一种面向免验配助听器的参数自调节方法技术

本发明专利技术公开了一种面向免验配助听器的参数自调节方法，包括以下步骤：步骤一：确定10组参数[a1,b1,a2,b2,r,s,t]

【技术实现步骤摘要】
一种面向免验配助听器的参数自调节方法


[0001]本专利技术涉及助听器验配
，具体涉及一种面向免验配助听器的参数自调节方法。

技术介绍

[0002]听力损失会严重影响听障患者的身心健康，佩戴助听器是目前听障患者改善听力最有效的手段。在中国，由于庞大的老龄听损人口、落后的助听器技术、以及汉语与英语本身的差异性，都使得汉语数字助听器技术研究面临严峻的挑战。
[0003]传统的助听器验配主要依靠听力专家对患者问题的解读，然后转化为正确的助听器电声特征。由于，助听器的类型及其信号处理的参数数量不断增加，对听力专家的技能要求越来越高，已成为制约助听器使用的重要因素之一。当前，使用人工智能算法来替代听力专家的作用成为一种研究趋势，如基于遗传算法对谱增强算法参数和多通道补偿算法参数的优化，但是该遗传算法的收敛速度慢，稳定性差，影响了算法的实用性。而且，由于缺乏有效的认知评估方法，基于认知的参数优化算法的研究进展缓慢，近年来，有些专家提出一种自验配的助听器参数优化算法，即通过患者的反馈利用智能算法取代听力专家的工作，从而变相的引入认知因素。
[0004]但是上述的算法，仍然没有充分利用患者的综合性信息，比如认知能力，验配过程，因此，如何基于这些数据构建新的自验配模型改善言语增强效果有待进一步研究。为了解决助听器验配方法存在的问题，相关领域技术人员莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的方法被发展完成，如何解决上述的问题，是当前急需实现的。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术给出了一种面向免验配助听器的参数自调节方法，该方法根据耳蜗听损模型建立了一个响度补偿模型，基于声压级和语音可懂度构建了一个对响度补偿效果的评价指标，利用优化算法优化模型参数以使响度补偿效果最优化。
[0006]技术方案：为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种面向免验配助听器的参数自调节方法，包括以下步骤：
[0008]步骤一：确定10组参数[a1,b1,a2,b2,r,s,t]1～10
，包括低于中心频率CF的滤波器的调节系数a1和b1，高于中心频率CF的滤波器的调节系数a2和b2，补偿调节系数r以及正常耳最大增益调节系数s和t；
[0009]步骤二：根据患者在中心频率CF处的听力损失，分别计算10组参数对应的内/外毛细胞听力损失，正常耳和患耳的最大增益和补偿系数；
[0010]步骤三：将输入语音x
in
分帧加窗，并计算每帧信号的能量谱E(k)；
[0011]步骤四：计算10组参数对应的补偿增益；
[0012]步骤五：将步骤四计算得出的补偿增益作用在信号谱上，获得补偿后的10组语音
信号；
[0013]步骤六：计算10组语音信号的适应度，并重新生成10组参数，如果种群的平均适应度不再提高，且适应度高度集中，保留适应度最高的1组参数即为最优参数，退出迭代；否则，对除最优参数外的另9组参数进行染色体交叉，生成9组新的参数即为修正后参数，将最优参数与9组修正后参数重新返回步骤二。
[0014]优选的，所述步骤一中，中心频率CF的取值包括125，250，500，1000，2000，4000和6000Hz；七个参数a1,b1,a2,b2,r,s,t分别设置为[0.108
±
0.01]，[2.33
±
0.2]，[0.0641
±
0.006]，[0
±
0.1]，[0.05
±
0.005]，[0.019
±
0.002]，[1.1
±
0.1]范围内均匀分布的随机变量，10组参数在取值范围内随机生成。
[0015]优选的，所述步骤二中，内/外毛细胞损失，正常耳和患耳的最大增益和补偿系数的计算包括以下步骤：
[0016]1)根据患者在中心频率CF处的听力损失HL(CF)，计算内毛细胞听力损失HL
IHC
(CF)和外毛细胞听力损失HL
OHC
(CF)，
[0017][0018]2)计算正常耳最大增益G
M,Normal
(CF)和患耳最大增益G
M,Impaired
(CF)，
[0019][0020]其中，s和t均为正常耳最大增益调节系数；
[0021]3)计算正常耳和患耳的补偿系数C
Normal
(CF)和C
Impaired
(CF)，
[0022][0023]其中，r为补偿调节系数。
[0024]优选的，所述补偿增益的计算包括以下步骤：
[0025]1)计算各个通道的能量E
pf
(CF)；
[0026][0027]其中，E(k)为每帧信号的能量谱，k代表频点，W
pf
(CF,k)为频点为k的中心频率为CF的无源滤波器频响表达式；
[0028]W
pf
(CF,f)为输入语音频率为f的中心频率为CF的无源滤波器频响表达式；其计算公式如式(5)：
[0029][0030]式(5)中，t
l
(CF)和t
u
(CF)分别代表频率低于或高于CF的滤波器，f为输入语音的频率，
[0031][0032]2)计算外毛细胞对应的目标补偿增益IG
OHC
(CF)；
[0033]IG
OHC
(CF)＝m[G
Normal
(CF)
‑
G
Impaired
(CF)]ꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0034]式(7)中，m为修正系数，m的取值为
[0035][0036]G
Normal
(CF)和G
Impaired
(CF)分别为正常耳和患耳的增益，其表示如式(9)所示：
[0037][0038]式(9)中，D(CF)＝exp{r
·
E
pf
(CF)}，r为补偿调节系数；
[0039]3)计算内毛细胞增益IG
IHC
(CF)；
[0040]IG
IHC
(CF)＝0.5
·
min[HL
IHC
(CF),40]ꢀꢀꢀꢀꢀ
(10)；
[0041]4)计算补偿增益IG(CF)为
[0042]IG(CF)＝IG
OHC
(CF)+IG
IHC
(CF)+INT(CF)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(11)
[0043]其中INT(CF)为一个衰减因子，当频率CF等于125，250和500Hz时，INT(CF)分别为
‑
15dB，
‑
10dB和
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向免验配助听器的参数自调节方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：确定10组参数[a1,b1,a2,b2,r,s,t]
1～10
，包括低于中心频率CF的滤波器的调节系数a1和b1，高于中心频率CF的滤波器的调节系数a2和b2，补偿调节系数r以及正常耳最大增益调节系数s和t；步骤二：根据患者在中心频率CF处的听力损失，分别计算10组参数对应的内/外毛细胞听力损失，正常耳和患耳的最大增益和补偿系数；步骤三：将输入语音x
in
分帧加窗，并计算每帧信号的能量谱E(k)；步骤四：计算10组参数对应的补偿增益；步骤五：将步骤四计算得出的补偿增益作用在信号谱上，获得补偿后的10组语音信号；步骤六：计算10组语音信号的适应度，并重新生成10组参数，如果种群的平均适应度不再提高，且适应度高度集中，保留适应度最高的1组参数即为最优参数，退出迭代；否则，对除最优参数外的另9组参数进行染色体交叉，生成9组新的参数即为修正后参数，将最优参数与9组修正后参数重新返回步骤二。2.根据权利要求1所述的一种面向免验配助听器的参数自调节方法，其特征在于，步骤一中，中心频率CF的取值包括125，250，500，1000，2000，4000和6000Hz；七个参数a1,b1,a2,b2,r,s,t分别设置为[0.108
±
0.01]，[2.33
±
0.2]，[0.0641
±
0.006]，[0
±
0.1]，[0.05
±
0.005]，[0.019
±
0.002]，[1.1
±
0.1]范围内均匀分布的随机变量，10组参数在取值范围内随机生成。3.根据权利要求1所述的一种面向免验配助听器的参数自调节方法，其特征在于，步骤二中，内/外毛细胞损失，正常耳和患耳的最大增益和补偿系数的计算包括以下步骤：1)根据患者在中心频率CF处的听力损失HL(CF)，计算内毛细胞听力损失HL
IHC
(CF)和外毛细胞听力损失HL
OHC
(CF)，2)计算正常耳最大增益G
M,Normal
(CF)和患耳最大增益G
M,Impaired
(CF)，其中，s和t均为正常耳最大增益调节系数；3)计算正常耳和患耳的补偿系数C
Normal
(CF)和C
Impaired
(CF)，其中，r为补偿调节系数。4.根据权利要求1所述的一种面向免验配助听器的参数自调节方法，其特征在于，补偿增益的计算包括以下步骤：
1)计算各个通道的能量E
pf
(CF)；其中，E(k)为每帧信号的能量谱，k代表频点，W
pf
(CF,k)为频点为k的中心频率为CF的无源滤波器频响表达式；W
pf
(CF,f)为输入语音频率为f的中心频率为CF的无源滤波器频响表达式；其计算公式如式(5)：式(5)中，t
l
(CF)和t
u
(CF)分别代表频率低于或高于CF的滤波器，f为输入语音的频率，2)计算外毛细胞对应的目标补偿增益IG
OHC
(CF)；IG
OHC
(CF)＝m[G
Normal
(CF)
‑
G
Impaired
(CF)]
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)式(7)中，m为修正系数，m的取值为G
Normal
(CF)和G
Impaired
(CF)分别为正常耳和患耳的增益，其表示如式(9)所示：式(9)中，D(CF)＝exp{r
·
E
pf
(CF)}，r为补偿调节系数；3)计算内毛细胞增益...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁瑞宇，王青云，唐闺臣，吴亮，谢跃，包永强，邹采荣，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：