人工耳蝸植入者言語識別及發(fā)聲能力分析.pdf

1、人工耳蝸是目前唯一能使重度耳聾者重獲聽力的醫(yī)學(xué)假體，隨著集成電路和語音處理技術(shù)的飛速發(fā)展，人工耳蝸的性能也在逐步提高和完善，為耳聾患者獲得更多質(zhì)量更好的聽覺感受提供了可能。人工耳蝸是將語音信號通過體外語音處理器編碼后發(fā)送脈沖到耳蝸內(nèi)的植入電極，通過電刺激聽神經(jīng)代替耳聾者受損的毛細(xì)胞產(chǎn)生聽覺。關(guān)于人工耳蝸的研究國外已經(jīng)有較為成熟的理論基礎(chǔ)和臨床經(jīng)驗(yàn)，近年來隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展我國聽障人士也開始受益于人工耳蝸對聽力的幫助。然而國外的研究經(jīng)驗(yàn)和成果對

2、我國人工耳蝸的發(fā)展并不完全適用，漢語的聲調(diào)特性對語義的影響至關(guān)重要，這使得在我國人工耳蝸在編碼處理上的難度要遠(yuǎn)大于西方發(fā)達(dá)國家。而在人工耳蝸植入者的日常生活中，除了人工耳蝸本身性能之外，影響語音感知能力另外一個(gè)不可避免的干擾便是噪聲。因此研究人工耳蝸患者的漢語可懂度的影響因素和患者的發(fā)聲能力對于人工耳蝸在我國的發(fā)展和改進(jìn)有重要的指導(dǎo)意義。
　　本文對我國人工耳蝸植入者的噪聲環(huán)境下言語識別能力和正常情況下發(fā)聲能力進(jìn)行了分析研究，并總

3、結(jié)了人工耳蝸植入者在語音識別以及發(fā)聲嗓音方面的特點(diǎn)，這對改進(jìn)人工耳蝸性能及提高植入者生活質(zhì)量具有較大參考價(jià)值。
　　首先本文對噪聲環(huán)境下使用人工耳蝸的患者進(jìn)行了大量的臨床試驗(yàn)，來判別其言語識別能力。將語音信號進(jìn)行了不同類型的加噪處理，主要分為三個(gè)方面，第一在信噪比為+10db的條件下加入了不同頻率的噪音，使噪音的可變量為頻率。第二是加入了不同信噪比的高斯白噪聲，使噪音的變量為信噪比。將這兩種合成語音讓人工耳蝸植入者進(jìn)行聽力訓(xùn)練，通

4、過測試結(jié)果計(jì)算出患者在不同情況下的言語識別率并進(jìn)行分析，得出人工耳蝸植入者在有背景噪聲的條件下的言語識別能力。第三也是將語音材料加入了不同信噪比的高斯白噪聲，但是材料來源不同，讓人工耳蝸植入者進(jìn)行聲調(diào)識別測試，得出人工耳蝸植入者在有背景噪聲的條件下的聲調(diào)識別能力。
　　其次，對語音信號的基頻提取方法進(jìn)行改進(jìn)，將包含大量聲調(diào)信息的基頻檢測作為判別聲調(diào)特征的主要手段。本文在經(jīng)典的基頻提取方法的基礎(chǔ)上，提出了結(jié)合平均能量幅度差函數(shù)（Av

5、erage Magnitude Difference Function, AMDF）和自相關(guān)函數(shù)（Auto Correction Function，ACF）的基頻提取算法，使基頻周期處的峰值點(diǎn)更為突出尖銳，提高了基頻檢測的抗噪性；然后對植入人工耳蝸的患者發(fā)聲能力進(jìn)行客觀評價(jià)，通過對人工耳蝸植入者語音參數(shù)的特征進(jìn)行提取和分析得出結(jié)論，主要參數(shù)包括基頻、基頻均值、基頻微擾和振幅微擾等。通過對以上嗓音參數(shù)的分析以及與正常人進(jìn)行對比得出人工耳蝸

6、植入者發(fā)音的特點(diǎn)以及不足，然后針對以上特點(diǎn)設(shè)定了針對性的康復(fù)訓(xùn)練。
　　最后對對澳大利亞一款人工耳蝸調(diào)試平臺進(jìn)行了學(xué)習(xí)以及分析，并完成了平臺的搭建。主要學(xué)習(xí)了人工耳蝸調(diào)試平臺各組成部分以及每部分的作用，并掌握了使用方法，完成了平臺的搭建。軟件部分主要是針對Nucleus Matlab工具箱以及針對語音處理算法參數(shù)更改進(jìn)行了學(xué)習(xí)。并對平臺的優(yōu)勢以及發(fā)展進(jìn)行了分析，此平臺在人工耳蝸技術(shù)發(fā)展的道路上將起到至關(guān)重要的作用，它的實(shí)時(shí)性以及簡