非線性Hopf耳蝸濾波器的應(yīng)用研究.pdf

1、眾所周知，人耳對聲音的體驗(yàn)是豐富多彩的，并且對語音信號有著獨(dú)特的辨別、分析與學(xué)習(xí)能力，它能在極低的信噪比情況下，有效的提取目標(biāo)語音內(nèi)容，并且可以依賴已有的知識背景對語音信號進(jìn)行判斷處理。人類的聽覺系統(tǒng)的魯棒性和抗噪能力都非常的強(qiáng)，目前所研制的任何一種語音識別系統(tǒng)都遠(yuǎn)比不上。因此基于人耳聽覺模型的語音特征提取方法日益受到的人們的重視。
　　 本文在Tara Julia Hamiliton等人基于Hopf濾波器實(shí)現(xiàn)的生物耳蝸聽覺模型

2、的硬件電路上，提出了一種Hopf語音特征參數(shù)提取的方法。該方法使用了Hopf濾波器組，并且根據(jù)耳蝸的基底膜特性選定和調(diào)整中心頻率與帶寬，測試語音將通過濾波器組得到的多維聽覺特征向量，經(jīng)過離散余弦變換，得到用于表征語音信號的系數(shù)，這樣提取的語音信號特征更符合人耳聽覺特性，并應(yīng)用于以下兩個方面:
　　 1.本文針對語音識別系統(tǒng)中的噪音魯棒性和多變性問題，將Hopf特征參數(shù)用于孤立漢字的語音識別仿真系統(tǒng)。系統(tǒng)采用了自行錄制的孤立漢字的

3、語音庫，對輸入的語音信號經(jīng)行預(yù)處理后，再進(jìn)行特征提取，模式識別采用的是DTW識別算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在低信噪比的情況下，提取的Hopf特征參數(shù)相對于傳統(tǒng)的MFCC參數(shù)和LPCC參數(shù)，具有較好的抗噪性能，系統(tǒng)的識別率和魯棒性具有明顯提高。
　　 2.針對目前神經(jīng)性受損的聾人無法接受人工耳蝸的植入，和目前人工耳蝸存在的費(fèi)用昂貴，手術(shù)風(fēng)險大的背景下，將提取的Hopf特征參數(shù)用于實(shí)驗(yàn)室開發(fā)設(shè)計(jì)的觸覺替代的硬件電路中。觸覺替代就是利用皮膚