Effective use of the spectral information in speech processing of cochlear implant

Based on the results of the acoustic research on Mandarin, two novel algorithms using the spectral information in speech processing of cochlear implants are purposed and certified effectively by the spectral information of tonal language in acoustic simulation experiments. We bring forward novel algorithms conveying the spectral information based on the choices of the frequency bands. These new algorithms can not only improve the speech recognition ability of cochlear implant users in the noisy environments but also reduce the complexity of computing and the memory occupied, and make it more suitable to be carried out in clinical practice.     

Electric-stimulus rate encoding algorithm of Mandarin tonal information in cochlear implant

The modern multi-channel cochlear implants usually extract and encode the temporal envelope cues. This kind of algorithms can hardly satisfy the users who speak tonal languages, such as Mandarin. Many studies have tried to enhance the recognition ability of Mandarin through encoding tonal information and made suggestions to frequency-modulate the fixed pulse-rate carrier with the extracted tonal information based on the rate-pitch theory in electric hearing. However, how to encode and deliver the tonal information such as F0 by changing electric-stimulus rate has not got further study in clinical electric-stimulus mode. The present paper focuses on this matter by piecewise calculating the appreciable electric-stimulus rates. Then an electric-stimulus encoding algorithm of Mandarin tone is brought forward and testified through acoustic simulations. Such conclusion can be drawn that this algorithm of electric-stimulus rate could convey tonal information well and help to enhance the Mandarin speech recognition ability.     

电子耳蜗的选择性频率幅度调制编码算法

为提高电子耳蜗植入者在噪声下的语音识别能力,提出了一种利用频率调制信息的算法。该算法根据人耳听觉机理,增加了频带选择法则。该法则对不同频带提取出的频率调制信息进行了有选择的传递,并在听觉仿真试验中得到验证:该算法既可以比传统幅度信息编码算法更有效地提高电子耳蜗植入者在噪声下的语音识别能力,又降低了不选择频带而全通道传递频率调制信息算法的复杂度(频率调制信息提取的计算量降低了37.5%),减少了内存占用,使之适合在临床上实时实现。     

液体硅橡胶在电子耳蜗中的初步应用

电子耳蜗的植入部分主要包括刺激电极及语音处理2部分，目前，对耳蜗电极进行了大量的研究，但是由于影响电极刺激效果的因素很多，所以不能确定哪一种刺激电极最好。介绍了液体硅橡胶在电子耳蜗电极上的应用，由于工艺及技术的问题，用Silastic MDX-4210做了初步尝试，希望对以后的研究有一定参考。     

液体硅橡胶在电子耳蜗中的初步应用

电子耳蜗的植入部分主要包括刺激电极及语音处理2部分，目前，对耳蜗电极进行了大量的研究，但是由于影响电极刺激效果的因素很多，所以不能确定哪一种刺激电极最好。介绍了液体硅橡胶在电子耳蜗电极上的应用，由于工艺及技术的问题，用Silastic MDX4210做了初步尝试，希望对以后的研究有一定参考     

基于DSP的电子耳蜗语音处理器的研制

电子耳蜗是一项正在迅速发展的聋人康复新技术，其关键是要研制出可靠、灵活、价格低廉的产品。首先介绍电子耳蜗的原理及其进展，然后介绍基于TMS320VC5402 DSP处理器的电子耳蜗语音处理器。实验证明：基于DSP的电子耳蜗系统可以按照患者的实际情况灵活选择各种语音处理方案，并能方便实现语音预处理、噪声抑制和对应各电极的频谱阈值调整，是一种比较好的系统结构。     

Roles of computational auditory model in automatic speech recognition

The development of computational auditory modeling in the last 30 vears is reviewed, and its development in the com trig years is predicted .     

融合语音增强与后续补偿的抗噪声语音识别方法

为了提高基于隐含Markov模型的语音识别系统在噪声环境中的稳健性,研究了一种融合语音增强与后续补偿的抗噪声语音识别方法.在前端,语音增强有效地抑制背景噪声,从而提高了输入信号的信噪比.语音增强后的剩余噪声以及语音失真是对语音识别不利的因素,其影响将通过识别阶段的并行模型合并或特征提取阶段的倒谱均值归一化得到补偿.实验结果表明,此方法能够显著地提高语音识别系统在噪声环境中,特别是低信噪比条件下的识别精度,如对-5 dB的自噪声,该方法可将识别精度从11.7%提高至71.0%.     

基于谱减的语音增强算法的改进

为降低噪声对语音通信的干扰,提出了一种基于谱减的语音增强算法的改进方法。根据噪声频谱的G auss统计模型修正语音增强过程中噪声频谱的估计方法,利用帧内、帧间约束估计每一个频点的先验信噪比,提出了一种简便的估计语音在每一个频点出现的概率的方法,得出了修正的语音增强算法。在白噪声以及坦克噪声环境中分别对算法的性能进行测试。实验结果表明:在几乎不损伤语音清晰度的前提下,该算法使“音乐噪声”得到了更好的抑制,同时信噪比提高了约8 dB以上。     

用于语音识别的基于频谱调整的信道自适应方法

语音识别系统在实际应用时,其性能会因各种因素而下降,其中重要的一个因素是信道的不匹配。该文提出了一种新的信道自适应方法——频谱调整法。该方法在频域上定义一个分段线性信道归一化函数,根据最大似然准则利用梯度投影法求其最优参数后,对语音的幅度频谱进行归一化。实验表明,该方法可以利用很少的自适应数据使识别的字错误率下降10%左右。     

用于人工电子耳蜗语音处理器的集成自动增益控制放大电路设计

根据人工电子耳蜗语音处理器的要求，采用调节放大器中差分对跨导的方法，设计了具有５０ｄＢ增益控制范围的ＡＧＣ系统ＣＭＯＳ集成电路，并用ＳＰＩＣＥ软件模拟，其结果达到设计要求。     

用于语音识别的鲁棒自适应麦克风阵列算法

对现实环境中存在的混响以及非平稳干扰语音信源等因素导致的算法性能下降,提出了一种用于语音识别的鲁棒旁瓣对消算法。讨论了旁瓣对消算法在自适应麦克风阵列中的应用,分析了算法在不同的混响条件下、不同的干扰源的噪声抑制能力。该算法通过分帧处理将输入信号划分为一系列短时平稳的信号片段。根据当前帧的信噪比决定自适应滤波器的权系数更新方式。采用一定的范数约束来限制自适应滤波器权系数的误调整。实验结果表明该麦克风阵列在混响的现实环境中能够有效抑制平稳噪声源和交叠谈话背景干扰,提高了语音识别器的抗噪性能。     

抗阻塞干扰的低速率语音编码传输算法

为满足在跳频信道上的语音传输需求,研究了一种抗阻塞干扰的"滑动窗"语音传输算法。将传输码流均匀地分成若干片段,用定长的"滑动窗"在码流上滑动并截取其中的一段连续片段作为某跳频点的数据。接收端比较连续若干跳的重叠部分,判断并恢复出"坏跳"数据。对每个片段进行差错控制保护,通过"联合最大后验概率译码"的方法抵抗更高误码率的影响。测试表明:在有阻塞干扰的跳频信道上,"滑动窗"算法的分段信噪比平均高出传统的连续可变斜率增量调制算法20dB。     

SELP 2.4kb/s语音编码算法跳跃帧判决及处理

为解决正弦激励线性预测(SELP)2.4 kb/s语音编码算法中清浊音过渡时合成语音的质量较差的问题,该文利用子带清浊音判决参数量化过程中存在的冗余度,提出了一种跳跃帧判决及处理方法。该方法根据当前帧前后各60个样点的平均能量比值判定当前帧是否为跳跃帧,并利用子带清浊音判决参数量化的冗余度传送跳跃帧信息。解码端根据当前帧是否为跳跃帧对解码端参数采用不同的插值方案。测试结果表明,该方法能够将合成语音的M O S分提高0.004左右。     

可编程语音压缩专用处理器设计

为了提高通信系统的保密性,降低制造成本,需要进行专用处理器的设计。基于正弦激励线性预测(SELP)算法模型,设计了一款多速率语音专用处理器。芯片使用可重构体系结构和超长指令字(VLIW),优化了高复杂度函数。仿真结果表明:该处理器对0.6kb/s速率SELP算法的执行效率明显优于通用数字信号处理器(DSP)。处理器内部程序数据外部不可见,指令并行度显著提高,常用函数可被修改,从而达到高保密性、低复杂度、易开发性。     

语音信号的小波变换处理方法

利用小波变换时-频分析的特点,针对语音信号特征,选取适当的小波母函数进行增强和压缩编码处理.通过Matlab仿真分析,得到增强后的信号图和压缩后的压缩比参数、能量保留参数、零系数比例系数.结果表明,基于小波变换的语音信号处理表现出良好的特性.     

带有频谱补偿的基频修改算法

针对当前多数在基于拼接的语音合成系统中使用的基频修改算法缺少对频谱进行补偿的情况,提出了一种带有频谱补偿的基频修改算法.在传统基音同步叠加(PSOLA)算法的基础上,以共振峰参数和频谱倾斜参数描述频谱特性,通过对频谱参数进行预测及修改,在修改基频的同时,有效地补偿了频谱特性.频谱参数的预测公式由各基频下的条件概率密度函数导出,频谱参数的修改通过正弦模型实现.实验表明,对于不同的汉语元音、基频修改因子和听者,在平均86.25%的情况下,该算法较传统PSOLA算法能够获得更接近自然音质的语音.     

Space discriminative function for microphone array robust speech recognition

0IntroductionUnder the condition of existing competing speakers,the performance of a speech recognition systemdegradesseriously.Withits capabilityto provide hands-free acqui-sition of speech and directional discrimination,micro-phone array has become widely used in many robust ASRfront-end[1-3].Adaptive beamforming realizes notches in the direc-tions of interferences in current working environment byadapting its weights according to some optimum criteri-on[4].Adaptive microphone array can re…     

一种语音信号线性预测系数的求解新方法

语音信号的线性预测分析是语音信号处理中的重要部分,线性预测系数提取的速度和精确程度直接影响后续的处理工作.现提出一种基于BP神经网络的线性预测系数的求解方法.实验表明,该方法能以较少的训练次数得到较高的计算精度.     

Design and implementation of a DSP with multi-level low power strategies for cochlear implants

This paper presents the design and implementation of a low power digital signal processor(THUCID-SP-1)targeting at application for cochlear implants.Multi-level low power strategies including algorithmoptimization,operand isolation,clock gating and memory partitioning are adopted in the processor designto reduce the power consumption.Experimental results show that the complexity of the Continuous Inter-leaved Sampling(CIS)algorithm is reduced by more than 80% and the power dissipation of the hardwarealo...