提升助听效果:一种新型耳蜗植入语音编码算法

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"这篇研究论文提出了一种新颖的语音编码算法,用于改善耳蜗植入物的性能,以增强在噪声环境中的语音识别以及音调语言和音乐感知。该算法称为希尔伯特-黄变换刺激(HHTS)方法,利用希尔伯特-黄变换(HHT)对非线性和非平稳信号进行分析,从而提取瞬时频率信息。" 在当前的听力恢复技术中,耳蜗植入物(CI)是为重度至极重度感音神经性听力损失患者恢复部分听力的重要手段。尽管耳蜗植入物已经取得了显著的进步,但用户在嘈杂环境中识别语音、理解和感知音调语言(如汉语等)以及音乐方面仍然面临挑战。为了克服这些难题,本研究论文提出了HHTS算法。 希尔伯特-黄变换(HHT)是一种强大的信号处理工具,由经验模态分解(EMD)的筛选过程和希尔伯特变换(HT)组成。EMD是一种自适应的数据分析方法,能将复杂的信号分解成一系列简单的内在模态函数(IMF)。这些IMF代表了信号的不同频率成分,而希尔伯特变换则用于获取每个IMF的瞬时频率和振幅信息。这种瞬时特性对于理解和解析非线性、非平稳信号至关重要,如人类语音和音乐中的动态变化。 在HHTS算法中,首先通过EMD对输入的语音信号进行分解,然后应用希尔伯特变换来获取每个IMF的瞬时频率。这种方法允许更精确地捕捉语音信号的动态特征,尤其是在噪声环境下。通过强调关键的频率成分,HHTS能够提高耳蜗植入者在噪声背景下的语音识别能力,同时可能改善他们对音调语言的感知,因为音调语言的语义很大程度上依赖于声音的频率变化。 此外,HHTS还可能有助于音乐感知的提升,因为音乐中的旋律和节奏都与频率的动态变化密切相关。通过提供更清晰的频率信息,耳蜗植入者可能能够更好地解析音乐的结构和情感表达。 这篇研究论文的贡献在于提出了一种创新的语音编码策略,即HHTS,它利用希尔伯特-黄变换的强大力量来增强耳蜗植入用户的听觉体验。这种方法有可能显著改善他们在复杂听觉场景中的性能,从而提高生活质量。然而,实际效果需要通过临床试验进一步验证,并可能需要对现有的耳蜗植入系统进行硬件和软件的优化来实现这一技术的应用。