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基于中医体质的声象特征研究

TheReasearchoftheCharacteristicsof
VoiceBasedonConstitutioninTCM

学科专业：生物医学工程
研究生：穆怀喜
指导教师：王学民副教授

天津大学精密仪器与光电子工程学院
二零一二年十二月

独创性声明

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学位论文作者签名：导师签名：

签字日期：年月日签字日期：年月日

摘要

望、闻、问、切四诊合参，是传统中医诊断的重要方法。但是，由于闻诊的
复杂性，闻诊中声象特征的研究比较少见。声象特征的研究对于现代医学实现无
痛、无损伤检查以及客观的诊断，具有重要的意义。研究声象和人体生命特征的
关系，尤其是与中医体质的关系，可以更好地为体质辨识，乃至声象诊断做好实
践准备。
本文在前人工作的基础上，运用中医声象客观化采集系统，结合《中医体质
分类与判定标准》，分别对健康大学生的体质进行判定，以及对大学生声象信息
进行采集、观察及存储。应用中医声象客观化采集系统，采集不同中医体质类型
的在校大学生五音（宫商角徵羽）词样本800余例，包括平和质；阴虚质；气虚
质；阳虚质；痰湿质；湿热质；血瘀质；气郁质；特禀质。五音的采集选取固定
检测字，根据标准五音字表的总结，摘取两组能体现五音的检测字：衣荷（宫）、
子书（商）、古玉（角）、泥土（徵）、妇卜（羽）；音黄（宫）、辰章（商）、
见广（角）、男鼎（徵）、半方（羽）。在声象采集的基础上，结合中医体质的
分类，进行不同体质声象特征的分析。
声象信号的时频特性和处理算法是声象特征分析系统中的重要问题。本文结
合声象信号时域特征、频域特征、倒谱域特征以及线性预测倒谱系数LPCC和美
尔倒谱参数MFCC原理，应用MATLABGUI技术，设计完成了声象特征提取系
统，实现声象信号的装载、播放、波形显示、预加重及加窗处理；声象信号的时
域特征参数、频域特征参数及倒谱域特征参数显示、提取及存储；声象信号的线
性预测倒谱系数LPCC和美尔倒谱参数MFCC的数据显示和存储功能。界面的
交互性好，操作简单方便，大大提高了算法及数据处理的效率，对声象信号分析
和特征提取和处理具有重要的意义。
在声象信号分析和特征提取后，运用基于模式识别分类的办法，主要包括支
持向量机和神经网络的方法，将声象信号特征进行了相关的分类。依据不同中医
体质的特点，对比分析了声象信号的线性预测倒谱系数LPCC和美尔倒谱参数
MFCC的差别。尝试了通过对不同体质一定样本数量的个体声象特征中的线性预
测倒谱系数LPCC及美尔倒谱参数MFCC进行分类。实验结果显示：声象信号
的线性预测倒谱系数LPCC和美尔倒谱参数MFCC能够在一定程度上将不同体
质类型分开，在不同体质一定样本数量的分类上，分类效果较好，在基于中医体

质的声象客观化研究中显示出优势，具有重要的指导意义。

关键词：中医体质声象特征线性预测分析美尔倒谱系数模式识别

ABSTRACT

Acombinationofthephysiognomy,listening,askingandpulseistheimportant
methodsoftraditionalChinesemedicinediagnosis.Butvoiceiscomplex,theresearch
onvoiceisveryrare.Theresearchonthevoicewillbemaketheimportant
significancetocarryouttheobjectivediagnosisintheclinicalapplication.Research
onthevoiceandhumanvitalsigns,especiallyontheconstitutioninTCM,willbe
maketheimportantinspectiontoidentifyconstitu