中文語(yǔ)音處理技術(shù)在數(shù)字助聽器中的開發(fā)和應(yīng)用(編輯修改稿)
2025-08-31 10:42 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，大約能提高 17% 的單詞可懂度。這里所謂說(shuō)得更清晰是指強(qiáng)調(diào)言語(yǔ)信號(hào)中的某些暗示，這些暗示有許多不同的形式，如特定音段的持續(xù)時(shí)間，元音的共振峰位置或者音素之間的過(guò)渡等。 不是所有人都會(huì)簡(jiǎn)單地、方便地對(duì)聽力損失患者 “ 清楚地 ” 講話。因此，我們要采用言語(yǔ)增強(qiáng)的方法就是在說(shuō)話人和聽話人中間構(gòu)造一個(gè)處理模型，該模型能強(qiáng)調(diào)并突出語(yǔ)句中的特定成分，使語(yǔ)句聽起來(lái)更清晰。 一切語(yǔ)音之所以能夠表達(dá)意義，是由于各個(gè)音之間存在區(qū)別。這些區(qū)別產(chǎn)生于聲腔內(nèi)部的器官和肌肉等活動(dòng)決定的發(fā)音方法和發(fā)音部位的差異，同時(shí)又表現(xiàn)為語(yǔ)音的聲學(xué)特征的差異。本文提出的言語(yǔ)增強(qiáng)的方法正是通過(guò)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的重構(gòu)來(lái)強(qiáng)化這些差異。所謂重構(gòu)是指對(duì)語(yǔ)音信號(hào)中不同性質(zhì)的信號(hào)進(jìn)行識(shí)別并有針對(duì)性地予以處理，強(qiáng)調(diào)其中對(duì)人的感知起作用的特征，從而達(dá)到提高言語(yǔ)清晰度的目的。該方法可以簡(jiǎn)單地概括為：放大輔音、強(qiáng)調(diào)重音和突出聲調(diào) . 漢語(yǔ)語(yǔ)音信號(hào)的感知特點(diǎn) 聲調(diào) 聲調(diào)的調(diào)類 聲調(diào)的感知 主要依據(jù)基頻的變化 聲調(diào)音高的變化對(duì)音長(zhǎng)和音強(qiáng)都可能產(chǎn)生影響 重音 輕重音的聲學(xué)特性 與實(shí)際音強(qiáng)有密切關(guān)系，但并不相等 還要受音色、音高和音長(zhǎng)的制約 感知特點(diǎn)：分辨輕重音時(shí)，音強(qiáng)往往并不是決定性因素 1 ）輔音放大 (Consonant Amplification) 言語(yǔ)知覺(jué)的心理實(shí)驗(yàn)證實(shí)了如下特點(diǎn)：人在言語(yǔ)感知過(guò)程中，對(duì)語(yǔ)音信號(hào)載荷的關(guān)于發(fā)音方法和發(fā)音部位的分辨信息的知覺(jué)能力存在強(qiáng)弱差別?？傮w上說(shuō)，人對(duì)發(fā)音方法比對(duì)發(fā)音部位有更好的分辨能力。而方法清晰度與輔音清晰度的關(guān)系很相近。在漢語(yǔ)輔音的發(fā)音方法的知覺(jué)重要性中，存在清與濁、送氣與不送氣、摩擦與非摩擦的從強(qiáng)到弱的位次關(guān)系。研究表明，相對(duì)加強(qiáng)輔音有助于改善語(yǔ)音清晰度。 Kates 描述了放大輔音的方法，圖1是其中被廣為采用的一種模型。該系統(tǒng)把信號(hào)分解成幾個(gè)波段，在每個(gè)波段檢測(cè)短時(shí)譜形，根據(jù)譜形識(shí)別元音和輔音，對(duì)輔音則給予放大。需要指出的是，杜利民等提出了漢語(yǔ)語(yǔ)音導(dǎo)引特征的概念，從聲學(xué)信息計(jì)算檢測(cè)的角度為為漢語(yǔ)自動(dòng)語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)提供了一種輔助匹配結(jié)構(gòu)。 圖 1 輔音增強(qiáng)系統(tǒng) 1. TOCCATA 數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng) Toccata TM 系統(tǒng)是微型、超低功耗、高效率的數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)。它包括一個(gè)高保真加權(quán)疊加濾波器組（ WOLA filter bank ）、一個(gè) 16 位 DSP 核心、兩個(gè) 14 位 A/D 轉(zhuǎn)換器、一個(gè) 14 位 D/A 轉(zhuǎn)換器和其它外圍設(shè)備。 Toccata TM 技術(shù)提供標(biāo)準(zhǔn)的軟件可編程的 DSP 開發(fā)平臺(tái)和采用 μ 工藝制造的微型超大規(guī)模集成電路。它不但為音頻處理系統(tǒng)制造商也為其它基于 DSP 的微型、低功耗產(chǎn)品的開發(fā)提供了便利。 [4] a. 硬件結(jié)構(gòu) (Hardware Structure) 圖4 硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 TOCCATA 系統(tǒng)由三塊芯片組成，一個(gè) “ 模擬 ” 芯片（ ALPHA ），一個(gè) “ 數(shù)字 ” 芯片（ DELTA ），和一個(gè)用于無(wú)電存儲(chǔ)的 E 2 PROM 芯片。 ALPHA 芯片 ALPHA 芯片包括輸入和輸出放大器，二個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換器，一個(gè) D/A 轉(zhuǎn)換器，以及主時(shí)鐘及供電系統(tǒng)。 DELTA 芯片 DELTA 芯片包括了 16 位軟件可編程 DSP 核心，一個(gè) WOLA 濾波器組協(xié)處理器，一個(gè) DMA 控制器（輸入輸出處理器或 IOP ）和存儲(chǔ)器（ RAM 和 ROM ）?？删幊毯诵暮挽`活的濾波器的組合允許通過(guò)軟件改變信號(hào)的處理方式。因而，該結(jié)構(gòu)可以執(zhí)行傳統(tǒng)的音頻處理系統(tǒng)處理方案（例如雙通道壓縮），當(dāng)然通過(guò) DSP 核心，也可以執(zhí)
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