The invention discloses an optimized coding method and system for enhancing cochlear prosthesis tone perception, which carries out frequency position mapping coding and time optimization coding of tone information on each channel electrode, in which frequency position mapping coding of each harmonic frequency in tone information is carried out to obtain the corresponding electrode channel frequency of tone information, and the fundamental frequency cycle of tone information is used. The time window is used to optimize the coding of the time when the signals of each electrode channel appear, that is, to calculate the stimulation time of the harmonic amplitude signal corresponding to the channel after the frequency position mapping, and to \align\ the stimulation time of each channel with the minimum stimulation interval that the auditory neuron can respond in time sequence, so as to obtain the stimulation time of each electrode. The optimized coding method combines the position coding and time coding of the auditory system to transmit the tone characteristics of the voice more accurately and accords with the response characteristics of the auditory nerve of the human ear. It can enhance the perception of the voice tone and music melody of the cochlear implant.
【技术实现步骤摘要】
一种增强人工耳蜗音调感知的优化编码方法及系统
本公开涉及人工听觉
，特别是涉及一种增强人工耳蜗音调感知的优化编码方法及系统。
技术介绍
人工耳蜗是通过电脉冲直接刺激耳聋患者的听觉神经，使患者恢复听觉的医用植入设备。通过手术植入人工耳蜗，可以帮助深重度耳聋患者恢复听觉，患者的言语识别率高达90％以上。然而，在音调和音乐感知方面，人工耳蜗植入者的音乐和音调感知效果较差，远远不能满足重度以上耳聋患者欣赏音乐的基本要求。人工耳蜗的关键技术是声音编码策略和电极阵列技术。目前，人工耳蜗的植入者高达几十万人，其植入内耳的电极已经固定且不可改变，所以要想提高对语音和音乐信号的感知能力，只能从声音编码策略方面进行改进或优化。专利技术人在研究中发现，当前，连续脉冲间隔采样编码(CIS)技术是公认的、应用最广泛的语言编码策略，但CIS编码主要传递了声音信号的谱包络信息，而忽略了声音中某些精细结构信息。ZacharyM.Smith等学者在2002年通过希尔伯特变换把声音信号分解成包络和精细结构进行分析，研究发现包络信息在语音理解方面有重要作用，而精细结构在声调和音乐感知方面有重要作...
【技术保护点】
1.一种增强人工耳蜗音调感知的优化编码方法，其特征是，包括：对声音信号中音调信息在各通道电极上进行频率位置映射编码和时间优化编码；其中，对音调信息中各次谐波的频率按照就近原则与各电极通道的中心频率相对应进行频率位置映射编码，获得音调信息对应的各电极通道频率；以音调信息中基频周期为“时间窗”对各电极通道幅值出现的时刻进行时间优化编码：计算频率位置映射后通道对应的谐波幅度信号的刺激时刻，并将计算的各通道可能出现的刺激时刻与听神经元可响应的最小刺激间隔在时序上“就近对齐”，获得各个电极的刺激时刻。
【技术特征摘要】
1.一种增强人工耳蜗音调感知的优化编码方法，其特征是，包括：对声音信号中音调信息在各通道电极上进行频率位置映射编码和时间优化编码；其中，对音调信息中各次谐波的频率按照就近原则与各电极通道的中心频率相对应进行频率位置映射编码，获得音调信息对应的各电极通道频率；以音调信息中基频周期为“时间窗”对各电极通道幅值出现的时刻进行时间优化编码：计算频率位置映射后通道对应的谐波幅度信号的刺激时刻，并将计算的各通道可能出现的刺激时刻与听神经元可响应的最小刺激间隔在时序上“就近对齐”，获得各个电极的刺激时刻。2.如权利要求1所述的一种增强人工耳蜗音调感知的优化编码方法，其特征是，在进行频率位置映射编码之前需要对声音信号中有效信息进行采集及预处理，预处理后提取信号的基频周期。3.如权利要求2所述的一种增强人工耳蜗音调感知的优化编码方法，其特征是，在声音信号预处理之后，再对信号进行各通道信号的带通滤波，获得各频带输出信号，之后进行全波整流、低通滤波，然后进行量化，获取各频带信号幅度包络，以各通道带通滤波输出的包络值为刺激电极信号的幅度。4.如权利要求1所述的一种增强人工耳蜗音调感知的优化编码方法，其特征是，在进行频率位置映射编码时，当多个谐波频率均落入某个通道的频带内时，利用就近原则将该通道中心频率与距离最近的谐波频率对应、进行匹配；若某两个谐波频率与某电极通道的中心频率间隔相等，则丢弃较高次谐波，选择该中心频率映射为低次谐波频率。5.如权利要求1所述的一种增强人工耳蜗音调感知的优化编码方法，其特征是，在时间优化编码上，以基频周期为“时间窗”对各电极通道幅值出现的时刻进行时间优化编码，对应电极刺激信号出现时刻应以映射后的谐波周期为间隔，以听神经不应期间隔为最小间隔步长、遵循“就近对齐”原则划分具体...
【专利技术属性】
技术研发人员：田岚，孟强，李濛，李玮琦，韩笑，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37
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