基于I/O特性的听觉非线性动态适应机制与前向掩蔽效应模型

听觉前向掩蔽效应是听觉动态非线性的重要表现, 也是听觉适应机制的重要表现, 由此产生听觉前后向参考编码机制,而传统的语音信号处理机制是帧与帧独立的线性处理方式,所以不能反映实际听觉系统的动态非线性适应特性。传统的听觉模型对这种动态非线性适应机制的模拟是通过自适应调节听觉耳蜗滤波器的增益来完成的, 这不管在计算量上还是在滤波器的稳定性设计上都有其缺陷。我们根据听觉的生理学机制,建立前馈自适应模型,从输入输出特性曲线上引出静态增益曲线,再在静态增益曲线上引入动态过程,由此建立的数学模型,利用心理学试验数据得到模型参数。试验结果表明,该模型能够很好地预测前向掩蔽效应,对听觉的动态非线性适应机制是一种很好的解释。     

基于时间机理与部位机理整合的鲁棒性语音信号表达

传统语音信号谱特征的提取是基于ＦＦＴ 的能谱分析方法,在噪音环境情况下,对噪音的频谱成分与语音信号的频谱成分的处理采用“平均主义”的原则。也就是说噪音的频谱成分与语音信号的频谱成分占同等重要的地位。显然在噪音环境中这种处理方法会使噪音掩蔽掉语音信号的成分。在听觉系统中这种处理编码方式如同耳蜗滤波器的频率分析功能那样,也就是部位机理。实际上听觉系统对噪音和周期信号的处理不是“平均主义”原则,而是对周期信号敏感, 对噪音不敏感,听觉神经纤维通过神经脉冲发放的周期间隔来编码刺激信号, 这对应听觉处理机制中的时间编码方式。基于这两种处理机制,文中提出整合部位机理和时间机理的方法,这正是听觉的处理刺激的方式。这样处理的方法很好地结合了两种处理机制的优点,能有效地探测噪音环境中的语音信号