[发明专利]一种基于耳蜗非线性动力学机理的语音信号预处理方法

权利要求书

1.一种基于耳蜗非线性动力学机理的语音信号预处理方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)建立耳蜗非线性动力学模型，所述耳蜗非线性动力学模型为：

(2)根据耳蜗非线性动力学模型构建非线性耳蜗阵列，所述非线性耳蜗阵列为一组包含n个不同固有频率的主动仿真模块，每一个主动仿真模块将接收的输入语音信号按照所述耳蜗非线性动力学模型进行相应的运算后，获得每一个主动仿真模块的实时响应输出信号；

(3)将各个主动仿真模块的实时响应输出信号进行处理后获得语音预处理信号；

在步骤(3)中，按照能量法平均对实时响应输出信号x_i(t)进行处理后获得时间长度为T的语音帧信号

其中，x为基底膜偏离平衡位置位移，t为时间，γ为阻尼系数，γ_α为自适力系数，所述耳蜗非线性动力学模型中自适力系数γ_α应满足如下范围：0＜γ_α≤γ，在此范围内γ_α值越大，主动仿真模块对其固有频率附近的语音信号的放大作用越大，B为外毛细胞电致伸缩系数，x₀为外毛细胞原长，ω_i为耳蜗某部位的固有圆频率，S(t)为输入语音信号，x_i(t)为第i个主动仿真模块的实时响应输出信号，i为主动仿真模块的序号，i＝1,2,3......n，y_i(t)为预处理过后的信号，T为语音帧时长；n为主动仿真模块的数目，n取大于等于1的整数。

2.如权利要求1所述的语音信号预处理方法，其特征在于，n个主动仿真模块的固有频率可按照如下方式设定：

对于固有频率范围为a～a*e^ε(n-1)Hz的非线性耳蜗阵列，其中，第i个主动仿真模块的固有频率为f_i＝a*e^ε(i-1)Hz；ε＜1。

3.如权利要求2所述的语音信号预处理方法，其特征在于，20Hz≤a≤200Hz。