語音信號產(chǎn)生的數(shù)字模型技術(shù)專攻

1、 第二章第二章 語音信號產(chǎn)生的數(shù)字模型語音信號產(chǎn)生的數(shù)字模型 speech production modelspeech production model2.1 2.1 人類的語言器官和語音產(chǎn)生過程人類的語言器官和語音產(chǎn)生過程2.3 2.3 語音信號產(chǎn)生的數(shù)字模型語音信號產(chǎn)生的數(shù)字模型2.4 2.4 語音信號的特性語音信號的特性2.5 2.5 人類的聽覺功能人類的聽覺功能(speech perception)(speech perception)2.1 人類的語言器官和語音產(chǎn)生過程人類的語言器官和語音產(chǎn)生過程 人類的語音是由人體發(fā)音器官在大腦控制下的人類的語音是由人體發(fā)音器官在大腦控制下的生理

2、運動產(chǎn)生的。發(fā)音器官包括：肺，喉，聲道等。生理運動產(chǎn)生的。發(fā)音器官包括：肺，喉，聲道等?？諝庥煞尾颗湃牒聿?，經(jīng)過聲帶進入聲道，最后由空氣由肺部排入喉部，經(jīng)過聲帶進入聲道，最后由嘴或鼻輻射出聲波，形成了語音。嘴或鼻輻射出聲波，形成了語音。鼻腔鼻腔口腔口腔聲帶聲帶聲門聲門2專業(yè)課muscle force lung vocal cords nose outputmouth outputvelumnasal cavitymouth cavitythe complete physiological mechanism of speech production 聲道聲道excitationspeech3專

3、業(yè)課喉的生理結(jié)構(gòu)喉的生理結(jié)構(gòu) 喉位于氣管的上端，實喉位于氣管的上端，實際上是氣管末端一圈軟骨際上是氣管末端一圈軟骨構(gòu)成的一個框架，前方稍構(gòu)成的一個框架，前方稍高處的軟骨稱為甲狀軟骨，高處的軟骨稱為甲狀軟骨，前后方環(huán)成一圈的稱為喉前后方環(huán)成一圈的稱為喉部環(huán)形軟骨，喉中兩片肌部環(huán)形軟骨，喉中兩片肌肉稱為聲帶，聲帶之間的肉稱為聲帶，聲帶之間的空隙為聲門?？障稙槁曢T。 當(dāng)聲帶張開時，聲門當(dāng)聲帶張開時，聲門打開，空氣可自由呼出，打開，空氣可自由呼出，正常呼吸就處于這種情況；正常呼吸就處于這種情況；當(dāng)聲帶閉合，聲門關(guān)閉。當(dāng)聲帶閉合，聲門關(guān)閉。甲狀軟骨甲狀軟骨聲門聲門聲帶聲帶環(huán)形軟骨環(huán)形軟骨人的前方人的前方

4、喉喉4專業(yè)課 當(dāng)說話時，聲帶在軟骨的作用下相互靠當(dāng)說話時，聲帶在軟骨的作用下相互靠近但不完全閉合，聲門變成一條窄縫，當(dāng)氣近但不完全閉合，聲門變成一條窄縫，當(dāng)氣流通過窄縫時壓力減小，外界壓力大，從而流通過窄縫時壓力減小，外界壓力大，從而兩片聲帶完全閉合使得氣流不能通過，當(dāng)氣兩片聲帶完全閉合使得氣流不能通過，當(dāng)氣流阻斷時壓力恢復(fù)正常，推開兩片聲帶，聲流阻斷時壓力恢復(fù)正常，推開兩片聲帶，聲門再次打開，氣流再次流過。門再次打開，氣流再次流過。聲帶靠攏聲帶靠攏tp基音周期基音周期 聲帶的開啟和閉合稱聲帶的開啟和閉合稱為振動。這一振動過程周為振動。這一振動過程周而復(fù)始，形成了一串周期而復(fù)始，形成了一串周期

5、性脈沖氣流送入聲道。這性脈沖氣流送入聲道。這個過程發(fā)出的音稱為濁音。個過程發(fā)出的音稱為濁音。如漢語發(fā)音的如漢語發(fā)音的aa、ii、uu和和oo等。等。5專業(yè)課glottal closure instant t6專業(yè)課女聲漢語拼音女聲漢語拼音a的時域波形的時域波形7專業(yè)課tp基音周期基音周期 fundamental periodvoiced excitationunvoiced excitation（聲帶不振動，聲門開啟）（聲帶不振動，聲門開啟）8專業(yè)課男聲漢語拼音聲母男聲漢語拼音聲母s的時域波形的時域波形9專業(yè)課 氣流從喉向上經(jīng)過口腔或鼻腔后從嘴或鼻孔向氣流從喉向上經(jīng)過口腔或鼻腔后從嘴或鼻孔向外

6、輻射，期間的傳輸通道稱為聲道。氣流流過聲道外輻射，期間的傳輸通道稱為聲道。氣流流過聲道時猶如通過了一個具有某種諧振特性的腔體，放大時猶如通過了一個具有某種諧振特性的腔體，放大某些頻率，在頻譜上形成相應(yīng)位置的峰起，稱為共某些頻率，在頻譜上形成相應(yīng)位置的峰起，稱為共振峰。振峰。 講話時，由于舌和唇的連續(xù)運動，講話時，由于舌和唇的連續(xù)運動，使聲道形狀改變，隨即改變諧振頻率，使聲道形狀改變，隨即改變諧振頻率，使得發(fā)不同的音。聲道的不同的形狀，使得發(fā)不同的音。聲道的不同的形狀，對應(yīng)不同的諧振頻率。對應(yīng)不同的諧振頻率。聲道聲道10專業(yè)課發(fā)音的三種方式發(fā)音的三種方式excitationn濁音（濁音（voic

7、ed sounds）聲帶開啟和閉合，在聲門聲帶開啟和閉合，在聲門處產(chǎn)生一個準(zhǔn)周期性脈沖序列處產(chǎn)生一個準(zhǔn)周期性脈沖序列。（quasi-periodic sequence）n清音（清音（unvoiced sounds）聲帶完全舒展開來，聲帶完全舒展開來，聲道的某個部位發(fā)生收縮形成了一個狹窄的通道，當(dāng)聲道的某個部位發(fā)生收縮形成了一個狹窄的通道，當(dāng)空氣流到達此處時被迫以高速沖過收縮區(qū)，并在附近空氣流到達此處時被迫以高速沖過收縮區(qū)，并在附近產(chǎn)生空氣的湍流，類似于白噪聲。產(chǎn)生空氣的湍流，類似于白噪聲。（white noise）n爆破音（爆破音（plosive/stop sounds）聲帶完全舒展聲帶完全舒

8、展開來，聲道的某個部位完全閉合在一起，當(dāng)空氣流到開來，聲道的某個部位完全閉合在一起，當(dāng)空氣流到達時便在此處建立起空氣壓力，一旦閉合點突然開啟達時便在此處建立起空氣壓力，一旦閉合點突然開啟便會讓氣壓快速釋放，實際上也是一種空氣的湍流。便會讓氣壓快速釋放，實際上也是一種空氣的湍流。（white noise）11專業(yè)課 f0 =1/tp，基音頻率，由聲帶的質(zhì)量來決定基音頻率，由聲帶的質(zhì)量來決定。 f0的大小決定了聲音的高低，稱為音高。的大小決定了聲音的高低，稱為音高。 男性的男性的f0大致分布在大致分布在： 50250hz 女性和兒童的女性和兒童的f0大致分布在大致分布在：100500hz基音頻率基

9、音頻率(fundamental frequencypitch)f0 12專業(yè)課鼻端鼻端嘴唇嘴唇17cm17cm8.5cm13cm13cm聲道的無損模型聲道的無損模型聲道的諧振頻率聲道的諧振頻率format frequency諧振頻率發(fā)生在：諧振頻率發(fā)生在：fn= fn= （聲道的橫截面是均勻的，（聲道的橫截面是均勻的，發(fā)元音發(fā)元音e e時，聲道近似是均時，聲道近似是均勻的。）勻的。）l=17cml=17cm，聲道的長度，聲道的長度n=1,2,3 n=1,2,3 稱為第一共振峰稱為第一共振峰f1=500hz f1=500hz 、第二共振、第二共振峰峰f2=1500hz f2=1500hz 、第三

10、共振峰、第三共振峰f3=2500hz f3=2500hz ，c=340m/sc=340m/s2n-12n-14l4lc13專業(yè)課基音頻率基音頻率輸出氣流的頻率輸出氣流的頻率共振峰頻率共振峰頻率女聲英文女聲英文a的頻譜的頻譜14專業(yè)課男聲漢語拼音聲母男聲漢語拼音聲母s的頻譜的頻譜15專業(yè)課 一種聲道形狀對應(yīng)一套共振峰一種聲道形狀對應(yīng)一套共振峰 不同人的聲道大小不同，共振峰不同不同人的聲道大小不同，共振峰不同 同一人，發(fā)不同音，共振峰也不同同一人，發(fā)不同音，共振峰也不同總結(jié)總結(jié)前三個共振峰的大致范圍（前三個共振峰的大致范圍（hz） 共振峰 成年男子 成年女子 帶寬 f1 200800 250100

11、0 4070 f2 6002800 7003300 5090 f3 13003400 15004000 6018016專業(yè)課 時域波形：幅度時間圖。大致得出音節(jié)的起時域波形：幅度時間圖。大致得出音節(jié)的起始點、清音和濁音以及濁音的基音頻率。始點、清音和濁音以及濁音的基音頻率。女聲漢語拼音女聲漢語拼音a的時域波形的時域波形17專業(yè)課 頻譜特性：幅度譜圖。得出基音周期、頻譜特性：幅度譜圖。得出基音周期、共振峰頻率及其位置。共振峰頻率及其位置。女聲英文女聲英文a的頻譜的頻譜18專業(yè)課鼻腔的作用鼻腔的作用 在軟腭的幫助下，可使空氣經(jīng)過鼻腔在軟腭的幫助下，可使空氣經(jīng)過鼻腔排除人體外，由此產(chǎn)生的語音稱為鼻音

12、。排除人體外，由此產(chǎn)生的語音稱為鼻音。如如nn、ngng為鼻音韻母，為鼻音韻母，mm、nn、ll為鼻音聲母。為鼻音聲母。 鼻腔是一個諧振腔，由于形狀固定，鼻腔是一個諧振腔，由于形狀固定，故其共振峰頻率是確定的。故其共振峰頻率是確定的。19專業(yè)課muscle force lung vocal cords nose outputmouth outputvelumnasal cavitymouth cavitythe complete physiological mechanism of speech production 聲道聲道excitationspeech20專業(yè)課ug(n)av沖激序列沖激

13、序列發(fā)生器發(fā)生器聲門脈沖聲門脈沖模型模型g(z)g(z)隨機噪聲隨機噪聲發(fā)生器發(fā)生器基音周期基音周期tpau清清/濁音濁音開關(guān)開關(guān)濁音激勵濁音激勵清音激勵清音激勵2.3 語音信號產(chǎn)生的數(shù)字模型語音信號產(chǎn)生的數(shù)字模型一、激勵模型一、激勵模型21專業(yè)課聲門脈沖濾波器聲門脈沖濾波器othersnnnnnnnnnnnngzezgct02/ )(cos(0)/cos(1 *5 . 0)()1 (1)(211211121n1n222專業(yè)課二、聲道模型二、聲道模型( 共振峰模型共振峰模型)短時線性系統(tǒng)短時線性系統(tǒng)聲道聲道v(z)1.1.級聯(lián)型級聯(lián)型( (元音元音) )v v1 1v v2 2v v3 3v

14、v4 4v v5 5 聲道是一組串連的二階諧振器（一個諧振腔對聲道是一組串連的二階諧振器（一個諧振腔對應(yīng)應(yīng)1 1個共振峰頻率）。個共振峰頻率）。23專業(yè)課 每個每個傳輸函數(shù)是一個全極點的傳輸函數(shù)是一個全極點的iiriir濾波器，這些濾波器，這些極點確定了聲管的共振峰。若極點確定了聲管的共振峰。若n n取偶數(shù)，取偶數(shù)，v(z)v(z)一般一般有有n/2n/2對共軛極點，對共軛極點，r rk kexp(exp(j2j2 f fk kt)t)，k=1k=1n/2n/2。 各個各個w wk k值分別與語音的共振峰相互對應(yīng)。值分別與語音的共振峰相互對應(yīng)。 n n的取值的取值一般為一般為8 81212。a

15、 ai iz z-1-1z z-1-1b bi ic ci i211)(zczbazviiii24專業(yè)課傳輸函數(shù)傳輸函數(shù)nkkkmkizagzvzv111)()(n n為極點個數(shù)，為極點個數(shù)，g g是是增益參數(shù)增益參數(shù)，a ak k為常系數(shù)。為常系數(shù)。tfjtbkkkeez2t t為采樣周期為采樣周期25專業(yè)課2.2.并聯(lián)型并聯(lián)型( (大部分輔音大部分輔音) )傳輸函數(shù)，零極點傳輸函數(shù)，零極點iiriir濾波器濾波器nkkkrrrrmiizazbzvzv1011)()(211)(zczbazviiiiv v1 1v v2 2v v3 3v v4 4v v5 5 零極點零極點iiriir濾波器總

16、是可以用全極濾波器總是可以用全極點點iir iir 濾波器來代替。因此可以用全濾波器來代替。因此可以用全極點模型來表示任何語音。極點模型來表示任何語音。26專業(yè)課三、輻射模型三、輻射模型r(z)=rr(z)=r0 0(1-z(1-z-1-1) ) 唇端輻射損耗在高頻端較為顯著，而在低頻唇端輻射損耗在高頻端較為顯著，而在低頻端影響較小，端影響較小， r(z)應(yīng)具有高通特性。對高頻提升應(yīng)具有高通特性。對高頻提升大約為每倍頻程大約為每倍頻程6db6db。27專業(yè)課四、完整的語音信號的數(shù)字模型四、完整的語音信號的數(shù)字模型a av v沖激序列沖激序列發(fā)生器發(fā)生器聲門脈沖聲門脈沖模型模型g(z)g(z)隨

17、機噪聲隨機噪聲發(fā)生器發(fā)生器基音周期基音周期t tp pa an n線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)聲道聲道v v( (z z) )輻射模型輻射模型r r( (z z) )清清/ /濁音濁音開關(guān)開關(guān))()()()(zrzvzgzh28專業(yè)課)()()()(zrzvzgzh)1 (111)(10121zrzagzezhnkkkct1( )1qkkkghzd z29專業(yè)課模型的特點模型的特點 在這個模型中，在這個模型中，t tp p、 a av v、a an n、清清/ /濁音開關(guān)的位置濁音開關(guān)的位置以及聲道濾波器的參數(shù)都是隨時間而變化，在以及聲道濾波器的參數(shù)都是隨時間而變化，在10-10-30ms30ms的時間間

18、隔內(nèi)是保持不變的。這種特性稱為短的時間間隔內(nèi)是保持不變的。這種特性稱為短時性。時性。 對于激勵信號而言，大部分情況下，這一結(jié)論對于激勵信號而言，大部分情況下，這一結(jié)論也是正確的，但有些音變化速度特別快，爆破音，也是正確的，但有些音變化速度特別快，爆破音，取取5ms比較更為恰當(dāng)。比較更為恰當(dāng)。30專業(yè)課2.4 2.4 語音信號的特性語音信號的特性一、語音的聲學(xué)特性一、語音的聲學(xué)特性 語音是發(fā)聲器官發(fā)出的一種聲波，具有一定的語音是發(fā)聲器官發(fā)出的一種聲波，具有一定的音色、音調(diào)和音強和音長。音色、音調(diào)和音強和音長。 音色音色: : 又稱為音質(zhì)，是一種聲音區(qū)別于另又稱為音質(zhì)，是一種聲音區(qū)別于另一種聲音的

19、基本特性。一種聲音的基本特性。 音調(diào)：聲音的高低，取決于聲波的頻率音調(diào)：聲音的高低，取決于聲波的頻率 音強：聲音的強弱，它由聲波的振動幅度音強：聲音的強弱，它由聲波的振動幅度所決定所決定 音長：發(fā)音時間的長短音長：發(fā)音時間的長短31專業(yè)課（1 1）音系簡單，在漢語中一個字就是一個音節(jié)，由）音系簡單，在漢語中一個字就是一個音節(jié)，由一般為一般為2 23 3個音素組成，而且具有音素少、音節(jié)少。個音素組成，而且具有音素少、音節(jié)少。英語中一個單詞由若干個音節(jié)組成，一般為英語中一個單詞由若干個音節(jié)組成，一般為2 23 3個，個，一個音節(jié)由若干個音素組成，一般為一個音節(jié)由若干個音素組成，一般為1 14 4個

20、。個。（2 2）清輔音多，在聽感上有清亮、高揚和舒服、柔）清輔音多，在聽感上有清亮、高揚和舒服、柔和的感覺。和的感覺。（3 3）有鮮明的輕重音和兒化韻，所以字詞分隔清楚，）有鮮明的輕重音和兒化韻，所以字詞分隔清楚，語言表達準(zhǔn)確而豐富。語言表達準(zhǔn)確而豐富。漢語語音的特點漢語語音的特點32專業(yè)課 在漢語中，由元音和輔音構(gòu)成聲母和韻母。在漢語中，由元音和輔音構(gòu)成聲母和韻母。二、漢語的拼音方法二、漢語的拼音方法 聲母：一個音節(jié)開始的輔音，聲母完全由輔音充聲母：一個音節(jié)開始的輔音，聲母完全由輔音充當(dāng)，但輔音不等于聲母，因為輔音還可以作為韻尾當(dāng)，但輔音不等于聲母，因為輔音還可以作為韻尾放在音節(jié)的末尾。放在

21、音節(jié)的末尾。b b、p p、m m、f f、d d、t t、n n、l l、g g、k k、h h、j j、q q、x x、zhzh、chch、shsh、z z、c c、s s、r r33專業(yè)課 韻母：在音節(jié)中占主要部分，音節(jié)中除了頭上的韻母：在音節(jié)中占主要部分，音節(jié)中除了頭上的聲母以外的部分，由單、雙元音、元音帶上輔音等幾聲母以外的部分，由單、雙元音、元音帶上輔音等幾種不同的形式組成。所有元音都是濁音。種不同的形式組成。所有元音都是濁音。 a a、o o、e e、i i、u u、 單韻母（元音）單韻母（元音） aiai、eiei、aoao、ouou、iaia、ieie、iaoiao、ioui

22、ou、uaua、uouo、uaiuai、uei uei 、e e 復(fù)韻母復(fù)韻母 anan、enen、angang、engeng、ongong、ianian、inin、iangiang、inging、iongiong、uanuan、uenuen、uanguang、uengueng、 anan、n n 鼻韻母鼻韻母i i表示表示3 3個韻母，即韻母、舌尖前韻母和舌尖后韻母。個韻母，即韻母、舌尖前韻母和舌尖后韻母。34專業(yè)課 韻母是由單、雙元音、元音帶上輔音等幾種韻母是由單、雙元音、元音帶上輔音等幾種不同的形式組成。不同的元音有不同的基音頻率不同的形式組成。不同的元音有不同的基音頻率和共振峰模式，它

23、們是區(qū)別不同韻母的重要參數(shù)。和共振峰模式，它們是區(qū)別不同韻母的重要參數(shù)。區(qū)別不同韻母的重要參數(shù)區(qū)別不同韻母的重要參數(shù)35專業(yè)課 聲母、韻母和聲調(diào)是漢語語音的三要素。聲母、韻母和聲調(diào)是漢語語音的三要素。漢語語音的一個不同于其他語言的是它具有聲漢語語音的一個不同于其他語言的是它具有聲調(diào)（音調(diào)）。聲調(diào)是調(diào)（音調(diào)）。聲調(diào)是1 1個音節(jié)在念法上的高低升個音節(jié)在念法上的高低升降的變化，漢語中有降的變化，漢語中有4 4個聲調(diào)，即陰平（）、個聲調(diào)，即陰平（）、陽平（陽平（ ）、上聲（）、上聲（ ）、和去聲（）、和去聲（ ）。）。三、漢語音節(jié)的一般結(jié)構(gòu)三、漢語音節(jié)的一般結(jié)構(gòu)36專業(yè)課 聲調(diào)的變化就是濁音基音周期

24、的變化，聲調(diào)的變化就是濁音基音周期的變化，為了將為了將調(diào)值描寫地具體一些，一般采用調(diào)值描寫地具體一些，一般采用“五度標(biāo)記法五度標(biāo)記法”，用一條豎線表示聲音的高低，從上而下用用一條豎線表示聲音的高低，從上而下用1、2、3、4、5依次表示低、半低、中、半高、高依次表示低、半低、中、半高、高。5 5 高高4 4 半高半高3 3 中中2 2 半低半低1 1 低低陰平陰平陽平陽平 上聲上聲去聲去聲調(diào)類調(diào)類陰平陰平陽平陽平上聲上聲去聲去聲調(diào)值調(diào)值55352145137專業(yè)課四、四、語音信號的統(tǒng)計特性語音信號的統(tǒng)計特性 語音信號振幅分布的概率密度有兩種逼近方法：語音信號振幅分布的概率密度有兩種逼近方法：修正

25、伽瑪（修正伽瑪（gammagamma）分布概率密度函數(shù)：）分布概率密度函數(shù)：xekxpkxg2)(拉譜拉斯（拉譜拉斯（laplacelaplace）分布概率密度函數(shù)）分布概率密度函數(shù): :|5 . 0)(xlexp38專業(yè)課39專業(yè)課 人類接收語音由人耳來完成，空氣振動由耳廓人類接收語音由人耳來完成，空氣振動由耳廓收集，經(jīng)外耳道而抵達鼓膜，鼓膜隨之振動，使鼓收集，經(jīng)外耳道而抵達鼓膜，鼓膜隨之振動，使鼓室中的空氣和聽骨鏈也發(fā)生振動，聽骨鏈的振動經(jīng)室中的空氣和聽骨鏈也發(fā)生振動，聽骨鏈的振動經(jīng)前庭窗（卵圓窗）激勵前庭淋巴，變?yōu)橐翰ǎ翰ㄇ巴ゴ埃褕A窗）激勵前庭淋巴，變?yōu)橐翰?，液波使位于基底膜上的螺?/p>

26、器受到刺激，將神經(jīng)沖動經(jīng)使位于基底膜上的螺旋器受到刺激，將神經(jīng)沖動經(jīng)聽神經(jīng)傳到中樞而產(chǎn)生聽覺。聽神經(jīng)傳到中樞而產(chǎn)生聽覺。2.5 人類的聽覺功能40專業(yè)課 正常人的聽覺系統(tǒng)是極為靈敏的，可聽聲的范圍正常人的聽覺系統(tǒng)是極為靈敏的，可聽聲的范圍為為20hz-20khz20hz-20khz。 可聽聲的最小聲壓級可聽聲的最小聲壓級(db)(db)稱為聽閾。稱為聽閾。-5-5130db130db，對低頻和高頻是不敏感的，聽閾為對低頻和高頻是不敏感的，聽閾為60db60db，在，在1khz1khz附近附近最敏感。最敏感。41專業(yè)課 如果信號是一個多頻率的信號，則產(chǎn)生如果信號是一個多頻率的信號，則產(chǎn)生的行波將

27、沿著基底膜在不同的位置產(chǎn)生最大的行波將沿著基底膜在不同的位置產(chǎn)生最大幅度，從這個意義上講，耳蝸就像一個頻譜幅度，從這個意義上講，耳蝸就像一個頻譜分析儀，將復(fù)雜信號分解成各種頻率分量，分析儀，將復(fù)雜信號分解成各種頻率分量，這種作用稱為人耳這種作用稱為人耳的時頻分析特性。的時頻分析特性。耳蝸在耳蝸在語音接收過程起著重要的作用。語音接收過程起著重要的作用。耳蝸對聲信號的時頻分析特性耳蝸對聲信號的時頻分析特性42專業(yè)課 人工耳蝸是一種電子裝置，能幫助重度及極重人工耳蝸是一種電子裝置，能幫助重度及極重度耳聾患者獲得或重新恢復(fù)聽覺。它代替病變受損度耳聾患者獲得或重新恢復(fù)聽覺。它代替病變受損的聽覺器官，把聲

28、音轉(zhuǎn)換成編碼的電信號傳入內(nèi)耳的聽覺器官，把聲音轉(zhuǎn)換成編碼的電信號傳入內(nèi)耳耳蝸，刺激分布在那里的聽神經(jīng)，再由大腦產(chǎn)生聽耳蝸，刺激分布在那里的聽神經(jīng)，再由大腦產(chǎn)生聽覺。覺。 人工耳蝸人工耳蝸43專業(yè)課 麥克風(fēng)接收聲音，并通過導(dǎo)線將其傳至言語麥克風(fēng)接收聲音，并通過導(dǎo)線將其傳至言語處理器；言語處理器對聲音進行數(shù)字化、濾波編處理器；言語處理器對聲音進行數(shù)字化、濾波編碼等處理，并將編碼信號經(jīng)導(dǎo)線傳至傳輸線圈；碼等處理，并將編碼信號經(jīng)導(dǎo)線傳至傳輸線圈；傳輸線圈將編碼信號通過耦合傳至皮下的接收器；傳輸線圈將編碼信號通過耦合傳至皮下的接收器；接收器對編碼信號進行解碼；按信號選擇一定位接收器對編碼信號進行解碼；按

29、信號選擇一定位置的電極，刺激耳蝸內(nèi)的聽神經(jīng)纖維，使其產(chǎn)生置的電極，刺激耳蝸內(nèi)的聽神經(jīng)纖維，使其產(chǎn)生興奮，將信號傳入大腦，產(chǎn)生聽覺。興奮，將信號傳入大腦，產(chǎn)生聽覺。人工耳蝸的工作原理人工耳蝸的工作原理44專業(yè)課人耳的掩蔽效應(yīng)人耳的掩蔽效應(yīng) 人耳的掩蔽（人耳的掩蔽（masking phenomenonmasking phenomenon）效應(yīng)）效應(yīng): :在一個強信號附近弱信號將變得不可聞，被掩在一個強信號附近弱信號將變得不可聞，被掩蔽掉了。蔽掉了。45專業(yè)課掩蔽閾值掩蔽閾值 被掩蔽掉的不可聞信號的最大聲壓級稱為被掩蔽掉的不可聞信號的最大聲壓級稱為掩蔽門限和掩蔽閾值（掩蔽門限和掩蔽閾值（maskin

30、g thresholdmasking threshold）, ,在這個掩蔽閾值以下的聲音將被掩蔽掉。在這個掩蔽閾值以下的聲音將被掩蔽掉。 掩蔽效應(yīng)分為同時掩蔽掩蔽效應(yīng)分為同時掩蔽( (頻域掩蔽頻域掩蔽) )和短時和短時掩蔽（時域掩蔽）。同時掩蔽是指存在一個弱掩蔽（時域掩蔽）。同時掩蔽是指存在一個弱信號和一個強信號，當(dāng)其頻率接近時，強信號信號和一個強信號，當(dāng)其頻率接近時，強信號會提高弱信號的閾值，就會導(dǎo)致弱信號變得不會提高弱信號的閾值，就會導(dǎo)致弱信號變得不可聞?？陕劇?6專業(yè)課1khz1khz的聽閾的聽閾1db1db20db20db4db4db可聞聲可聞聲3db3db不可聞聲不可聞聲圖形描述圖形

31、描述47專業(yè)課 同時出現(xiàn)的同時出現(xiàn)的a a聲和聲和b b聲，若原來聲，若原來a a聲的閾值為聲的閾值為50db,50db,由于另一個頻率不同的由于另一個頻率不同的b b聲的存在使得聲的存在使得a a聲聲的閾值提高了的閾值提高了68db,68db,則則b b聲稱為掩蔽聲，聲稱為掩蔽聲，a a聲稱為聲稱為被掩蔽聲。掩蔽量為被掩蔽聲。掩蔽量為68db68db50db50db18db18db。數(shù)學(xué)描述數(shù)學(xué)描述48專業(yè)課 掩蔽效應(yīng)的作用掩蔽效應(yīng)的作用 當(dāng)只有當(dāng)只有a a聲時，必須將聲壓級在聲時，必須將聲壓級在50db50db以上的聲以上的聲音信號傳送出去，音信號傳送出去，50db50db以下的聲音是聽不

32、到的。當(dāng)以下的聲音是聽不到的。當(dāng)同時出現(xiàn)了同時出現(xiàn)了b b聲，由于掩蔽效應(yīng)，使得聲，由于掩蔽效應(yīng)，使得a a聲中的聲中的68db68db以下的聲音是聽不到了，可以不予傳送，只是傳送以下的聲音是聽不到了，可以不予傳送，只是傳送50db50db以上的信號。以上的信號。 同時掩蔽時，掩蔽聲越強，掩蔽作用越大；掩同時掩蔽時，掩蔽聲越強，掩蔽作用越大；掩蔽聲和被掩蔽聲的頻率越接近，掩蔽效果越明顯，蔽聲和被掩蔽聲的頻率越接近，掩蔽效果越明顯，當(dāng)頻率相同時，掩蔽效果最大。當(dāng)頻率相同時，掩蔽效果最大。 前向掩蔽：若被掩蔽聲前向掩蔽：若被掩蔽聲a a出現(xiàn)后，相隔出現(xiàn)后，相隔(0.05s,2s)(0.05s,2s)之內(nèi)出現(xiàn)了掩蔽聲之內(nèi)出現(xiàn)了掩蔽聲b b，對，對a a起掩蔽作用，起掩蔽作用，因為因為a a聲尚未被人所反應(yīng)接收而強大的聲尚未被人所反應(yīng)接收而強大的b b聲已來臨。聲已來臨。短時掩蔽短時掩蔽 前向掩蔽和后向掩蔽前向掩蔽和后向掩蔽 后向掩蔽：掩蔽聲后向掩蔽：掩蔽聲b b即使消失后，其掩蔽作用即使消失后，其掩蔽作用仍將持續(xù)一段時間，約仍將持續(xù)一段時間