專利名稱：一種自動言語處理策略的檢測方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及助聽設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及言語處理器中所使用的的自動言語處理
策略的檢測方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
人的耳蝸毛細(xì)胞是接受聲音的感覺細(xì)胞。當(dāng)耳蝸毛細(xì)胞損傷嚴(yán)重時，就會出現(xiàn)嚴(yán)重的聽力損傷。人工耳蝸就是替代已損傷毛細(xì)胞，通過電剌激聽覺神經(jīng)重新獲得聲音信號的一種電子裝置。 如圖1所示，人工耳蝸由體外和體內(nèi)裝置兩部分組成，體外部分包括麥克風(fēng)、言語
處理器、發(fā)射線圈；體內(nèi)的部分包括接收線圈、處理器、剌激電極及參照電極組成。 如圖2所示，麥克風(fēng)接受聲信號，通過言語處理器，將聲信號進行數(shù)字編碼等處
理，通過頭件跨皮膚傳送到植入人體內(nèi)的接收線圈，再經(jīng)過剌激器的解碼處理后，產(chǎn)生相應(yīng)
頻率及電流強度的脈沖信號并傳送到各個剌激電極，通過電極剌激聽神經(jīng)，將脈沖信號傳
到聽覺中樞從而產(chǎn)生聽覺。 言語處理策略是言語處理器，乃至整個系統(tǒng)的很重要的一個組成部分之一。此系統(tǒng)會決定聲學(xué)信號如何轉(zhuǎn)換成電信號。目前比較常用的言語處理策略包括連續(xù)間隔采樣處理策略(CIS策略)，波譜峰值采樣策略(例如SPEAK或者ACE策略)，虛擬通道處理策略(VC策略)等等。 從上世紀(jì)八十年代中期美國聯(lián)邦藥物管理局正式批準(zhǔn)人工電子耳蝸的臨床應(yīng)用以來，人工電子耳蝸在國外的研究及應(yīng)用取得了廣泛的進展。和國際方面的相比，我國在這一領(lǐng)域的起步相對較晚。這主要有兩個方面的原因一是人工電子耳蝸系統(tǒng)設(shè)計本身的復(fù)雜性，二是其對制造工藝的嚴(yán)格要求。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的大幅度提高，國產(chǎn)人工電子耳蝸的研制目前也進入了臨床實驗階段。由于人工電子耳蝸的設(shè)計和生產(chǎn)流程復(fù)雜，一個完整電子耳蝸產(chǎn)品的制造需要經(jīng)過眾多的生產(chǎn)步驟。每一個步驟的錯誤，都可能對產(chǎn)品質(zhì)量及其安全性造成嚴(yán)重影響。 對電子耳蝸性能的檢測，通常是以測量在指定剌激參數(shù)的條件下，對比系統(tǒng)所產(chǎn)生的實際物理剌激信號，來做為衡量系統(tǒng)響應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。剌激信號的一些基本的物理特征的檢測，如剌激頻率，脈沖寬度，脈沖間距，剌激電流幅度，雖然這些檢測比較繁瑣耗時，相對來說還是比較容易實現(xiàn)。 但是，對言語處理器中言語處理策略的驗證對目前國產(chǎn)人工電子耳蝸的研制是一個很大的挑戰(zhàn)。到目前為止，還沒有有效的方法來驗證在言語處理器中所實現(xiàn)的言語處理策略的正確性。 測試人員可以用示波器來檢測一個或者幾個通道的輸出幅度和其他參數(shù)。但是言語處理策略一般同時使用比較多的剌激電極(如諾爾康人工耳蝸系統(tǒng)有24個剌激電極)，目前的人工測試方法不能有效地驗證言語處理策略的正確性，特別是那些比較復(fù)雜的言語處理策略，如虛擬通道處理策略。
言語處理策略實現(xiàn)的正確與否對系統(tǒng)的安全性是很重要的，不正確的處理策略會
導(dǎo)致輸出電流幅度超出患者所能承受的剌激范圍，從而導(dǎo)致過度的剌激。言語處理策略實現(xiàn)的正確與否對系統(tǒng)的有效性更是至關(guān)重要的。不正確的處理策略不僅會導(dǎo)致患者的言語識別效果不佳，而且會對聽力師的調(diào)試以及聽能康復(fù)帶來很大的困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種基于"虛擬處理器"的自動言語處理策
略的檢測方法及系統(tǒng)，解決如何驗證在言語處理器中所實現(xiàn)的言語處理策略的正確性，特別是那些比較復(fù)雜的言語處理策略，如虛擬通道處理策略。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于"虛擬處理器"的言語處理策略自動檢測系統(tǒng)。包括電腦、人工耳蝸系統(tǒng)、高速率多通道采樣系統(tǒng)，所述電腦內(nèi)置有虛擬處理器和輸出比較器，其中 虛擬處理器用于接收輸入信號，采用與人工耳蝸系統(tǒng)一致的言語處理策略對輸入信號進行處理后，輸出虛擬的多通道脈沖序列A至輸出比較器； 人工耳蝸系統(tǒng)用于接收輸入信號，按照與虛擬處理器一致的言語處理策略對輸入信號進行處理后，將輸出信號輸出至高速率多通道采樣系統(tǒng)； 高速率多通道采樣系統(tǒng)對人工耳蝸系統(tǒng)的輸出信號進行多通道采樣，輸出實際的多通道脈沖序列B至輸出比較器； 所述輸出比較器，用于對所述虛擬的多通道脈沖序列A與實際的多通道脈沖序列
B進行比較，輸出多通道脈沖序列A和B之間的差異序列C。 其中，所述輸入信號是實際的語音信號或?qū)Ｓ玫臏y試信號。 所述電腦進一步包括顯示模塊，用于顯示輸出至所述輸出比較器的虛擬的多通道脈沖序列A、和/或?qū)嶋H的多通道脈沖序列B、和/或差異序列C。 所述檢測系統(tǒng)進一步包括示波器，所述輸出比較器進一步用于將虛擬的多通道脈沖序列A、和/或?qū)嶋H的多通道脈沖序列B、和/或差異序列C輸出至示波器進行波形顯示。
所述輸出比較器采用對虛擬的多通道脈沖序列A、實際的多通道脈沖序列B之間進行線性相減獲得差異序列C。 本發(fā)明還提供一種基于"虛擬處理器"的言語處理策略自動檢測方法，
將輸入信號送至虛擬處理器和人工耳蝸系統(tǒng)； 利用虛擬處理器對輸入信號采用與人工耳蝸系統(tǒng)一致的言語處理策略進行處理，輸出虛擬的多通道脈沖序列A ; 對人工耳蝸系統(tǒng)的輸出信號進行多通道采樣，輸出實際的多通道脈沖序列B ;
對所述虛擬的多通道脈沖序列A與實際的多通道脈沖序列B進行比較，輸出多通道脈沖序列A和B之間的差異序列C。 其中，所述輸入信號是實際的語音信號或?qū)Ｓ玫臏y試信號。 所述方法進一步包括將虛擬的多通道脈沖序列A、和/或?qū)嶋H的多通道脈沖序列B、和/或差異序列C輸出至示波器進行波形顯示。 所述差異序列C是通過對虛擬的多通道脈沖序列A、實際的多通道脈沖序列B之間進行線性相減獲得。
4
本發(fā)明以電腦作為物理載體，根據(jù)言語處理器中所使用的處理策略在電腦中實現(xiàn)與人工耳蝸系統(tǒng)中言語處理器功能一致的"虛擬處理器"。利用電腦和多通道高速采樣硬體為載體，電腦對言語處理器的所有通道輸出進行實時采樣，并保存在電腦中。"虛擬處理器"的各個通道的輸出與實時采樣得到的言語處理器各個通道的輸出進行實時比較來自動檢測言語處理策略的正確與否。 本發(fā)明的"虛擬處理器"，不僅可以實現(xiàn)目前言語處理器中所使用的各種不同的處理策略，而且可以實現(xiàn)目前言語處理器中所沒有的處理策略。本發(fā)明的基于"虛擬處理器"的自動檢測系統(tǒng)不僅有效地驗證目前已有的言語處理策略的正確性，而且可以有效地比較不同言語處理策略的差異，為將來新的言語處理策略的開發(fā)提供了一個有效的技術(shù)平臺。


圖1是人工耳蝸原理 圖2是人工耳蝸工作示意圖； 圖3是基于"虛擬處理器"的言語處理策略自動檢測系統(tǒng)示意 圖4是"虛擬處理器"的工作示意 圖5是輸出比較器的工作示意圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步地詳細(xì)說明。 本發(fā)明的目的是要解決如何驗證言語處理器中的言語處理策略的正確性的問題，本發(fā)明采用"虛擬處理器"來自動實現(xiàn)對言語處理策略的檢測。本發(fā)明的檢測系統(tǒng)可以簡單、有效地驗證目前已有的言語處理策略，同時為將來新的言語處理策略的開發(fā)提供了一個有效的技術(shù)平臺。
圖3所示的是基于"虛擬處理器"的言語處理策略的自動檢測系統(tǒng)的示意圖。整個檢測系統(tǒng)有五個組成部分
參電腦 電腦主要是用來作為"虛擬處理器"和"輸出比較器"的物理載體。同時電腦也用于與高速率24通道采樣系統(tǒng)的連接。其輸入信號是語音信號或者是特定的測試信號。其輸出信號包括三個部分 (1)"虛擬處理器"在處理輸入語音信號或測試信號后的多通道脈沖序列A ;
(2)由高速率采樣系統(tǒng)采集實際人工電子耳蝸系統(tǒng)的輸出所得到的多通道脈沖序列B ; (3)由"虛擬處理器"所得的多通道脈沖序列和采樣所得的多通道脈沖序列之間的差異序列C。 參人工耳蝸系統(tǒng) 自動檢測系統(tǒng)中使用的人工耳蝸系統(tǒng)與實際用于患者的人工耳蝸系統(tǒng)基本上是一樣。人工耳蝸系統(tǒng)一般來說包括人工耳蝸植入體，言語處理器及附件。其工作示意圖如圖2所示。
其輸入信號是與電腦輸入信號一樣語音信號或者是特定的測試信號。其輸出信號則是人工耳蝸實際輸出的多通道電剌激脈沖信號。 每個電極用一個特制接線與高速采樣系統(tǒng)的其中一個采樣通道相連接。每個電極
的輸出電剌激脈沖信號則作為高速采樣系統(tǒng)的輸入信號。此自動檢測系統(tǒng)可以適合于任何
人工耳蝸系統(tǒng)。
參"虛擬處理器""虛擬處理器"以電腦作為物理載體，是一個內(nèi)置了言語處理策略的軟體。此軟體主要是在電腦上模擬實現(xiàn)所要驗證的人工耳蝸系統(tǒng)所使用的言語處理器中的言語處理策略。圖4顯示的是一種特殊"虛擬處理器"的工作示意圖。此"虛擬處理器"模擬的是在言語處理器中使用CIS處理策略的24通道人工耳蝸系統(tǒng)。跟實際的人工耳蝸系統(tǒng)一樣，"虛擬處理器"把采樣后的語音信號通過24通道的帶通濾波器，再使用半波整流以及低通濾波器的方法提取出每個通道的包絡(luò)幅度。下一步是利用一個非線性函數(shù)(例如，對數(shù))和人工耳蝸言語處理器中使用的默認(rèn)舒適值和閾值將每個通道的包絡(luò)幅度轉(zhuǎn)換成電剌激的電流幅度。根據(jù)人工耳蝸言語處理器中所設(shè)置的脈沖速率進行調(diào)制，生成各個通道的脈沖序列。這些通道的脈沖序列就是"虛擬處理器"的輸出信號。
參高速率多通道采樣系統(tǒng) 高速率多通道采樣系統(tǒng)主要是用于實時采集以及顯示人工耳蝸系統(tǒng)中多個剌激電極的輸出脈沖序列。與電腦相連接，高速率多通道采樣系統(tǒng)可以把采集到的脈沖序列實時傳送到電腦。這些采集到的脈沖序列可是顯示在電腦的屏幕上，也可以輸入到"輸出比較器"中與"虛擬處理器"輸出的脈沖序列進行實時比較。根據(jù)采集到的脈沖序列與"虛擬處理器"輸出的脈沖序列的差別來判斷目前人工耳蝸系統(tǒng)言語處理器中所實現(xiàn)的言語處理策略的正確與否。 高速率多通道采樣系統(tǒng)可以使用目前市場上已經(jīng)有的高精度采樣系統(tǒng)。以24通道的諾爾康人工耳蝸系統(tǒng)為例，一種比較適合的高精度采樣系統(tǒng)是由M0TU公司提供的高精度M0TU HD192采樣系統(tǒng)。使用兩個12通道的高精度M0TU HD192采樣系統(tǒng)組成24通道高速率采樣系統(tǒng)。諾爾康人工耳蝸系統(tǒng)中24個電極的輸出與采樣系統(tǒng)的輸入相連接。采樣系統(tǒng)的輸入信號就是人工耳蝸系統(tǒng)的電剌激脈沖信號。
參輸出比較器 輸出比較器與"虛擬處理器"一樣，以電腦作為物理載體，是一個內(nèi)置了序列差別分析的軟體。此軟體主要是在電腦上實時比較由"模擬處理器"輸出的脈沖序列和由多通道采樣系統(tǒng)采集的脈沖序列進行每個通道的比較。此輸出比較器可以實現(xiàn)各種不同的比較方法。最簡單的方法就是這兩個序列之間的差異序列(兩個序列之間的線性相減)。圖5所示的是輸出比較器的工作示意圖。根據(jù)差異序列的幅度大小可以有效地判斷目前人工耳蝸系統(tǒng)言語處理器中所實現(xiàn)的言語處理策略的正確與否。例如 如果所有通道中差異序列的幅度為零，表明目前人工耳蝸系統(tǒng)言語處理器中所實現(xiàn)的言語處理策略是正確的。 如果有一個或者多個通道中的差異序列的幅度超過一定閾值(如輸出脈沖幅度的1% )，表明目前人工耳蝸系統(tǒng)言語處理器中所實現(xiàn)的言語處理策略是不正確的。根據(jù)不正確的通道數(shù)以及差異幅度的大小可以判斷言語處理策略實現(xiàn)的失真程度。從而為修正言語處理策略可能的錯誤提供了有效的途徑。 以上所述僅為本發(fā)明的實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種基于“虛擬處理器”的言語處理策略自動檢測系統(tǒng)，包括電腦、人工耳蝸系統(tǒng)、高速率多通道采樣系統(tǒng)，所述電腦內(nèi)置有虛擬處理器和輸出比較器，其中虛擬處理器用于接收輸入信號，采用與人工耳蝸系統(tǒng)一致的言語處理策略對輸入信號進行處理后，輸出虛擬的多通道脈沖序列A至輸出比較器；人工耳蝸系統(tǒng)用于接收輸入信號，按照與虛擬處理器一致的言語處理策略對輸入信號進行處理后，將輸出信號輸出至高速率多通道采樣系統(tǒng)；高速率多通道采樣系統(tǒng)對人工耳蝸系統(tǒng)的輸出信號進行多通道采樣，輸出實際的多通道脈沖序列B至輸出比較器；所述輸出比較器，用于對所述虛擬的多通道脈沖序列A與實際的多通道脈沖序列B進行比較，輸出多通道脈沖序列A和B之間的差異序列C。
2. 如權(quán)利要求l所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入信號是實際的語音信號或?qū)Ｓ玫臏y試信號。
3. 如權(quán)利要求l所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，< >所述電腦進一步包括顯示模塊，用于顯示輸出至所述輸出比較器的虛擬的多通道脈沖序列A、和/或?qū)嶋H的多通道脈沖序列B、和/或差異序列C。
4. 如權(quán)利要求l所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測系統(tǒng)進一步包括示波器，所述輸出比較器進一步用于將虛擬的多通道脈沖序列A、和/或?qū)嶋H的多通道脈沖序列B、和/或差異序列C輸出至示波器進行波形顯示。
5. 如權(quán)利要求l所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述輸出比較器采用對虛擬的多通道脈沖序列A、實際的多通道脈沖序列B之間進行線性相減獲得差異序列C。
6. —種基于"虛擬處理器"的言語處理策略自動檢測方法，其特征在于，包括將輸入信號送至虛擬處理器和人工耳蝸系統(tǒng)；利用虛擬處理器對輸入信號采用與人工耳蝸系統(tǒng)一致的言語處理策略進行處理，輸出虛擬的多通道脈沖序列A ;對人工耳蝸系統(tǒng)的輸出信號進行多通道采樣，輸出實際的多通道脈沖序列B ;對所述虛擬的多通道脈沖序列A與實際的多通道脈沖序列B進行比較，輸出多通道脈沖序列A和B之間的差異序列C。
7. 如權(quán)利要求6所述的檢測方法，其特征在于，所述輸入信號是實際的語音信號或?qū)Ｓ玫臏y試信號。
8 如權(quán)利要求6所述的檢測方法，其特征在于，所述方法進一步包括將虛擬的多通道脈沖序列A、和/或?qū)嶋H的多通道脈沖序列B、和/或差異序列C輸出至示波器進行波形顯示。
9. 如權(quán)利要求6所述的檢測方法，其特征在于，所述差異序列C是通過對虛擬的多通道脈沖序列A、實際的多通道脈沖序列B之間進行線性相減獲得。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于“虛擬處理器”的言語處理策略自動檢測方法及檢測系統(tǒng)。該檢測系統(tǒng)以電腦作為物理載體，根據(jù)言語處理器中所使用的處理策略在電腦中實現(xiàn)與言語處理器功能一致的“虛擬處理器”；再利用電腦和多通道高速采樣硬體為載體，對言語處理器的所有通道輸出進行實時采樣，采樣所得的各個通道的脈沖序列與“虛擬處理器”所得的脈沖序列進行實時比較來自動檢測言語處理策略的正確與否。本發(fā)明還可根據(jù)比較結(jié)果提供很多的信息用于幫助修正錯誤的言語處理策略，有效地驗證目前已有的言語處理策略的正確性，比較不同言語處理策略的差異，為將來新的言語處理策略的開發(fā)提供了一個有效的技術(shù)平臺。
文檔編號G06F19/00GK101770549SQ20101011250
公開日2010年7月7日 申請日期2010年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月23日
發(fā)明者傅前杰, 李亞杰, 陳宏斌 申請人:杭州諾爾康神經(jīng)電子科技有限公司