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基于双TP型麦克风的电子耳蜗前端指向性语音增强系统的研制

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仪器仪表学报 2010年第9期31卷 1952-1958页

作者：陈又圣宫琴清华大学生物医学工程系北京100084

目前应用于临床的电子耳蜗在安静环境下的言语识别率较高,而在噪声环境下的言语识别率却大大降低。为了提高电子耳蜗在信噪比低的使用环境下的言语识别率,本文设计了用于研究电子耳蜗前端的麦克风阵列语音增强算法的硬件系统,并采用了... 详细信息

目前应用于临床的电子耳蜗在安静环境下的言语识别率较高,而在噪声环境下的言语识别率却大大降低。为了提高电子耳蜗在信噪比低的使用环境下的言语识别率,本文设计了用于研究电子耳蜗前端的麦克风阵列语音增强算法的硬件系统,并采用了两个同时具有全向性输出和方向性输出的TP微型麦克风模块以适应电子耳蜗严格的体积限制。实验结果显示:所设计的小间距的基于双TP型微型麦克风的电子耳蜗前端指向性语音增强系统的采集效果达到了设计的指标。该系统具有麦克风数量少,多通道采集的优点,为研究适合于复杂噪声环境的具有多麦克风、多参数、小间距特征的麦克风阵列语音增强算法的提供了有效的硬件平台。

关键词：语音增强 TP型麦克风指向性电子耳蜗

电子耳蜗前端双麦克风语音增强及波束形成算法研究

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生物医学工程学杂志 2019年第3期36卷 468-477页

作者：陈又圣陈艳深圳信息职业技术学院

麦克风阵列语音增强的方法是通过采用多个麦克风同时进行语音信号采集,从而增加了空间方位的信息,因此有助于提高电子耳蜗在噪声环境下的言语识别率。鉴于尺寸的限制,电子耳蜗使用的麦克风数量不能太多,从而限制了麦克风阵列形成波束的... 详细信息

麦克风阵列语音增强的方法是通过采用多个麦克风同时进行语音信号采集,从而增加了空间方位的信息,因此有助于提高电子耳蜗在噪声环境下的言语识别率。鉴于尺寸的限制,电子耳蜗使用的麦克风数量不能太多,从而限制了麦克风阵列形成波束的设计。为了兼顾电子耳蜗尺寸的限制条件并增加信号采集空间方位信息,本文提出了一种采用两个超薄单指向/全向组合型麦克风(TP)的语音增强和波束形成算法,每个TP麦克风均单独包含两个声管用于信号采集,达到了增加整体空间方位信息的目的。本文探讨了不同增益向量条件下波束形成的特性和双麦克风间距对波束的影响,为双麦克风语音增强技术在电子耳蜗的应用提供有价值的理论分析和工程参数。

关键词：电子耳蜗语音增强波束形成双麦克风

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麦克风特性研究的教学实验系统搭建

实验技术与管理 2013年第10期30卷 100-103,139页

作者：宫琴陈又圣清华大学医学院生物医学工程系北京100084

为了研究不同声场条件下麦克风的特性,以满足生物医学工程声学实验教学的需求,研制了一套基于USB声卡的声学教学实验系统。该系统包含麦克风模块、硬件电路模块、USB声卡模块和终端计算机,以符合助听器和电子耳蜗等小型设备的前端信号... 详细信息

为了研究不同声场条件下麦克风的特性,以满足生物医学工程声学实验教学的需求,研制了一套基于USB声卡的声学教学实验系统。该系统包含麦克风模块、硬件电路模块、USB声卡模块和终端计算机,以符合助听器和电子耳蜗等小型设备的前端信号采集的参数指标和尺寸要求。所搭建的系统为教学实验提供了一套声学测试平台,用于测试自由声场和放置头部模型等不同声场条件下的麦克风的特性,以及进一步通过麦克风阵列所进行的语音增强的系列研究。该开放式实验系统的搭建有利于培养学生对声学基本实验操作能力和对学生创新性思维的发掘。

关键词：教学实验系统麦克风前端信号采集声场

电子耳蜗前端麦克风阵列语音增强技术的研究与进展

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生物医学工程学杂志 2019年第4期36卷 696-704页

作者：陈又圣陈伟芳张璞陈培培深圳信息职业技术学院

麦克风阵列的方法在近年来被逐渐应用在电子耳蜗前端语音增强和提高言语识别率的研究里。该方法通过在空间不同的位置上放置若干麦克风,可以采集包含大量空间位置和方位信息的多通道信号,并形成增强目标信号和抑制干扰信号的特定波束指... 详细信息

麦克风阵列的方法在近年来被逐渐应用在电子耳蜗前端语音增强和提高言语识别率的研究里。该方法通过在空间不同的位置上放置若干麦克风,可以采集包含大量空间位置和方位信息的多通道信号,并形成增强目标信号和抑制干扰信号的特定波束指向模式。该方法更加适合用于电子耳蜗增强面对面交流的应用场景,其应用价值受到越来越多研究人员的关注。本文对麦克风阵列波束形成的原理进行阐述,并对目前文献中基于麦克风阵列的语音增强技术进行分析,归纳和总结了其中的技术难点和发展趋势。

关键词：电子耳蜗麦克风阵列语音增强波束形成

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电子耳蜗言语处理策略的频谱特征研究

生物医学工程学杂志 2017年第5期34卷 760-766,771页

作者：陈又圣王健陈伟芳管明祥深圳信息职业技术学院广东深圳518000

目前电子耳蜗在汉语的应用环境下会丢失音调信息,导致言语识别率的降低。为了便于针对性地研究适合汉语特征的电子耳蜗言语处理算法并提高言语识别率,本文在改进的电子耳蜗前端信号采集平台上研究了不同电子耳蜗言语处理策略的波形特性... 详细信息

目前电子耳蜗在汉语的应用环境下会丢失音调信息,导致言语识别率的降低。为了便于针对性地研究适合汉语特征的电子耳蜗言语处理算法并提高言语识别率,本文在改进的电子耳蜗前端信号采集平台上研究了不同电子耳蜗言语处理策略的波形特性以及语谱分布、能量强度、基频和共振峰等谱相关参数,通过分析和提取参数特征,研究了两大类电子耳蜗言语处理策略的特征。因此,本文的研究目的是期望通过本文结果能够有助于扩展基于汉语特征的电子耳蜗言语处理策略的研究。

关键词：电子耳蜗言语处理策略能量强度共振峰

基于信号能量选取的电子耳蜗言语处理策略特征

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中国医学物理学杂志 2023年第6期40卷 736-741页

作者：陈又圣曹雪梅王庚深圳信息职业技术学院信息与通信学院广东深圳518000

基于信号能量选择的电子耳蜗言语处理策略的算法架构,分析该策略的信号处理过程,并比较波形、信号强度、语音频谱等特征,以获得该策略对语音信号处理的影响。此外,本文对信号序列每帧中选择的最大子带数量以及电子耳蜗滤波器组选择每个... 详细信息

基于信号能量选择的电子耳蜗言语处理策略的算法架构,分析该策略的信号处理过程,并比较波形、信号强度、语音频谱等特征,以获得该策略对语音信号处理的影响。此外,本文对信号序列每帧中选择的最大子带数量以及电子耳蜗滤波器组选择每个子带的概率进行深入统计。研究发现,基于信号能量选择的言语处理策略的特点是低频通道的选取概率较高,高频通道的选取概率较低。通过重点分析算法在信号特征参数传输上的匹配性和频带选择中的关键特征,为提出和改进新的电子耳蜗言语处理策略提供依据。

关键词：电子耳蜗频带选取信号能量言语处理策略

Small-Space Microphone Array Fractional Delay Algorithm Based on FIR Filter for Cochlear Implant

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Tsinghua Science and Technology 2011年第1期16卷 90-94页

作者：陈又圣宫琴 Department of Biomedical Engineering Tsinghua University

Directional speech enhancement of signals from microphone arrays is an effective way to improve speech recognition for cochlear implant users. The strict implant size limitation results in a short distance between microphones. The fractional delay problem due to the short distance between microphones is solved by a maximal flat （Maxflat） finite impulse response （FIR） filter, using the Maxflat error criteria at a low frequency containing most of the speech information and energy. The fractional Maxfiat FIR filter approximates the ideal digital fractional filter at the magnitude response, phase response, and phase delay characteristics, and is also very low order. The results demonstrate that the Maxflat FIR filter accurately and effectively solves the fractional digital delay and is very suitable for real-time speech processing in practical cochlear implant products.

关键词： microphone array fractional delay Maxflat FIR filter directional speech enhancement system

基于拉格朗日插值的电子耳蜗分数延迟和参数失配分析

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中国医学物理学杂志 2021年第4期38卷 468-471页

作者：张春晓陈又圣黄鸿展深圳信息职业技术学院广东深圳518000

波束形成方法是电子耳蜗前端语音增强的重要方法之一,该方法的主要参数是增益系数和延迟参数。电子耳蜗的尺寸小,传统的波束形成方法在具体应用中会出现分数延迟的问题。本文采用拉格朗日多项式的插值方法实现电子耳蜗的分数延迟参数,... 详细信息

波束形成方法是电子耳蜗前端语音增强的重要方法之一,该方法的主要参数是增益系数和延迟参数。电子耳蜗的尺寸小,传统的波束形成方法在具体应用中会出现分数延迟的问题。本文采用拉格朗日多项式的插值方法实现电子耳蜗的分数延迟参数,通过相邻点的数值进行加权形成分数延迟的信号序列。仿真分析表明,拉格朗日多项式插值的分数延迟方法可实现低频段的幅频响应和相频响应的高度吻合,契合电子耳蜗频带特征,可实现电子耳蜗所在频段分数延迟的低误差和低计算复杂度。

关键词：拉格朗日插值电子耳蜗分数延迟参数失配

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电子信息产业的发展及高职院校人才培养探讨

深圳信息职业技术学院学报 2018年第1期16卷 20-23页

作者：陈又圣深圳信息职业技术学院电子与通信学院广东深圳518172

电子信息产业是我国支柱产业之一,在我国产业中占有较大的比重,并在近年来持续创新和发展着。本文通过电子信息行业的目前状况和产业指标的分析,探讨了我国电子信息行业的发展特征和产业分布特征。并进一步结合高职院校电子信息工程技... 详细信息

电子信息产业是我国支柱产业之一,在我国产业中占有较大的比重,并在近年来持续创新和发展着。本文通过电子信息行业的目前状况和产业指标的分析,探讨了我国电子信息行业的发展特征和产业分布特征。并进一步结合高职院校电子信息工程技术的专业开设情况和人才需求,探讨了高职院校电子信息工程技术专业的人才培养。

关键词：人才培养电子信息工程技术高职