(jié)器10。所述的升壓裝置7使用的是頻率為200-5000HZ的變壓器。本實(shí)用新型的模數(shù)轉(zhuǎn)換器6轉(zhuǎn)化后的數(shù)字信號與提前建立的語音模型庫8進(jìn)行對比，即利用現(xiàn)有的比較成熟的語音識別軟件Speech SDK，識別出語音的具體內(nèi)容，并利用語 音識別軟件所帶特殊功能，將語音內(nèi)容按逐字分解為漢語拼音。以莫爾斯碼原理為基礎(chǔ)的 語音模型的電流信號碼制對應(yīng)關(guān)系庫9，其原理在于參考莫爾斯碼基本編碼規(guī)則，即每個英 文字母對應(yīng)一組“ ·_”的組合，編制出以拼音的聲母和韻母對應(yīng)的“ ·_”的組合。將識別 出的漢語拼音結(jié)合對應(yīng)關(guān)系庫9，得到需要輸出的有規(guī)律的數(shù)字信號。音頻放大器4將信號 放大功率后，要將識別的結(jié)果通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出為模擬電流信號。由于本實(shí)用新型利用麥克風(fēng)把外部的聲音信號轉(zhuǎn)化成電流信號，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換、 語音識別技術(shù)和莫爾斯碼技術(shù)處理、模數(shù)轉(zhuǎn)換一系列處理，升壓設(shè)備將此電流信號升壓，然 后通過平面電極刺激皮膚，將電流的有規(guī)律的振蕩信號通過皮膚傳給大腦，不依賴于人體 的任何殘余聽力，從根本上解決了聾 人的聽覺問題，具有結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高的特點(diǎn)。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的工作原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作進(jìn)一步詳細(xì)說明。參見圖1，本實(shí)用新型包括麥克風(fēng)1以及與麥克風(fēng)1的信號輸出端相連接的模數(shù)轉(zhuǎn) 換器2，模數(shù)轉(zhuǎn)換器2的輸出端與語音識別裝置3連接，該語音識別裝置3內(nèi)還帶有語音模 型庫8以及以莫爾斯碼原理為基礎(chǔ)的語音模型的電流信號碼制對應(yīng)關(guān)系庫9，將語音識別 裝置3的輸出端與音頻放大器4連接，該音頻放大器4上還連接有電源5及控制音頻放大 器的音量調(diào)節(jié)器10，音頻放大器4的輸出端與數(shù)模轉(zhuǎn)換器6連接，數(shù)模轉(zhuǎn)換器6的輸出端與 升壓裝置7相連，升壓裝置7的輸出端又與平面電極11的輸入端相連接。參見圖1、2，其中麥克風(fēng)1用于將外部聲音信號轉(zhuǎn)化為電流脈沖信號，模數(shù)轉(zhuǎn)換器 2用于將模擬電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電流信號，語音識別裝置3用于將模數(shù)轉(zhuǎn)換器2轉(zhuǎn)化后 的數(shù)字信號與提前建立的語音模型庫8進(jìn)行對比，識別出語音內(nèi)容后，根據(jù)以莫爾斯碼原 理為基礎(chǔ)的語音模型的電流信號碼制對應(yīng)關(guān)系庫9，得到需要輸出的數(shù)字電流信號。音頻 放大器4用于將音頻信號放大，電源5用于為音頻放大器4提供電源，數(shù)模轉(zhuǎn)換器6用于將 識別出的數(shù)字電流信號結(jié)果輸出為模擬電流信號，升壓裝置7用來將音頻信號升壓，平面 電極11用于將震蕩的電流信號通過皮膚傳給大腦。而其中的聲音信號升壓裝置7使用的 是低頻率變壓器。音頻放大器4將語音識別裝置3送來的電流信號放大，這時的交流電壓 一般不超過所提供電源5的電壓，通常在0. 5V以下，升壓裝置7將音頻放大器4輸出的聲 音電流信號轉(zhuǎn)化為交流電壓的聲音電流信號，并升壓至5V以上，以克服皮膚的電阻。電源 5為音頻放大器4或升壓裝置7提供電源，最低在1. 2V便可運(yùn)行，平面電極11利用升壓裝 置7提供的電流信號刺激皮膚。音量調(diào)節(jié)器10是安裝于音頻放大器4之上的可變電阻器， 用來控制輸出功率，音量調(diào)節(jié)器10是可選的，具體制作時也可以使用不同規(guī)格電阻替代， 以適應(yīng)不同的使用者。本實(shí)用新型在使用時沒有一步是通過人體的聽覺系統(tǒng)來完成的，也就是說它不依 賴于人體的任何殘余聽力，所以它從根本上解決了聾 人的聽覺問題。該儀器使用的方法是，當(dāng)該儀器在供電充足的條件下，只要電極貼在耳朵附近的皮膚上，無需任何手術(shù)，便可 獲得對于一般聲音，特別是語音的聽覺。該儀器功耗低，一般不超過0.5W便可使用。該儀 器中的麥克風(fēng)1可以塞進(jìn)耳孔，可以把音頻處理部分和電源放在衣袋里以便攜帶。使用時的注意事項(xiàng)(1)需要一段適應(yīng)的階段，對于聽力喪失嚴(yán)重的人來說由于他們從來沒有感覺過 聲音，聲音對于他們來說是一種新的信號；(2)長期使用可能會引起電極接觸處皮膚不適，最好在晚上睡覺時停止使用，以便 讓電極接觸處的皮膚得到恢復(fù)；(3)要調(diào)節(jié)到合適的音量，音量太小會引不起聽覺，音量太大若遇到大聲則電極會 刺痛皮膚；(4)長期使用后，由于人體神經(jīng)系統(tǒng)的自然調(diào)節(jié)，聽覺效果將會越來越好；(5)若要能辨析人的語音則需要一年以后，因?yàn)橐纬烧Z言條件反射需要相當(dāng)長 的時間。用皮膚“聽”聲訓(xùn)練的時候有一個誤區(qū)值得注意，那就是要避免和克服下意識地邊 聽邊心里數(shù)點(diǎn)、數(shù)劃以期幫助自己判斷地習(xí)慣?；谀獱査勾a的編碼方案中字符聲音、形象 特征都很明顯。特別是控制好速度，經(jīng)常聽、反復(fù)聽，就會形成條件反射，更快更好的記憶莫 爾斯碼。所以，聾啞人使用基于莫爾斯碼的皮膚聽聲器時需要一段時間的語音訓(xùn)練。但這 種訓(xùn)練不需要特殊環(huán)境，而是參與人們的正?；顒樱沟米约簩τ谟善つw聽聲器所取得的 語音信號形成條件反射。對于語音信號形成條件反射所需要的時間會因人而異，一般來說 年齡小的和智商高的人適應(yīng)的更快。佩帶皮膚聽聲器時用于刺激皮膚的平面電極11的接觸位置一般是耳朵附近比較 光滑的皮膚，耳垂的下面是比較合適的位置。皮膚聽聲器所消耗的功率要比助聽器大，可以 把模數(shù)轉(zhuǎn)換器2、語音識別裝置3、電源5、音頻放大器4和數(shù)模轉(zhuǎn)換器6以及升壓裝置7封 裝在一起與其它器件用較長的導(dǎo)線聯(lián)接，以便將電源等裝在衣服的口袋里，在制作工藝允 許的條件下，還可以將升壓裝置7與平面電極11制作在一起。相對于助聽器來說，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)接收聲音不依賴于人體的任 何殘余聽力，適用于聽力損失非常嚴(yán)重的人使用；(2)靈敏度比較高，與人的耳朵的聽覺范 圍基本一致，所以可獲得對于語音及常遇到的聲音的聽覺；C3)增加音量時不會出現(xiàn)象助 聽器那樣的雜音；(4)不會像助聽器那樣因?yàn)辂溈孙L(fēng)離揚(yáng)聲器太近而互感，導(dǎo)致無法使用；相對于電子耳蝸來說，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)接收聲音不依賴于人體的 任何殘余聽力，聽覺神經(jīng)損壞者仍可使用；(2)靈敏度比較高，與人的耳朵的聽覺范圍基本 一致；(3)不需要任何手術(shù)，副作用幾乎沒有。
權(quán)利要求1.一種基于莫爾斯碼的皮膚聽聲器，包括麥克風(fēng)(1)以及與麥克風(fēng)(1)的信號輸出端 相連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器O)，其特征在于，模數(shù)轉(zhuǎn)換器( 的輸出端與語音識別裝置C3)連接， 語音識別裝置(3)的輸出端與音頻放大器(4)連接，音頻放大器的輸出端與數(shù)模轉(zhuǎn)換 器(6)連接，數(shù)模轉(zhuǎn)換器(6)的輸出端與升壓裝置(7)相連，升壓裝置(7)的輸出端又與平 面電極(11)的輸入端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于莫爾斯碼的皮膚聽聲器，其特征在于，所述的音頻 放大器(4)上還連接有電源( 及控制音頻放大器的音量調(diào)節(jié)器(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于莫爾斯碼的皮膚聽聲器，其特征在于，所述的升壓 裝置(7)使用的是頻率為200-5000HZ的變壓器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于莫爾斯碼的皮膚聽聲器，其特征在于，所述的音量 調(diào)節(jié)器(10)為可變電阻器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于莫爾斯碼的皮膚聽聲器，包括麥克風(fēng)以及與麥克風(fēng)的信號輸出端相連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端與語音識別裝置連接，該語音識別裝置內(nèi)還帶有語音模型庫以及以莫爾斯碼原理為基礎(chǔ)的語音模型的電流信號碼制對應(yīng)關(guān)系庫，語音識別裝置的輸出端與音頻放大器連接，該音頻放大器上還連接有電源及控制音頻放大器的音量調(diào)節(jié)器，音頻放大器的輸出端與數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接，數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出端與升壓裝置相連，升壓裝置的輸出端又與平面電極的輸入端相連接，全聾人使用時通過皮膚就可以獲得對于語音及常遇到的聲音的聽覺，該儀器功耗低、體積小、便于攜帶，佩帶時無需任何手術(shù)，適用于聾人長期使用。
文檔編號A61F11/04GK201920987SQ20102064985
公開日2011年8月10日 申請日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者宮文展, 李建文, 趙小羽 申請人:陜西科技大學(xué)