智能语音技术支持的中医闻声诊自动化系统
本发明名称智能语音技术支持的中医闻声诊自动化系统，系统包括：语音信号输入端，语音自动识别VAD模块，语音特征因子生成与分析模块，辅助信息支持模块，中医综合辨识模块。该装置基于人体的物理共振效应、拓展语音频域至次声频率范围，构建创新的语音分析模型，全面获取人语音样本中的多种特征指标。基于指标及其中医诠释方案，系统利用分布式结构整合多种中医理论，嵌入八纲、三焦、气血津液以及脏腑辨证方法，实现基于语音的证候特征表达。装置通过内部竞争与外部信号整合的方式、实现数据融合，并输出最终证候结论。
发明专利
CN202010728642.9
2020-07-24
CN112002342A
2020-11-27
G10L25/18(2013.01)
芦煜
芦煜;卢涛
100026 北京市朝阳区北三环东路11号
北京;11
1.本发明专利名称为智能语音技术支持的中医闻声诊自动化系统，简称闻声诊系统或(Voicediagnosis)，系统包括：语音信号输入端，语音自动识别VAD模块，语音特征因子生成与分析模块，辅助信息支持模块，中医综合辨识模块；装置可基于语音得出八纲、三焦、气血津液以及脏腑辨证结论。 2.依据权利要求1所述的闻声诊系统，硬件语音信号输入端为宽频域语音录入装置；语音信号的分析采用创新的宽频域共振模型，包括激励模型U(z)、声道模型G(z)与辐射模型R(z)、与共振模型R(z)四个组成部分；其中共振模型R(z)为音频中包含的可听阈之外的低频(1-20Hz)分量。 3.依据权利要求1所述的闻声诊系统，其整体工作流程如下：(1)输入语音与个人相关信息，语音经信息输入端，转化为原始音频信号，填入信息经辅助信息支持模块转化为中医理论相应的指标数据；(2)原始音频信号经语音自动识别VAD模块区分语音与噪音段，经过语音特征因子生成与分析模块分析语音时域、频域以及复合域特征，形成语音特征因子；(3)语音特征因子经中医综合辨识模块完成中医诊断相关特征指标转化，形成包括五音五行、脏腑、三焦、八纲、气血津液辨证的量化辨证数据，信息整合后生成中医闻声诊综合辨证结论；(4)中医综合辨识模块调用个人相关信息与语音结论进行比对，形成信度报告，在高信度结论中形成配套的干预方案。 4.依据权利要求1所述的闻声诊系统，其语音特征因子分析模块纳入的中医理论语音辩证方法如下，(1)三焦辨证法，通过分析喉式发音、胸式发音、腹式发音的语音模式，评价样本在正常说话过程中主要采用的发音方法，用与判别语音过程三焦气机的分布；(2)五音脏腑辩证法，利用可听阈范围内的角徵宫商羽五音特征，识别个体的五音，完成基于五音的个体偏性基础，形成五音脏腑辨证体系；(3)气血津液辨证法，分离语音中的‘噪音’分量，评估机体津液状态，联合语音音量、频率共振峰与频域分布，判别样本气血虚实与津液输布状态；(4)八纲辩证法，分析单字发音的重音位置，获取样本“寒热表里”特征，分析五音语调，判别“升降”特性，分析语音能量分布，判断样本“中气虚实”；(5)提取汉字的发音速度，获取情志“急慢”特征；(6)计算语音时序频率的复杂性，分析样本语言情感的表述丰度。 5.依据权利要求1所述的闻声诊系统，其依据低频特征实现对人体脏腑的物理共振效应判别，通过在信号中提取1-20Hz低频特征，比对脏腑各自的本征频率，形成脏腑的语音谐振比重判别，间接推断相关脏腑物理脆性，拓展中医诊断信息的范围及审查视角。 6.依据权利要求1所述的闻声诊系统，其辅助信息支持模块功能包括时间运算部分，该部分功能为：(1)利用干支计时原理，将出生日期转化为干支因子；(2)利用中医原理，得出样本八项干支因子的升降属性、阴阳平衡属性、表里分布与寒热分布属性；(3)纳入中医五运六气信息，自动得出出生时与语音时间两个时间的运气数据，包括主运、客运、主气、客气、以及各个因素的太过不及状态等中医预判结论，其结论可与语音分析所得辨识结论交互印证。 7.依据权利要求1所述的闻声诊系统，其辅助信息支持模块功能包括情志运算部分，该部分设计配套情志特征评估问卷，问卷配套设计31项问题，并进行了去人格评价化设计，结论部分设计开发中医五行情志判别方法，形成五行情志量化结论，可与语音样本输出的情志结论形成比对，并服务于对语音情志预判的精确度校准。 8.依据权利要求1所述的闻声诊系统，其辅助信息支持模块功能包括问诊信息采集部分，该部分纳入规范化中医问诊信息，形成30道问题，通过优化设计各个问题代表的中医诊断内涵，量化嵌入五行辨证、八纲辨证、气血津液辨证等中医理论，形成量化的中医辩证自助式问诊结论，可对标语音分析结论，系统同步记录每一道答题使用的时间、评估该回答的可靠性。 9.依据权利要求1所述的闻声诊系统，其使用方法有两种，分别是规范诊断方式与自由分析，前者按照指定的发音方法发音，完成数据采集分析、应用于基础音特征分析，获取无情态干扰下的基础稳态特征分析，包括客观的情志特征、性格基调、五行偏性、八纲、气血津液等证候相关健康状态；后者为在真实世界环境中，依据各种自然语境表达的任意形式的语音信号，用于评价暂态的情绪、主观证候特征；基于两种模式分别形成稳态与暂态特征结合，可以实时跟踪监护语音人的情志与健康状态。 10.依据权利要求1所述的闻声诊系统，其中医综合辨识模块设计为分布式设计，多种中医诊断理论，数据分析策略并行处理，并完成内部竞争，提升数据的准确性，装置信息上可融合语音样本与个人基本信息，也可在外部嵌入心电数据，纳入心电信号实现信息整合，提升中医闻声诊诊断信息的全面性、稳定性，并通过嵌入移动终端实现个体化的健康监护服务。