增強(qiáng)電子耳蝸聽(tīng)感知的處理策略研究.pdf

1、電子耳蝸(Cochlear Implant，簡(jiǎn)稱CI)是唯一能幫助深重度耳聾患者恢復(fù)聽(tīng)覺(jué)的醫(yī)用植入設(shè)備，它依靠電脈沖直接刺激患者的聽(tīng)神經(jīng)產(chǎn)生聽(tīng)覺(jué)。隨著仿聲耳技術(shù)的發(fā)展，其言語(yǔ)識(shí)別率可達(dá)很高，并用于聽(tīng)覺(jué)修復(fù)手術(shù)。但研究發(fā)現(xiàn)，CI仍存在不足，例如，多數(shù)語(yǔ)前聾兒童植入者對(duì)聲調(diào)感知和發(fā)聲均較差，對(duì)音樂(lè)感知更弱，人們對(duì)CI在音調(diào)及音樂(lè)聽(tīng)感知的認(rèn)識(shí)和編碼處理上仍有待深入；而且，在背景噪音下，CI的言語(yǔ)識(shí)別率和感知性能會(huì)迅速下降，有效抑制噪聲的方案也

2、是當(dāng)前CI需要解決的重要課題。
　　 本文針對(duì)現(xiàn)有CI聲音編碼策略的不足，圍繞提高CI感音質(zhì)量、增強(qiáng)音調(diào)感知及抑制噪聲等問(wèn)題，從信號(hào)處理角度，進(jìn)行了以下研究。(1)為更準(zhǔn)確地提取聲音信號(hào)，提出了全相位DFT帶通濾波器組波形編碼方案，由于全相位DFT濾波器更優(yōu)的特性，使改進(jìn)方案的CI仿真音信號(hào)和聽(tīng)感知均比以往傳統(tǒng)非線性相位濾波器組的仿真結(jié)果更佳，從而證實(shí)：濾波器特性對(duì)波形編碼方案有可感知的影響，尤其相位特性影響明顯。(2)為探明健

3、聽(tīng)耳感知音調(diào)信息的機(jī)理，提出了基于嵌合音實(shí)驗(yàn)的音調(diào)感知研究方案，通過(guò)全相位濾波+Hillbert變換將通道信號(hào)分解成包絡(luò)和精細(xì)時(shí)間結(jié)構(gòu)兩部分，對(duì)多種嵌合方式重構(gòu)的音作測(cè)聽(tīng)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：音調(diào)信息主要在低頻段上以精細(xì)時(shí)間結(jié)構(gòu)形式被人耳感知，分析現(xiàn)有編碼方案的不足，提出并仿真實(shí)現(xiàn)了一種動(dòng)態(tài)能量跟蹤的優(yōu)化電極刺激編碼方案，提高了音質(zhì)和音調(diào)的感知。(3)為增強(qiáng)背景噪聲下CI的感音效果，對(duì)小波包去噪和譜減去噪方法做了深入研究，對(duì)已有算法提出改進(jìn)措

4、施，并用于CI抗噪。針對(duì)傳統(tǒng)小波降噪存在過(guò)度閾值的問(wèn)題，提出基于聽(tīng)覺(jué)感知小波包的時(shí)間自適應(yīng)閾值降噪新算法，該算法通過(guò)計(jì)算每幀信號(hào)的語(yǔ)音存在概率密度，自適應(yīng)調(diào)節(jié)降噪閾值，使重構(gòu)得到的信號(hào)更加清晰，尤其在詞邊界感知上；為提高CI降噪處理速度和有效去除非平穩(wěn)噪聲，提出了基于語(yǔ)音端點(diǎn)檢測(cè)和動(dòng)態(tài)噪聲譜估計(jì)的改進(jìn)譜減降噪方案，對(duì)帶噪語(yǔ)音每個(gè)Bark子帶基于最小統(tǒng)計(jì)量調(diào)節(jié)遞歸平均的噪聲譜估計(jì)，更好地跟蹤非平穩(wěn)噪聲的變化，使傳統(tǒng)譜減法難以解決的殘留“音