[发明专利]人工耳蜗汉语声调编码策略的评估系统

说明书

本发明公开了人工耳蜗汉语语音编码策略的评估系统，主要硬件系统包括语音信号采集模块、基频检测模块、信号预处理模块、频率通道划分模块、谐波选择模块、移频处理模块、滤波模块、语音合成模块和播放模块。本发明采用的基本语音材料为林氏六音，搭配四个声调，利用待测试的汉语语音编码策略处理林氏六音，播放给受试者，完成声调识别的听力任务，统计声调识别的正确率，来评估待测试的汉语语音编码策略的优劣。本专利的评估系统的测试内容比传统语音测试库内容少，时间短，相对的检测效率高，成本低，可以提高受试者治疗体验，检验汉语语音编码算法，并训练、检测听障儿童的声调识别能力。

技术领域

本发明涉及人工视听觉技术领域，具体是一种人工耳蜗汉语声调编码策略的评估系统。

背景技术

无论先天或后天形成的听力障碍会对患者的正常生活造成极大的困扰，甚至可能影响患者的语言功能。截至2013年止，世界卫生组织统计显示全球约有3.6亿听力语言障碍的残疾人，其中我国有2780万，是世界上听力残疾最多的国家。听觉障碍可以大致分为传导性耳聋、感音神经性耳聋及混合性耳聋三类。感音神经性耳聋和混合性耳聋起患者可以通过佩戴人工耳蜗(Cochlear Implants,CI)的方式获取部分听力，与他人进行交流，提高生活的质量。

人工耳蜗通过特定的编码方式将声音信号转化为耳蜗内电刺激信号帮助重症听力患者恢复部分听觉功能，主要包括语音处理器、无线传输装置、接收线圈和耳蜗电极4个部分。语音处理器中的语音编码策略决定了人工耳蜗保留语音的质量，为了获得更好的听觉效果，需要尽可能有效地提取语音信号的特征，并完善语音编码策略。

传统商用语音编码策略按照信号提取的程度大致可以分为包络特征方案与精细特征方案两类。传统的是F0/F2(F0代表语音信号的基频和F2代表第二共振峰)语音编码方案应用在澳大利亚Cochlear公司生产的WSP语音处理器。CIS(continuous interleavedsampler)方案利用间隔的脉冲刺激策略改进了传统压缩模拟(CA)方案中由于电极同时刺激所引起的电场干扰问题，同时为了更好的表达时域信息，CIS策略还采用了更高的刺激速率。众多实验结果表明，CIS编码方案在语音识别率上比CA方案有明显的提高。该编码方案也被成功运用在美国AB公司的Clarion系列人工耳蜗与奥地利MEDEL公司的耳蜗产品上。ACE(Advanced Confined Encoding)方案是目前在澳大利亚Cochlear公司的人工耳蜗产品中运用比较广泛的一种波形编码方案。ACE主要改进了CIS编码方案中频率分辨率不足的问题，将语音信号划分为带宽更窄的子带，然后动态的选择刺激通道；同时利用高速率的脉冲刺激，获得了良好的语音识别率。包络特征方案，主要传递声音信号的谱包络信息而忽略精细结构信息。由于包络信息在语言理解方面有重要作用，而精细结构与声调和音乐感知更为相关，因此这些方案不能够很好的感知声调与音乐信息。

然而，由于汉语与英语语言特征的不同，当目标言语为汉语普通话时，根据英语设计的语音编码策略更容易出现能量掩蔽和信息掩蔽，导致语音感知能力差、语音声调识别能力差、无法较好地感知音乐等问题。