适合中国听障人群的电子耳蜗语音编码策略的研究

Cochlear implants are widely accepted as the unique and most effective ways for individuals with severe to profound hearing loss to restore some degree of hearing.Limited by the interaction among channels and the imprecision coding and delivery of temporal information of speech,recognition of tonal language,real-listening condition speech and competitive speech is disappointed and the problem is still not solved. Aimed at the physiological mechanism of auditory, novel speech coding strategies suitable for the Chinese sensorineural hearing loss people were researched and presented,which combine the envelope information,fine structure,frequency or phase information of Chinese according to its characteristics for improving recognition of Chinese tonal language and speech in real listening condition.Then we will construct platform based on smart phone or PDA and compare the researched and presented novel speech coding strategy to exsiting strategy applied in clinical to evaluate its effectiveness and provide reference for researching speech coding strategy fit the Chinese sensorineural hearing loss people .

现有的电子耳蜗在低噪音环境下帮助感音神经性聋残患者恢复了部分听力，由于受限于电极通道干扰、语音时域信息的欠精确表示和欠有效传递，使得语调语音（如汉语）、噪音环境下的语音、竞争语音等识别效果差的问题一直没有得到很好的解决。本项目从研究听觉的生理机制出发，根据汉语的特征探索适合我国听障人群的电子耳蜗语音编码策略，同时通过汉语语音的幅度信息、时域微细结构信息、频率或相位信息的精确提取和有效传递，致力于提高汉语的感知水平和改善真实听觉环境下的语音识别能力。在此基础上，以临床应用的电子耳蜗产品使用的语音编码策略作为参考标准，从听觉生理和心理的角度出发进行新算法的计算机模拟和听觉仿真实验，基于智能手机或PDA构建电子耳蜗仿真平台，评价新算法的有效性,为研究适合中国听障人群的电子耳蜗语音编码策略提供借鉴。

电子耳蜗语音编码策略一直是该领域研究的热点和焦点。电子耳蜗噪音环境下的语音、竞争语音等识别效果差的问题一直没有得到很好的解决。本项目从研究听觉的生理机制出发，根据汉语的特征探索适合我国听障人群的电子耳蜗语音编码策略，提出了新型的刺激脉冲合成方法—希尔伯特黄变换刺激（Hilbert Huang Transform Stimulation，HHTS）语音编码策略，利用经验模态分解和希尔伯特变换提取语音的幅度瞬时幅度和瞬时频率,经滤波、调制等处理算法获取表征语音的精细结构进而合成刺激信号，与传统的连续间隔采样和频率幅度联合编码策略相比，本课题提出的HHTS能够保留更多原始语音信号的信息，可能提高电子耳蜗语音识别的性能。.课题在Matlab模拟的基础上，基于数字信号处理器和复杂可编程逻辑器件设计了HHTS的人工电子耳蜗语音处理器和解码模块的部分电路。利用软件对电路进行了测试和分析，语音处理器和解码模块均能实现其应有的功能，达到了预期的设计目的。.在此基础上，以临床应用的电子耳蜗产品使用的连续间隔采样和频率幅度联合编码语音编码策略作为参考标准，从听觉生理和心理的角度出发利用Labview仿真环境基于PC构建了电子耳蜗仿真试验平台，用于评价电子耳蜗语音编码策略的有效性,为研究适合中国听障人群的电子耳蜗语音编码策略提供了经验和指导。