最终分解得到的第S个IMF分量,N为添加白噪声序列的数目,而白噪声 对语音信号的影响遵循lne+0. 5alnN= 0的规律,其中e为输入语音信号相应IMF分量重 构结果的偏离,a为白噪声的幅值;
[002引 f、对获得的n阶IMF分量做化化6的变
,构造解析语音信号 Z脚气(/) +_/心0,即Z,的=A斯eJ'AW,其牛
[0029] g、利用瞬时幅值公式
对各阶IMF希尔伯特变换后对应的幅值 进行幅度调制;
[0030]h、给幅度调制后的n阶IMF分量IMFl、IMF2…IMF,…IMF。_l、IMF。分别提供增益Gl、 G2…Gs…Gw、G。,W此来补偿不同患者听力的对语音信号频率的不同损失程度,手术将助 听装置植入到患者体内后,通过对患者做听力测试,对声音频率逐一调节,来人工设定增益 G曰;
[0031] i、将增益后的各阶语音分量IMF,重组,其中S= 1,2, 3,…,n,合成语音信号,并将 语音信号通过功率放大器,最后输入至所述压电机构。
[0032] 10、根据权利要求9所述基于激励鼓膜的作动器的助听装置,其特征在于;将步骤 C、teH步骤替换成下述两个步骤,C'、d',其他步骤不变;
[0033]C'、对语音信号进行小波分组预处理,得到分组后的语音信号X (t);
[0034]d'、对语音信号X(t)进行经验模态分解EMD分解获取各个IMF分量,即固有模态 函数分量:
[0035] 1)确定语音信号x(t)的所有局部极值点,用H次样条曲线将所有的局部极大 值点和局部极小值点分别连接起来,形成上包络线Ui(t)和下包络线U2(t),二者平均值
[003引リ令函数h(t)=x(t)-q(t),计算出h(t),如果h(t)不满足IMF条件,则令h(t) 为新的X(t),循环k次,得函数hk(t) =h(k_i) (t)-Qk(t);其中,采用Sd(取0. 2~0.扣作为 筛选IMF过程停止的准则即迭代停止准则
[0037]扣通过步骤d'中1)和。两个分步骤得到语音信号的第1个IMF分量Ci=hk(t) 和分离后的余项ri(t) =x(t)-ci;对ri(t)进行同样的筛选,依次得到C2、C3、C4……,直至 r(t)呈单调趋势时停止;原信号重构为
其中c,(t)表示分解得到的第 S个IMF分量,即EMD最终分解为n阶频率从低到高的IMF分量IMiF、IMF2-IMF,-IMFw、IMF。。
[0038] 有益效果;本发明的优点:
[0039] 本发明提供的激励鼓膜的助听装置,解决传统支撑装置因耳道弯曲很难装入并 且装入的过程中无法保证其与耳道很好的配合的问题,该助听装置能够自适应耳道大小, 利用耳道来起到固定支撑作用,并能够使其支撑机构不堵塞耳道,解决传统支撑结构容易 堵耳,外部空气没法接触鼓膜,鼓膜容易感染的问题,并且解决在作动器关闭的情况下, 患者无法自身感受到声音,因外部声音无法传递到鼓膜的问题,该助听装置使声音振动 得到更大程度的放大并且将机械振动直接作用于鼓膜,W提高听力缺失或损伤人们的听 力。本发明的信号处理算法基于改进了的希尔伯特黄变换化nbed-HuangTransform, HHT),不仅能够针对语音信号的非线性、非平稳性提高语音信号质量,而且能够模拟基底膜 区分不同声音频率的基础的原理,还能够有效抑制经典经验模式分解(EmpiricalModel Decomposition,EMD)可能出现的模态混叠问题。为满足不同语音环境下患者对于噪声的 要求,本发明的信号处理算法提供"双模式",患者可通过外置遥控装置自行选择模式。本 发明的信号处理算法提供增益环节,补偿不同患者听力的对语音信号频率的不同损失程度 的增益环节,提高患者所感受到的语音信号质量。
[0040] 其中,本发明作动器直接作用于鼓膜,激励鼓膜振动,压电机构所含的电叠堆构件 包括多个压电片的叠层,能够克服单片压电片位移过小的弊端,可w产生较大的机械激励 即位移W及驱动力。本发明中固定支撑装置能够固定在鼓膜附近的耳道上,并且抑制压电 机构激励鼓膜向反方向激励,且固定支撑装置并不需要破坏耳内任何结构,容易拆装。本发 明中压电机构位移放大装置,使得压电机构位移放大倍数高,能够更大地放大声音振动,并 且能够保证机械激励放大后的精度,避免机械激励放大环节的误差放大,增加了压电机构 的机械刚度。激励膜的振动圆也正对鼓膜的厮点,能够实现对鼓膜最有效的激励。本发明 的机械激励源为压电叠堆,可W在强磁场环境下工作,本植入助听装置所包含的压电机构 结构简单、易于制造并且成本低,有利于在所需患者中普及使用。
【附图说明】
[0041] 图1表示人耳结构示意图;
[0042] 图2表示固定支撑装置中尾端调节轨道装置示意图;
[0043] 图3表示固定支撑装置调节机构主干部分示意图;
[0044] 图4表示固定支撑装置调节机构示意图;
[0045] 图5表示激励鼓膜的作动器示意图;
[0046] 图6表示压电机构位移放大装置具体实施例一示意图;
[0047] 图7表示压电机构位移放大装置具体实施例二示意图;
[0048] 图8表示一种激励鼓膜的助听装置供电装置、信号处理装置、麦克风的连接示意 图;
[0049] 图9是本发明提供的信号处理算法实施例一流程图;
[0050] 图10是本发明提供的信号处理算法实施例二流程图。
【具体实施方式】
[0051] 下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0052] 如图1为人耳结构示意图,显示了外耳1、中耳2及内耳3的横截面。其中,外耳1 主要包括耳廓4及耳道5 ;中耳2则包括鼓膜(耳膜)6和听骨链。听骨链由H块微小互联 的骨头(听小骨)组成,即键骨7、化骨8和儘骨9。键骨7贴附在鼓膜6上,而听骨链中 最后一块骨头儘骨9禪合到内耳的耳蜗10。在正常听觉系统中,外耳1的耳廓4将外部空 气中压强的波动采集,通过耳道5传达鼓膜6,引起中耳2系统中鼓膜6和听骨链的振动, 进而由听骨链的儘骨9将振动传入内耳3中的耳蜗10。耳蜗10通过内部淋己液与基底膜 的流固禪合作用,及外毛细胞的振动放大(对基底膜感应的微小振动进行主动放大),使耳 蜗10内的内毛细胞感应中耳2输入的机械能。最终由内毛细胞将机械运动转化为神经脉 冲并传给听觉神经,进而产生声音。感觉神经性听力损伤,通常是由于耳蜗10内部外毛细 胞的损坏,降低了对内毛细胞的输入,从而导致人耳声音感知度的降低。由助听装置进行 的放大,即是对鼓膜6振动的放大。
[0053] W下结合附图2、3、4和5所示,一种激励鼓膜的作动器,包括压电机构80、固定支 撑装置60和激励膜90,所述压电机构80的顶端设置有一层激励膜90,所述压电机构80尾 端固定设置在固定支撑装置60头部端,所述激励膜90经固定支撑装置60植入耳道并与鼓 膜贴合设置,所述固定支撑装置60通过其分支支撑装置支撑在耳道上。所述固定支撑装置 60包括支撑主干杆48、支撑杆推进滑块41和尾端调节轨道装置30,所述尾端调节轨道装置 30上设有齿状内轨道,所述支撑主干杆48上设有齿状外轨道,所述尾端调节轨道装置30与 支撑杆推进滑块41通过内轨道和外轨道的齿状轨道配合,所述支撑主干杆48的尾端固定 在支撑杆推进滑块41上,推动所述支撑杆推进滑块41带动支撑主干杆48沿齿状轨道调节 至激励膜90与鼓膜贴合设置位置,通过齿状轨道和分支支撑装置将固定支撑装置60固定 设置在耳道内。
[0054] 所述尾端调节轨道装置30的尾部开设有孔33,通过孔33手术调节激励膜90与鼓 膜贴合。所述分支支撑装置包括对称设置的左侧主支撑杆70、右侧主支撑杆69和对称设置 的左侧副支撑杆72和右侧副支撑杆71,所述左侧主支撑杆70和右侧主支撑杆69的一端与 支撑主干杆48上一点较接,所述左侧主支撑杆70和右侧主支撑杆69上分别设有左侧滑块 机构68和右侧滑块机构67,所述左侧副支撑杆72和右侧副支撑杆71的一端分别与左侧滑 块机构68和右侧滑块机构67较接,所述左侧副支撑杆72和右侧副支撑杆71的另一端与 支撑主干杆48上另一点48较接,所述左侧主支撑杆70和右侧主支撑杆69的另一端分别 与左侧撑脚64和右侧撑脚63较接,所述左侧