基于MATLAB的皮肤听声器系统的研究

　　目前，世界上有许多的耳聋患者，他们要么是皋天性耳聋，要么是后天造成的耳聋。当前解决耳聋问题主要通过传统助听器和电子耳蜗，但两者都有明显的缺陷，前者只使用于轻度耳聋患者，而后者造价太高，不适于推广。为彻底解决耳聋问题，李建文教授针对全聋人的听觉问题发明了变压式皮肤听声器，其实质是利用声-电转换让皮肤获得对电流信号的感觉，使全聋人通过皮肤获得一定的听觉，从根本上解决了聋哑人士的听力问题。

　　但是，变压式皮肤听声器仅仅使用户感受到电刺激，而不能辨析语音。为解决此问题，本文提出了一种基于MATLAB的皮肤听声器系统。该系统能够实现语音信号的录制、播放、预处理、分段滤波、特征提取等功能，并能够辨析简单的语音。

　　1 皮肤听声技术与皮肤听声器

　　皮肤听声技术是一门比较前沿的技术，其目韵是利用皮肤解决耳聋患者的听声问题。而皮肤听声器就是通过皮肤听声技术解决耳聋患者听觉问题的电子工具，其特点类似于助听器并涉及医学、电子学、声学和生理学，进一步的发展将依赖于数学和计算机等学科，属于典型的多学科高科技领域。它通过皮肤传递声音信号且不依赖于人的任何残余听力，实用效果明显，容易佩戴，几乎无副作用，任何听力损失的人均可使用。

　　由李建文教授发明并研制的第一代皮肤听声器已经达到听声的效果，接下来皮肤听声器要达到能够辨析语音的要求。这需要将原来的模拟电路转换为数字电路，在此基础上进行语音辨析。而本文就设计了一个基于MATLAB的皮肤听声器系统，该系统以MATLAB软件为平台，依次实现语音信号的录制、播放、预处理、分段滤波、特征提取和最后的辨析语音等功能。

　　2 系统功能介绍

　　2.1 主要功能

　　皮肤听声器的作用就是解决耳聋患者的听声问题，因此是皮肤听声器能量辨析语音是一个十分重要的技术环节。本文设计了一个皮肤听声器系统，基本能够辨析简单的语音。该系统以MATLAB软件为平台，主要功能有录制语音、播放语音、预处理、分段滤波、特征提取和最后的辨析语音。平台功能划分如图1所示。

　　2.2 核心模块

　　根据本文皮肤听声器系统的各个功能，将其分成三大核心模块，分别是采集模块、处理模块和辨析模块。

　　2.2.1 采集模块

　　系统采集模块的功能包括：录制语音，播放语音。

　　1)录制语音：通过麦克风录入声音，并保存为.wav的格式，以备后用。

　　在MATLAB中，用函数wavrecord录制语音。得到的是数字化的语音数据串，可直接作为Matlab变量参与各种运算。然后用函数wavwrite(y，filename)将变量y中储存的数据写入名为filename的WAVE文件中。