專利名稱：面向聽障兒童語訓(xùn)的呼吸訓(xùn)練方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種面向聽障兒童語訓(xùn)的呼吸訓(xùn)練方法以及實(shí)現(xiàn)這種方法的系統(tǒng)，尤指一種利用計(jì)算機(jī)三維建模技術(shù)、傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)庫模塊技術(shù)相結(jié)合進(jìn)行聽障兒童漢語發(fā)音訓(xùn)練的基于視覺反饋的面向聽障兒童語訓(xùn)的呼吸訓(xùn)練方法及其系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
兒童的語言能力主要通過自然習(xí)得。聽障兒童由于聽力障礙，使得語言聽說的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于同齡健全兒童。而學(xué)齡前是兒童獲得語言的關(guān)鍵時(shí)期，醫(yī)學(xué)專家指出0 3歲是兒童大腦發(fā)育最快的時(shí)期，也是學(xué)習(xí)語言的最關(guān)鍵期。如果此時(shí)發(fā)生耳聾，則嚴(yán)重影響兒童的聽覺、言語發(fā)育，同時(shí)也影響其他方面的發(fā)展。聽障兒童語言訓(xùn)練(以下簡稱“語訓(xùn)”)主要針對(duì)學(xué)齡前聽障兒童，旨在通過語訓(xùn)，幫助聽障兒童學(xué)習(xí)語音，理解語詞，培養(yǎng)語感及自主學(xué)習(xí)語言的意識(shí)，使其具有一定的懂話能力，說話能力，達(dá)到能聽會(huì)說，聾而不啞，為其今后的知識(shí)學(xué)習(xí)和參與社會(huì)活動(dòng)
奠定基礎(chǔ)。呼吸方法訓(xùn)練是語言康復(fù)訓(xùn)練的重要組成環(huán)節(jié)，是學(xué)習(xí)發(fā)音方法、發(fā)音技巧以及養(yǎng)成良好發(fā)音習(xí)慣的訓(xùn)練基礎(chǔ)，為聽障兒童今后進(jìn)行語言訓(xùn)練打下好的基礎(chǔ)。呼吸方法訓(xùn)練關(guān)鍵是氣流，氣流的控制是發(fā)音時(shí)很重要的部分。傳統(tǒng)的呼吸訓(xùn)練方式是教師通過讓聽障兒童做深呼吸訓(xùn)練，同時(shí)進(jìn)行趣味性的呼吸訓(xùn)練，如走出去感受春的氣息，聞一聞草的味道，聞一聞花的味道。進(jìn)行吹蠟燭、吹水泡、吹紙屑比賽等。中國發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)枮?00910170108. 4，專利名稱為“一種呼吸訓(xùn)練系統(tǒng)”涉
及一種呼吸訓(xùn)練系統(tǒng)，用于輔助慢性阻塞性肺疾病患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，該系統(tǒng)包括服務(wù)器端裝置和客戶端裝置，其客戶端裝置包括客戶端通信部件、客戶端存儲(chǔ)部件、客戶端顯示部件、客戶端輸入部件和客戶端處理部件，該客戶端處理部件包括第一至第四階段引導(dǎo)指示模塊，分別引導(dǎo)進(jìn)行第一至第四訓(xùn)練動(dòng)作呼吸練習(xí)，其中第一訓(xùn)練動(dòng)作采用縮唇腹式呼吸方式，第二訓(xùn)練動(dòng)作采用握拳深吸氣慢吹氣呼吸方式，第三訓(xùn)練動(dòng)作采用全身呼吸操練習(xí)方式，第四訓(xùn)練動(dòng)作采用深吸氣-閉氣-慢呼氣練習(xí)方式。中國發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)枮?00910301578. X，專利名稱為“一種聲樂呼吸訓(xùn)練儀”涉及一種聲樂教學(xué)設(shè)備，尤其是涉及一種聲樂呼吸訓(xùn)練儀。包括感應(yīng)裝置、顯示裝置，其特征在于所述的感應(yīng)裝置設(shè)有一個(gè)胸腔圍帶，該胸腔圍帶上設(shè)有一個(gè)或若干個(gè)氣囊，該氣囊通過管路分別與充氣裝置和顯示裝置相連。人在呼吸時(shí)肌群運(yùn)動(dòng)對(duì)氣囊產(chǎn)生壓力，對(duì)氣囊的生擠壓，使其內(nèi)部的氣壓發(fā)生變化。這種氣壓的變化通過管路傳遞給顯示裝置，顯示裝置根據(jù)氣壓變化判斷并顯示出呼吸的力度、呼吸的次數(shù)和呼吸的持久性。中國發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)枮?01110140319. O，專利名稱為“呼吸訓(xùn)練器”，由機(jī)箱、控制 面板、過濾盒、緩沖罐、單向閥、輸氣軟管、鼻罩、氣體排放管、脈搏血壓血氧檢測儀、富氧發(fā)生裝置、流量控制裝置、管路切換閥門、壓力傳感器、流量傳感器以及電路模塊組成，本儀器智能化水平高，能夠進(jìn)行人機(jī)互動(dòng)，增加鍛煉的情趣，可根據(jù)用戶輸入的參數(shù)選擇訓(xùn)練負(fù)荷和訓(xùn)練時(shí)間，達(dá)到循序漸近的鍛煉效果。
上述各種涉及呼吸訓(xùn)練的方法和裝置，對(duì)因各種原因?qū)е潞粑系K的人群進(jìn)行呼吸訓(xùn)練具有一定作用，但均有各自的缺點(diǎn)和應(yīng)用的局限性，主要表現(xiàn)在上述專利的方法和裝置主要針對(duì)呼吸系統(tǒng)損傷后進(jìn)行呼吸系統(tǒng)訓(xùn)練的康復(fù)系統(tǒng)，主要是針對(duì)肺部、氣管等呼吸器官的損傷修復(fù)等的康復(fù)，對(duì)于呼吸系統(tǒng)正常的聽力損傷兒童進(jìn)行語言訓(xùn)練過程中的呼吸訓(xùn)練沒有涉及
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種面向聽障兒童語訓(xùn)的呼吸訓(xùn)練方法及其系統(tǒng)，克服目前聽障兒童語言訓(xùn)練過程中呼吸訓(xùn)練方法及訓(xùn)練系統(tǒng)單調(diào)枯燥以及無反饋診斷過程的不足，提出一種面向聽力損傷的兒童如何在語言訓(xùn)練過程中進(jìn)行的呼吸訓(xùn)練方法及實(shí)現(xiàn)這種方法的系統(tǒng)，進(jìn)而提高聽障兒童發(fā)音訓(xùn)練的效率，提高發(fā)音訓(xùn)練的準(zhǔn)確度，同時(shí)將三維建模與傳感器技術(shù)相結(jié)合，建立基于視覺反饋模型及適合聽障兒童語訓(xùn)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫，并在建立標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，結(jié)合傳感器技術(shù)對(duì)聽障兒童發(fā)音過程的呼吸進(jìn)行校正，以達(dá)到幫助聽障兒童在恢復(fù)漢語發(fā)音過程中正確呼吸功能的目的，特別是輔助3-7歲聽障兒童學(xué)習(xí)漢語發(fā)音，以便他們能夠進(jìn)入正常學(xué)校讀書。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種面向聽障兒童語訓(xùn)的呼吸訓(xùn)練方法及其系統(tǒng)，使聽障兒童在呼吸練習(xí)中通過視覺直觀看到顯示屏幕上的三維頭像模擬呼吸過程及動(dòng)畫顯示氣流運(yùn)動(dòng)效果，一邊模仿一邊練習(xí)，具體步驟包括
a.通過顯示屏幕向聽障兒童播放其中一級(jí)別的呼吸訓(xùn)練基本素材單元中呼吸訓(xùn)練畫面，畫面效果包括三部分，一部分是半透明的三維頭像根據(jù)訓(xùn)練內(nèi)容和等級(jí)做出對(duì)應(yīng)呼氣或吸氣的練習(xí)過程，如吹氣球、吹蠟燭等，三維頭像半透明頭像可以展示出呼吸器官中氣流的運(yùn)動(dòng)方向等直觀信息；第二部分是動(dòng)畫顯示部分，當(dāng)三維頭像做對(duì)應(yīng)的呼氣或吸氣內(nèi)容時(shí)氣流延伸處展示對(duì)應(yīng)訓(xùn)練內(nèi)容的效果，如吹蠟燭主要練習(xí)瞬時(shí)呼氣部分，當(dāng)三維頭像吹起時(shí)展示蠟燭由點(diǎn)燃狀態(tài)到熄滅狀態(tài)；第三部分為文字顯示部分，用文字?jǐn)⑹龅姆绞街笇?dǎo)聽障兒童正確理解呼吸訓(xùn)練的全過程。本部分主要指導(dǎo)聽障兒童進(jìn)行相關(guān)的呼吸動(dòng)作，接下來進(jìn)行步驟b ；
b.聽障兒童根據(jù)屏幕顯示的呼吸過程進(jìn)行呼吸練習(xí)，其中通過文字可以知道正確的呼吸動(dòng)作，如何來進(jìn)行呼吸，通過三維頭像模擬的各呼吸器官中氣流的運(yùn)動(dòng)以及動(dòng)畫顯示呼吸過程中氣流的效果，同時(shí)系統(tǒng)通過傳感器收集聽障兒童練習(xí)過程的氣流信息，通過流速傳感器收集呼吸過程產(chǎn)生氣流的流速，通過轉(zhuǎn)速傳感器收集單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣流的平均速率。經(jīng)過分析，給聽障兒童相應(yīng)的呼吸訓(xùn)練部分進(jìn)行評(píng)分優(yōu)秀、合格、不合格，若合格進(jìn)入步驟C，若優(yōu)秀進(jìn)入步驟d，若不合格進(jìn)入步驟e ；
c.鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)進(jìn)行練習(xí)，爭取達(dá)到優(yōu)秀標(biāo)準(zhǔn)，若聽障兒童選擇繼續(xù)練習(xí)則返回到剛剛訓(xùn)練的內(nèi)容，同時(shí)系統(tǒng)進(jìn)入步驟b，若不想繼續(xù)學(xué)習(xí)此內(nèi)容則可選擇進(jìn)入下一訓(xùn)練環(huán)節(jié)，同時(shí)系統(tǒng)進(jìn)入步驟b，或者進(jìn)入步驟f ；
d.給予聽障兒童一定獎(jiǎng)勵(lì)，好看的圖片或是動(dòng)畫，激勵(lì)聽障兒童繼續(xù)努力學(xué)習(xí)，若想繼續(xù)學(xué)習(xí)可選擇進(jìn)入下一訓(xùn)練環(huán)節(jié)，同時(shí)系統(tǒng)進(jìn)入步驟b，或者進(jìn)入步驟f ；
e.給予聽障兒童一定鼓勵(lì)，同時(shí)重新播放正確的呼吸過程，通過對(duì)傳感器獲取信息進(jìn)行分析，提示其在剛剛呼吸訓(xùn)練過程中的錯(cuò)誤之處，并系統(tǒng)進(jìn)入步驟b ;f.退出系統(tǒng)。一種實(shí)現(xiàn)上述方法的面向聽障兒童語訓(xùn)的呼吸訓(xùn)練系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集裝置、數(shù)據(jù)處理裝置、信息存儲(chǔ)及輸入裝置和信息顯示及反饋裝置，其中
數(shù)據(jù)采集裝置，由各種傳感器組成，包括可調(diào)節(jié)流速傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器以及可調(diào)節(jié)流量傳感器。其中
轉(zhuǎn)速傳感器主要用于接收轉(zhuǎn)動(dòng)器，所測得用戶吹動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)器所得到的轉(zhuǎn)數(shù)，轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)所需的信號(hào)信息，如電信號(hào)輸送到系統(tǒng)中去；
氣流接收裝置及流量傳感器，是將測得氣流接收裝置，如吹氣筒的流量，通過流量傳感器能夠獲取受訓(xùn)者呼氣和吸氣過程中產(chǎn)生氣流的單位時(shí)間內(nèi)的流量和總流量，轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)所需的信號(hào)后，如電信號(hào)輸送到系統(tǒng)中去；
可調(diào)節(jié)流速傳感器，其能夠獲取受訓(xùn)者呼氣和吸氣過程中產(chǎn)生氣流的速度，轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)所需的信號(hào)信息后輸送到系統(tǒng)中去；
數(shù)據(jù)處理裝置包括呼吸訓(xùn)練基本素材單元、標(biāo)準(zhǔn)呼吸訓(xùn)練參數(shù)單元和呼吸訓(xùn)練單元，具體為
一個(gè)發(fā)音訓(xùn)練中的呼吸訓(xùn)練基本素材單元，由若干三維頭像模型模擬呼吸過程及模擬動(dòng)畫組成，每一組過程動(dòng)畫模擬正確的呼氣和吸氣過程，同時(shí)展示氣流的運(yùn)動(dòng)方向及大小的示例，實(shí)際氣流的運(yùn)動(dòng)效果(如蠟燭由亮到滅)，對(duì)應(yīng)的呼吸訓(xùn)練的文字說明；
一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)呼吸訓(xùn)練參數(shù)單元，用以驅(qū)動(dòng)呼氣和吸氣過程模擬裝置的參數(shù)，每一參數(shù)對(duì)應(yīng)一組訓(xùn)練模塊；
一個(gè)呼吸訓(xùn)練單元，按照聽障兒童發(fā)音訓(xùn)練呼吸訓(xùn)練不同階段分為高級(jí)、中級(jí)、初級(jí)三個(gè)等級(jí)，分別裝載各自不同級(jí)別的呼吸訓(xùn)練單元；
信息存儲(chǔ)及輸入裝置包括受訓(xùn)練的聽障兒童基本資料單元和一個(gè)判斷模塊，具體
為
一個(gè)受訓(xùn)練的聽障兒童基本資料單元，記錄受訓(xùn)者學(xué)習(xí)情況，并對(duì)受訓(xùn)者所學(xué)呼吸過程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)評(píng)估，通過評(píng)估認(rèn)定受訓(xùn)者應(yīng)該在哪個(gè)語訓(xùn)等級(jí)；
包括對(duì)受訓(xùn)練的聽障兒童的呼吸訓(xùn)練過程的氣流信息，包括流速、流量信息有關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)的應(yīng)用，通過可調(diào)節(jié)流速傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器以及可調(diào)節(jié)流量傳感器所提供的數(shù)據(jù)，以及對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析和比較，可以知道受訓(xùn)者對(duì)呼吸中氣流的掌握程度。一個(gè)判斷模塊，通過流速、流量等傳感器接收的信息判斷聽障兒童呼吸訓(xùn)練的級(jí)別優(yōu)秀或合格或不合格；
信息顯示及反饋裝置包括信息反饋模塊、圖形顯示模塊，具體為
一個(gè)信息反饋模塊，根據(jù)判斷模塊的結(jié)果提取上述記錄的聽障兒童呼吸訓(xùn)練過程文件，或者提示聽障兒童如何正確呼吸，或者播放正確的呼吸過程。進(jìn)一步加以糾正。一個(gè)圖形顯示模塊，為上述技術(shù)方案全部過程提供視覺反饋，其為一顯示器，用于顯示受訓(xùn)者的基本統(tǒng)計(jì)資料顯示呼吸訓(xùn)練過程的模擬動(dòng)畫，顯示受訓(xùn)者訓(xùn)練時(shí)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。其中信息存儲(chǔ)及輸入裝置進(jìn)一步包括吹氣筒、輪式葉片、攝像頭和麥
其中數(shù)據(jù)信息顯示及反饋裝置進(jìn)一步為=LED顯示器、3D顯示器、LCD顯示器類顯示設(shè)備其中之一。
本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明應(yīng)用逼真的三維動(dòng)畫效果可以充分指導(dǎo)聽障兒童進(jìn)行呼吸訓(xùn)練，讓聽障兒童循序漸進(jìn)的從慢到快進(jìn)行呼吸練習(xí)，通過獎(jiǎng)勵(lì)和鼓勵(lì)措施調(diào)動(dòng)聽障兒童訓(xùn)練的興趣，三維頭像模擬呼吸過程的角度的不斷變換可以使聽障兒童從各個(gè)方向了解整個(gè)呼吸過程，能夠縮短聽障兒童發(fā)音訓(xùn)練所需時(shí)間，提高發(fā)音訓(xùn)練的效率。本發(fā)明采用對(duì)傳感器數(shù)據(jù)的分析、對(duì)聽障兒童發(fā)音訓(xùn)練進(jìn)行評(píng)估，針對(duì)每一個(gè)聽障兒童各自特點(diǎn)記錄聽障兒童訓(xùn)練過程和訓(xùn)練效果，統(tǒng)計(jì)出聽障兒童呼吸訓(xùn)練的快慢程度，因材施教，提供個(gè)性化的訓(xùn)練方案，具有顯著的訓(xùn)練效果。


圖1為本發(fā)明語訓(xùn)的呼吸訓(xùn)練方法流程圖。圖2為本發(fā)明語訓(xùn)的呼吸訓(xùn)練系統(tǒng)組成示意圖。圖3為本發(fā)明語訓(xùn)的呼吸訓(xùn)練系統(tǒng)信息采集及框圖。
具體實(shí)施例方式如附圖I至附圖3所示，一種基于視覺反饋的聽障兒童語言訓(xùn)練呼吸訓(xùn)練方法，旨在使聽障兒童在學(xué)習(xí)發(fā)音過程中的呼吸方法學(xué)習(xí)中通過視覺直觀看到顯示屏幕上的模擬呼氣及吸氣過程，通過傳感器返回的數(shù)據(jù)可以分析聽障兒童在進(jìn)行呼吸聯(lián)系過程中的不足之處，一邊模仿一邊練習(xí)。如附圖I為語訓(xùn)的呼吸訓(xùn)練方法流程圖，如圖所示，其按照如下操作步驟操作首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化、開啟系統(tǒng)，然后“進(jìn)入用戶相應(yīng)呼吸訓(xùn)練等級(jí)”、“顯示一組指定的呼吸訓(xùn)練單元”、用戶點(diǎn)擊某一特定訓(xùn)練單元”、“顯示器模擬相對(duì)應(yīng)模擬呼氣吸氣過程”、“用戶模仿整個(gè)呼吸過程”、“評(píng)估模塊判斷用戶呼吸訓(xùn)練等級(jí)”，如果“不合格”者，進(jìn)入下一個(gè)環(huán)節(jié)“鼓勵(lì)并提示呼吸氣流不足之處，記錄用戶語訓(xùn)信息”，并返回到“顯示器模擬相對(duì)應(yīng)模擬呼氣吸氣過程”步驟；合格、優(yōu)秀者進(jìn)入下一環(huán)節(jié)獎(jiǎng)勵(lì)、記錄用戶呼吸訓(xùn)練信息；并進(jìn)入選擇操作或者退出；選擇操作則進(jìn)入新一輪的訓(xùn)練，完成全過程。如附圖2所示，一種實(shí)現(xiàn)上述方法的聽障兒童發(fā)音訓(xùn)練的呼吸訓(xùn)練系統(tǒng)，包括語訓(xùn)的呼吸訓(xùn)練系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集裝置I、數(shù)據(jù)處理裝置2、信息存儲(chǔ)及輸入裝置3和信息顯示及反饋裝置4。其中
數(shù)據(jù)采集裝置I其由各種傳感器組成，包括轉(zhuǎn)速傳感器11、氣流接收裝置12、可調(diào)節(jié)流速傳感器13、以及可調(diào)節(jié)流量傳感器14，用于實(shí)現(xiàn)受訓(xùn)練的聽障兒童的有關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)的采集，其中
轉(zhuǎn)速傳感器11主要用于接收轉(zhuǎn)動(dòng)器的數(shù)據(jù)，如將測得用戶吹動(dòng)輪式葉片所得到的轉(zhuǎn)數(shù)，轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)所需的信號(hào)后輸送到系統(tǒng)中去；
氣流接收裝置12及流量傳感器14，是將測得氣流接收裝置12 (如吹氣筒)的流量，通過流量傳感器14將獲取受訓(xùn)者呼氣和吸氣過程中產(chǎn)生氣流單位時(shí)間內(nèi)的流量和總流量，轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)所需要的信號(hào)信息后輸送到系統(tǒng)中去；
可調(diào)節(jié)流速傳感器13將獲取受訓(xùn)者呼氣和吸氣過程中產(chǎn)生氣流的速度，轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)所需的信號(hào)信息輸送到系統(tǒng)中去；
本裝置主要主要用于實(shí)現(xiàn)語訓(xùn)的呼吸訓(xùn)練方法的步驟b。
數(shù)據(jù)處理裝置2包括呼吸訓(xùn)練基本素材單元、標(biāo)準(zhǔn)呼吸訓(xùn)練參數(shù)單元和呼吸訓(xùn)練單元，具體為
一個(gè)發(fā)音訓(xùn)練中的呼吸訓(xùn)練基本素材單元，由若干三維頭像模型模擬呼吸過程及模擬動(dòng)畫組成，每一組過程動(dòng)畫模擬正確的呼氣和吸氣過程，同時(shí)展示氣流的運(yùn)動(dòng)方向及大小的示例，實(shí)際氣流的運(yùn)動(dòng)效果(如蠟燭由亮到滅)，對(duì)應(yīng)的呼吸訓(xùn)練的文字說明； 一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)呼吸訓(xùn)練參數(shù)單元，用以驅(qū)動(dòng)呼氣和吸氣過程模擬裝置的參數(shù)，每一參數(shù)對(duì)應(yīng)一組訓(xùn)練模塊(吹氣球、吹蠟燭、聞花香等);
一個(gè)呼吸訓(xùn)練單元，按照聽障兒童發(fā)音訓(xùn)練呼吸訓(xùn)練不同階段分為高級(jí)、中級(jí)、初級(jí)三個(gè)等級(jí)，分別裝載各自不同級(jí)別的呼吸訓(xùn)練單元；
本裝置主要用于實(shí)現(xiàn)語訓(xùn)的呼吸訓(xùn)練方法的步驟a。信息存儲(chǔ)及輸入裝置3包括受訓(xùn)練的聽障兒童基本資料單元和一個(gè)判斷模塊，具體為
一個(gè)受訓(xùn)練的聽障兒童基本資料單元，記錄受訓(xùn)者學(xué)習(xí)情況，并對(duì)受訓(xùn)者所學(xué)呼吸過程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)評(píng)估，通過評(píng)估認(rèn)定受訓(xùn)者應(yīng)該在哪個(gè)語訓(xùn)等級(jí)；
包括對(duì)受訓(xùn)練的聽障兒童的呼吸訓(xùn)練過程的氣流信息，包括流速、流量信息有關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)的應(yīng)用，通過可調(diào)節(jié)流速傳感器(如采用光電風(fēng)速傳感器)、轉(zhuǎn)速傳感器(如采用光電式轉(zhuǎn)速傳感器)，以及可調(diào)節(jié)流量傳感器(如采用葉片式空氣流量傳感器)所提供的數(shù)據(jù)，以及對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析和比較，可以知道受訓(xùn)者對(duì)呼吸中氣流的掌握程度；
一個(gè)判斷模塊，通過流速、流量等傳感器接收的信息判斷聽障兒童呼吸訓(xùn)練的級(jí)別優(yōu)秀或合格或不合格；
本裝置主要用于實(shí)現(xiàn)語訓(xùn)的呼吸訓(xùn)練方法的步驟b。信息顯示及反饋裝置4包括信息反饋模塊、圖形顯示模塊，具體為
一個(gè)信息反饋模塊，根據(jù)判斷模塊的結(jié)果提取上述記錄的聽障兒童呼吸訓(xùn)練過程文件，或者提示聽障兒童如何正確呼吸，或者播放正確的呼吸過程。進(jìn)一步加以糾正；
一個(gè)圖形顯示模塊，為上述技術(shù)方案全部過程提供視覺反饋，其為一個(gè)顯示器，用于顯示受訓(xùn)者的基本統(tǒng)計(jì)資料顯示呼吸訓(xùn)練過程的模擬動(dòng)畫，顯示受訓(xùn)者訓(xùn)練時(shí)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。本裝置主要用于實(shí)現(xiàn)語訓(xùn)的呼吸訓(xùn)練方法的步驟e。其中信息存儲(chǔ)及輸入裝置3進(jìn)一步包括吹氣筒、輪式葉片、攝像頭和話筒；
其中數(shù)據(jù)信息顯示及反饋裝置4進(jìn)一步為LED顯示器、3D顯示器、LCD顯示器類顯示設(shè)備其中之一。如附圖3所示，為本發(fā)明語訓(xùn)的呼吸訓(xùn)練系統(tǒng)信息采集流程框圖，轉(zhuǎn)速其中傳感器11、流速傳感器13工作流程為
“用戶” 一 “可調(diào)節(jié)流速傳感器13” 一 “數(shù)據(jù)處理裝置2” 一信“息存儲(chǔ)及輸入裝置3” 一 “信息顯示及反饋裝置”；
其中氣流接收裝置12及流量傳感器14的工作流程為
“用戶” 一 “氣流接收裝置12” 一 “可調(diào)節(jié)流量傳感器14”——“數(shù)據(jù)處理裝置2” 一 “信息存儲(chǔ)及輸入裝置3” 一 “信息顯示及反饋裝置”。
權(quán)利要求
1.一種面向聽障兒童語言訓(xùn)練的呼吸訓(xùn)練方法，其特征在于使聽障兒童在呼吸練習(xí)中通過視覺直觀看到顯示屏幕上的三維頭像模擬呼吸過程，一邊模仿一邊練習(xí)，其具體包括下列步驟 a.通過顯示屏幕向聽障兒童播放其中一級(jí)別的呼吸訓(xùn)練基本素材單元中呼吸訓(xùn)練畫面，畫面效果包括三部分，一部分是半透明的三維頭像根據(jù)訓(xùn)練內(nèi)容和等級(jí)做出對(duì)應(yīng)呼氣或吸氣的練習(xí)過程，如吹氣球、吹蠟燭，三維頭像半透明頭像可以展示出呼吸器官中氣流的運(yùn)動(dòng)方向等直觀信息；第二部分是動(dòng)畫顯示部分，當(dāng)三維頭像做對(duì)應(yīng)的呼氣或吸氣內(nèi)容時(shí)氣流延伸處展示對(duì)應(yīng)訓(xùn)練內(nèi)容的效果，如吹蠟燭主要練習(xí)瞬時(shí)呼氣部分，當(dāng)三維頭像吹起時(shí)展示蠟燭由點(diǎn)燃狀態(tài)到熄滅狀態(tài)；第三部分為文字顯示部分，用文字?jǐn)⑹龅姆绞街笇?dǎo)聽障兒童正確理解呼吸訓(xùn)練的全過程，本部分主要指導(dǎo)聽障兒童進(jìn)行相關(guān)的呼吸動(dòng)作，接下來進(jìn)行步驟b; b.聽障兒童根據(jù)屏幕顯示的呼吸過程進(jìn)行呼吸練習(xí)，其中通過文字可以知道正確的呼吸動(dòng)作，如何來進(jìn)行呼吸，通過三維頭像模擬的各呼吸器官中氣流的運(yùn)動(dòng)以及動(dòng)畫顯示呼吸過程中氣流的效果，同時(shí)系統(tǒng)通過傳感器收集聽障兒童練習(xí)過程的氣流信息，通過流速傳感器收集呼吸過程產(chǎn)生氣流的流速信息，通過轉(zhuǎn)速傳感器收集單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣流的平均速率信息，經(jīng)過分析，給聽障兒童相應(yīng)的呼吸訓(xùn)練部分進(jìn)行評(píng)分優(yōu)秀、合格、不合格，若合格進(jìn)入步驟C，若優(yōu)秀進(jìn)入步驟d，若不合格進(jìn)入步驟e ； c.鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)進(jìn)行練習(xí)，爭取達(dá)到優(yōu)秀標(biāo)準(zhǔn)，若聽障兒童選擇“繼續(xù)練習(xí)”則返回到剛剛訓(xùn)練的內(nèi)容，同時(shí)系統(tǒng)進(jìn)入步驟b，若不想繼續(xù)學(xué)習(xí)此內(nèi)容，則可選擇進(jìn)入下一訓(xùn)練環(huán)節(jié)，同時(shí)系統(tǒng)進(jìn)入步驟b，或者進(jìn)入步驟f ； d.給予聽障兒童一定獎(jiǎng)勵(lì)，好看的圖片或是動(dòng)畫，激勵(lì)聽障兒童繼續(xù)努力學(xué)習(xí)，若想繼續(xù)學(xué)習(xí)可選擇進(jìn)入下一訓(xùn)練環(huán)節(jié)，同時(shí)系統(tǒng)進(jìn)入步驟b，或者進(jìn)入步驟f ； e.給予聽障兒童一定鼓勵(lì)，同時(shí)重新播放正確的呼吸過程，通過對(duì)傳感器獲取信息進(jìn)行分析，提示其在剛剛呼吸訓(xùn)練過程中的錯(cuò)誤之處，并系統(tǒng)進(jìn)入步驟b ; f.退出系統(tǒng)。
2.一種面向聽障兒童語言訓(xùn)練的呼吸訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征在于主要包括 數(shù)據(jù)采集裝置(I)、數(shù)據(jù)處理裝置(2)、信息存儲(chǔ)及輸入裝置(3)和信息顯示及反饋裝置(4)，其中 數(shù)據(jù)采集裝置(1)，由各種傳感器組成，包括轉(zhuǎn)速傳感器(11)、氣流接收裝置(12)、可調(diào)節(jié)流速傳感器(13)和可調(diào)節(jié)流量傳感器(14)，其中 轉(zhuǎn)速傳感器(11)將得到用戶吹動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)器的轉(zhuǎn)數(shù)參數(shù)，轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)所需的信號(hào)輸送到系統(tǒng)中去； 氣流接收裝置(12)及流量傳感器(14)，是將測得氣流接收裝置(12)的氣流參數(shù)，通過流量傳感器(14)將受訓(xùn)者呼氣和吸氣過程中產(chǎn)生氣流的單位時(shí)間內(nèi)的流量和總流量，轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)所需的信號(hào)輸送到系統(tǒng)中去； 可調(diào)節(jié)流速傳感器(13)將受訓(xùn)者呼氣和吸氣過程中產(chǎn)生氣流的速度參數(shù)，轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)所需的信號(hào)后輸送到系統(tǒng)中去； 數(shù)據(jù)處理裝置(2)包括呼吸訓(xùn)練基本素材單元、標(biāo)準(zhǔn)呼吸訓(xùn)練參數(shù)單元和呼吸訓(xùn)練單元，具體為一個(gè)發(fā)音訓(xùn)練中的呼吸訓(xùn)練基本素材單元，由若干三維頭像模型模擬呼吸過程及模擬動(dòng)畫組成，每一組過程動(dòng)畫模擬正確的呼氣和吸氣過程，同時(shí)展示氣流的運(yùn)動(dòng)方向及大小的示例，實(shí)際氣流的運(yùn)動(dòng)效果，對(duì)應(yīng)的呼吸訓(xùn)練的文字說明； 一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)呼吸訓(xùn)練參數(shù)單元，用以驅(qū)動(dòng)呼氣和吸氣過程模擬裝置的參數(shù)，每一參數(shù)對(duì)應(yīng)一組訓(xùn)練模塊； 一個(gè)呼吸訓(xùn)練單元，按照聽障兒童發(fā)音訓(xùn)練呼吸訓(xùn)練的不同階段分為高級(jí)、中級(jí)、初級(jí)三個(gè)等級(jí)，分別裝載各自不同級(jí)別的呼吸訓(xùn)練單元； 信息存儲(chǔ)及輸入裝置(3)包括受訓(xùn)練的聽障兒童基本資料單元和一個(gè)判斷模塊，具體為 一個(gè)受訓(xùn)練的聽障兒童基本資料單元，記錄受訓(xùn)者學(xué)習(xí)情況，并對(duì)受訓(xùn)者所學(xué)呼吸過程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)評(píng)估，通過評(píng)估認(rèn)定受訓(xùn)者應(yīng)該在哪個(gè)語訓(xùn)等級(jí)； 其包括對(duì)受訓(xùn)練的聽障兒童的呼吸訓(xùn)練過程的氣流信息，包括流速、流量信息有關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)的應(yīng)用，通過可調(diào)節(jié)流速傳感器，轉(zhuǎn)速傳感器，以及可調(diào)節(jié)流量傳感器所提供的數(shù)據(jù)，以及對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析和比較，知道受訓(xùn)者對(duì)呼吸中氣流的掌握程度； 一個(gè)判斷模塊，通過流速傳感器(13)、流量傳感器(14)接收到的信息判斷聽障兒童呼吸訓(xùn)練的級(jí)別優(yōu)秀或合格或不合格； 信息顯示及反饋裝置(4)包括信息反饋模塊、圖形顯示模塊，具體為 一個(gè)信息反饋模塊，根據(jù)判斷模塊的結(jié)果提取上述記錄的聽障兒童呼吸訓(xùn)練過程文件，或者提示聽障兒童如何正確呼吸，或者播放正確的呼吸過程，便于進(jìn)一步加以糾正；一個(gè)圖形顯示模塊，為上述技術(shù)方案全部過程提供視覺反饋，其為一顯示器，用于顯示受訓(xùn)者的基本統(tǒng)計(jì)資料顯示呼吸訓(xùn)練過程的模擬動(dòng)畫，顯示受訓(xùn)者訓(xùn)練時(shí)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息。
3.依據(jù)權(quán)利要求2所述面向聽障兒童語訓(xùn)的呼吸訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征在于 其中信息存儲(chǔ)及輸入裝置(3)進(jìn)一步包括吹氣筒、輪式葉片、攝像頭和話筒。
4.依據(jù)權(quán)利要求2所述面向聽障兒童語訓(xùn)的呼吸訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征在于 其中數(shù)據(jù)信息顯示及反饋裝置(4)進(jìn)一步為LED顯示器、3D顯示器和LCD顯示器顯示設(shè)備類其中之一。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種面向聽障兒童語言訓(xùn)練的呼吸訓(xùn)練方法及其系統(tǒng)，屬于理療訓(xùn)練儀器類，其主要技術(shù)是將計(jì)算機(jī)三維建模技術(shù)、傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)相結(jié)合，建立基于參數(shù)驅(qū)動(dòng)的三維數(shù)據(jù)庫，特別是一種基于視覺反饋的聽障兒童呼吸訓(xùn)練方法及其系統(tǒng)，幫助聽障兒童在發(fā)音訓(xùn)練過程中掌握正確呼吸方法；其面向聽障兒童語言訓(xùn)練的呼吸訓(xùn)練系統(tǒng)，主要包括數(shù)據(jù)采集裝置、數(shù)據(jù)處理裝置、信息存儲(chǔ)及輸入裝置和信息顯示及反饋裝置。本發(fā)明應(yīng)用逼真的三維動(dòng)畫效果可以充分指導(dǎo)聽障兒童進(jìn)行呼吸訓(xùn)練，并采用對(duì)傳感器數(shù)據(jù)的分析、對(duì)聽障兒童發(fā)音訓(xùn)練進(jìn)行評(píng)估，統(tǒng)計(jì)出聽障兒童呼吸訓(xùn)練的快慢程度，因材施教，提供個(gè)性化的訓(xùn)練方案，具有顯著的訓(xùn)練效果。
文檔編號(hào)G09B21/00GK102614633SQ20121010954
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月16日
發(fā)明者史麗娟, 張超, 杜欽生, 王麗榮, 趙劍 申請(qǐng)人:長春大學(xué)