增強(qiáng)電子耳蝸聽感知的處理策略研究.pdf

1、電子耳蝸(Cochlear Implant，簡稱CI)是唯一能幫助深重度耳聾患者恢復(fù)聽覺的醫(yī)用植入設(shè)備，它依靠電脈沖直接刺激患者的聽神經(jīng)產(chǎn)生聽覺。隨著仿聲耳技術(shù)的發(fā)展，其言語識別率可達(dá)很高，并用于聽覺修復(fù)手術(shù)。但研究發(fā)現(xiàn)，CI仍存在不足，例如，多數(shù)語前聾兒童植入者對聲調(diào)感知和發(fā)聲均較差，對音樂感知更弱，人們對CI在音調(diào)及音樂聽感知的認(rèn)識和編碼處理上仍有待深入；而且，在背景噪音下，CI的言語識別率和感知性能會迅速下降，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題，從信號處理角度，進(jìn)行了以下研究。(1)為更準(zhǔn)確地提取聲音信號，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仿真音信號和聽感知均比以往傳統(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、聽耳感知音調(diào)信息的機(jī)理，提出了基于嵌合音實(shí)驗的音調(diào)感知研究方案，通過全相位濾波+Hillbert變換將通道信號分解成包絡(luò)和精細(xì)時間結(jié)構(gòu)兩部分，對多種嵌合方式重構(gòu)的音作測聽分析，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，對小波包去噪和譜減去噪方法做了深入研究，對已有算法提出改進(jìn)措

4、施，并用于CI抗噪。針對傳統(tǒng)小波降噪存在過度閾值的問題，提出基于聽覺感知小波包的時間自適應(yīng)閾值降噪新算法，該算法通過計算每幀信號的語音存在概率密度，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，提出了基于語音端點(diǎn)檢測和動態(tài)噪聲譜估計的改進(jìn)譜減降噪方案，對帶噪語音每個Bark子帶基于最小統(tǒng)計量調(diào)節(jié)遞歸平均的噪聲譜估計，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