隨著老齡化社會的到來,聽障人群數(shù)量越來越多。助聽器作為改善聽力的主要設(shè)備,其語音質(zhì)量直接關(guān)系到聽障患者的健康,因此準(zhǔn)確合理地對助聽器語音質(zhì)量進(jìn)行客觀評價(jià)至關(guān)重要。如何依據(jù)醫(yī)療中積累的大數(shù)據(jù),獲取有效客觀評價(jià)信息,具有重要的理論和實(shí)際價(jià)值。本課題提出了一種基于多元自適應(yīng)回歸樣條法(Multivariate adaptive regression spline,MARS)的語音質(zhì)量客觀評價(jià)方法,并在此算法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn);設(shè)計(jì)聚類分析模型,基于MATLAB語言設(shè)計(jì)助聽器語音質(zhì)量客觀評價(jià)平臺;并通過仿真實(shí)驗(yàn)證明,本文所提出的MARS算法及改進(jìn)的算法可以對助聽器語音質(zhì)量進(jìn)行評價(jià),改進(jìn)的算法更準(zhǔn)確。論文的主要研究工作如下:(1)搭建了助聽器客觀評估系統(tǒng)的測試平臺,利用該平臺建立助聽器語音數(shù)據(jù)庫。在時(shí)域和頻域內(nèi)研究語音信號的特征參數(shù),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了助聽器特征參數(shù)的提取。(2)提出采用MARS算法實(shí)現(xiàn)助聽器的客觀評估。該方法首先針對特征進(jìn)行優(yōu)選,然后建立助聽器客觀評價(jià)模型,給出客觀評分。并提出一種考慮容錯(cuò)誤差的算法準(zhǔn)確率評價(jià)指標(biāo)r,將其用于算法的效果驗(yàn)證,算法驗(yàn)證綜合考慮其他三個(gè)指標(biāo),結(jié)果表明算法有效。(3)針對傳統(tǒng)的近鄰傳播聚類算法(AP)進(jìn)行改進(jìn),提出了一種新的聚類算法—基于密度路徑的半監(jiān)督AP聚類算法(SMAP)。該算法首先對未知的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行半監(jiān)督指導(dǎo),其次基于密度路徑,對傳統(tǒng)的AP相似度“歐氏距離”進(jìn)行改進(jìn),得出聚類模型。并通過分析實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果,總結(jié)算法性能評價(jià)指標(biāo),驗(yàn)證改進(jìn)的算法有效可行,且準(zhǔn)確度高。(4)在聚類分析的基礎(chǔ)上,提出了一種基于MARS算法改進(jìn)的助聽器語音質(zhì)量客觀評價(jià)方法—SPMARS算法。該算法首先將語音數(shù)據(jù)聚類分成不同的類別,然后對不同類別數(shù)據(jù)分別進(jìn)行MARS客觀評價(jià)。通過仿真實(shí)驗(yàn)及算法評價(jià)指標(biāo),對改進(jìn)算法進(jìn)行驗(yàn)證,證實(shí)該算法可以準(zhǔn)確地評價(jià)助聽器語音質(zhì)量。
【學(xué)位單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN912.3;TH785
【部分圖文】：

助聽器作為聽力患者與外界進(jìn)行溝通的首選工具，其語音質(zhì)量關(guān)系著患者??的身心健康，因此合理的評價(jià)助聽器的語音質(zhì)量，變的尤為重要。目前，關(guān)于??助聽器語音質(zhì)量方面的評價(jià)，主要是主觀評價(jià)法和客觀評價(jià)法兩種。主觀評價(jià)??方法在評價(jià)的時(shí)候，具有說服力，但是其存在費(fèi)時(shí)費(fèi)力等其他缺點(diǎn)，因此眾多??專家學(xué)者將著力點(diǎn)落到了客觀評價(jià)方法。本文基于此種情況，針對助聽器的語??音質(zhì)量客觀評價(jià)，設(shè)計(jì)出了一套實(shí)驗(yàn)評價(jià)系統(tǒng)。??２．２客觀評價(jià)系統(tǒng)構(gòu)成??助聽器的客觀評價(jià)系統(tǒng)是基于中國計(jì)量科學(xué)研究院聲學(xué)所全消聲室的條件??下完成的，通過搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，利用仿真人耳，真實(shí)的還原助聽器使用環(huán)境，??利用各種軟件，建立語音庫，模擬助聽器的使用，獲得語音文件，通過建立的??評價(jià)系統(tǒng)進(jìn)行語音質(zhì)量評價(jià)，從而行成一套完整的語音質(zhì)量評價(jià)方案。??２．２．１系統(tǒng)組成框架??２－１。??

２．２．３音頻采集部分??本文所采用的音頻采集系統(tǒng)是根據(jù)國際電工技術(shù)委員會標(biāo)準(zhǔn)ＩＥＣ６０１１８－８［２５１??設(shè)計(jì)的，如圖２－２所示，該系統(tǒng)由全消聲室、處理室、聲源陣列、聲源、數(shù)字??均衡器、計(jì)算機(jī)、Ｐｕｌｓｅ多功能分析儀、仿真人頭及助聽器組成。??＆麵?消聲卜３??輸入端?｜?Ｐｕｌ二多功能?卜＇??土??——分析儀￣－Ｉ?－?．？］?ｔｏ?｜仿＾人頭｜?￣??計(jì)算機(jī)?????Ｖ－．?ｌｉｆｔ?ＴＯ＂！?Ｕ／????＾?輸出端?＼?／??！?＼?ｖ?ｙ??數(shù)字均衡器??—；—Ｉ?圓形，源陣列??圖２－２音頻采集系統(tǒng)??全消聲室是低噪聲環(huán)境，用于保證實(shí)驗(yàn)測試過程中具有很低的背景噪聲，??它可以提供２００Ｈｚ？８０００Ｈｚ的基本自由場環(huán)境［２６－２７］，其中心是一個(gè)圓形聲源陣??８??

從而模擬助聽器在口常生活中的實(shí)際使用環(huán)境［２８－Ｍ。??聲信號采集單元由仿真人頭、助聽器和Ｐｕｌｓｅ多功能分析儀組成。實(shí)驗(yàn)中??所用的仿真人頭選擇Ｂ＆Ｋ公司４１２８Ｄ型，如圖２－３所示。仿真人頭能夠較好??地模擬聲波經(jīng)過人類的頭部和軀干產(chǎn)生的衍射、反射現(xiàn)象［３Ｑ＿３１］，得到雙耳的聲??場環(huán)繞情況。實(shí)驗(yàn)過程中，通過仿真人頭，利用Ｐｕｌｓｅ多功能分析儀采集助聽??器輸出信號，作為最終所用的純凈語音與噪聲語音。??Ｉ??圖２－３仿真人頭??２．２．４評價(jià)系統(tǒng)部分??評價(jià)部分是軟件系統(tǒng)�；诟倪M(jìn)的ＭＡＲＳ助聽器語音質(zhì)量評價(jià)包含兩部分，??聚類分析和預(yù)測模型建立。通過音頻采集系統(tǒng)，我們可以獲得想要的純凈語音??信號和帶噪語音信號組合后的語音信號，通過ＰＥＳＱ算法計(jì)算得出其主觀評分，??接著對帶噪語音進(jìn)行特征提取，將計(jì)算的結(jié)果與對應(yīng)的主觀評分相結(jié)合，作為??需要處理的數(shù)據(jù)庫。首先將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分為兩部分
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本文編號：2882668