[发明专利]人工耳蜗汉语声调编码策略的评估系统

权利要求书

1.人工耳蜗汉语语音编码策略的评估系统，其特征在于，包括语音信号采集模块(1)、基频检测模块(2)、信号预处理模块(3)、频率通道划分模块(4)、谐波选择模块(5)、移频处理模块(6)、滤波模块(7)、语音合成模块(8)和语音播放模块(9)；

所述语音信号采集模块(1)采集外部语音信号s(t)，并发送至基频检测模块(2)和信号预处理模块(3)；

所述基频检测模块(2)利用最小二乘谐波算法获得语音信号s(t)中的基频值F₀，并将基频值F₀发送至移频处理模块(6)；

所述信号预处理模块(3)对语音信号s(t)进行预加重、数据分帧和加窗处理，并将预处理后的语音信号s(t)发送至频率通道划分模块(4)；

所述频率通道划分模块(4)利用带通滤波器将预处理后的一路语音信号s(t)划分为若干子路语音信号，并发送至谐波选择模块(5)；

将预处理后的一路语音信号s(t)划分为若干子路语音信号的步骤为：将一路语音信号s(t)输入到Greenwood耳蜗频率—位置函数中；Greenwood耳蜗频率—位置函数对语音信号进行频段划分，从而输出若干子路语音信号；

Greenwood耳蜗频率—位置函数如下所示：

f＝A(10^αx-K)； (2)

式中，f表示耳蜗上对应的频率点，A和K为常数，x为耳蜗基底膜上距顶部的位置，α是与位置x相关的常系数；

所述谐波选择模块(5)分别选出每路语音信号中幅值最大的谐波分量h_k(t)，并发送至移频处理模块(6)；

选出每路语音信号中幅值最大的谐波分量的步骤如下：

1)谐波选择模块(5)对每路语音信号进行FFT变换；

2)基于每路语音信号的基频值F₀，在频谱上找出所有谐波分量对应的幅值；

3)选取幅值最大的谐波分量h_k(t)；

所述移频处理模块(6)对选取的谐波分量h_k(t)进行降频处理，并发送滤波模块(7)；

对选取的谐波分量h_k(t)进行降频处理的步骤如下：

a)所述移频处理模块(6)在语音信号s(t)上乘以exp(-j2π(k-1)F₀t)，使语音信号s(t)的谐波分量h_k(t)的频谱从kF₀转换为F₀；

b)将输入信号s(t)输入到复滤波器中，与滤波器的脉冲响应函数卷积，完成带通滤波；g(t)表示F₀处的带通滤波器，为Hilbert变换；

c)以复滤波器输出的信号实部为调制信号完成谐波分量h_k(t)的降频处理；

所述滤波模块(7)对降频后的谐波分量进行低通滤波，并发送至语音合成模块(8)；

所述语音合成模块(8)对谐波分量进行编码，并发送至语音播放模块(9)；

所述语音播放模块(9)播放编码后的信号。

2.根据权利要求1所述的人工耳蜗汉语语音编码策略的评估系统，其特征在于，信号预处理模块(3)对语音信号s(t)进行预加重的步骤为：将语音信号s(t)输入到一阶巴特沃斯高通滤波器中，输出预加重后的语音信号s(t)；

一阶巴特沃斯高通滤波器的传递函数H(z)如下所示：

H(z)＝1-k*z^-1； (1)

式中，k为滤波系数；z表示待处理的语音信号。

3.根据权利要求1所述的人工耳蜗汉语语音编码策略的评估系统，其特征在于，所述语音信号采集模块(1)为人工耳蜗的麦克风。

4.根据权利要求1所述的人工耳蜗汉语语音编码策略的评估系统，其特征在于：所述外部语音信号s(t)为汉语语音。

5.根据权利要求1所述的人工耳蜗汉语语音编码策略的评估系统，其特征在于：所述频率通道划分模块(4)模拟人耳感应位置分布。