采用低频过零刺激—高频边带编码方案进行电子耳蜗汉语识别

【摘要】电子耳蜗是唯一能恢复全聋患者部分听觉感知的医学装置，其有效缩短了神经细胞再生或者基因治疗等技术治愈感音神经性耳聋的研发周期，主要采用电极脉冲刺激耳聋患者的残留听神经纤维以使全聋人恢复部分听觉感知能力。最新研究表明：采用传统的电子耳蜗编码策略，电子耳蜗植入患者在安静环境下甚至可以进行正常的电话交流，但是在噪声环境下语音感知力明显不足，尤其是汉语感知能力急剧下降。本文主要设计一种符合汉语声学特征的电子耳蜗编码策略，以此解决目前电子耳蜗编码策略的汉语感知不足问题。本文在已有的电子耳蜗中文编码策略的基础上，通过探索正常人耳听觉刺激模式以及患者的实际频率感知阈限，进而提出了采用低频过零刺激-高频边带编码—LFZS-HFSE（LowFrequencyZerocrossingStimulating-HighFrequencySidebandEncoding）方案，详细阐述了该方案的理论基础并对涉及的相关问题进行了深入的分析讨论。为了验证本方案的优越性，采用听觉仿真实验对电子耳蜗编码策略建模，并采用主客观分析方法评估不同电子耳蜗编码策略对汉语识别的优劣性。本文主要工作如下：（1）详细分析了时域和频域声学参数对汉语识别的影响，介绍了目前电子耳蜗主流编码策略：连续交替采样—CIS（ContinuousInterleavedSampling）方案，高级混合编码—ACE（AdvancedCombinationEncoding）方案，并通过听觉仿真实验模拟实际听觉效果，分析其在汉语识别方面的不足。（2）探索了人耳听觉感知的电刺激模式，阐述了准锁相刺激—PLS（PhaseLockingStimulating）方案的原理，并提出了基于精细结构过零—FSZC（FineStructureZero-Crossing）刺激方案用于提高汉语声调识别率，采用过零时刻形式对时间精细结构编码，在脉冲间隔传递语音信息。听觉仿真结果表明FSZC方案在低信噪比下，汉语声调识别率维持在90%左右，语句识别率维持在45%左右,优于CIS方案、ACE方案、PLS方案。（3）针对患者受限于频率感知阈限问题及其听觉实际电刺激模式，基于FSZC（FineStructureZero-Crossing）方案和SSE（SingleSidebandEncoding）方案的理论和仿真实验结果，本文最终提出了采用低频过零刺激-高频边带编码—LFZS-HFSE（LowFrequencyZerocrossingStimulating-HighFrequencySidebandEncoding）方案，并进行汉语声调、辅音、单词、语句识别率仿真实验，结果显示本文方案在低信噪比下，声调识别率维持在95%左右，辅音和单词的识别率也维持在40%以上，语句识别率维持在75%以上，较其他方案都有一定的提高。综上所述，本文设计了一种符合患者实际听觉感知模式的电子耳蜗中文编码方案，听觉仿真实验表明了本文方案在汉语声调、辅音、单词、语句识别上均得到了一定程度提高，表明了本文方案的可行性及优越性。
【作者】倪赛华；
【导师】陶智；
【作者基本信息】苏州大学，检测技术与自动化装置，2014，硕士
【关键词】电子耳蜗；精细结构；过零刺激；边带编码；汉语识别；

【参考文献】
[1]李文兵,李华德.钢铁企业高炉煤气系统动态仿真[J].冶金自动化,2009,02:33-37+51.
[2]胡静.幼儿园教育情境中教师评价行为研究[D].西南大学,学前教育学,2014,硕士.
[3]刘欢.境内外人民币汇率联动效应研究[D].吉林大学,世界经济,2014,硕士.
[4]张景涛.中药基于分子伴侣机制抑制EGFR-TKI耐药及中医药治疗NSCLC的meta分析[D].广州中医药大学,中西医结合临床（专业学位）,2013,硕士.
[5]毛建青,李晓兰.我国教育扩展加剧居民收入差距的原因探究——基于国内外学者的研究[J].黑龙江高教研究,2014,09:13-15.
[6]李卓.注入式并联混合电力滤波器的研究[D].沈阳工业大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[7]王鹏杰.张謇沟通松辽的理念及践行[D].河北师范大学,中国近现代史,2014,硕士.
[8]岳红,蒋慰孙,顾幸生.概率鲁棒LQ优化设计[J].控制与决策,1997,01:31-36.
[9]刘国山.威海双岛人工鱼礁区大型底栖动物与海藻群落演替特征及其生态作用研究[D].中国海洋大学,渔业资源,2014,博士.
[10]詹韩琼.论高中语文的无边界学习[D].华中师范大学,学科教学,2012,硕士.
[11]吴国明,龚小金.简单三维模型的计算方法[J].石油地球物理勘探,1983,06:502-509.
[12]董智慧.电气化铁路节能型卷铁心牵引变压器建模与仿真[D].西南交通大学,电力系统及其自动化,2014,硕士.
[13]赵瑾.斯图亚特·霍尔“编码与解码”理论的研究[D].广西师范大学,文艺学,2014,硕士.
[14]赵文婧.蓄热式循环瓦斯加热炉研究及炉管硫腐蚀分析[D].东北大学,热能工程,2011,硕士.
[15]张建钧.鄂尔多斯市产业转型战略研究[D].内蒙古大学,高级管理人员工商管理,2013,硕士.
[16]张慧敏.生物质与皮革污泥混合及成型燃料热重分析[D].山东大学,热能工程,2013,硕士.
[17]颜志文.关于城乡中学生历史创新意识问题的考察[D].福建师范大学,教育,2003,硕士.
[18]王明宇.论亚里士多德生物学的哲学基础[D].山东大学,科学技术哲学,2013,硕士.
[19]刘志刚.基于LONWORKS技术的高压电力线载波通信研究[D].西北工业大学,控制理论与控制工程,2004,硕士.
[20]李成龙.科技报告中粒度关联数据的创建与发布研究[D].华中师范大学,情报学,2014,硕士.
[21]邱会萍.移动无线传感器网络sink移动策略的研究与实现[D].南京邮电大学,电子与通信工程（专业学位）,2013,硕士.
[22]王玲玲.老年脓毒症患者肠屏障功能的变化及高容量血液滤过对其的影响[D].南方医科大学,急诊医学,2012,硕士.
[23].《科技情报开发与经济》2014年第24卷总目次[J].科技情报开发与经济,2014,24:153-168.
[24]李涛.基于KPI模式的研究生辅导员胜任能力研究[J].教育理论与实践,2014,15:30-32.
[25]李志.修造船厂安全与防污染监管对策理论研究[D].大连海事大学,船舶与海洋工程,2014,硕士.
[26]张甲燃.重复数据删除技术研究[D].山东大学,计算机软件与理论,2013,硕士.
[27]王同和.国际盆地构造与油气聚集学术会议[J].石油地球物理勘探,1993,04:446.
[28]何帆,杜芳权,郭韵.2,6-二氯苯酚的合成与应用概述[J].科技资讯,2013,07:100.
[29]陈国权,邱有德.热塑性聚酯弹性体海特利尔(Hytrel)的性能与应用[J].塑料工业.1990(06)
[30]郑婷婷.软件外包行业绩效考核研究[D].大连海事大学,工商管理,2014,硕士.
[31]李丽芳.2~m阶二面体群的4度Cayley图的正规性[D].郑州大学,基础数学,2013,硕士.
[32]许鹏飞.长平矿Ⅲ4303大采高工作面回采巷道锚网索耦合支护研究[D].辽宁工程技术大学,采矿工程,2012,硕士.
[33]王礼.电针串联治疗神经根型颈椎病的临床疗效观察[D].北京中医药大学,针灸推拿学,2014,硕士.
[34]黄怡.设立中公司若干法律问题研究[D].华东政法学院,法律,2004,硕士.
[35]徐洪斌.基于J2EE的广告监播系统基础架构的研究与设计[D].华北电力大学（北京）,计算机应用技术,2004,硕士.
[36]李研.锦州市社区保障体系研究[D].大连理工大学,技术经济及管理,2003,硕士.
[37]何晓云.砌体填充墙RC框架微观与宏观有限元模拟及抗震性能分析[D].哈尔滨工业大学,建筑与土木工程,2013,硕士.
[38]钟卫平.闽赣跨区域产业关联与协调对策研究[D].华侨大学,区域经济学,2014,硕士.
[39]白建国.VEGF-B基因靶向siRNA对肝癌细胞裸鼠皮下种植瘤VEGF-B蛋白表达的影响[D].河北医科大学,外科学,2013,硕士.
[40]陈峰.论“婚内强奸”[D].南京师范大学,法律,2012,硕士.
[41]杨楠.核磁共振隧道涌水探测数据处理软件设计[D].吉林大学,电力电子与电力传动,2014,硕士.
[42]崔虎群.包头市地下水污染特征及其成因分析[D].西北大学,地质工程,2013,硕士.
[43]于潇.基于脉搏波速度的无创连续血压测量系统研究[D].吉林大学,测试计量技术及仪器,2013,硕士.
[44]王蒙.生计脆弱：甘孜藏族自治州农牧民生计状况研究[D].华中师范大学,社会学,2013,硕士.
[45]王意锟,金爱武,朱强根,邱永华,季新良,张四海.施肥对毛竹种群不同年龄分株间胸径大小关系的影响[J].植物生态学报,2014,03:289-297.
[46]孙慧颖.对外汉语初级综合教材语音编排研究[D].吉林大学,汉语国际教育（专业学位）,2014,硕士.
[47]李懿超.12、13、15岁运动学生与普通学生意志品质的比较研究[D].沈阳师范大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[48]施伟达.膀胱癌全膀胱切除术后尿道复发47例危险因素分析[D].复旦大学,外科学,2012,硕士.
[49]汪清洁.高中英语教学中文化意识的培养[D].华中师范大学,学科教学论,2003,硕士.
[50]刘涛涛.城管暴力执法的法律控制[D].华中科技大学,法律,2013,硕士.