一種刺激序列的去噪性能判斷處理方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理技術(shù)，尤其設(shè)及一種在快速刺激下聽覺(jué)誘發(fā)電位記 錄過(guò)程中關(guān)于刺激序列的去噪性能判斷處理方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 聽覺(jué)誘發(fā)電位(AuditoiT evoked potential ,AEP)為大腦對(duì)聲音刺激所產(chǎn)生的電 勢(shì)變化，其反映了聽覺(jué)神經(jīng)通路和相關(guān)中樞神經(jīng)的活動(dòng)情況，而對(duì)聽覺(jué)誘發(fā)電位進(jìn)行記錄 分析的設(shè)備則通常被稱為聽覺(jué)誘發(fā)電位儀。在進(jìn)行聽覺(jué)誘發(fā)電位記錄分析時(shí)，一般會(huì)采用 短聲或短音等持續(xù)時(shí)間很短的瞬態(tài)聲音信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)聲音刺激，然而，常見的AEP的幅度十分 微弱，通常小于化V，遠(yuǎn)小于背景數(shù)十毫伏的腦電和噪聲的電位水平，因此，需要采用重復(fù)性 刺激，通過(guò)疊加平均技術(shù)來(lái)提高信噪比。而對(duì)于刺激聲的重復(fù)率，其則受到AEP持續(xù)時(shí)間的 限制而不能過(guò)高，W免造成每個(gè)刺激單元誘發(fā)反應(yīng)的重疊。
[0003] 目前，為了打破刺激重復(fù)率的限制，專家們提出了一種可有效消除誘發(fā)電位重疊 而帶來(lái)的失真的技術(shù)方案。對(duì)于運(yùn)一技術(shù)方案，其實(shí)現(xiàn)原理為:采用一個(gè)特別的刺激串單元 來(lái)代替單個(gè)刺激并周期性重復(fù)，其中，所述的刺激串單元包含了同樣的瞬態(tài)刺激聲，而瞬態(tài) 刺激聲之間的間隔是不相等的，并且可比常規(guī)重復(fù)率限定的短，在一定的信號(hào)采樣率情況 下，可W將刺激串單元用一個(gè)二值信號(hào)表示，即用"r表示刺激聲的出現(xiàn)時(shí)刻，而刺激聲之 間的間隔則用"0"填充，運(yùn)樣一個(gè)二值信號(hào)串稱為一個(gè)周期段的刺激序列，簡(jiǎn)稱段序列；通 過(guò)采用運(yùn)樣的表示方法，則可將所述刺激序列，即段序列，對(duì)應(yīng)的腦電反應(yīng)表示為該刺激序 列和需要恢復(fù)的AEP信號(hào)的循環(huán)卷積，而由于運(yùn)種卷積模型的求解計(jì)算上可在頻域?qū)崿F(xiàn)，因 此則可將該刺激序列的傅里葉變換的倒數(shù)作為一個(gè)實(shí)現(xiàn)去卷積功能的恢復(fù)濾波器，運(yùn)樣將 采集到的AEP信號(hào)經(jīng)所述恢復(fù)濾波器處理后便能恢復(fù)瞬態(tài)的AEP信號(hào)，而該恢復(fù)得到的AEP 信號(hào)會(huì)更加貼近實(shí)際，大大減少失真的程度。然而，由于所述刺激序列的傅里葉變換數(shù)值的 模在某些頻率點(diǎn)很小，因此會(huì)導(dǎo)致恢復(fù)濾波器的模在某些頻率點(diǎn)上可能異常增大，從而過(guò) 度強(qiáng)化了該頻率成分的噪聲能量，運(yùn)樣當(dāng)通過(guò)傅里葉反變換恢復(fù)時(shí)域AEP信號(hào)時(shí)則會(huì)產(chǎn)生 嚴(yán)重的失真。因此由此可得，采用運(yùn)種去卷積濾波的方法的前提是需要選取一個(gè)合適的刺 激序列，運(yùn)樣才能有效地抑制噪音，從而更有效地減少AEP信號(hào)的失真。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種刺激序列的去噪性能判斷處 理方法。
[0005] 本發(fā)明的另一目的是提供一種刺激序列的去噪性能判斷處理系統(tǒng)。
[0006] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種刺激序列的去噪性能判斷處理方法，該方法包 括：
[0007] 獲取段序列；
[000引根據(jù)傅里葉變換的方法，從而計(jì)算段序列的頻域形式表達(dá)式S化Af),其中，kAf 表示為頻率點(diǎn)，Af = 1/T，T為段序列的時(shí)長(zhǎng)，k為正整數(shù)；
[0009] 對(duì)背景噪聲的功率譜在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)下進(jìn)行線性擬合，從而獲得擬合函數(shù)中的斜率 參數(shù)；
[0010] 利用段序列的頻率范圍，從而計(jì)算正整數(shù)k的值；
[0011] 利用得到的正整數(shù)k的最大值和最小值、斜率參數(shù)W及段序列的頻域形式表達(dá)式， 從而計(jì)算得出該段序列的噪音放大性能系數(shù)；
[0012] 根據(jù)計(jì)算得到的噪音放大性能系數(shù)，從而對(duì)刺激序列的去噪性能進(jìn)行判斷。
[0013] 進(jìn)一步，所述段序列的頻域形式表達(dá)式S化Af),其具體為：
[001引其中，ti = {to，ti，……，tN-l}為段序列中刺激聲出現(xiàn)的時(shí)刻。
[0016]進(jìn)一步，所述的噪音放大性能系數(shù)，其具體計(jì)算公式為：
[001引其中，k康示為正整數(shù)k的最小值，kH表示為正整數(shù)k的最大值，W讀示為每個(gè)頻率 點(diǎn)kAf對(duì)應(yīng)的歸一化權(quán)重因子，而對(duì)于所述的歸一化權(quán)重因子，其是根據(jù)正整數(shù)k的最大值 和最小值W及斜率參數(shù)從而計(jì)算得到的。
[0019]進(jìn)一步，對(duì)于所述的歸一化權(quán)重因子，其具體計(jì)算公式為：
[0021] 其中，k表示為正整數(shù)k的最小值，kH表示為正整數(shù)k的最大值，a表示為斜率參數(shù)。
[0022] 進(jìn)一步，所述擬合函數(shù)的具體表達(dá)式為logio(P)=-aXlogi〇(f)+C，其中，a表示為 斜率參數(shù)。
[0023] 本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是:一種刺激序列的去噪性能判斷處理系統(tǒng)，該系 統(tǒng)包括：
[0024] 獲取單元，用于獲取段序列；
[0025] 第一計(jì)算處理單元，用于根據(jù)傅里葉變換的方法，從而計(jì)算段序列的頻域形式表 達(dá)式S化Af )，其中，kAf表示為頻率點(diǎn)，Af = 1/T，T為段序列的時(shí)長(zhǎng)，k為正整數(shù)；
[0026] 第二計(jì)算處理單元，用于對(duì)背景噪聲的功率譜在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)下進(jìn)行線性擬合，從 而獲得擬合函數(shù)中的斜率參數(shù)；
[0027] 第=計(jì)算處理單元，用于利用段序列的頻率范圍，從而計(jì)算正整數(shù)k的值；
[0028] 第四計(jì)算處理單元，用于利用得到的正整數(shù)k的最大值和最小值、斜率參數(shù)W及段 序列的頻域形式表達(dá)式，從而計(jì)算得出該段序列的噪音放大性能系數(shù)；
[0029] 判斷處理單元，用于根據(jù)計(jì)算得到的噪音放大性能系數(shù)，從而對(duì)刺激序列的去噪 性能進(jìn)行判斷。
[0030]進(jìn)一步，所述段序列的頻域形式表達(dá)式S化Af),其具體為：
[0032] 其中，ti = {to，ti，……，tN-i}為段序列中刺激聲出現(xiàn)的時(shí)刻。
[0033] 進(jìn)一步，所述的噪音放大性能系數(shù)，其具體計(jì)算公式為：
[00對(duì)其中，k表示為正整數(shù)k的最小值，kH表示為正整數(shù)k的最大值，Wk表示為每個(gè)頻率 點(diǎn)kAf對(duì)應(yīng)的歸一化權(quán)重因子，而對(duì)于所述的歸一化權(quán)重因子，其是根據(jù)正整數(shù)k的最大值 和最小值W及斜率參數(shù)從而計(jì)算得到的。
[0036]進(jìn)一步，對(duì)于所述的歸一化權(quán)重因子，其具體計(jì)算公式為：
[003引其中，k表示為正整數(shù)k的最小值，kH表示為正整數(shù)k的最大值，a表示為斜率參數(shù)。
[0039] 進(jìn)一步，所述擬合函數(shù)的具體表達(dá)式為logio(P)=-aXlogi〇(f)+C，其中，a表示為 斜率參數(shù)。
[0040] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的方法是通過(guò)計(jì)算段序列的噪音放大性能系數(shù)從而 判斷段序列的去噪性能，運(yùn)樣便能根據(jù)判斷結(jié)果從而直接選擇出合適的刺激序列，或者進(jìn) 行刺激序列優(yōu)化工作后得出合適的刺激序列。由此可得，本發(fā)明的方法不僅能避免刺激序 列選擇過(guò)程中的主觀性，而且還具有步驟簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，因此，通過(guò)使用本發(fā)明的 方法便能夠快速地對(duì)合適的刺激序列進(jìn)行選取，大大提高選取工作的效率和準(zhǔn)確率。
[0041] 本發(fā)明的另一有益效果是:本發(fā)明的系統(tǒng)是通過(guò)對(duì)段序列的噪音放大性能系數(shù)進(jìn) 行計(jì)算從而判斷段序列的去噪性能，運(yùn)樣便能根據(jù)判斷結(jié)果從而直接選擇出合適的刺激序 列，或者進(jìn)行刺激序列優(yōu)化工作后得出合適的刺激序列。由此可得，本發(fā)明的系統(tǒng)不僅能避 免刺激序列選擇過(guò)程中的主觀性，而且還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，因此，通過(guò)使用 本發(fā)明的方法便能夠快速地對(duì)合適的刺激序列進(jìn)行選取，大大提高選取工作的效率和精確 率。
【附圖說(shuō)明】
[0042] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說(shuō)明：
[0043] 圖1是在快速刺激下獲取瞬態(tài)聽覺(jué)誘發(fā)反應(yīng)的原理示意圖；
[0044] 圖2是本發(fā)明一種刺激序列的去噪性能判斷處理方法的步驟流程圖；
[0045] 圖3是對(duì)背景噪聲的功率譜在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)下進(jìn)行線性擬合的一具體實(shí)施例原理示 意圖；
[0046] 圖4是恢復(fù)濾波器的一具體實(shí)施例實(shí)現(xiàn)原理示意圖；
[0047] 圖5是兩組恢復(fù)瞬態(tài)聽覺(jué)誘發(fā)反應(yīng)的效果對(duì)比示意圖；
[0048] 圖6是本發(fā)明一種刺激序列的去噪性能判斷處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0049] 如圖1所示，其顯示了在快速刺激下獲取瞬態(tài)聽覺(jué)誘發(fā)電位的試驗(yàn)過(guò)程。圖