全喉与半喉模型声门区内准稳态流场分布研究

对于非对称声带发声过程的研究,有助于将正常语音的研究拓展到病理状态,从而为嗓音康复工程打下基础。采用具有嵌入式可活动声门结构的喉部物理模型,研究了声门最小直径为0．0402cm．跨声门压分别为100、500、1000和1500Pa时,全喉及半喉内的准稳态流场分布及其与发声参量的关系。同时．运用三维有限元方法预测了上述边界条件对应的流场分布,计算结果有效地支持了实验数据。结果表明,对称结构下存在着非对称压力和速度成分,但是由于它所占的比率有限(不超过10％),对正常发声的影响不大。非对称结构下,由声门入口处极高的上下表面压力差(通常为跨声门压的1-3倍)导致的倾斜流和涡流的出现、气流分离点位置后移、分离区域增大、声门出入口间压差占跨声门压的比率降低(平均30％)、压力速度场的变化程度减弱等因素以及由此带来的能量损耗,是非对称结构下发声效率降低、发音失真的主要原因。研究提示：声门重建方案的设计应尽量满足对称结构原则。     

基于复倒谱的声门下嗓音源研究

根据噪音－呼吸系统生理和生物物理原理,运用研制的噪音测试系统,获取颈前Ⅴ型槽外的传导语音信号,基于复倒谱技术提取声门下噪音源特性,研究男女胸声区不同发声条件下声带振动和声门下噪音源特性。结果表明,声门下噪音源能够反映声带振动特征,是研究声带振动特性和喉部疾病诊断的一种有效方法。     

基于血管内高频超声的血管壁组织应变成像及弹性重构

利用血管内高频超声（Intravascular Ultrasound,IVUS)成像技术,对IVUS图像灰度值进行换能器偏心校正后,提出了基于遗传算法的管壁组织运动分阶叠加光流估计方法获得血管内施压条件下组织微元位移与应变分布,采用弹性重构方法获得了实际血管壁真正意义上的横断面弹性显微图像,由离体猪血管实验结果证实。将血管力学实验研究推进到二维亚毫米微结构层次,有希望为经皮腔内冠状动脉血管形术（Percutaneous Transluminal Coronary Angioplasty,PTCA)过程监控与治疗评价提供新的技术手段。     

基于高阶累计量的肺音信号AR模型参数和双谱估计

根据肺音信号的非高斯随机特性,建立了肺胸系统非高斯AR模型.应用高阶累积量技术对肺音信号进行参数化双谱估计,并提取肺音源特征和肺胸系统传递函数.实验结果证实:肺音源由非高斯白噪声、周期脉冲序列和间歇性随机脉冲组成,肺胸系统相当于声低通滤波器,不同病理情况下的肺音双谱结构存在明显差异.该方法克服了肺音信号功率谱分析和经典双谱分析的缺陷与不足,可以为肺部疾病诊断提供更多和更客观的内在信息.     

假声带间距对喉腔内压力分布的作用及其对发声的影响

人类的发声不仅仅依赖于声带的振动．目前,越来越多的来自临床和仿真计算的结果都表明：作为喉部一个重要的狭窄通道,假声带（false vocal fold,FVF）在语音的产生过程中发挥着重要作用．本研究利用三维喉物理模型实验系统和仿真计算方法,在3个声门角（均匀声门和收敛／发散40°）、两个最小声门直径（0．04和0．06cm）及8cm水柱跨声门压条件下,对12个假声带间距（从0．02cm变化到2．06cm）在发声过程中的作用分别进行了研究．结果表明：（i）喉腔内压力在假声带间距处于1．5～2倍声门宽度时达到最小,此时气流量达到最大（对应最小的气流阻抗）;（ii）与在没有假声带条件下一样,发散声门能够比收敛和均匀声门给出更低的压力和更大的气流;（iii）假声带的出现会在某种程度上降低声门角的作用．更重要的是,（iv）假声带的出现会使得气流分离点向更下游移动,使声门气流喷射得更远,降低整个喉腔阻抗,同时减小气流能量的分散程度,说明假声带对发声效率具有重要影响．结果表明,这些结论应该与现有的发声模型（物理的或仿真计算的）相结合,从而能够更好地理解人类发声的机制．这些结果同时也对与发声问题相关的外科和康复科学研究具有促进作用．     

三维声门几何对声门腔内准稳态流场分布的作用及其对发声的影响

声带几何形状对人类的发声起着重要作用. 声门腔内准稳态流场的分布取决于声门的形状、尺寸和直径. 使用具有九对对称声门(矩形及5°, 10°, 20°和40°收敛角与发散角)的喉部树脂玻璃模型来研究不同声门形状下声门腔内压力、速度场和声门阻抗的变化以及它们对发声的影响, 同时利用补偿有限元算法对实验数据进行了验证. 结果指出, 较大的声门收敛角会降低最小声门直径上游处的压力, 同时使速度升高. 但这种压力速度变化情况在最小声门直径处则相反. 发散角的压力和气流阻抗分布曲线说明最“有效率”的声门发散角在10°左右. 结果同时指出, 声门几何不仅与发声参量(尤其是发声效率)有密切关系, 同时还对发声基础研究、语言声学、艺术嗓音和喉病检测等领域有重要意义.     

基于多小波的胃癌病理细胞图像边缘检测与分析

对胃癌细胞图像的多尺度小波变换边缘检测进行了研究,为医生运用现代信息理论的方法进行相关疾病诊断提供了一种新的思路和途径。提出了多尺度小波边缘检测的新方法,归纳了改善小波边缘检测效果的一些策略。实验结果表明,对于具有复杂纹理的医学病理细胞图像,采用传统的边缘检测方法会产生伪边缘和方向性误差,它影响了图像边缘检测的可信度;而运用小波变换的时频尺度特性和对奇异变化的优良检测性能,可得到无噪声污染的图像实际边缘。     

第一和第二语言Stroop任务中EEG同步化分析

采用基于多元自回归的瞬时EEG相干方法研究了十位汉英双语者执行Stroop任务时脑神经电活动及其功能皮层区的协同作用。结果显示：在β1(13-18Hz)频段,无论是汉语(第一语言,L1)还是英语(第二语言,L2)呈现的刺激,不一致条件的EEG相干值明显大于一致条件的EEG相干值,表明β1频段对刺激类型敏感;与L2相比,L1的Stroop任务中,额一顶区的相干值显著增强。EEG相干值反映了不同脑皮层间的相互作用强度。因此研究结果表明：判断和处理冲突信息(如Stroop的不一致条件)时脑功能皮层区之间的协同作用增强;相对于第二语言,第一语言处理过程中额一顶区之间的通信协作增加。     

基于声门下嗓音源的肺胸系统声传递特征研究

本文根据嗓音－－呼吸系统生理及生物物理原理,提出了传导语音产生及在下声道和肺胸系统传播的物理模型,在胸前颈下V型槽处记录传导语音并利用复倒谱技术提取声门下噪音源,可以看出它非常有效地提取了声门下嗓音源,根据所提出的模型、提取的声门下噪声源和胸壁记录的传导语音,研究肺胸系统的声传递特征,从结果可以看出该方法是研究肺胸系统声传递特征函数的一种有效方法。     

基于高阶累计量的肺音信号AR模型参数和双谱估计

根据肺音信号的非高斯随机特性,建立了肺胞系统非高斯ＡＲ模型。应用高阶累积量技术对肺音信号进行参数化双谱估计,并提取肺音源特征和肺胸系统传递函数。实验结果证实：肺音源由非高斯白噪声、周期脉冲序列和间歇性随机脉冲组成,肺胸系统相当于声低通滤波器,不同病理情况下的肺音双谱结构存在明显差异。该方法克服了肺音信号功率谱分析和经典双谱分析的缺陷与不足,可以为肺部疾病诊断提供更多和更客观的内在信息。