基于连续交替采样的电子耳蜗等间隔多刺激算法研究

电子耳蜗连续交替采样算法是目前常见于各种电子耳蜗言语处理策略的基本算法架构,该算法通过滤波器组信号进行频带划分并与刺激电极对应,在刺激听觉神经的特定一个时刻只有一个电极在工作,目的是减少电极间刺激电流的互相干扰。由连续交替单刺激的方法可以延伸为连续等间隔交替多刺激的模式,通过该方式在增加刺激信号信息的同时避免了相邻电极同时刺激听神经而产生的刺激电流串扰,具有较大的应用前景。本文深入研究了基于连续交替采样的等间隔多刺激策略的算法架构,提出了等间隔多刺激的算法具体工程实现方式,并进一步分析了等间隔多刺激算法的特征和参数特性,为多刺激模式的算法应用研究提供了基础,同时,本文的失配分析有助于工程上刺激模式的选取,所提出的等间隔多刺激的算法模式则为算法的工程实现提供了具体方案。     

基于幅频调制的电子耳蜗语音编码策略

本文提出了一种基于幅度频率调制的电子耳蜗语音编码新策略即倍频程小波过零刺激(WTZS)方案,以提高噪声环境下的语音和语调语音的识别能力。通过提取语音倍频程小波变换域信号的幅度(AM)和过零点(FM)经梯度参数调整后合成刺激脉冲,选取15名听觉正常的志愿者进行听觉仿真试验。结果表明安静环境下连续间隔采样(CIS)、幅频调制(FAME)和WTZS方案的语音识别率差别不大,CIS方案的语调识别能力稍差。WTZS方案在加噪环境下的语音、语调及句子的识别能力要优于CIS和FAME语音编码策略。WTZS利用了语音信号的AM、FM及梯度参数合成刺激脉冲,有效的提高了噪声环境下语音和语调语音的识别能力,可用于电子耳蜗语音处理器的设计。     

一种基于汉语音调信息的电子耳蜗语音信号处理新方案

本文在连续交替取样（Continuous Inteleaved Sampling,CIS)电子耳蜗语音处理方案的基础上,针对汉语语音信号的特点,提出一种基于汉语音调信息的语音信号处理新方案。文中首先讨论了汉语语音的特点,并初步讨论了音调的变化对语音信号处理效果的影响。结果表明,将汉语的音调变化信息加入到CIS语音信号处理方案中,可明显地提高汉语的识别能力,基于本文的结果,可以设计出适合中国聋人的电子耳蜗。     

基于信号能量选取的电子耳蜗言语处理策略特征

基于信号能量选择的电子耳蜗言语处理策略的算法架构,分析该策略的信号处理过程,并比较波形、信号强度、语音频谱等特征,以获得该策略对语音信号处理的影响。此外,本文对信号序列每帧中选择的最大子带数量以及电子耳蜗滤波器组选择每个子带的概率进行深入统计。研究发现,基于信号能量选择的言语处理策略的特点是低频通道的选取概率较高,高频通道的选取概率较低。通过重点分析算法在信号特征参数传输上的匹配性和频带选择中的关键特征,为提出和改进新的电子耳蜗言语处理策略提供依据。     

心率变异信号的非均匀采样问题研究

心率变异性研究是目前的一个研究热点,心率变异性研究的主要对象-R-R间期时间序列是一个非均匀采样序列,这种非均匀性导致了许多问题,本文提出了一种基于三次样条的序列均匀重采样算法。并构造了一种新的更直观的R-R间期信号模型。实验结果表明新算法确实可以改善谱估计的结果和波形的形态,消除二次伪谐波峰,并在大多数情况下减少偏差。更重要的是,该算法使得R-R间期序列的物理意义更明确,从而使不同信号间的比较和运算成为可能。     

一种基于汉语音调信息的电子耳蜗语音信号处理新方案

本文在连续交替取样(ContinuousInteleaved     

定点DSP实现电子耳蜗CIS策略研究

连续交错采样（CIS）语音处理策略,是目前商用电子耳蜗较多采用的语音处理策略,具有较高的刺激速率和植入者对语音识别的准确率。详细阐述算法原理,并介绍在通用16位定点DSP TMS320VC5502实现CIS算法中,如何抑制溢出、保持算法稳定、滤波器系数最小字长确定及系数定标。实验数据运行结果表明,定点DSP实现CIS策略是有效可行的方法,为开发低成本商用电子耳蜗提供可靠依据。     

人工电子耳蜗语音编码策略的发展

人工电子耳蜗是一种利用功能性电刺激恢复重度或完全失聪患者部分听力的医学装置.目前大部分人工电子耳蜗的使用者都可以在安静的环境下进行顺畅的电话交谈.本文简单介绍了人工电子耳蜗的基本原理,然后着重阐述了其语音编码策略及其发展趋势.     

基于信号特征的电子耳蜗言语处理策略的频带选取

言语处理策略提取信号参数,并以特定的编码和刺激模式把参数传递到植入体内的电子阵列,是电子耳蜗各个环节中的关键部分。目前不同类型的电子耳蜗采用不同的言语处理策略,其中基于信号特征的言语处理策略是主流的方法。该模式进行参数提取和频带选择是基于所采集信号本身的特征,其刺激模式与连续交替采样刺激模式不同。本研究基于信号特征的电子耳蜗言语处理策略的频带选取模式和特征,探讨频带选取对信号的影响,并总结基础的参数结果和信号变化结论,有助于电子耳蜗新算法的开发和改进。     

频率信息对混叠语音环境下电子耳蜗患者汉语普通话识别效果的影响研究

多通道电子耳蜗产品在安静环境下取得了很好的言语识别效果,然而在混叠语音条件下,使用电子耳蜗患者的言语识别能力快速下降.通过在混叠语音条件下的听觉仿真试验,研究了不同算法对声音信息的传递效果,得出了频率信息对于混叠语音识别效果的重要影响,并借此提出要研究更有效的电子耳蜗语音处理算法.     

电子耳蜗言语处理策略的频谱特征研究

目前电子耳蜗在汉语的应用环境下会丢失音调信息,导致言语识别率的降低。为了便于针对性地研究适合汉语特征的电子耳蜗言语处理算法并提高言语识别率,本文在改进的电子耳蜗前端信号采集平台上研究了不同电子耳蜗言语处理策略的波形特性以及语谱分布、能量强度、基频和共振峰等谱相关参数,通过分析和提取参数特征,研究了两大类电子耳蜗言语处理策略的特征。因此,本文的研究目的是期望通过本文结果能够有助于扩展基于汉语特征的电子耳蜗言语处理策略的研究。     

联合使用助听器和增强电子耳蜗的使用者的中文语音识别

目的使用电子耳蜗与助听器联合的声学模拟考察在语音成形噪声中的中文语音识别.方法使用1增/1减的信噪比自适应变化过程,测试了6个具有正常听力、使用中文语言的被试者在语音成形噪声中的中文句子识别门限(speech recognitionthresholds,SRT).结果中文语音识别门限SRT随模拟系统中助听器的低通滤波截止频率变化的曲线呈现与低通滤波的幅频响应相似的形状.结论只要助听器恢复的残存低频声学听力覆盖了说话人的基频范围,这些低频信息就能显著地帮助电子耳蜗使用者在语音成形噪声中识别中文语音,无论电子耳蜗的整体输入频率范围与助听器恢复的频率范围是否交叠.     

基于最大平坦分数延迟的电子耳蜗信号采集

麦克风阵列的方法逐渐应用于电子耳蜗前端语音增强中,其中,延迟波束形成技术由于其计算量低,适用于电子耳蜗双麦克风信号采集。延迟是波束形成方法里的一种重要参数,而在电子耳蜗小间距的应用场景中会存在分数延时的问题。结合电子耳蜗滤波器组中实际的频率分布特性,本文探讨了基于最大平坦准则设计的分数延时滤波器的特征,并分析了其参数变化特性,有助于构建具有实用价值的电子耳蜗前端延时波束形成算法。     

基于mean-shift聚类的高鲁棒性白细胞五分类识别算法

本文提出了一种新型的基于mean-shift聚类算法的人体外周血中白细胞五分类算法,其核心思想是用一种近似人眼的可视化模式对白细胞纹理进行提取。首先利用mean-shift聚类算法从白细胞灰度图像中提取一些模式点,然后用其作为区域生长算法的种子点进行区域生长,得到一系列能够在某种程度上可视化地反映纹理的区域块。最后从这些区域块中提取一组参数向量作为白细胞的纹理特征。综合该向量和白细胞形态学特征,用人工神经网络(ANN)成功地完成了对白细胞的五分类识别。用了1 310个白细胞图像进行测试,得到中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、淋巴细胞、单核细胞的正确识别率分别为95.4%、93.8%、100%、93.1%、92.4%,证明了该算法的可行性和鲁棒性。     

基于OMAP-L137的电子耳蜗体外语音处理器的设计

电子耳蜗是目前唯一能使重度聋和全聋患者恢复听觉的医学装置,研制价格适中、基于汉语特征的电子耳蜗产品具有较高的经济效益和深远的社会意义.本文以新型DSP＋ARM双核低功耗处理器OMAP-L137为核心,设计并实现了一款电子耳蜗体外语音处理器原型,包括核心处理器单元、音频单元、SDRAM、NAND Flash、USB2.0 OTG接口、无线发射接口等模块.它实现了语音实时采集、连续交替采样算法处理,并根据刺激模式形成相应的刺激脉冲参数帧序列,发送到无线传输模块.通过对本系统和电子耳蜗无线传输模块、刺激电路进行联合调试,对语音采集、算法处理以及无线发射接口进行了验证,测试结果表明系统达到设计要求.     

基于噪声调制的电子耳蜗听觉仿真模型的建立

听觉仿真实验模拟耳聋患者植入电子耳蜗后的实际电听觉效果,能快速的检验电子耳蜗语音处理算法的有效性.听觉仿真模型的建立可以采用正弦调制和噪声调制两种方式,本文讨论了基于噪声调制的模型建立方法,并以SPEAK算法为例,建立了该算法的噪声调制听觉仿真模型,在此基础上设计了听觉仿真实验并对模型进行了验证.仿真实验的结果证明了该类模型的合理性与有效性,为初步评估电子耳蜗语音处理算法提供了一种新的方法.     

基于并行采样的PET快电子脉冲数字化研究

目的 将并行采样方法引入正电子发射计算机断层扫描装置(positron emission tomography,PET)探测器输出的快电子脉冲的数字化过程,获取蕴含时间和能量信息的数字脉冲,同时,降低高速数据采集系统的成本.方法 依照基于并行采样的PET快电子脉冲数字化方法,以51微控制器为主控芯片、两片ADC0832为模数转换芯片、一块LCD为显示器成功构建具有并行采样功能的实验系统.结果 主控芯片成功驱动两片ADC和一块LCD,实现了并行采样.结论 该方法在PET快电子脉冲的数字化方面具有可行性.     

基于Bark域的电子耳蜗频带划分分析和拟合研究

目前电子耳蜗主流的言语处理策略是基于滤波器组的言语处理算法,该算法通过分频带进行信号处理并把参数传递到对应的电极上。电子耳蜗滤波器组的频带划分不是等分的,而是按一定规律进行并且符合人耳听觉特性的,其中,Bark域的频带划分是重要的参考。本研究基于Bark域的电子耳蜗频带划分方法,探讨Bark域频带划分的特性并结合目前的电子耳蜗滤波器组的频带划分进行分析,进而探讨频带划分中的曲线拟合方法,为电子耳蜗滤波器组中的频带划分提供重要的方法和参数。     

一种基于改进谱减法的电子耳蜗语音增强算法

在背景噪声存在的情况下,电子耳蜗(cochlear implant,CI)的性能会受到严重影响,而传统谱减语音增强算法不能有效去除电子耳蜗中的各种非平稳噪声。为了进一步提高电子耳蜗使用者的听觉感知能力,本文提出了一种改进的谱减算法,其将带噪语音信号的功率谱进行Bark分带,在有声帧的每个子带内按照最小统计量控制递归平均方法进行噪声估计,并自适应地调节谱减参数。将该算法应用到电子耳蜗的前端预处理并仿真电子耳蜗合成声音。结果表明:相比传统的谱减法,该算法能够进一步提高合成语音的清晰度和可懂度。     

基于DDS芯片AD9833的电子耳蜗无线传输模块的设计

介绍了基于DDS（direct digital frequency synthesis,直接数字频率合成）芯片AD9833的电子耳蜗无线传输模块电路。首先描述了该模块的硬件组成原理,并对其中的SPI接口、DDS调制以及功率放大电路做了较为详细的介绍,其次介绍了该模块的软件设计方法。实验结果表明采用这样的无线传输模块,简化了电子耳蜗电路设计,同时还保证了较高的能源转换效率。