用于言语和语言训练的口内触觉生物反馈方法、装置以及系统的制作方法
【专利摘要】本文提供一种用于在发声过程中提供表示说话者发音的口内反馈的口内方法、生物反馈系统和工具箱，所述反馈可用于训练和提高说话者的发音准确度。
【专利说明】用于言语和语言训练的口内触觉生物反馈方法、装置以及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及构音、言语治疗和语言学习的领域。更具体地说，本发明涉及通过与受试者的口腔进行非侵袭性互动而提供用于训练和提高说话者的发音准确度的口内反馈的互动式方法、装置以及系统。
【背景技术】
[0002]为了发出包括人类语言的听觉信号的语声，必须实现一组复杂的协调肌肉移动。每个语声要求进行一系列独特的移动。例如，舌头必须改变形状和/或与口腔内的不同界标相接触，这通常是以精确的移动顺序进行，其中每个移动对应于特定语声的至少一个理想发首。
[0003]许多人，特别是儿童，经历语声障碍，其中说话者可能不能完成发出特定的语声所必需的一系列特定的移动。对于这些个人，一系列不恰当的舌头移动可能生成影响对个人言语的整体可理解度的失真的语声。说话者母语中的一些语声(称为“音素”)可能不会发出、可能不会正确地发出或可能不会正确地使用。语声障碍通常分为构音障碍(“语音障碍，，)和音素障碍(“音韵障碍”)，但一些说话者可能遭受构音和音韵问题都存在的混合障碍(参见 http://www.asha.0rg/public/speech/disorders/SpeechSoundDisorders.htm)。
[0004]由患有语声障碍的说话者产生的误差可包括遗漏(某些声音未发出，或者声音的整个音节或类别被删除)、添加(额外的声音被添加到预期话语中)、失真(声音被轻微改变以使得预期声音可被识别但听起来是“错误的”，例如，如在咬舌发音中)以及替代(一个或多个声音替代另一个，例如“《&1*^”替代“1^1*^”)。这些误差的量级可因说话者而不同，并且一些误差可在不同的声音中展示出可变的误差量级。一些说话者可能在说话期间不由自主地展示出不止一种误差。
[0005]已做出各种尝试以便以解决言语误差的不同量级以及这类误差的一大批可能原因的方式诊断并治疗语声障碍。
[0006]美国专利号4，112，596例如涉及一种用于诊断和治疗言语缺损的伪腭。所公开的伪腭由成形为患者的腭的轮廓的薄材料薄板形成。电极阵列被提供在所述薄板的舌面上，其中电极在其间具有预定的间隔。附接至电极的导体被嵌入在薄板中并且集合在一起以从腭的后部离开从而从患者口中离开。在伪腭处于恰当位置的情况下，例如通过将电极固定至患者腕部而向患者身体施加小的电压。导体与在患者发出或试图发出指定语声时提供对应于舌头位置的视觉和/或听觉信号的处理和显示设备通信。
[0007]美国专利号6，974，424涉及测腭计和测鼻计仪器。测腭计包括配合在患者口中的具有电极的挠性印刷电路。舌和唇的位置和移动被指示在与电极通信的处理和显示设备上。测鼻计包括一组可互换的声音分隔板以使患者与不同的面部曲率适配。将扩音器附接至每个声音分隔板以测量从鼻和口发出的声音从而确定言语的鼻音性。
[0008]美国专利号6，971，993涉及一种用于提供言语治疗的方法，所述方法使用在言语期间模型舌与口之间的接触位置的模型表示。使用包括传感器板的装置，所述传感器板具有用于检测与用户舌头的接触的传感器。可以观察到在言语期间舌与腭之间的接触的表示，并且可将所述表示与模型表示进行比较(例如在具有分屏的处理和显示装置上进行)。可被模仿以便提高言语的模型表示可通过使用传感器板的另一位说话者或通过已被电子存储的计算机生成的表示来生成。
[0009]美国公布号2009/0138270和2007/0168187涉及一体到言语治疗方法中的言语分析和可视化反馈。在美国公布号2007/0168187中，计算系统的音频输入接收言语信号，将所述言语信号与所述言语信号的理想发音在视觉上进行比较以可视化相对准确度。在美国公布号2009/0138270中，具有多个传感器的传感器板被设置抵靠在学习者的腭上。从言语信号中确定表示话语期间学习者舌与腭之间的接触型式的一组参数。对于每个参数，相对于来自所述话语的理想发音的对应组的参数测量计算偏差。从偏差测量中生成准确度分数。
[0010]美国公布号2008/0228239涉及用于感官替代和/或提高以用于治疗涉及感官知觉的损失或缺损的多种病状的系统和方法。一些系统可训练受试者将触觉信息与所感知的环境信息关联起来，从而提高前庭功能。在一个实例中，触觉刺激(例如对舌的电触觉刺激)在使用并预期使用深度脑刺激的应用中受到依赖。
[0011]这些已知的方法和装置采用复杂的视觉和语言提示以指示口头构音器官的正确移动和定位。要求恰当舌位置、形状和移动的语声难以教示，因为所要求的舌位置、形状和移动在牙齿后面发生并且因此难以向患者展示。因此，当以传统视觉和语言提示教示患者时患者难以吸收这些类型的复杂运动型式。具体来说，用于教示恰当舌形状和移动的复杂视觉提示对年轻患者来说可能难以处理。
[0012]尽管存在这些已知的方法和装置，但仍需要用于识别和治疗不同的言语病理学的改进方法。 申请人:通过提供采用口内触觉反馈来训练对应于特定语声的恰当舌定位的方法和装置来解决此需求(参见 申请人:共同待决的申请美国申请号12/357，239，其全部公开内容以引用的方式并入本文)。 申请人:公开的方法和装置由说话者、治疗师和家庭成员(如患者和其它主要照顾者)直观地使用，以用于操纵说话者的口腔并强化舌在其中的恰当定位。 申请人:公开的方法和装置还提升用于产生多种语声的可互换性和模块性以及用于鼓励在多种环境中使用的可携带性，从而使说话者在缩短的时间段内实现有益的结果。
[0013]这些和另外的属性由本文公开的提供口内反馈的方法、装置以及系统独立地和与软件平台协作地提供。
【发明内容】
[0014]本公开的部分包括针对提供用于训练和提高说话者的发音准确度的口内反馈的方法、装置以及系统的实施方案。根据本发明的一方面，言语构音障碍可通过向患者提供触觉反馈以指示恰当的舌位置从而发出目标“声音”来治疗。如本文所使用的术语“声音”包括语音学术语音素和音位变体。“声音”还一般是指任何声音、音型、词语、词语型式、句子、话语、嘴唇移动(无论是否伴有发声)、呼吸型式及其任何补足物、等效物和组合。“发音”一般是指如本文所预期的任何声音的产生，包括但不限于唇移动的产生(无论是否伴有发声)、呼吸和呼吸型式的产生、舌点击的产生及其任何补足物、等效物和组合。[0015]本发明包括一种用于提供表示说话者在发生期间发音的反馈的方法，包括将目标定位在说话者的口腔中以通过对说话者的触觉反馈训练至少一个目标声音。目标位置取决于所训练的声音。提供至少一个声音训练装置，所述装置包括:头部，其具有一个或多个节点以向说话者提供指示说话者的舌头位置的触觉反馈以便所述至少一个目标声音准确发音；手柄，其用于将所述一个或多个节点固持并定位在说话者的口腔中；以及至少一个传感器，其位于每个装置的至少一个节点处或附近。所述至少一个传感器定位在与目标声音发出的恰当舌位置一致的每个目标处或附近。所述传感器设在每个装置上的至少一个节点处或附近，以使得将所述装置插入到说话者的口腔中自动将传感器放置在预期目标处或附近。当说话者的舌头在发声期间接触预期目标时传感器检测目标声音的发音准确度。所述声音训练装置可以是与运行软件应用程序如发音评估应用程序或一般诊断测试的计算装置通信的网络连接装置。优选地，所述至少一个声音训练装置是与在其上运行至少一个发音评估应用程序的一个或多个计算装置通信的网络连接的声音训练装置。
[0016]本发明还包括一种用于训练和提高说话者的发音准确度的口内反馈系统，包括至少一个声音训练装置，其具有带有向说话者提供触觉反馈的一个或多个节点的头部。这类反馈指示说话者舌头的准确位置以便至少一个目标声音正确发音。所述声音训练装置还包括手柄，其用于将所述一个或多个节点固持并定位在说话者的口腔中。所述传感器设在每个装置上的至少一个节点处或附近，以使得将所述装置插入到说话者的口腔中自动将传感器放置在预期目标处或附近。当说话者的舌头在发声期间接触预期目标时传感器检测目标声音的发音准确度。
[0017]所述声音训练装置可以是与在其上运行至少一个发音评估应用程序的计算装置操作性通信的网络连接装置。所述系统可进一步包括与网络连接装置通信的服务器。所述服务器被配置来执行以下动作:包括经由网络界面通过网络访问系统，以及执行用于提供表示说话者的发音的反馈的方法。所述服务器还被配置来执行以下动作:包括通过网络访问社交网络系统；建立并访问可针对预期目标声音生成的传感器输出的配置文件的数据库；以及上传说话者配置文件数据和对应于一种或多种诊断和实践练习的数据中的至少一项以用于在所述数据库上存储。
[0018]本发明进一步包括一种用于提供表示发声期间说话者的发音的口内反馈的工具箱，包括一个或多个用于声音训练装置的头部。每个头部具有一个或多个节点以向说话者提供指示说话者舌头的准确位置的触觉反馈以便至少一个目标声音正确发音。至少一个传感器设在每个节点处或附近，以使得将选定的装置插入到说话者的口腔中自动将传感器放置在对应于目标声音的预期目标处或附近。当说话者的舌头在发声期间接触预期目标时传感器检测目标声音的发音准确度。所述工具箱还包括一个或多个用于声音训练装置的手柄，其中每个手柄使得说话者(或另一位用户)能够将节点固持并定位在说话者的口腔中。所述头部可与手柄选择性地互换以便执行一种用于提供表示说话者的发音的反馈的方法。
[0019]所述工具箱可进一步包括可加载到计算装置上的一个或多个互动式软件应用程序。可提供用于使用软件应用程序的指令，包括用于访问向说话者提供用于通过社交网络与其他人合作的界面的平台的指令。所述工具箱还可包括在其上预先加载软件应用程序的移动装置。
[0020]本发明的另一个实施方案涉及本文公开的系统或工具箱用于评定有关受试者的颌、舌、唇、颊、齿或口的参数从而提供反馈以便对至少一个目标声音进行更准确地发音的用途。优选的参数包括受试者的颌、舌、唇、颊、齿或口的位置、力、加速度、速度、位移或大小。
[0021]本公开的方法、装置以及系统的另外方面将从以下详细说明中变得明显。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]本发明的性质和不同优点在考虑结合附图的以下详细说明时将变得更明显，在附图中自始至终相似的参考符号指代相似的部分，并且其中:
[0023]图1示出本公开的方法和系统的实施方案可在其中实施的示例性计算环境。
[0024]图2、图3和图4示出用于训练发音准确度的方法的示例性实现方式的流程图。
[0025]图5示出传感器可被放置在说话者口腔中的目标位置的实例，其中目标位置对应于发出不同语声的恰当舌位置。
[0026]图6示出在训练/r/音的正确发出时教示说话者舌的反曲的示例性装置的顶部透视图。
[0027]图6A示出图6的装置的部分侧视透视图。
[0028]图6B示出图6的装置的头部的部分侧视图，所述头部上策略性地设置有传感器。
[0029]图7示出用于训练M音的正确发出的另一种示例性装置的侧视图。
[0030]图8示出在训练M音的正确发出时用于教示回缩方法的示例性装置。
[0031]图9示出用于教示颤音/r/的示例性装置。
[0032]图10示出用于教示颤音/r/的另一种示例性装置。
[0033]图11示出用于教示特定声音的混合(或序列)的示例性装置。
[0034]图12示出用于教示日语、韩语和汉语/I/和/r/的示例性装置。
[0035]图13和图13A分别示出用于教示/I/音的正确发出的示例性装置的顶部透视图和前视图。
[0036]图14和图14A分别示出用于教示/ch/音的正确发出的示例性装置的顶部透视图和前视图。
[0037]图15示出用于教示/s/音的正确发出的示例性装置的顶部透视图。
[0038]图16示出用于教示/sh/音的正确发出的示例性装置的顶部透视图。
[0039]图17示出用于教示汉语/Σ /的示例性装置。
[0040]图18和图18a示出用于训练英语/f/或/v/音的示例性装置。
[0041]图19和图19a示出用于训练英语/b/或/p/音的示例性装置。
[0042]图20和图20a示出用于训练英语/th/音的示例性装置。
[0043]图21示出用于训练/k/和/g/音的示例性装置。
[0044]图2IA示出用于训练/k/和/g/音的图21的装置。
[0045]图22示出用于通过恰当定向说话者舌与唇来训练/r/音的示例性装置。
[0046]图22A示出用于训练/r/音的图22的示例性装置。
[0047]图23示出用于通过恰当定向说话者舌与唇来训练/Σ/音的示例性装置。
[0048]图24示出用于通过恰当定向说话者舌与唇来训练/I/音的示例性装置。
[0049]图24A示出用于训练/I/音的图24的示例性装置。[0050]图25示出在词语“lion”的发音过程中说话者的舌与示例性L音素装置上的传感器的接近度的示例性表示。
[0051]图26至图28示出其中说话者与装置互动以获得指示发音熟练度的传感器数据的软件应用程序的用户界面的示例性屏幕截图。
[0052]图29示出其中使得用户能够定制一项或多项说话练习的软件应用程序的用户界面的示例性屏幕截图。
[0053]图30示出示例性专业人员操纵板的示例性屏幕截图。
[0054]图31示出由在多个专业人员与多个说话者中实现相互沟通的平台支持的示例性社交网络。
[0055]图32和图33示出用于测量压力以便确定母乳喂养质量的示例性装置。
【具体实施方式】
[0056]现在参考附图，其中相同的数字表示相同的元件，本文所述的口内触觉生物反馈方法、装置和系统可结合包括硬件、软件或两者的组合(恰当的时候)的计算装置(包括移动网络仪器)来实施。图1示出可以用于实施本文所述的功能的方面的示例性电数据处理功能部件100。在一种情况下，处理功能部件100可对应于包括一个或多个处理装置的计算装置。所述计算装置可包括计算机、计算机系统或其它可编程的电子装置，包括客户端计算机、服务器计算机、便携式计算机(包括笔记本计算机和平板计算机)、手持式计算机、移动电话(包括智能电话)、游戏装置、嵌入式控制器及其任何组合和/或等效物(包括非接触式装置)。此外，计算装置可使用例如在丛集或其它分布式计算系统中的一个或多个网络计算机来实施。应理解，在图1中示出的示例性环境不意图限制本公开，并且可使用其它替代性硬件和/或软件环境而不背离本公开的范围。
[0057]清楚起见，如本文所使用，术语“服务器”包括一个或多个服务器。服务器可包括管理对网络中集中的资源或服务的访问的一个或多个计算机。服务器还可包括管理资源的至少一个程序(例如在多道处理操作系统上，其中单个计算机可同时执行多个程序)。另夕卜，术语“计算装置”、“计算机装置”、“计算机”以及“机器”被理解为可互换的术语，并且应理解为包括单独地或联合地执行一组(或多组)指令以进行本文所讨论的任何一种或多种方法的计算装置的任何集合。
[0058]处理功能部件100可包括易失性存储器(如RAM102)和/或非易失性存储器(如R0M104，以及任何补充水平的存储器，包括但不限于高速缓冲存储器、可编程或闪速存储器和只读存储器)。处理功能部件还可包括一个或多个处理装置106 (例如，一个或多个中央处理单元(CPU)、一个或多个图形处理单元(GPU)、一个或多个微处理器(μ P)以及类似的和互补的装置)和任选的媒体装置108 (例如，硬盘模块、光盘模块等)。
[0059]处理功能部件100可进行以上识别的各种操作，其中处理装置106执行存储器(例如，RAM102、R0M104或别处)所维持的指令。所公开的方法和系统还可以经由以通过一些传输介质(如通过电线或电缆、通过光纤、无线地或经由任何其它形式的传输)传输的程序代码的形式体现的通信来实践，其中，当程序代码被机器(如EPR0M、门阵列、可编程逻辑装置(PLD)、客户端计算机或类似物)接收并加载到其中并执行时，该机器成为用于实践本公开的系统和方法的仪器。当在通用该处理器上实施时，程序代码结合处理器提供操作来调用本公开的系统和方法的功能性的独特仪器。另外，与本公开的方法和/或系统结合使用的任何存储技术可不变地是硬件和软件的组合。
[0060]处理功能部件100还可包括用于(经由输入模块112)从用户接收不同输入和用于向用户提供不同输出的输入/输出模块110。一个特定输出机构可包括呈现模块114和相关联的图形用户界面(GUI) 116，结合一个或多个I/O装置(包括但不限于:显示器、键盘/小键盘、鼠标和/或其它定点装置、跟踪球、操纵杆、触觉反馈装置、运动反馈装置、语音识别装置、扩音器、扬声器、触碰屏、触碰板、网络摄像头、2-D和3-D相机以及使得能够操作性响应于计算装置所接收到的用户命令的类似的和互补的装置)。
[0061]另外，用户输入可经由通过网络与另一个计算装置联接的计算装置来接收。处理功能部件100还可包括一个或多个网络界面118，其用于经由一个或多个通信导管120与其它装置交换数据。一个或多个通信总线122将上述部件通信地联接在一起。总线122可表示一个或多个总线结构和类型，包括但不限于存储器总线或存储器控制器、外围总线、串行总线、加速图形端口、使用任何各种总线架构的处理器或局部总线以及类似的和互补的装置。此配置可能是可取的，其中计算装置被实现为服务器或其它形式的多用户计算机，虽然这样的计算装置还可在一些实施方案中被实现为独立的工作站、台式机或其它单用户计算机。在这类配置中，计算装置可取地包括与至少一个网络操作性通信的网络界面。所述网络可以是LAN、WAN、SAN、无线网络、蜂窝网络、无线电链路、光链路和/或因特网，但所述网络不局限于这些网络选择。本领域技术人员将理解的是用来提供计算机可读取的且计算机可执行的指令和数据的存储装置可分布在网络上。
[0062]计算装置可在执行或另外依赖于不同计算机软件应用程序的操作系统的控制下操作。例如，数据库管理系统(DBMS)可驻存在存储器中以便访问一个或多个数据库(未示出)。所述数据库可存储在直接或通过通信链路与计算装置的其余部分连接的单独结构，如数据库服务器中。此外，不同的应用程序还可在经由分布式或客户端服务器计算环境中的网络联接至所述计算装置的另一个计算机中的一个或多个处理器上执行。
[0063]现在参考图2，用户可通过起始用于在言语训练/治疗中提供口内反馈的过程200来起始示例性口内触觉反馈方法。如本文所使用，“用户”可以是单个用户或一组用户，并且可包括单独说话者、家庭成员、朋友、同事、医疗和治疗人员以及参与说话者言语发展的任何其它人、人或实体群体。如本文所使用，术语“用户”(或“用户装置”、“客户端装置”、“网络连接的装置”或“装置”)可以是指被配置用于接收控制输入和配置来互动地或自动地发送命令或数据到其它装置的任何电子仪器。用户装置可以例如是如用户所检索的在服务器上保持的在线用户界面。如本文所使用，术语“过程”或“方法”可包括至少由一个电子或基于计算机的仪器执行的一个或多个步骤。任何步骤顺序都是示例性的并且不意图将本文描述的方法限于任何特定顺序，也不意图排除添加的步骤、遗漏步骤、重复步骤或同时进行多个步骤。
[0064]当用户访问口内触觉反馈系统时过程200开始。在以下实例中，用户可以是“治疗师”，其在本文中用作示例性术语，但应理解非治疗师也可执行过程200。可经由呈现口内触觉反馈系统的登录页面(未示出)的网络界面允许访问。所述登录界面可如本领域技术人员所理解的具有多种外观和应用程序。在一些实施方案中，登录可能未立即呈现但可从另一个网页或从移动应用程序中进入。[0065]在步骤210中，治疗师识别语声(“目标声音”)的错误发出。应理解，如果必要可以调整目标声音以便提供说话者舌头的恰当位置的触觉反馈并且从而实现目标声音的恰当发出。在步骤220中，治疗师提供目标声音的正确发出和错误目标声音的不正确发出并且要求说话者区分哪个是正确的。如果治疗师认为有必要例如获得可接受的“正确”目标声音作为基线和/或提供说话者以区分正确和错误目标声音的充足机会，则可重复步骤220。在步骤230中，治疗师向患者描述如何配置其舌头来恰当地发出目标声音。在步骤240中，治疗师将一个或多个目标或节点定位在患者口腔中以便通过对患者的触觉反馈指示用于发出目标声音的恰当舌头位置。在步骤250中，治疗师提示患者发出目标声音并且用其舌头接触目标。必要时步骤230、240和250可以重复，直到说话者恰当地发出所述目标声音为止。
[0066]在步骤260中，治疗师提示说话者在不同背景下恰当地发出所述目标声音。步骤260可在患者能够恰当地发出所述目标声音后进行，从而提高所述目标声音在多种背景下的正确发出。
[0067]现在参考图3，用户可通过起始用于在言语训练/治疗中提供口内反馈的示例性过程300来起始示例性口内触觉反馈方法。在步骤310中，治疗师识别声音(“目标声音”)的错误发出。应理解，必要时可以调整目标以便提供说话者舌头的恰当位置的触觉反馈并且从而实现目标声音的恰当发出。在步骤320中，治疗师选择除了关于目标声音与说话者正确发出的声音外相同的词语的最小对。例如，如果说话者错误发出音/s/并且正确发出音/t/，则治疗师可选择词语对/sip/和/tip/。在步骤330中，治疗师向说话者描述如何配置其舌头来恰当地发出目标声音。在步骤340中，治疗师将一个或多个目标定位在说话者的口腔中以便通过对说话者的触觉反馈指示用于发出目标声音的恰当舌头位置。在步骤350中，治疗师提示说话者连续地说出所选择的词语对并且在说出包含目标声音的词语时用其舌头接触目标。必要时步骤330、340和350可以重复，直到说话者恰当地发出所述目标声音为止。而且，步骤320、330、340和350可通过选择另一个词语对来重复。
[0068]在步骤360中，治疗师提示说话者在不同背景下恰当地发出所述目标声音。步骤360可在说话者能够恰当地发出所述目标声音后进行，从而强化所述目标声音在多种背景下的正确发出。图3中示出的过程300的实施通过突出所选择的词语对中的声音之间的差别来训练说话者将目标声音与其已经正确发出的声音区分开。口内触觉反馈允许说话者感受所选择的词语对中的声音之间的差别，并且强化目标声音的正确与错误发出之间的对比度。这个过程允许说话者训练他的躯体感官(即，对目标声音的正确与错误发出的更高水平的固有感受和理解)和听觉系统从而恰当地发出目标声音。
[0069]现在参考图4，用户可通过起始用于在言语训练/治疗中提供口内反馈的示例性过程400来起始示例性口内触觉反馈方法。在步骤410中，治疗师识别声音(“目标声音”)的错误发出。应理解，必要时可以调整目标以便提供舌头的恰当位置的触觉反馈并且从而实现目标声音的恰当发出。在步骤420中，治疗师向说话者描述如何配置其舌头来恰当地发出目标声音。在步骤430中，治疗师将一个或多个目标定位在说话者的口腔中以便通过对说话者的触觉反馈指示用于发出目标声音的恰当舌头位置。在步骤440中，治疗师提示说话者说出包含目标声音的词语并且用其舌头接触目标。步骤440可用不同的词语来重复。而且，必要时步骤420、430和440可以重复，直到说话者恰当地发出所述目标声音为止。[0070]在步骤460中，治疗师提示说话者在不同背景下恰当地发出所述目标声音。步骤460可在患者能够恰当地发出所述目标声音后进行，从而提高所述目标声音在多种背景下的正确发出。过程400的实施在许多不同的共同构音背景下向说话者呈现了目标声音，以使得说话者相对于许多其它声音暴露于目标声音。通过在许多不同的背景下呈现目标声音，说话者将更准确地感知目标声音并且将更准确地感知如何来再次发出所述目标声音。在重复包含目标声音的词语期间提供口内触觉反馈允许说话者更好地生理感知不同背景下目标声音的准确发出。
[0071]传感器和部件
[0072]实现触觉反馈的传感器和物理节点可被放置在说话者口内的确切特定区域中。当口腔构音器官(具体是舌)航向此区域时，可以测量对它们的接近度、位置以及移动的检测。这种测量可用作对生成特定音、音型、音组、词语以及句子来说重要的教示方法。
[0073]更具体而言，传感器可以用于确定特定音的正确与错误发音之间的差别。可以使用将这些传感器和节点放置在说话者口腔内的不同位置中的不同形状的装置。这些位置可对应于至少以下辅音音素 'M、/d/、/f/、/g/、/h/、/ j/、/k/、/I/、/m/、/n/、/p/、/r/、/s/、/t/、/v/、/V、"/、ItJ、/ Θ / 和/0/ Σ / (sh)、/Z/ ( ζ η )、/ τ Σ / (ch)、/ δ Z / (j)以及/wh/,还有元音音素 /a/、/e/、/i/、/o/、/u/、/?/> /e/> /?/、/δ/、/?/、/οο/、/δδ/、/ow/、/oy/、/a (r) /、/? (r) /、/i (r) /、/ο (r) /、/u (r) /。优选的目标声音包括 /b/、/f/、/h/、/m/、/n/、/p/、/v/、/w/、/ Θ / /5/> /wh/、/a/、/e/、/i/、/o/、/u/、/0/、/g/、/i/、/0/、/ii/、/oo/、/55/>/ow/>/oy/>/a (r)/>/a (r)/>/i (r)/>/o (r)/ 或/u(r)/。关于国际语音字母表(IPA)可发现有关预期音素的更多信息。
[0074]在上述方法中，并且在相当的方法中，至少一个步骤包括将一个或多个目标定位在说话者的口腔中以便通过对说话者的触觉反馈指示用于发出目标声音的恰当舌头位置。不同的声音要求不同的舌位置，并且将根据正被治疗或训练的目标声音将所述目标定位在说话者的口腔中的不同位置。因此在确定正确和错误发音中传感器放置是必要的。对于每个音素，传感器放置和敏感度 是独特的。
[0075]当舌头轻微触碰目标时将检测正确发音。在错误发音的一个形式中，当说话者舌头未充分向前移动以触碰目标时传感器可检测到。在错误发音的另一个形式中，当说话者舌头触碰传感器太过时传感器(如力传感器)可检测到。另外，传感器可用于检测装置的正确定位，例如，通过确定是否传感器(并且因此所述装置)恰当地碰触腭。
[0076]图5示出传感器可被放置在口腔内的目标位置的实例。这些目标位置对应于用于发出不同语声的恰当舌位置。例如，可将一个小的压力传感器阵列以不妨碍言语的微创形式附接至所述装置。关于口内反馈方法和装置的更多细节在下文参考放置在示例性装置500、600、700、800和900上的传感器来进行描述。
[0077]每个装置的顺利实践不受其中所使用的传感器类型的限制。因此，预期每个装置可结合以下各项中的至少一个:光学传感器、力感测电阻器、桥式传感器(其利用在口中存在唾液的事实，并且有助于形成电连接的过程)、电容传感器、应变计传感器及其任何等效物和组合。在采用多于一个传感器，或采用传感器阵列的装置中，考虑到由确定正确和错误发音所涉及的独特传感器放置和敏感度可利用多于一种类型的传感器。
[0078]装置[0079]使用一种或多种口内触觉生物反馈装置可实现口内方法和系统，所述装置包括但不限于图5中所示和下文所进一步讨论的示例性装置500、600、700、800和900。每个装置通过提供口内触觉反馈指示对应于一种或多种特定语声的恰当舌位置。虽然所述装置适用于上述治疗/训练方法，但它们还可适用于本文未描述的其它治疗方法。所述装置是微创性的并且适合于口腔的轮廓，从而允许无妨碍的共同构音(形成词语和句子所需的一个语声或音素到另一个语声或音素的自然转变)，同时有助于准确发出特定语声所要求的精确舌定位。这些特征允许治疗方案和“自然”发声期间的平滑转变，同时聚焦于特定语声。
[0080]每个装置包括设置在头部的一个或多个传感器，所述头部在治疗或实践时期被插入到说话者的空腔中。头部上的传感器可检测正确和错误发音，以及正确或准确的程度(例如，以1-5或1-10的评分)。如本文所使用，“头部”可包括用于一个或多个节点和/或传感器的任何支承结构(如下文所进一步描述)。“头部”还可意指在使用装置的过程中装置接触一个或多个口腔构音器官的任何部分，其中口腔构音器官包括说话者的唇、舌、颊、颌、咽、喉、软腭以及会厌。
[0081]头部与手柄协作，所述手柄可由说话者或由与说话者一起参与言语练习时期的任何其它用户(例如，治疗师、家庭成员、教师等)抓握。如本文所使用，“手柄”可包括用于机载计算装置的任何容纳结构(如下文所进一步描述)。“手柄”还可意指在装置使用过程中所述装置从说话者口腔中延伸的任何部分，并且充当至少一个头部、至少一个节点以及至少一个传感器中的至少一个的支承结构。
[0082]所述头部和手柄可提供作为共同模制的或共挤出一体构件。所述头部和手柄或者可被提供作为彼此可拆卸的接合地单独制作的构件。通过已知的接合装置可实现接合，所述接合装置包括但不限于交配槽口和凹部、摩擦配合构件、搭扣紧密接合件以及用于头部和手柄相对彼此可拆卸的接合的任何其它装置。
[0083]如果所述装置是电气机械系统，则手柄可容纳机载计算机和与计算装置的通信(例如，PC、平板计算机、智能手机、移动装置或任何其它等效装置)，同时可拆卸的头部包含一个或多个传感器。连接不仅实现与装置头部的机械连接而且实现一个或多个传感器与机载计算机之间的电气连接。
[0084]传感器将信息从每个传感器传达至机载计算机和非机载计算机中的至少一个。在机载计算机的情况下，此信息被无线传达至装置(PC、平板计算机、智能手机、移动装置或其它计算装置)，然后此装置与一个或多个软件应用程序，包括但不限于教学软件和游戏软件应用程序通信。在非机载计算机的情况下，非机载计算机可与在其上运行和或与一种或多种其它软件应用程序合作运行的软件应用程序通信。
[0085]至少一个软件应用程序可与表示装置与说话者的口、舌和/或口腔的互动和发声的准确度的说话者和/或其它用户信息通信。此信息可通过网络经由支持协作治疗聚焦的社交网络的平台来访问。这种网络可在3-D虚拟环境中发生。
[0086]头部和手柄可由一系列合适的材料制成，包括塑料(例如，弹性体、聚氨酯、聚丙烯、ABS、聚碳酸酯、聚苯乙烯、PEEK、硅酮等)、金属(不锈钢、钛、铝等)、陶瓷、陶瓷复合材料及其任何等效物和组合。每个部分可由不同于其它部分的材料组成的材料制成(例如，插入部分可由塑料复合材料制成而手柄部分可由金属制成)。对于多部分装置，不同的部分可展现出不同等级的刚度。例如，部分可被共同模制来在硬层之上或之下以形成软层，或交替的软层和硬层可被制造到一体装置中。
[0087]这些材料可以是一次性的、可重复使用的和/或可循环利用的。因此，每种装置可按其整体被设计为一次性的或可重复使用的装置，或特定部件可被设计为可互换的一次性的或可重复使用的部件。可拆卸的头部和手柄还增添了对每个装置进行清洁的容易性。
[0088]装置可被提供在示例性工具箱中，其中一个或多个多手柄可与一个或多个头部互换。适配来适应不同年龄和能力的用户的手柄可提供在具有适配来解决不同音素的一个或多个头部的工具箱中。或者，具有机载计算机的一个手柄可提供在具有多个不同头部的工具箱中。或者，工具箱可包括许多装置，每个装置具有其自己的机载计算机。
[0089]/r/音素
[0090]现在参考图6、图6A和图6B，示出用于教示在训练/r/音的正确发出时舌的反曲的示例性装置500。装置500包括头部510，在其上策略性地设置有一个或多个传感器505 (例如，如在图6A和图6B中可见在位置Xl和X2处)。头部510包括用于训练这种反曲的卷曲体512。使用卷曲体的所述方法是一种经过验证的方法；然而存在可优化此方法并且更精确地控制训练口腔构音器官的移动的方法的许多选择。例如，在卷曲体512上可使用斜度来影响刚度并且由此影响提供给舌的阻力反馈。角度或斜度越大，材料部分变得越薄，从而减小卷曲体的刚度。卷曲体的厚度还可影响并改变装置的弹簧常数和随后提供的反馈。在示例性实施方案中，对于弹性材料，卷曲体的厚度可适宜地为约2mm，但可在.025m与8mm之间变化。另外，卷曲体的宽度以及卷绕的数目或卷曲体的程度可以是确定最优反馈中的因素。在示例性实施方案中，卷曲体的宽度可为约12mm，但宽度可在约2mm与40mm之间变化。卷曲体的弧度度数可为约560°，但可在约180°约2000°旋转之间的范围内。
[0091]头部510可与在其外壳中并入机载计算机(未示出)的手柄520成一体，或可拆卸地接合。所述机载计算机可经由无线网络与计算装置或系统建立通信。或者，手柄520可包括用于经由例如USB端口或其它连接与计算装置或系统接合的结构。这种接合或无线通信为装置500提供了与不同软件应用程序互动的机会。
[0092]手柄520可包括用于连接或断开至/从装置500的电源的开/关按钮530或类似部件。电源可通过可再充电的内部电池(例如，经由至电源的USB连接)来提供。可使用远程控制来开关装置500并且还上传和下载通过机载计算机获得和/或生成的任何信息。
[0093]/r/音是难以发出的音，因为它涉及舌刚好在硬腭之下的渐进性前面和后面移动。装置500起到作用，因为当发出正确发音时用户展开卷曲体，但当发出错误发音时卷曲体未展开。必须将传感器精确放置在这样的位置处:其中当舌展开或将要展开卷曲体时传感器被触发，但当卷曲体未被展开或发出错误发音时传感器不被触发。可存在多个或单个传感器位置，如由图6A和图6B中提供的示例性传感器位置Xl和X2所示。一个示例性传感器位置Xl可在卷曲体基在线大约8mm±7mm且沿着装置在弯曲上大约10mm±7mm处。Xl的位置到卷曲体中心与装置的基线(还从舌的水平静止位置测量)成45° ±25°度。另一个示例性位置X2位于卷曲体本身上距离卷曲体基线约7mm±6mm处。此位置与装置的基线/舌的水平静止位置成60° ±30°。在此实例中，装置500可在位置Xl和X2之一或两者中并入传感器。
[0094]传感器对/r/音素的敏感度也是确定正确或错误发音的考虑因素。传感器可具有二进制输出，或者传感器(如电容传感器)可用于测量舌/构音器官与传感器的接近度(例如，触碰传感器、距离1mm、距离2mm、距离IOmm等)。传感器的敏感度可取决于通过传感器的传感器电流和电压。对于例如实质上两个电极被舌连接的桥式传感器，电流可为5mA(或处于约0.0OlmA至约IOOmA之间的任何范围内)并且电压可为6伏(或处于约0.5V至约400V的任何范围内)。对于此示例性传感器配置，阳极与阴极之间的电极间隔可为约6mm，或可在约2mm至约8mm的范围内，或者可在约.05mm至约15mm的范围内。
[0095]装置500是适配来促进M音的恰当发出的示例性实施方案，无论患者一般是在舌反曲还是在舌回缩的情况下发出/r/。但头部510被插入到说话者的口腔中时，在卷曲体512上支承的传感器可设置在腭之下以提示舌沿着产生/r/音的路线前进。
[0096]图7示出具有头部510’和卷曲体512’的另一个示例性装置500’。在装置500’上，一个或多个纹理被添加到卷曲体512’上以用于确定说话者发出/r/的当前运动。装置500’可结合具有一个截面几何形状的有纹理的突出515以在所述突出515起始通过/r/音的移动时引导舌的特定起始点。装置500’还可结合具有不同于突出525的截面几何形状的至少一个其它截面几何形状的有纹理的突出525。突出525可起始通过/r/音的不同移动阶段。举例而言，突出515可包括表示来自舌移动的初期的纹理的半圆形突出，而突出525包括表示舌移动的后期的三角形。可采用多种配置来使得说话者能够知晓其在此运动范围内的何处。示例性纹理示出为纹理类型A(人字形)、B(线形)、C和D(点矩阵)。应理解这类纹理不限于所示出的特定几何形状或特定突出数目。还应理解所述突出可与凹部或其它标记一起提供或被其替换。进一步理解，一个或多个传感器容易与关于装置500所示出的这类纹理一体以使得传感器感测贯穿/r/音的移动并且经由一个或多个软件应用程序(例如，视觉上通过计算机或移动装置显示器、听觉上通过扩音器和或经由触觉反馈)指示这种移动。
[0097]回缩/r/
[0098]图8示出了在经常称为教示R音的“回缩”、“隆起”、“后凸”或“舌尖向下”方法的示例性方法中使用的示例性装置(如本文所所使用，“回缩”方法应涵盖所有这些术语)。对于此方法，装置550用于教示说话者抬起舌的中间部分同时降下舌尖。在此情况下，当中间部分抬起时可感受到节点抵着舌的中间部分。当节点的底侧触碰舌时，节点的顶侧可能不触碰或可能触碰口顶部上的腭。
[0099]颤咅/r/
[0100]图9示出在用于教示颤音/r/的示例性方法中使用的示例性装置1000。颤音/r/在许多语言包括但不限于意大利语、西班牙语、法语、德语、葡萄牙语、俄语以及阿拉伯语中是重要的声音。图9示出具有手柄1010的装置1000，所述手柄1010可包括机载计算机并且具有与关于手柄520示出和描述的那些类似的部件。手柄1010可与一个或多个头部(A)、(B)、(C)、(D)、(E)和(F)互换，以提供使舌的中间部分稳定同时允许舌的恰好尖端振动的方法。通常试图发出颤音/r/的人们所遇到的挑战是它们努力并且过度振动舌包括中间部分。通过使用图9所示的装置使舌的中间部分稳定，可发出正确的颤音/r/。一旦使用所述装置发出所述/r/，就可在不使用所述装置的情况下发出所述/r/。一个或多个传感器可被放置在一个或多个头部(A)、(B)、(C)、(D)、(E)和(F)上以指示舌中间部分的稳定并且进一步指示在参照准确的颤音/r/音时说话者的颤音/r/音的前进。
[0101]图10示出在用于教示颤音/r/的示例性方法中使用的另一个示例性装置1100。当第一次教示颤音/r/时，一个重要的步骤包括使说话者从说话者舌头与腭接触的位置开始。于是这种接触导致随后压力累积，并且然后最终导致排出空气从而允许舌尖快速振动。装置1100提供一个表面，抵着所述表面说话者的舌的顶前部接触所述装置，从而在舌与牙槽脊之间促进密封。通过使用装置1100而支持的方法证实了准备颤音/r/音所要求的完全腭接触。这种腭接触对美式英语/t/音也是必要的。一个或多个传感器可被放置在装置1100(例如，如图10所指示)上以指示密封并且进一步指示在参照准确的颤音/r/音时说话者的颤音/r/音的前进。
[0102]混合R
[0103]图11示出在用于教示特定音的混合(或序列)的示例性方法中使用的示例性装置1200。装置1200针对/r/-/l/混合而采用，其在发出类似“girl”的词语时是需要的。装置1200包括具有卷曲体1212的头部1210，在所述卷曲体1212上接触节点(I)提供用于/r/音，并且接触节点(II)提供用于紧接其后的/I/音。在此示例性装置中，卷曲体应该足够长到不完全展开，并且在舌能够返回并且触碰提示/I/音的节点(II)之前向后搭扣。传感器可放置在一个或多个节点(i)和(II)处以指示/r/-/l/混合的顺利发音并且还提供发出每个/r/和/I/音的时间。即使关于提高/r/-/l/混合描述了装置1200，但应理解装置1200及其补足物和等效物是思考在内的，并且当在一个音素中结合多个音素的概念时可实现声音的不同组合。
_4]曰语、韩语、汉语/1/-Λ./
[0105]图12示出在用于教示日语、韩语和汉语/1/-Λ./的示例性方法中使用的示例性装置1300。装置1300包括具有节点1312的头部1310，在所述节点1312上可设置有一个或多个传感器(未示出)。装置1300还可包括任选的齿止动件1314，所述齿止动件1314将节点1312引导至所需声音将在说话者的口中所处地方附近的位置。传感器可被放置在节点1312处或附近以指示日语、韩语和汉语/1/-Λ./的顺利发音。传感器还可任选地放置在齿止动件1314处或附近以指示装置1300在说话者口中的恰当定位。
_6] /I/音素
[0107]现在参考图13和图13A，示出用于教示/I/音的正确发出的示例性装置600。装置600可包括包含头部610和手柄620的一体构件或可拆卸地接合的构件。手柄620可容纳上述机载计算机并且还可包括用于经由例如USB端口或其它连接与计算装置或系统接合的结构。示例性结构在图13中示出为连接件630。然而，应理解可采用允许装置600与一个或多个计算装置联接以及装置600与不同软件应用程序通信的任何可处理的结构。或者，连接件630可被使得说话者或其它用户能够在距离说话者口的合适距离处抓握装置600的抓握结构替换，如本领域所已知的。
[0108]头部610包括具有尖端的节点612，在所述节点612上可设置有一个或多个传感器605。节点612可具有模仿正常发声期间舌接触牙槽脊或齿的表面区域的向内弯起的面(参见，例如描述在共有U.S.12/357，239中的/I/节点手柄装置，所述专利的全部公开内容以引用的方式并入本文)。传感器605可取地定位以便在接触期间与说话者的舌尖平行(参见，例如图13和图13A中的传感器605的位置)。如所示传感器605可包括两个单独的传感器或可包括一个传感器的两个电极。可沿着节点612选择替代的传感器位置605a以用于选择性放置传感器605，所示传感器不限于所示的两个传感器。如所示传感器605可距离中心线大约3mm，其中伴随电极放置在节点612的中间。
[0109]/ch/ 音素
[0110]现在参考图14和图14A，示出用于教示/ch/音的正确发出的示例性装置700。装置700可包括包含头部710和手柄720的一体构件或可拆卸地接合的构件。手柄720可容纳上述机载计算机并且还可包括用于经由例如USB端口或其它连接与计算装置或系统接合的结构。示例性结构在图14中示出为连接件730。或者，连接件730可被使得说话者或其它用户能够在距离说话者口的合适距离处抓握装置700的抓握结构替换，如本领域所已知的。
[0111]头部710包括具有尖端的节点712，在所述节点712上可设置有一个或多个传感器705。节点712被设计成仍然在解剖学大范围变化中与腭相接触，并且传感器705被恰当定位(参见，例如图14和图14A中的传感器705的位置)。可沿着节点712选择替代的传感器位置705a以用于选择性放置传感器705，所述传感器不限于所示的两个传感器。如所示传感器705可距离中心线大约3_，其中伴随电极放置在节点712的中间。
[0112]/V 和/Σ/音素
[0113]对于/S/和/ Σ /音素，需要将传感器放置在节点的尖端以用于感测何时舌与目标接触。
[0114]现在参考图15，示出用于教示/s/音的正确发出的示例性装置800。装置800可包括包含头部810和手柄820的一体构件或可拆卸地接合的构件。手柄820可容纳上述机载计算机并且还可包括用于经由例如USB端口或其它连接与计算装置或系统接合的结构。示例性结构在图15中示出为连接件830，但可被使得说话者或其它用户能够在距离说话者口的合适距离处抓握装置800的抓握结构补充或替换。头部810包括具有尖端的节点812，在所述节点812上可设置有一个或多个传感器805 (参见，例如图15中的传感器805的位置)。装置800还可包括任选的齿止动件814，所述齿止动件814将节点812引导至/s/音将在说话者的口中所处地方附近的位置(也参见图5)。
[0115]现在参考图16，示出用于教示/Σ/音的正确发出的示例性装置900。装置900可包括包含头部910和手柄920的一体构件或可拆卸地接合的构件，如上文关于装置800所描述。头部910包括具有尖端的节点912，在所述节点912上可设置有一个或多个传感器905(参见，例如图16中的传感器905的位置)。类似于装置800，装置900还可包括任选的齿止动件914，所述齿止动件912将节点912引导到/sh/音将在说话者的口中所处地方附近的位置(也参见图5)。
[0116]当使用装置800和900时，当舌头轻微触碰目标时将检测正确发音。在错误发音的一个形式中，当说话者舌头未充分向前移动以触碰目标时传感器将检测到。在错误发音的另一个形式中，当说话者舌头触碰传感器太过(例如发出“Thock”而非“Sock”)时力传感器可确定到。或者，位于任选的传感器位置805a(图15)和805a(图16)的传感器可检测到各自装置的偏差并且从而确定错误发音(即，偏差意味着错误发音)。另外，传感器可用于检测装置的正确定位，例如，通过将传感器放置在位置805a、905a处以感测所述装置是否定位成恰当地碰触前牙。其中舌触碰目标太过的错误发音也可通过位置805a、905a处的传感器检测到，因为舌将激烈地将各自装置从前牙推开。所有这些感测位置可聚集有一个传感器或一个或多个传感器阵列。[0117]汉语Σ音
[0118]图17示出在用于训练汉语Σ的示例性方法中使用的示例性装置1400，所述Σ在口中比英语SH稍微更靠后。装置1400包括具有节点1412的头部1410，在所述节点1412上可设置有一个或多个传感器(未示出)。装置1400还可包括任选的齿止动件1414，所述齿止动件1414将节点1412弓I导到汉语/ Σ /音将在说话者的口中所处地方附近的位置。传感器可任选地放置在齿止动件1414处或附近以指示这种位置。传感器还可被放置在节点1412处或附近以指示汉语Σ的顺利发音。
[0119]/f/或 /v/ 音
[0120]图18示出在用于训练英语/f/或/v/音的示例性方法中使用的示例性装置1500。这些声音对学习说英语的汉语、日语以及韩语说话者来说是非常有挑战性的。装置1500示出有发出英语/f/或M音的舌和齿位置。
[0121]装置1500包括具有节点1512的头部1510，在所述节点1512上可设置有一个或多个传感器(未示出)。传感器可任选地放置在节点1512处或附近以指示英语/f/或/V/的顺利发音。如图18a示出的齿与唇之间的接触临界区域证实了这种发音。装置1500可具有并入其中的任选的齿止动件。
[0122]/b/ 或 /p/ 音
[0123]图19示出在用于训练英语/b/或/p/音的示例性方法中使用的示例性装置1600。这些声音对学习说英语的汉语、日语以及韩语说话者来说也是有挑战性的。装置1600示出有发出英语M或/p/音的唇位置。
[0124]装置1600包括具有节点1612的头部1610，在所述节点1612上可设置有一个或多个传感器(未示出)。传感器可任选地放置在节点1612处或附近以指示英语M或/p/的顺利发音。这种触觉提示可有助于发出这些声音，如图19a所示的说话者唇之间的临界接触区域所证实。装置1600可具有并入其中的任选的齿止动件。
[0125]/ Θ / 和/ft/.咅
[0126]图20示出在用于训练英语/ Θ /和/d/音的示例性方法中使用的示例性装置1700。这是对学习说英语的汉语、日语以及韩语说话者来说可能有挑战性的另一种声音。装置1700示出有发出英语/ Θ /和/δ/音的舌和齿位置。
[0127]装置1700包括具有节点1712的头部1710，在所述节点1712上可设置有一个或多个传感器(未示出)。传感器可任选地放置在节点1712处或附近以指示英语/ Θ /和/δ/的顺利发音。这种触觉和/或传感器提示可有助于发出这些声音，如图19a所示的说话者齿与舌之间的临界接触区域所证实。装置1700可具有并入其中的任选的齿止动件。
[0128]/k/和/g/音-不同大小的口腔解剖学的灵活实施方案
[0129]随患者不同口的大小显著变化并且从上齿系到口中舌与腭相接触的位置点的距离可显著变换。因此图21示出在用于记录/k/和/g/音所要求的接触点位置的示例性方法中使用的示例性装置1800。只需要一个装置来训练在不同口大小上这些声音的发出。
[0130]装置1800包括具有节点1812的头部1810，在所述节点1812上可设置有一个或多个传感器(未示出)和手柄1820。一个或多个槽口(在图21中示出为示例性槽口 A、B、C、D和E)可设在手柄1820与节点1812中间以使得节点1812能够定位在说话者口内的不同深度处。传感器可任选地放置在节点1812处或附近以指示节点与腭的顺利接触。传感器还可放置在一个或多个槽口中以指示装置在说话者口腔中的恰当配合。设在节点和槽口的传感器可协作地指示其间的相对定位并且从而辅助/k/和/g/音的发出。
[0131]作为示例性装置1800的使用的一个实例，图21A示出与说话者齿对齐的槽口 A，其中说话者是成人。如果说话者是青少年，则装置1800可插入到说话者口中以使得槽口 C与说话者的齿对齐。如果说话者是幼儿，则装置可插入到说话者口中以使得槽口 E与说话者的齿对齐。应理解，本文示出的槽口是以举例进行说明，并且这类槽口可被不同数目和几何形状的其它凹部替换。或者，一个或多个突出可替换一个或多个凹部或与一个或多个凹部组合使用。所述突出和/或凹部可标记有示出在所提议的年龄范围和口大小内的所提议的装置用途的视觉和/或触觉标记。
[0132]其它声音
[0133]另外，本文描述的口内触觉反馈装置和方法还可应用于在构音位置或方式实质上类似的非英语语言语声。其它语言可包括但不限于:汉语、西班牙语、印地/乌尔都语、阿拉伯语、葡萄牙语、俄语、日语、德语和法语。
[0134]例如，本文所述的方法和装置结合英语/t/和/d/音(齿龈阻塞音)可与汉语、西班牙语、印地/乌尔都语、阿拉伯语、葡萄牙语、俄语、日语、德语和法语中类似的语声结合使用。
[0135]本文所述的方法和装置结合英语/I/音(齿龈流音)可与汉语、西班牙语、印地/乌尔都语、阿拉伯语、葡萄牙语、俄语、德语和法语(但非日语)中类似的语声结合使用。
[0136]本文所述的方法和装置结合英语/τ Z/(ch)和/δΖ/U)音(齿龈破擦音)可与汉语、西班牙语(非/ S Z/)、印地/乌尔都语、俄语(非/ δ Z/)和德语(非/ δ Z/)(但非阿拉伯语、葡萄牙语或法语)中类似的语声结合使用。
[0137]本文所述的方法和装置结合英语/s/和/ζ/音(齿龈齿擦摩擦音)可与汉语(非/ζ/)、西班牙语、印地/乌尔都语、阿拉伯语、葡萄牙语、俄语、日语、德语和法语中类似的语声结合使用。
[0138]本文所述的方法和装置结合英语/2/(sh)和/Z/(zh)音(后齿龈齿擦摩擦音)可与印地/乌尔都语、葡萄牙语、俄语、德语和法语(但非汉语(相关联构音更靠后)、西班牙语、阿拉伯语或日语)中类似的语声结合使用。
[0139]本文所述的方法和装置结合英语/g/和/k/音(软腭阻塞音)可与汉语(非/g/)、西班牙语、印地/乌尔都语、阿拉伯语(非/g/)、葡萄牙语、俄语、日语、德语和法语中类似的语声结合使用。另外，虽然在英语中不存在，德语包括软腭摩擦音Λ/。目标在于软腭阻塞音/k/和/g/的口内触觉生物反馈还可应用于软腭摩擦音Λ/。
[0140]本文所述的方法和装置结合英语/y/和/j/音(腭滑音)可与汉语、西班牙语、印地/乌尔都语、阿拉伯语、葡萄牙语、俄语、日语、德语和法语中类似的语声结合使用。
[0141]本文所述的方法和装置结合英语/r/音(反曲和/或回缩r音)可与汉语和印地/乌尔都语(但非西班牙语、阿拉伯语、葡萄牙语、俄语、日语、德语或法语)中类似的语声结合使用。
[0142]与操作和定位相结合的口内触觉反馈
[0143]本文所述的装置和方法还可结合一种或多种口内触觉生物反馈方法以便刺激特定音素，不仅训练正确舌放置而且提高恰当唇配置。图22示出在用于训练M音的示例性方法中使用的示例性装置2000，其中舌与唇都正确定向。装置2000可包括包含头部2010和手柄2020的一体构件或可拆卸地接合的构件。手柄2020可容纳机载计算机和/或可包括用于与计算装置接合的结构，如上文所述。
[0144]头部2010包括节点2012，在所述节点2012处或附近可设置有一个或多个传感器(未示出)。节点2012在本文中示出为一般成弓部的构件，所述构件具有当装置2000被插入到说话者口腔中时用于与说话者上唇接触的上弓部2012a和用于与说话者下唇接触的下弓部2012b。在/r/音的情况下，可如图22A所示提示唇的变圆。应理解，节点2012可具有易于顺利实践此示例性实施方案的其它几何形状和部件。这类几何形状可易于确保在发出其它声音的过程中恰当的唇位置。
[0145]头部2010进一步包括卷曲体2014,当发出正确发音时所述卷曲体展开,但当发出错误发音时所述卷曲体未展开。传感器可任选地放置在节点2012和/或卷曲体2014处或附近以指示/r/的顺利发音。另外的传感器可位于或沿着上弓部2012a和/或下弓部2012b放置以指示在发声之前和期间恰当的唇定位。
[0146]另一个示例性装置2100可如图23所示来提供以用于在通过训练和提高舌与唇定位来训练/ Σ/音的示例性方法中使用。装置2100可包括包含头部2110和手柄2120的一体构件或可拆卸地接合的构件。手柄2120可容纳机载计算机和/或可包括用于与计算装置接合的结构，如上文所述。
[0147]头部2110包括节点2112，在所述节点2112处或附近可设置有一个或多个传感器(未示出)。节点2112在本文中示出为一般成弓部的构件，所述构件具有当装置2100被插入到说话者口腔中时用于与说话者上唇接触的上弓部2112a和用于与说话者下唇接触的下弓部2112b。在/Σ/音的情况下，上唇和下唇弯曲成“鱼脸状(fish face)”激励正确发音并且可因此如所示出的通过装置2100来提示。应理解，节点2112可具有易于顺利实践此示例性实施方案的其它几何形状和部件。这类几何形状可易于确保在发出其它声音的过程中恰当的唇位置。
[0148]头部2110进一步包括舌止动件2114，其提供了用于在发声之前和期间引导说话者的舌的目标。传感器可任选地放置在节点2112和/或舌止动件1014处或附近以指示/Σ/的顺利发音。另外的传感器可位于或沿着上弓部2112a和/或下弓部2112b放置以指示在发声之前和期间恰当的唇定位。
[0149]另一个示例性装置2200可如图24所示来提供以用于在通过训练和提高舌与唇定位来训练/I/音的示例性方法中使用。装置2200可包括包含头部2210和手柄2220的一体构件或可拆卸地接合的构件。手柄2220可容纳机载计算机和/或可包括用于与计算装置接合的结构，如上文所述。
[0150]头部2210包括节点2212，在所述节点2212处或附近可设置有一个或多个传感器(未示出)。节点2212在本文中示出为一般成弓部的构件，所述构件具有当装置2200被插入到说话者口腔中时用于分别与说话者上唇和下唇接触的上弓部2212a的下弓部2212b。在/I/音的情况下，上唇需要如装置2200所提示向上抬起，如图24a所示。应理解,节点2212可具有易于顺利实践此示例性实施方案的其它几何形状和部件。这类几何形状可易于确保在发出其它声音的过程中恰当的唇位置。
[0151]头部2210进一步包括舌止动件2214，其提供了用于引导说话者的舌侧部的目标。传感器可任选地放置在节点2212和/或舌止动件2214处或附近以指示/I/音的顺利发音。另外的传感器可位于或沿着上弓部2212a和/或下弓部2212b放置以指示在发声之前和期间恰当的唇定位。
[0152]应理解，节点2012、2112和2212的特定实施方案可被适配来实现音素特定的构音促进(例如，提示其它舌和唇姿势以训练和提高其它声音，包括但不限于ΛΣ/音、/f/和M音以及/k/和/g/音)。这类节点可被适配来训练对应于特定语声的恰当发出的舌位置、移动和形状。另外，这类节点展示了静态和动态舌移动，从而使得节点的布置能够提供连续的触觉和感官提示来帮助实现一种或多种更期望的舌移动。
[0153]用于准确确定的口内触觉生物反馈传感器输入综合和误差综合
[0154]作为一个简单的例子，使用用于/I/音素的示例性装置(如本文所示出和描述的示例性装置600)，词语“Girl”错误地发音成“Girw”。当词语发音成“Girl”时说话者的舌将接触至少一个传感器605 (参见，例如图5，针对所使用的装置600)。当词语发音成“Girw”时说话者舌头将不接触传感器605。传感器接触的二进制输出“Y/N”例如会被直接传递到用户界面软件。
[0155]通过在与软件平台上提供的那些相比较时将特定型式与口头词语进行匹配可检测到假阳性和阴性。例如，当说出/n/音时，如果L音素装置处于口中，则传感器可将/n/检测为/I/。对于类似“Lion”的词语，可能存在两种检测:一种检测为词语开始时的/1/，而一种检测为词语末尾时的/η/。在说话者正确发音“Lion”的情况下，软件应用程序可实施来将说话者舌的两个接触解读为正确发音，其中第一是/I/且第二个是/η/。
[0156]帮助确定ιΗ确和错误声音的音频持续时间输入
[0157]使用传感器确定正确和错误发音的另一种方法是引入扩音器帮助误差识别。扩音器可以是来自平板计算机、智能手机或笔记本计算机的机载扩音器或非机载扩音器。扩音器和随后的音频输入与传感器是同步的以使得计算机可以使词语的音频输入持续时间与来自传感器的口内触觉生物反馈相匹配。实质上，它可以确定检测是否在词语内的恰当时间出现。举例来说，如果受试者将词语发音成“Wion”而非“Lion”，他们未正确发音/1/，但可能的是传感器将检测到“Lion”末尾的/n/的发音。
[0158]假设词语“lion”充当实践练习中的下一个词语。如果已知“Lion”花费0.5与
1.2秒之间来发音，则软件首先可验证正确词语正在发出。接着，如果它是1.0秒的音频样本，则可确定所述音频样本的大约头25%(在此情况下为0.25秒)是用来发出/I/音，接着25%用来发出/i/声，接着25%用来发出/o/音，并且最后25%用来发出/n/音。如果来自口内部的传感器的唯一检测出现0.750至1.000秒，则可推断/n/音正确发出，但/I/音未正确发出，并且因此“lion”的发音为“wion”并且由此是错误的(参见下表1)。
[0159]表1错误发音成“W10N”的“L10N”样本
[0160]
【权利要求】
1.一种用于在发声过程中提供表示说话者发音的反馈的口内方法，所述方法包括: 将一个或多个目标定位在所述说话者的口腔中以用于恰当定位说话者的舌从而通过对所述说话者的触觉反馈训练至少一个目标声音，其中所述定位依赖于所述经训练的目标声音；以及 提供至少一个声音训练装置，所述装置包括:头部，其具有一个或多个节点以向所述说话者提供指示所述说话者的舌头位置的触觉反馈以便所述至少一个目标声音准确发音；手柄，其用于将所述一个或多个节点固持并定位在所述说话者的口腔中；以及至少一个传感器，其位于每个装置的至少一个节点处或附近； 其中将装置插入到所述说话者的口腔中自动对应于用于发出所述至少一个目标声音的恰当舌位置而放置所述至少一个传感器； 其中当所述说话者的舌头接触预期目标时所述至少一个传感器检测所述至少一个目标声音的发音准确度；并且 其中所述至少一个声音训练装置是与在其上运行至少一个发音评估应用程序的一个或多个计算装置通信的网络连接的声音训练装置。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个传感器包括以下中的一种或多种:光学传感器、力感测电阻器、桥式传感器、电容传感器、应变计传感器、传感器阵列及其任何等效物和组合。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个声音训练装置包括用于将其定位在所述说话者口腔中的某 个位置的寄存部件，其中所述说话者的舌头自由地航向所述口腔以接触所述一个或多个节点从而发出所述至少一个目标声音。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个声音训练装置的所述手柄和头部与彼此可拆卸地接合。
5.如权利要求4所述的方法，其进一步包括提供平台，所述平台包括: 与所述网络连接的声音训练装置通信的服务器，所述服务器被配置来执行包括以下至少一项的动作: 通过所述网络访问用于训练和提高说话者的发音的口内生物反馈系统和社交网络系统中的至少一项； 建立并访问可针对预期目标声音生成的传感器输出的配置文件的数据库；以及上传说话者配置文件数据和对应于一种或多种一般诊断测试的数据中的至少一项以用于在所述数据库上存储。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述平台进一步包括用于执行以下至少一项的网络界面: 通过网络进行通信； 促进所述至少一个声音训练装置与所述计算装置之间的通信； 生成所述说话者发音准确度的一个或多个表示；和 配置来执行以下至少一项的引擎: 将样本声音与所述配置文件数据库进行比较；以及 确定所述发音准确度。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述引擎进一步被配置来生成通知，所述通知向用户通知更新的说话者配置文件数据和对应于所述一般诊断测试的更新数据。
8.如权利要求4所述的方法，其进一步包括将所述至少一个口内反馈软件应用程序分配作为配置用于移动应用程序的软件工具。
9.一种用于训练和提高说话者发音准确度的口内生物反馈系统，其包括: 至少一个声音训练装置，所述装置包括:头部，其具有一个或多个节点以向所述说话者提供指示所述说话者的舌头的准确位置的触觉反馈以便至少一个目标声音准确发音；和手柄，其用于将所述一个或多个节点固持并定位在所述说话者的口腔中；以及 至少一个传感器，其位于对应于用于发出所述至少一个目标声音的恰当舌位置的每个目标处或附近，其中所述至少一个传感器设在每个装置上的至少一个节点处或附近，以使得将装置插入到所述说话者的口腔中自动将所述至少一个传感器放置在预期目标处或附近； 其中当所述舌头接触所述预期目标时所述至少一个传感器检测所述至少一个目标声音的发音准确度；并且 其中所述至少一个声音训练装置是与在其上运行至少一个发音评估应用程序的一个或多个计算装置通信的网络连接的声音训练装置。
10.如权利要求9所述的系统，其中所述系统进一步包括与所述至少一个网络连接的声音训练装置通信的服务器，所述服务器被配置来执行包括以下各项的动作: 通过网络经由网络界面访问所述系统；以及 从当所述说话者的舌 头接触所述预期目标时检测到所述至少一个目标声音的发音准确度的所述至少一个传感器获得信息。
11.如权利要求10所述的系统，其中所述网络界面被配置来执行以下至少一项: 通过所述网络进行通信； 促进所述至少一个声音训练装置与所述一个或多个计算装置之间的通信；以及 生成所述说话者发音准确度的一个或多个表示。
12.如权利要求11所述的系统，其中所述服务器被配置来执行包括以下至少一项的动作: 通过所述网络访问社交网络系统； 建立并访问可针对预期目标声音生成的传感器输出的配置文件的数据库；以及 上传说话者配置文件数据和对应于一种或多种一般诊断测试的数据中的至少一项以用于在所述数据库上存储。
13.如权利要求12所述的系统，其进一步包括被配置来执行以下至少一项的引擎: 将样本声音与所述配置文件数据库进行比较； 确定所述发音准确度；以及 生成通知，所述通知向用户通知更新的说话者配置文件数据和对应于一种或多种诊断和实践练习的更新数据。
14.如权利要求9所述的系统，其中所述至少一个传感器包括以下中的一种或多种:光学传感器、力感测电阻器、桥式传感器、电容传感器、应变计传感器、传感器阵列及其任何等效物和组合。
15.一种用于在发声过程中向人提供表示发声过程中说话者的发音以训练和提高说话者发音准确度的口内反馈的工具箱，所述工具箱包括: 用于声音训练装置的一个或多个头部，其中每个头部具有一个或多个节点以向所述说话者提供指示所述说话者的舌头的准确位置的触觉反馈以便至少一个目标声音准确发音；并且其中至少一个传感器设在每个节点装置处或附近，以使得将装置插入到所述说话者的口腔中自动将所述至少一个传感器放置在对应于用于发出所述至少一个目标声音的恰当舌位置的预期目标处或附近；以及 用于所述声音训练装置的一个或多个手柄，其用于将所述一个或多个节点固持并定位在所述说话者的口腔中； 其中当所述舌头接触所述预期目标时所述至少一个传感器检测所述至少一个目标声音的发音准确度； 其中所述至少一个声音训练装置是与在其上运行至少一个发音评估应用程序的一个或多个计算装置通信的网络连接的声音训练装置。
16.如权利要求15所述的工具箱，其中所述头部可与所述手柄选择性地互换以在所述说话者舌头接触所述所述说话者口腔中的一个或多个目标以便恰当定位说话者舌头时检测不同目标声音的发音准确度，从而通过对所述说话者的触觉反馈训练至少一个目标声音，其中所述定位依赖于所述经训练的目标声音，并且其中所述目标声音选自M、/f/、/h/、/m/、/n/、/p/、/v/、/w/、/ Θ / /3/、/wh/、/a/、/e/、/i/、/o/、/u/、/?/、/?/、/?/、/δ/、/?/、/οο/、/δδ/、/ow/、/oy/、/a (r)/> /? (r)/、/i (r)/、/o (r)/ 或 /u(r)/。
17.如权利要求16所述的工具箱，其进一步包括可加载到计算装置上的一个或多个互动式软件应用程序。
18.如权利要求17所述的工具箱，其进一步包括用于使用所述软件应用程序的指令，所述指令包括用于访问向所述说话者提`供用于通过社交网络与其他人协作的界面的平台的指令。
19.如权利要求17所述的工具箱，其进一步包括在其上预先加载所述软件应用程序的移动装置。
20.如权利要求15所述的工具箱，其进一步包括用于将所述至少一个声音训练装置定位在所述说话者口腔中的某个位置的寄存部件，其中所述说话者的舌头自由地航向所述口腔以接触所述一个或多个节点从而发出所述至少一个目标声音。
21.权利要求9所述的系统或权利要求15所述的工具箱用于评定有关受试者的颌、舌、唇、颊、齿或口的参数从而提供反馈以便对至少一个目标声音进行更准确地发音的用途。
22.如权利要求21所述的用途，其中所述参数包括受试者的颌、舌、唇、颊、齿或口的位置、力、加速度、速度、位移或大小。
【文档编号】A61B5/103GK103828252SQ201280043630
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年9月7日 优先权日:2011年9月9日
【发明者】A·萨拉米尼, A·E·佩内克, D·A·佩内克, G·T·罗杰斯 申请人:接合技术公司