噪声环境下人工耳蜗汉语声调识别研究

发布时间：2017-05-28 17:08

  本文关键词：噪声环境下人工耳蜗汉语声调识别研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：人工耳蜗是目前唯一能使重度耳聋者重获听力的医学假体，随着集成电路和语音处理技术的飞速发展，人工耳蜗的性能也在逐步提高和完善，为耳聋患者获得更多质量更好的听觉感受提供了可能。人工耳蜗是将语音信号通过体外语音处理器编码后发送脉冲到耳蜗内的植入电极，，通过电刺激听神经代替耳聋者受损的毛细胞产生听觉。关于人工耳蜗的研究国外已经有较为成熟的理论基础和临床经验，近年来随着经济发展我国听障人士也开始受益于人工耳蜗对听力的帮助。然而国外的研究经验和成果对我国人工耳蜗的发展并不完全适用，汉语的声调特性对语义的影响至关重要，这使得在我国人工耳蜗在编码处理上的难度要远大于西方发达国家。而在人工耳蜗植入者的日常生活中，除了人工耳蜗本身性能之外，影响语音感知能力另外一个不可避免的干扰便是噪声。因此研究人工耳蜗患者的汉语可懂度的影响因素和患者的发声能力对于人工耳蜗在我国的发展和改进有重要的指导意义。 本文对我国人工耳蜗植入者的汉语声调识别能力和发声能力进行了分析研究，这对改进人工耳蜗性能及提高植入者生活质量具有较大参考价值。论文对汉语语音、声调识别及发声能力的影响因素进行了分析，并对包含大量声调信息的基频提取方法做出改进，以更好的得到和分析人工耳蜗植入的声调认知能力。 首先对噪声环境下人工耳蜗语音可懂度的影响因素进行了仿真实验，将语音信号进行人工耳蜗编码仿真处理后再合成，采用正常听力被试者进行测听。在不同的信噪比和刺激衰减速率下，本次实验研究分析了刺激扩散衰减速率对噪声环境下语音可懂度以及声调识别的影响。 其次，对语音信号的基频提取方法进行改进，将包含大量声调信息的基频检测作为判别声调特征的主要手段。本文在经典的基频提取方法的基础上，提出了两种改进的基音周期检测方法：第一种方法结合平均能量幅度差函数（AMDF）和自相关函数（ACF）使基频周期处的峰值点更为突出尖锐，提高了基频检测的抗噪性；第二种方法通过线性残差（LPC）系数构成的逆滤波器对语音信号的逆滤波去除声道响应和噪声干扰，再对残差信号进行倒谱法检测语音周期。 最后对人工耳蜗植入儿童的声调发声能力进行了客观评估，评价标准为语音质量评估算法（PESQ）的得分和发声材料的基频特征。通过人工耳蜗植入儿童发声录音实验的数据处理，对四个声调发声的语音质量及各自的基频特点和常见错误进行了的分析。
【关键词】：人工耳蜗 刺激衰减 基频检测 声调
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318.18
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 引言9
• 1.2 听觉系统与人工耳蜗原理结构9-13
• 1.2.1 听觉系统生理构造9-10
• 1.2.2 听力损伤原理10-11
• 1.2.3 人工耳蜗结构原理11-13
• 1.3 人工耳蜗汉语声调研究现状13-15
• 1.3.1 人工耳蜗植入者噪声环境下的语言识别13-14
• 1.3.2 人工耳蜗植入者声调识别和发声14-15
• 1.4 课题研究的目的和意义15-16
• 1.5 论文内容以及结构16-18
• 第2章 噪声环境下语言识别仿真实验18-28
• 2.1 引言18
• 2.2 语音信号仿真处理18-24
• 2.2.1 听觉仿真原理19-20
• 2.2.2 仿真语音处理过程20-23
• 2.2.3 受试者语言材料23-24
• 2.3 实验步骤24-25
• 2.4 实验结果25-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第3章 语音基频提取算法改进28-42
• 3.1 引言28-29
• 3.2 结合 AMDF 与 AFC 的基频提取算法29-34
• 3.2.1 平均幅度差函数检测语音基频29-30
• 3.2.2 自相关函数检测语音基频30-31
• 3.2.3 结合 AMDF 和 ACF 检测语音基频31-34
• 3.3 基于线性残差的倒谱法检测语音基频34-38
• 3.3.1 线性预测残差34-35
• 3.3.2 倒谱法检测语音基频35-36
• 3.3.3 线性残差倒谱法检测语音基频36-38
• 3.4 短时能量端点检测38-39
• 3.5 倒谱距离门限检测39-41
• 3.6 本章小结41-42
• 第4章 汉语声调发声实验42-50
• 4.1 引言42
• 4.2 声调发声实验设计42-43
• 4.3 PESQ 评估 CI 植入者发声能力43-45
• 4.3.1 PESQ 算法原理43-44
• 4.3.2 声调发声的 PESQ 评估44-45
• 4.4 CI 植入者发声语音基频特征45-49
• 4.5 本章小结49-50
• 结论50-52
• 参考文献52-58
• 致谢58

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 孙喜斌;张蕾;黄昭鸣;杜晓新;陈茜;;儿童汉语语音识别词表语谱相似性的标准化研究[J];中国听力语言康复科学杂志;2006年01期

2 张华;王硕;陈静;王靓;邵广宇;李玉玲;蒋文博;;普通话言语测听材料[J];中国听力语言康复科学杂志;2008年06期

3 亓贝尔;刘博;张宁;刘海红;刘莎;董瑞娟;;人工耳蜗植入者噪声环境下普通话言语测听测试方案的优化研究[J];听力学及言语疾病杂志;2011年04期

4 张华,陈静,王硕,王靓,郭连生,赵小燕,姬晨,陈雪清;汉语普通话语句测听句表的编辑与评估[J];中华耳鼻咽喉头颈外科杂志;2005年10期

  本文关键词：噪声环境下人工耳蜗汉语声调识别研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：403079