一种电子耳蜗言语处理方法和系统与流程

本发明属于电子耳蜗领域，尤其涉及一种电子耳蜗言语处理方法和系统。

背景技术：

电子耳蜗是一种植入式听觉辅助设备，由体外言语处理器将声音转换为一定编码形式的电信号传入人体的耳蜗，通过植入体内的电极系统刺激分布在那里的听神经纤维，直接兴奋听神经来恢复或重建聋人的听觉功能，其对声信号的一般处理程序是：言语处理器上的麦克风收集声音信号，然后传到言语处理器，言语处理器将声音信号进行数码化、滤波、编码等处理，编码为特殊形式的数字信息，经导线将该特殊形式的数字信息送到传输线圈，传输线圈将数字信息通过无线电传送到皮下的接收器(或刺激器)，接收器(或刺激器)对数字信息进行译码后被送到在电极系列特定的位置，刺激耳蜗内的神经纤维。

目前的电子耳蜗在噪声环境下的言语识别率较低，如何更有效地提取目标信号的特征并传递到电子耳蜗体内的电极并产生更接近正常耳朵的声学感知，是目前需要解决的热点技术。现有的电子耳蜗言语处理方案包括连续交替采样策略、最大谱峰技术、联合编码技术、频带划分和最大谱峰可调技术等。

上述现有的技术都是对声信号划分频带后按统一的策略来进行言语处理的，然而，信号的低频和高频的特征差异很大，例如，人类正常说话的信号的主要能量都集中在1000Hz附近的低频带，而在高频的能量较少。因此，上述现有技术仍然没有很好解决电子耳蜗在噪声环境下的言语识别率较低的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电子耳蜗言语处理方法和系统，以提高电子耳蜗在噪声环境下的言语识别率。

本发明第一方面提供一种电子耳蜗言语处理方法，所述方法包括：

滤波器组将n个通道的目标信号过滤成p个通道的低频带信号和n—p个通道的高频带信号，所述n为电子耳蜗电极阵列包含的电子耳蜗电极数目；

交替刺激模块对所述p个通道的低频带信号处理后传送至所述电子耳蜗电极阵列，以刺激所述电子耳蜗电极阵列中p个电子耳蜗电极对应的听觉神经；以及

全刺激模块从所述n—p个通道中筛选出能量相对较高的q个通道的高频带信号处理后传送至所述电子耳蜗电极阵列，以刺激所述电子耳蜗电极阵列中q个电子耳蜗电极对应的听觉神经，所述q小于所述n—p。

本发明第二方面提供一种电子耳蜗言语处理系统，所述系统包括：

滤波器组，用于将n个通道的目标信号过滤成p个通道的低频带信号和n—p个通道的高频带信号，所述n为电子耳蜗电极阵列包含的电子耳蜗电极数目；

交替刺激模块，用于对所述p个通道的低频带信号处理后传送至所述电子耳蜗电极阵列，以刺激所述电子耳蜗电极阵列中p个电子耳蜗电极对应的听觉神经；以及

全刺激模块，用于从所述n—p个通道中筛选出能量相对较高的q个通道的高频带信号处理后传送至所述电子耳蜗电极阵列，以刺激所述电子耳蜗电极阵列中q个电子耳蜗电极对应的听觉神经，所述q小于所述n—p。

从上述本发明技术方案可知，滤波器组将目标信号划分为n—p个通道的高频带信号和p个通道的低频带信号后，基于信号在低频和高频的特征分别采取不同的策略处理。与现有技术对目标信号划分频带后按照统一的策略进行言语处理相比，本发明提供的技术方案能够提高电子耳蜗在噪声环境下的言语识别率，更加利于电子耳蜗使用者的使用。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的电子耳蜗言语处理方法的实现流程示意图；

图2是本发明实施例二提供的电子耳蜗言语处理系统的结构示意图；

图3是本发明实施例三提供的电子耳蜗言语处理系统的结构示意图；

图4是本发明实施例四提供的电子耳蜗言语处理系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种电子耳蜗言语处理方法和系统，所述方法包括：滤波器组将n个通道的目标信号过滤成p个通道的低频带信号和n—p个通道的高频带信号，所述n为电子耳蜗电极阵列包含的电子耳蜗电极数目；交替刺激模块对所述p个通道的低频带信号处理后传送至所述电子耳蜗电极阵列，以刺激所述电子耳蜗电极阵列中p个电子耳蜗电极对应的听觉神经；以及全刺激模块从所述n—p个通道中筛选出能量相对较高的q个通道的高频带信号处理后传送至所述电子耳蜗电极阵列，以刺激所述电子耳蜗电极阵列中q个电子耳蜗电极对应的听觉神经，所述q小于所述n—p。本发明实施例还提供相应的电子耳蜗言语处理系统。以下分别进行详细说明。

请参阅附图1，是本发明实施例一提供的电子耳蜗言语处理方法的实现流程示意图，主要包括以下步骤S101至步骤S103，详细说明如下：

S101，滤波器组将n个通道的目标信号过滤成p个通道的低频带信号和n—p个通道的高频带信号，其中，n为电子耳蜗电极阵列包含的电子耳蜗电极数目。

在本发明实施例中，滤波器组是由若干个滤波器组成的一组滤波设备，其具有滤波器的一般特性。滤波器组将n个通道的目标信号过滤成p个通道的低频带信号和n—p个通道的高频带信号，其实现过程包括：先采用一组滤波器将目标信号过滤成低频带信号和高频带信号，然后，对于低频带信号，采用另一组滤波器将其过滤成p个通道的低频带信号，即一个通道对应一个低频带信号，总共有p个通道的信号，该p个通道的信号均属于低频带信号，而对于高频带信号，采用第三组滤波器将其过滤成n—p个通道的高频带信号，即一个通道对应一个高频带信号，总共有n—p个通道的信号，该n—p个通道的信号均属于高频带信号。至于高频带和低频带的分界线，作为本发明一个实施例，可以将频带大于1000Hz的最小的那个通道中心频率对应的频率与大一级的那个通道的中心频率之和的一半作为信号是高频带还是低频带的分界线。

S102，交替刺激模块对p个通道的低频带信号处理后传送至电子耳蜗电极阵列，以刺激所述电子耳蜗电极阵列中p个电子耳蜗电极对应的听觉神经。

作为本发明一个实施例，交替刺激模块对p个通道的低频带信号处理后传送至电子耳蜗电极阵列，以刺激所述电子耳蜗电极阵列中p个电子耳蜗电极对应的听觉神经可以通过如下步骤S1021至S1023实现：

S1021，包络提取模块提取p个通道的低频带信号的包络信息并使用每个通道的中心频率来调制。

需要说明的是，此处的包络提取模块有p个，一个包络提取模块提取p个通道的低频带信号中一个通道的低频带信号的包络信息并使用该通道的中心频率来调制。

S1022，第一压缩模块压缩已调制p个通道的低频带信号的动态范围和声电范围后传输至连续交替模块。

如前述实施例的包络提取模块类似，此处的第一压缩模块也具有p个，一个第一压缩模块压缩已调制p个通道的低频带信号中一个通道的低频带信号的动态范围和声电范围后传输至连续交替模块。

S1023，连续交替模块将已压缩p个通道的低频带信号交替传输至电子耳蜗电极阵列，以刺激电子耳蜗电极阵列中p个电子耳蜗电极对应的听觉神经。

在本发明实施例中，连续交替模块是以连续交替脉冲来实现将已压缩p个通道的低频带信号交替传输至电子耳蜗电极阵列，以刺激电子耳蜗电极阵列中p个电子耳蜗电极对应的听觉神经。具体地，连续交替模块在每个瞬间只将已压缩p个通道的低频带信号中一个通道的低频带信号传送至电子耳蜗电极阵列，以刺激所述p个电子耳蜗电极中一个电子耳蜗电极对应的听觉神经，即，每个瞬间，只有一个低频带信号在刺激所述p个电子耳蜗电极中一个电子耳蜗电极对应的听觉神经，这种处理方式可以防止信号在刺激听觉神经时的相互干扰。

S103，全刺激模块从n—p个通道中筛选出能量相对较高的q个通道的高频带信号处理后传送至电子耳蜗电极阵列，以刺激所述电子耳蜗电极阵列中q个电子耳蜗电极对应的听觉神经，其中，q小于n—p。

作为本发明一个实施例，全刺激模块从n—p个通道中筛选出能量相对较高的q个通道的高频带信号处理后传送至电子耳蜗电极阵列，以刺激所述电子耳蜗电极阵列中q个电子耳蜗电极对应的听觉神经可通过如下步骤S1031至S1033实现：

S1031，能量提取模块计算n—p个通道的高频带信号的能量。

具体地，能量提取模块分别计算n—p个通道中每个通道的高频带信号的瞬时能量。

S1032，能量排序模块从最高能量开始，从n—p个通道的高频带信号排序出能量相对较高的q个通道的高频带信号。

高频带信号的通道一共有n—p个，但实际传递的只需要q个(此处，q比n—p小)通道的高频带信号即可，具体筛选方法是能量排序模块从能量提取模块计算所得的最高能量开始，从n—p个通道的高频带信号排序出能量相对较高的q个通道的高频带信号。

S1033，第二压缩模块压缩q个通道的高频带信号的动态范围和声电范围后传送至电子耳蜗电极阵列，以刺激电子耳蜗电极阵列中q个电子耳蜗电极对应的听觉神经。

与前述实施例已压缩的p个通道的低频带信号交替传输至电子耳蜗电极阵列不同，由于能量相对较高的q个通道的高频带信号，其对应的通道并不完全是相邻的，而且高频带信号对应的各个通道的中心频率相隔较远，本身可以较好地避免信号在刺激听觉神经时的相互干扰，因此，第二压缩模块压缩q个通道的高频带信号的动态范围和声电范围后传送至电子耳蜗电极阵列，以刺激电子耳蜗电极阵列中q个电子耳蜗电极对应的听觉神经可以是：第二压缩模块压缩q个通道的高频带信号的动态范围和声电范围后，在每个瞬间将所述已压缩q个通道的高频带信号全部传送至电子耳蜗电极阵列，以瞬间刺激所述电子耳蜗电极阵列中全部q个电子耳蜗电极对应的听觉神经。

需要说明的是，附图1的示例中，步骤S102和S103并非先后关系，可以是并列执行。

从上述附图1示例的电子耳蜗言语处理方法可知，滤波器将声信号划分为n—p个通道的高频带信号和p个通道的低频带信号后，基于信号在低频和高频的特征分别采取不同的策略处理。与现有技术对声信号划分频带后按照统一的策略进行言语处理相比，本发明提供的技术方案能够提高电子耳蜗在噪声环境下的言语识别率，更加利于电子耳蜗使用者的使用。

请参阅附图2，是本发明实施例二提供的电子耳蜗言语处理系统的结构示意图。为了便于说明，附图2仅示出了与本发明实施例相关的部分。附图2示例的电子耳蜗言语处理系统主要包括滤波器组201、交替刺激模块202和全刺激模块203，说明如下：

滤波器组201，用于将n个通道的目标信号过滤成p个通道的低频带信号和n—p个通道的高频带信号，其中，n为电子耳蜗电极阵列包含的电子耳蜗电极数目；

交替刺激模块202，用于对p个通道的低频带信号处理后传送至电子耳蜗电极阵列，以刺激所述电子耳蜗电极阵列中p个电子耳蜗电极对应的听觉神经；

全刺激模块203，用于从n—p个通道中筛选出能量相对较高的q个通道的高频带信号处理后传送至电子耳蜗电极阵列，以刺激所述电子耳蜗电极阵列中q个电子耳蜗电极对应的听觉神经，此处，q小于n—p。

需要说明的是，以上附图2示例的电子耳蜗言语处理系统的实施方式中，各功能模块的划分仅是举例说明，实际应用中可以根据需要，例如相应硬件的配置要求或者软件的实现的便利考虑，而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将所述电子耳蜗言语处理系统的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。而且，实际应用中，本实施例中的相应的功能模块可以是由相应的硬件实现，也可以由相应的硬件执行相应的软件完成，例如，前述的交替刺激模块，可以是具有执行前述对p个通道的低频带信号处理后传送至电子耳蜗电极阵列，以刺激电子耳蜗电极阵列中p个电子耳蜗电极对应的听觉神经的硬件，例如交替刺激器，也可以是能够执行相应计算机程序从而完成前述功能的一般处理器或者其他硬件设备；再如前述的全刺激模块，可以是执行从n—p个通道中筛选出能量相对较高的q个通道的高频带信号处理后传送至电子耳蜗电极阵列，以刺激所述电子耳蜗电极阵列中q个电子耳蜗电极对应的听觉神经的硬件，例如全刺激器，也可以是能够执行相应计算机程序从而完成前述功能的一般处理器或者其他硬件设备(本说明书提供的各个实施例都可应用上述描述原则)。

附图2示例的交替刺激模块202可以包括包络提取模块301、第一压缩模块302和连续交替模块303，如附图3所示本发明实施例三提供的电子耳蜗言语处理系统，其中：

包络提取模块301，用于提取p个通道的低频带信号的包络信息并使用每个通道的中心频率来调制；

第一压缩模块302，用于压缩已调制p个通道的低频带信号的动态范围和声电范围后传输至连续交替模块303；

连续交替模块303，用于将已压缩p个通道的低频带信号交替传输至电子耳蜗电极阵列，以刺激所述电子耳蜗电极阵列中p个电子耳蜗电极对应的听觉神经。

附图3示例的连续交替模块303具体用于在每个瞬间只将已压缩p个通道的低频带信号中一个通道的低频带信号传送至电子耳蜗电极阵列，以刺激所述p个电子耳蜗电极中一个电子耳蜗电极对应的听觉神经。

附图2示例的全刺激模块203可以包括能量提取模块401、能量排序模块402和第二压缩模块403，如附图4所示本发明实施例四提供的电子耳蜗言语处理系统，其中：

能量提取模块401，用于计算n—p个通道的高频带信号的能量；

能量排序模块402，用于从最高能量开始，从n—p个通道的高频带信号排序出能量相对较高的q个通道的高频带信号；

第二压缩模块403，用于压缩q个通道的高频带信号的动态范围和声电范围后传送至电子耳蜗电极阵列，以刺激所述电子耳蜗电极阵列中q个电子耳蜗电极对应的听觉神经。

具体地，附图4示例的第二压缩模块403具体用于压缩q个通道的高频带信号的动态范围和声电范围后，在每个瞬间将所述已压缩q个通道的高频带信号全部传送至电子耳蜗电极阵列，以瞬间刺激所述电子耳蜗电极阵列中全部q个电子耳蜗电极对应的听觉神经。

需要说明的是，上述装置各模块/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本发明方法实施例相同，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例所提供的电子耳蜗言语处理方法和系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。