【摘要】：第一部分語(yǔ)前聾人工耳蝸植入兒童漢語(yǔ)普通話聲調(diào)感知能力研究 目的 了解以漢語(yǔ)普通話為母語(yǔ)的語(yǔ)前聾人工耳蝸植入兒童在普通話聲調(diào)感知上存在的問(wèn)題,以及探索影響其聲調(diào)感知能力的潛在因素,為提高這些兒童的聲調(diào)感知能力提供理論基礎(chǔ)。 方法 175名語(yǔ)前聾單側(cè)植入人工耳蝸(Cochlear implant, CI)的兒童和154名年紀(jì)相仿的聽(tīng)力正常(Normal-hearing, NH)兒童參加了本項(xiàng)研究。依照聲調(diào)平衡原則選取36個(gè)簡(jiǎn)易漢字作為測(cè)試詞,將這些測(cè)試詞編入以MATLAB為運(yùn)行平臺(tái)的測(cè)試程序中進(jìn)行隨機(jī)呈現(xiàn)。共設(shè)四個(gè)信噪比條件(安靜、12dB、6dB、OdB),受試兒童依據(jù)自身情況選擇其中的某幾個(gè)或者全部條件進(jìn)行聲調(diào)識(shí)別能力測(cè)試。同時(shí)對(duì)其結(jié)果與自身因素(實(shí)際年齡、CI植入時(shí)年齡和CI使用時(shí)長(zhǎng))進(jìn)行Pearson相關(guān)分析。 結(jié)果 1.NH組兒童在安靜環(huán)境下的聲調(diào)識(shí)別平均正確率為97.78%,CI組兒童則為77.48%,CI組兒童在安靜環(huán)境下的平均聲調(diào)識(shí)別成績(jī)顯著低于NH組(P0.001),且個(gè)體間差異極大,其識(shí)別成績(jī)從機(jī)會(huì)水平到100%正確率均有分布。 2.在信噪比為12dB、6dB、OdB測(cè)試條件下,NH組和CI組兒童的平均聲調(diào)識(shí)別成績(jī)分別為[94.38%,74.22%],[94.47%,67.43%],[92.31%,59.17%],兩組間差異均有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.001)。 3.信噪比、聲調(diào)類別(及聲調(diào)配對(duì)類型)和聽(tīng)力情況對(duì)聲調(diào)識(shí)別成績(jī)的影響均很顯著(P0.001),其中最顯著的因素為聽(tīng)力情況(其F值為1048.81,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它兩個(gè)因素)。且信噪比和聽(tīng)力情況,聲調(diào)類別(及聲調(diào)配對(duì)類型)與聽(tīng)力情況之間交互效應(yīng)顯著(P0.001)。 4.信噪比的影響。對(duì)于NH組,安靜、6dB信噪比條件下聲調(diào)識(shí)別成績(jī)高于OdB信噪比條件,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05),而其余任意兩個(gè)信噪比條件下的聲調(diào)識(shí)別成績(jī)無(wú)顯著差異。對(duì)于CI組,任意兩個(gè)信噪比條件下聲調(diào)識(shí)別成績(jī)均有顯著差異,按照聲調(diào)識(shí)別成績(jī)從高到低的排列順序?yàn)椋喊察o12dB6dBOdB。 5.聲調(diào)類別的影響。對(duì)于NH組,1聲和4聲的識(shí)別成績(jī)高于2聲和3聲(P0.05),而1聲、4聲之間,2聲、3聲之間的識(shí)別成績(jī)無(wú)顯著差異(P0.05)。對(duì)于CI組,除了1聲識(shí)別成績(jī)高于4聲之外(P0.05),其余聲調(diào)類別識(shí)別成績(jī)兩兩之間未見(jiàn)顯著差異(P0.05)。 6.聲調(diào)配對(duì)類型的影響。對(duì)于NH組,識(shí)別成績(jī)1-4配對(duì)1-2配對(duì)2-3配對(duì)(P0.05),其余配對(duì)彼此之間未見(jiàn)顯著差異(P0.05)。對(duì)于CI組,識(shí)別成績(jī)2-3配對(duì)最低,與1-2、1-3、1-4配對(duì)之間均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05),其余配對(duì)彼此之間未見(jiàn)顯著差異(P0.05)。 7.聲調(diào)識(shí)別錯(cuò)誤類型分析。對(duì)于NH組,在任何一個(gè)信噪比條件下,2聲和3聲之間總是最易混淆,且其中最易出現(xiàn)的錯(cuò)誤為將3聲感知成2聲。對(duì)于CI組,其錯(cuò)誤類型受信噪比影響較大,各種類型錯(cuò)誤概率均較大,總的來(lái)說(shuō),3聲總是最易被感知成2聲。 8.相關(guān)分析。對(duì)于CI植入兒童,安靜條件下植入時(shí)年齡與聲調(diào)識(shí)別成績(jī)呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)(r=-0.392,P0.001),12dB信噪比條件下CI使用時(shí)長(zhǎng)與聲調(diào)識(shí)別成績(jī)呈現(xiàn)正相關(guān)(r=0.258,P=0.047)。其余條件下的相關(guān)關(guān)系均不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。 結(jié)論 1.CI植入兒童的聲調(diào)感知能力存在明顯缺陷,且個(gè)體差異很大,其對(duì)聲調(diào)的識(shí)別較正常聽(tīng)力兒童更易受到噪聲環(huán)境的影響。 2.CI植入兒童對(duì)四個(gè)聲調(diào)類型的感知能力差異不明顯。無(wú)論對(duì)于CI植入兒童還是正常聽(tīng)力兒童,2聲和3聲為最難區(qū)分彼此的聲調(diào)。 3.CI植入時(shí)年齡越小,CI使用時(shí)間越長(zhǎng),CI植入兒童對(duì)聲調(diào)的感知能力越好。 第二部分基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的語(yǔ)前聾人工耳蝸植入兒童漢語(yǔ)普通話聲調(diào)發(fā)聲能力研究 目的 了解以漢語(yǔ)普通話為母語(yǔ)的語(yǔ)前聾人工耳蝸植入兒童在普通話聲調(diào)發(fā)聲上存在的問(wèn)題,以及探索影響其聲調(diào)發(fā)聲能力的潛在因素,并為建立一種依靠計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行聲調(diào)發(fā)聲自動(dòng)化判別的可靠而高效的測(cè)評(píng)工具提供數(shù)據(jù)支持。 方法 278名語(yǔ)前聾單側(cè)植入人工耳蝸(Cochlear implant, CI)的兒童和173名年紀(jì)相仿的聽(tīng)力正常(Normal-hearing, NH)兒童參加了本項(xiàng)研究。發(fā)聲測(cè)試詞同前一部分選取的聲調(diào)識(shí)別測(cè)試中所用的測(cè)試詞,對(duì)受試兒童的聲調(diào)發(fā)聲樣本以44.1KHz的采樣頻率,16-bits的分辨率進(jìn)行錄音。將每個(gè)測(cè)試音節(jié)單獨(dú)剪切分離,在MATLAB平臺(tái)上對(duì)每名受試兒童的每個(gè)發(fā)聲音節(jié)進(jìn)行基頻提取并手動(dòng)糾偏。在MATLAB平臺(tái)上構(gòu)建人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),并以隨機(jī)抽取的一半正常兒童之發(fā)聲樣本基頻數(shù)據(jù)對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練。利用訓(xùn)練后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)CI組兒童及另一半正常兒童的發(fā)聲樣本進(jìn)行判讀。將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)CI植入兒童聲調(diào)發(fā)聲的判讀結(jié)果與其自身因素(實(shí)際年齡、CI植入時(shí)年齡和CI使用時(shí)長(zhǎng))進(jìn)行相關(guān)分析,同時(shí)將其聲調(diào)發(fā)聲準(zhǔn)確率與前一部分的聲調(diào)識(shí)別成績(jī)進(jìn)行相關(guān)分析。 結(jié)果 1.NH組兒童的平均聲調(diào)發(fā)聲準(zhǔn)確率為90.40%,CI組兒童則為58.76%,CI組兒童的平均聲調(diào)發(fā)聲準(zhǔn)確率顯著低于NH組(P0.001),且個(gè)體間差異極大,其發(fā)聲準(zhǔn)確率從機(jī)會(huì)水平(25%)以下到100%均有分布。 2.聲調(diào)類別和聽(tīng)力情況這兩個(gè)因素對(duì)聲調(diào)發(fā)聲準(zhǔn)確率均有顯著影響(P0.001)。尤其是聽(tīng)力情況的影響尤為明顯,其F值達(dá)到了為641.75,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于聲調(diào)類別的F值66.41。聽(tīng)力情況與聲調(diào)之間的交互效應(yīng)也很顯著(P0.001)。 3.聲調(diào)類別的影響。對(duì)于NH組,1(4)聲、2聲、3聲發(fā)聲準(zhǔn)確率兩兩之間具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05),其準(zhǔn)確率按從高到低的順序?yàn)椋?(4)聲2聲3聲。而1聲和4聲之間發(fā)聲準(zhǔn)確率未有顯著差異(P0.05)。對(duì)于CI組,1、4聲的發(fā)聲準(zhǔn)確率顯著高于2、3聲(P0.01),而1聲和4聲,2聲和3聲之間發(fā)聲準(zhǔn)確率均未有顯著差異(P0.05)。 4.聲調(diào)發(fā)聲錯(cuò)誤類型分析。對(duì)于NH組,應(yīng)發(fā)聲調(diào)為2聲時(shí),被錯(cuò)判成3聲的概率較非2聲及3聲外的其余兩者要高；當(dāng)應(yīng)發(fā)聲調(diào)為3聲時(shí),被錯(cuò)判成2聲的概率較非3聲及2聲外的其余兩者要高,當(dāng)應(yīng)發(fā)聲調(diào)為1聲和4聲時(shí),其錯(cuò)判率均較小。對(duì)于CI組,當(dāng)應(yīng)發(fā)1聲時(shí),被錯(cuò)判成其它三個(gè)聲調(diào)的概率均相對(duì)較大。當(dāng)應(yīng)發(fā)聲調(diào)為2、3、4聲時(shí),錯(cuò)判概率最大者均為1聲。 5.聲調(diào)發(fā)聲聲學(xué)分析。NH組四個(gè)聲調(diào)的界別顯示相對(duì)較為清楚,代表1、2、3、4聲的橢圓分別位于坐標(biāo)軸的右上、左上、左下、右下象限。而CI組代表四個(gè)聲調(diào)的橢圓彼此重合,難以區(qū)分。用于計(jì)量?jī)山M差異的三個(gè)聲學(xué)指標(biāo)Aq/Ae、Ave_Dist/Ave_Ax1+2和Avep均顯示出CI組測(cè)量值顯著低于NH組(P0.001)。 6.相關(guān)分析。對(duì)于CI植入兒童,聲調(diào)發(fā)聲準(zhǔn)確率與CI植入年齡呈負(fù)相關(guān)(r=-0.215,P=0.003),與CI使用時(shí)長(zhǎng)呈正相關(guān)(r=0.203,P=0.005),與測(cè)試時(shí)實(shí)際年齡無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)性(r=0.015,P=0.837)。在任何一個(gè)信噪比條件下,CI植入兒童聲調(diào)發(fā)聲準(zhǔn)確率與其聲調(diào)識(shí)別成績(jī)均呈正相關(guān)(P0.01)。 結(jié)論 1.CI植入兒童的聲調(diào)發(fā)聲能力存在明顯缺陷,且個(gè)體差異很大。 2.無(wú)論是CI植入兒童還是正常聽(tīng)力兒童,2、3聲的發(fā)聲相對(duì)1、4聲更難掌握。 3.CI植入兒童四個(gè)聲調(diào)發(fā)聲的聲學(xué)特征不明顯,彼此重合,難以區(qū)分,且發(fā)聲基頻曲線單調(diào)平坦缺少變化。CI植入年齡小、CI使用時(shí)間長(zhǎng)對(duì)其聲調(diào)發(fā)聲能力的提高有利,聲調(diào)感知能力好的CI植入兒童,其聲調(diào)發(fā)聲準(zhǔn)確度亦較高。 4.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為一種技術(shù)手段在聲調(diào)自動(dòng)化識(shí)別中具有應(yīng)用價(jià)值。 第三部分使用人工耳蝸及助聽(tīng)器的語(yǔ)前聾兒童歌唱能力的聲學(xué)特征分析 目的 對(duì)于語(yǔ)前聾兒童,耳聾阻礙了他們的聽(tīng)覺(jué)和言語(yǔ)發(fā)育。目前的聽(tīng)力設(shè)備(包括人工耳蝸和助聽(tīng)器)在言語(yǔ)發(fā)育方面給這些兒童提供了很大的幫助但在音樂(lè)感知方面存在明顯的不足。本研究的目的旨在用聲學(xué)測(cè)量指標(biāo)評(píng)價(jià)使用這些聽(tīng)力設(shè)備的語(yǔ)前聾聽(tīng)障兒童的唱歌能力,以及探索這種能力與何種因素存在關(guān)聯(lián)。 方法 37名語(yǔ)前聾單側(cè)植入人工耳蝸(Cochlear implant, CI)的兒童,31名語(yǔ)前聾雙側(cè)配戴助聽(tīng)器(Hearing-aid, HA)的兒童,以及37名年紀(jì)相仿的聽(tīng)力正常(Normal-hearing, NH)兒童參加了本項(xiàng)研究。每名兒童被要求唱一首自己熟悉的兒歌,由錄音設(shè)備記錄(采樣率44.1KHz,分辨率16-bits)下后,每個(gè)音節(jié)被隔離開(kāi)來(lái)并用自相關(guān)算法(Auto-correlation algorithm)提取各自的基頻(Fundamental frequency, F0)同時(shí)記錄下每個(gè)音節(jié)的時(shí)程。共使用五項(xiàng)指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)歌唱能力：1.音調(diào)方向正確率,2.音調(diào)壓縮率,3.音調(diào)整體偏移度,4.內(nèi)部音程偏移度,5.音節(jié)時(shí)程比偏移度。前四項(xiàng)指標(biāo)對(duì)所唱歌曲音調(diào)作出評(píng)價(jià),最后一項(xiàng)指標(biāo)對(duì)所唱歌曲節(jié)律作出評(píng)價(jià)。同時(shí)對(duì)其聲學(xué)測(cè)量結(jié)果與自身因素及本研究前兩個(gè)部分的聲調(diào)感知及發(fā)聲之結(jié)果進(jìn)行相關(guān)分析。 結(jié)果 無(wú)論是植入人工耳蝸還是配戴助聽(tīng)器的語(yǔ)前聾兒童,他們各項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)的成績(jī)均顯著低于同年齡段的聽(tīng)力正常兒童(P0.05)。CI組兒童和HA組兒童五項(xiàng)指標(biāo)中四項(xiàng)未見(jiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,只有指標(biāo)四(歌曲內(nèi)部音程偏移度)顯示出HA組兒童成績(jī)優(yōu)于CI組兒童的統(tǒng)計(jì)結(jié)果(2.44±0.76vs2.89±0.82, P0.05)。對(duì)于這兩組聽(tīng)障兒童,聽(tīng)力設(shè)備使用時(shí)間的長(zhǎng)短與其歌唱曲調(diào)的準(zhǔn)確程度呈顯著正相關(guān)。對(duì)于CI植入兒童,其對(duì)音程的發(fā)聲準(zhǔn)確度與其聲調(diào)識(shí)別能力相關(guān)。 結(jié)論 對(duì)于大多數(shù)植入人工耳蝸或是配戴助聽(tīng)器的語(yǔ)前聾兒童,其歌唱能力無(wú)論是音調(diào)的準(zhǔn)確性還是對(duì)節(jié)律的把握度均存在明顯缺陷。CI植入兒童的音程發(fā)聲準(zhǔn)確度與其聲調(diào)識(shí)別能力相關(guān)。雖然隨著聽(tīng)力設(shè)備使用時(shí)間的延長(zhǎng)和使用經(jīng)驗(yàn)的增加,一定程度上可以提高語(yǔ)前聾兒童的歌唱能力,但卻很難達(dá)到正常聽(tīng)力兒童的水平。
文內(nèi)圖片：
圖片說(shuō)明： “允許、許可”。而第四聲的F0曲線則為高降型，先高后低，也稱去聲，此時(shí)可表示“次序、順序”之意。圖1-1為音節(jié)“Xu”在標(biāo)準(zhǔn)普通話發(fā)音中四個(gè)聲調(diào)所對(duì)應(yīng)的語(yǔ)譜圖，發(fā)聲樣本采自一個(gè)六歲聽(tīng)力正常兒童，F(xiàn)0曲線為圖中黑線所示。4
文內(nèi)圖片：
圖片說(shuō)明： 頻譜用言語(yǔ)頻譜轉(zhuǎn)換函數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換[3”，，將此轉(zhuǎn)換后的言語(yǔ)頻譜噪聲之頻譜進(jìn)行反向傅立葉變換，得到所需要的時(shí)域噪聲信號(hào)（見(jiàn)圖1-3)。再根據(jù)信噪比的不同調(diào)整此噪聲信號(hào)的振幅，12dB、6dB和OdB所對(duì)應(yīng)的噪聲均方根振幅（Root-mean-squareamplitude, RMS amplitude)分別為測(cè)試信號(hào)均方根振幅的1/4、1/2和1/1。然后將測(cè)試信號(hào)和調(diào)幅后的噪聲信號(hào)按照中心對(duì)齊原則進(jìn)行疊加，以保證測(cè)試信號(hào)在整個(gè)信號(hào)之中段出現(xiàn)（見(jiàn)圖1-4)。最后將所有處理好后的聲信號(hào)進(jìn)行強(qiáng)度歸一化處理。11 i i i i i i i i 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5Time (s)-40 r—— 1 1 1 1 1 1名?:。- rj -60 - I ■ ； -I -70 - ——…丨 < -80 - .....go I ！ I I ! I 、0 2 4 6 8 10 12Frequency (kHz)圖1-3言語(yǔ)頻譜噪聲的時(shí)域波形（上圖）和頻譜（下圖）9
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R764.5

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 馮海泓;原猛;陳友元;;人工耳蝸植入者音樂(lè)感知研究[J];聲學(xué)技術(shù);2012年01期

2 王志愷;華清泉;曹永茂;吳展元;周曉娓;李駿;常偉;黃治物;朱素琴;;先天性聾兒人工耳蝸植入后的漢語(yǔ)普通話聲調(diào)辨別[J];中華耳科學(xué)雜志;2008年01期

本文編號(hào)：2514801