本發(fā)明屬于醫(yī)療實驗用裝置領(lǐng)域，涉及一種言語算法實驗裝置，尤其涉及一種人工耳蝸言語算法實驗裝置。

背景技術(shù)：

人工耳蝸是目前為止唯一可以使重度極重度感音神經(jīng)性聾患者恢復(fù)聽力及言語交流能力的聽覺康復(fù)設(shè)備。其工作原理是通過一定的言語處理策略對聲音信號進行處理，然后轉(zhuǎn)換為電信號，刺激患者殘存的聽神經(jīng)。人工耳蝸處理策略決定了言語辨識的效果。

在研究人工耳蝸信號處理策略時，一般需要進行聲學(xué)模擬，將模擬的聲學(xué)信號播放給聽力正常人或者輕中度感音神經(jīng)性聾患者，評估某種處理策略處理后聲音的辨識情況，從而評估信號處理策略的優(yōu)劣。在聲音信號處理策略中，關(guān)鍵步驟是提取聲音信號的包絡(luò)信息，并受很多參數(shù)影響。目前人工耳蝸聲學(xué)模擬方面的研究僅局限于幾個實驗室，原因在于需要用matlab等軟件編寫程序代碼，而對于非工科背景的臨床醫(yī)師及相關(guān)人員來說，雖然對人工耳蝸的效果評估非常感興趣，但礙于無相關(guān)基礎(chǔ)編寫代碼，嚴(yán)重阻礙了臨床醫(yī)師及相關(guān)人員參與人工耳蝸言語處理策略方面的研究。。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種靈活和便捷的人工耳蝸言語算法實驗裝置。

為達到上述目的，具體技術(shù)方案如下：

一種人工耳蝸言語算法實驗裝置，包括將輸入的音頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的輸入信號處理通道、處理數(shù)字信號的信號處理單元、控制所述信號處理單元的中央控制單元和將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為音頻信號的輸出信號處理通道，所述輸入信號處理通道與所述信號處理單元相連，所述信號處理單元與所述輸出信號處理通道相連，所述中央控制單元與所述信號處理單元相連，所述信號處理單元中包括至少兩個的可編程數(shù)字信號處理器。

優(yōu)選的，所述信號處理單元中還包括選擇并復(fù)制數(shù)字信號的信號復(fù)制選擇單元、選擇并混合數(shù)字信號的信號混合單元，所述信號復(fù)制選擇單元、所述信號混合單元分別與所述可編程數(shù)字信號處理器相連。

優(yōu)選的，所述信號復(fù)制選擇單元復(fù)制的數(shù)字信號的數(shù)量與所述可編程數(shù)字信號處理器的數(shù)量相同，所述信號復(fù)制選擇單元將復(fù)制的數(shù)字信號一一對應(yīng)的輸入所述可編程數(shù)字信號處理器。

優(yōu)選的，所述可編程數(shù)字信號處理器對數(shù)字信號進行濾波、提取包絡(luò)和精細結(jié)構(gòu)，并將處理后的數(shù)字信號輸入到所述信號混合單元。

優(yōu)選的，所述可編程數(shù)字信號處理器的數(shù)量大于或等于16。

優(yōu)選的，所述可編程數(shù)字信號處理器的數(shù)量大于或等于32。

優(yōu)選的，還包括預(yù)存儲數(shù)字音頻信號的數(shù)據(jù)存儲單元，所述數(shù)據(jù)存儲單元分別與所述信號處理單元、所述中央控制單元相連，所述中央控制單元控制所述數(shù)據(jù)存儲單元中的數(shù)字信號輸入所述信號處理單元。

優(yōu)選的，還包括控制終端，所述控制終端與所述中央控制單元相連，所述控制終端通過所述中央控制單元控制所述信號處理單元和數(shù)據(jù)存儲單元。

優(yōu)選的，還包括聲音輸入裝置，所述聲音輸入裝置與所述輸入信號處理通道相連。

優(yōu)選的，還包括聲音輸出裝置，所述聲音輸出裝置與所述輸出信號通道相連。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的技術(shù)方案可以通過計算機設(shè)備對硬件編程實現(xiàn)言語算法，并能夠?qū)崟r處理輸入裝置的模擬和數(shù)字音頻信號，并將處理后的信號實時的通過模擬接口送到被測試者的耳機上。為言語算法的研究者提供一個靈活和便捷的實驗平臺，極大地節(jié)約研究者實現(xiàn)算法的資金和時間，同時可以快速地開展算法的實驗。

附圖說明

構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是本發(fā)明的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實施例中的信號處理單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例做具體闡釋。

如圖1中所示，本發(fā)明的實施例的一種人工耳蝸言語算法實驗裝置，包括實驗裝置10，其包括將輸入的音頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的輸入信號處理通道11、處理數(shù)字信號的信號處理單元13、控制信號處理單元的中央控制單元14和將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為音頻信號的輸出信號處理通道12。輸入信號處理通道11與信號處理單元13相連，信號處理單元13與輸出信號處理通道12相連，中央控制單元14與信號處理單元13相連，信號處理單元13中包括至少兩個的可編程數(shù)字信號處理器。

優(yōu)選實驗裝置10還包括預(yù)存儲數(shù)字音頻信號的數(shù)據(jù)存儲單元15。本發(fā)明的實施例還包括控制終端40、聲音輸入裝置20、聲音輸出裝置30。

如圖1中所示，在本發(fā)明的實施例中，本發(fā)明實施例通過依次連接的聲音輸入裝置20、實驗裝置10、聲音輸出裝置30以及與實驗裝置10相連并控制實驗裝置10的控制終端40來實現(xiàn)功能。聲音輸入裝置20可以使用麥克風(fēng)通過音頻輸入線50將音頻信息輸入實驗裝置10。實驗裝置10通過音頻輸出線60將音頻信息輸入聲音輸出裝置30，聲音輸出裝置30可以使用耳機或是揚聲器。在控制終端40上安裝實驗裝置10的控制軟件，通過高速串行控制總線70將控制命令發(fā)送給實驗裝置10，并讀取其中的狀態(tài)信息。

音頻信息輸入實驗裝置10的輸入信號處理通道11，將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，通過高速并行總線16輸入信號處理單元13?？刂平K端40發(fā)送的控制信息輸入實驗裝置10的中央控制單元14。中央控制單元14根據(jù)控制指令，通過控制總線18對信號處理單元13進行設(shè)置，并通過高速數(shù)據(jù)總線20對數(shù)據(jù)存儲單元15進行讀寫操作。信號處理單元13根據(jù)中央控制單元14的指令，通過高速并行總線16從輸入信號處理通道11輸入數(shù)字音頻信息和/或通過高速數(shù)據(jù)總線19從數(shù)據(jù)存儲單元15讀取數(shù)據(jù)，產(chǎn)生處理后的數(shù)字音頻信息，并通過高速并行總線17，輸入到輸出信號處理通道12。輸出信號處理通道12將數(shù)字音頻信息轉(zhuǎn)換成模擬音頻信息，通過音頻輸出線60輸出實驗裝置10。

本發(fā)明的實施例采用微處理器和可編程的數(shù)字信號處理器，通過簡單的設(shè)置來實現(xiàn)言語算法，并能夠通過對其控制來靈活實現(xiàn)人工耳蝸的言語處理算法，并且能夠?qū)崟r處理輸入裝置的模擬和數(shù)字音頻信號，并將處理后的信號實時的通過模擬接口送到被測試者的耳機上，實現(xiàn)對該算法的實驗。對語料實現(xiàn)實時測試，從而極大地增加了言語算法實驗的靈活性和便捷性。同時，為了簡化人工耳蝸聲學(xué)模擬過程，本裝置將人工耳蝸信號處理策略中涉及的參數(shù)分別設(shè)置，研究人員可以隨意設(shè)置其中的任意參數(shù)，并輸出處理后的聲音信號，實現(xiàn)人工耳蝸聲學(xué)模擬的簡易操作。

如圖2中所示，在本發(fā)明的實施例中，信號處理單元13展示了信號處理單元的實現(xiàn)方法和工作原理。其中包括信號復(fù)制選擇單元131、可編程數(shù)字信號處理器組132和信號混合單元133。

信號復(fù)制選擇單元131的信號輸入為高速并行總線16和高速數(shù)據(jù)總線19，同時中央控制單元14通過控制總線18對其進行控制。信號復(fù)制選擇單元131從輸入信號中選擇被處理的信號源，同時將這個數(shù)字音頻信號復(fù)制為優(yōu)選的32份，輸入可編程數(shù)字信號處理器組132。同樣，信號復(fù)制選擇單元131從輸入信號中選擇作為載頻信號的信號源，同時將這個載頻信號復(fù)制為優(yōu)選的32份，輸入可編程數(shù)字信號處理器組132。

可編程數(shù)字信號處理器組132優(yōu)選由32個可編程數(shù)字信號處理器組成，分別接收信號復(fù)制選擇單元131輸入的數(shù)字音頻信號和載頻信號，同時中央控制單元14通過控制總線18對其進行控制。可編程數(shù)字信號處理器根據(jù)中央控制單元14指令，實現(xiàn)對數(shù)字音頻信號的濾波、提取包絡(luò)和精細結(jié)構(gòu)的功能，并將處理后的信號輸入到信號混合單元133。

信號混合單元133接收可編程數(shù)字信號處理器組132的32路信號輸入，同時中央控制單元14通過控制總線18對其進行控制。信號混合單元133根據(jù)中央控制單元14指令，實現(xiàn)對輸入信號的選擇和混合處理，并將處理后的信號通過高速并行總線17輸出信號處理單元13。

如圖1和2中所示，在本發(fā)明的實施例中，通過控制終端40安裝的控制軟件，選擇音頻信號源。選擇聲音輸入裝置20作為音頻信號源，或是從數(shù)據(jù)存儲單元15選擇預(yù)存儲的數(shù)字音頻信息作為信號源。再通過控制終端40安裝的控制軟件，設(shè)置信號處理單元13的處理參數(shù)。編輯可編程數(shù)字信號處理器組132中的濾波器的截止頻率，包絡(luò)和精細結(jié)構(gòu)的提取方式和音頻信號載頻調(diào)制的方式等。同時編輯信號混合單元133的信號選擇和合成的處理方式。最后，在聲音輸出裝置30上，實驗被測試者可以聽到處理后的音頻信號，從而評估言語算法的性能。

以上對本發(fā)明的具體實施例進行了詳細描述，但其只是作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實施例。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對本發(fā)明進行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。