(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910349272.5
(22)申请日 2019.04.28
(71)申请人 中国科学院上海高等研究院
地址 201210 上海市浦东新区海科路99号
(72)发明人 李丹 马皛源 魏建明
(74)专利代理机构 上海光华专利事务所(普通
合伙) 31219
代理人 余明伟
(51)Int.Cl.
G10L 15/24(2013.01)
G10L 15/08(2006.01)
G10L 15/06(2013.01)
G10L 15/02(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明提供一种基于PPG(光电容积脉搏描
记，Photoplethysmography)信号的非声学语音
信息检测装置。所述检测装置包括PPG信号采集
模块和信息检测模块，所述PPG信号采集模块用
于采集PPG信号，所述信息检测模块与所述PPG信
号采集模块相连接，用于截取含有与语音活动相
关的运动伪迹信号段，并从所述信号段中检测出
非声学语音信息。采用本发明的基于PPG信号的
非声学语音信息检测装置，使用者只需要做出说
话的动作而无需发出声音即可与机器进行交互
或者进行语音信息的传达。因而，本发明可以有
效辅助语言障碍者通过语言活动进行人机交互，
或者帮助使用者通过语言活动发布信息和控制
指令保密，用户体验舒适度、语音交互私密性和
强噪声环境下的信息检测准确度大大提高。权利要求书1页 说明书8页 附图2页CN 110033772 A 2019.07.19
C N 110033772
A
权 利 要 求 书1/1页CN 110033772 A
1.一种基于PPG信号的非声学语音信息检测装置，其特征在于，包括： PPG信号采集模块，用于采集PPG信号；
信息检测模块，与所述PPG信号采集模块相连接，用于从采集到的所述PPG信号中截取含有与语音活动相关的运动伪迹信号段，并从所述信号段中检测出非声学语音信息。
2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于：所述PPG信号采集模块包括PPG探头、信号调理单元
和模数转换单元，所述信号调理单元与所述PPG探头相连接，用于对所述PPG 探头采集到的PPG信号进行放大修正，所述模数转换单元与所述信号调理单元相连接，用于对经所述信号调理单元放大修正好的信号进行模数转换。
3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于：所述PPG探头包括绿光、红光、黄光及红外光PPG探头中的一个或多个。
4.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于：所述PPG信号采集模块与所述信息检测模块无线连接。
5.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于：所述信息检测模块适于采用基于希尔伯特黄变换的时频分析方法从采集到的所述PPG信号中截取含有与语音活动相关的运动伪迹信号段。
6.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述信息检测模块包括：
特征提取单元，用于对所述信号段进行特征提取以得到特征向量；
非声学语音识别单元，与所述特征提取单元相连接，用于识别出所述信号段中的非声学语音信息。
7.根据权利要求6所述的检测装置，其特征在于：所述特征包括时域特征、频域特征和时频变换特性中的一种或多种。
8.根据权利要求6所述的检测装置，其特征在于：所述信息检测模块还包括预处理单元，所述预处理单元与所述PPG信号采集模块相连接，用于对采集的所述PPG信号进行预处理以提高所述PPG信号的信噪比，并将预处理后的PPG信号传送至所述特征提取单元。
9.根据权利要求8所述的检测装置，其特征在于：所述预处理单元包括高斯滤波器。
10.根据权利要求8所述的检测装置，其特征在于：所述预处理单元还适于采用滑动自相关算法以确定所述PPG信号采集模块采集的PPG信号是否正确。
11.根据权利要求1至10任一项所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括分类器训练模块，所述分类器训练模块包括：
PPG样本信号段获取单元，用于采集PPG样本信号，并从采集到的所述PPG样本信号中截取含有与语音活动相关的运动伪迹样本信号段；
样本特征提取单元，与所述PPG样本信号段获取单元相连接，用于从所述样本信号段中提取样本特征以建立对应语音的PPG运动伪迹信号的特征样本集；
训练单元，与所述特征样本集相连接，用于对所述特征样本集进行有监督的学习以建立分类器。
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