基于Bark域的電子耳蝸頻帶劃分分析和擬合研究

陳又圣，曹智亮，夏林中，張春曉，林煒臻

深圳信息職業技術學院，廣東深圳518000

前言

Bark 域是由Eberhard Zwicker 提出的一種心理聲學尺度和信號頻帶劃分方法。在人耳中，存在24個頻率位置會產生共振，因而可以劃分出從1到24的共24個臨界頻帶，即Bark域。Bark域對頻率不均勻劃分的思想，有助于對低頻信號給予更高的分辨率，對高頻信號給予相對較低的分辨率，在噪聲分類和抑制［1-3］、特征分析和特征提取［4-7］、助聽器［8］、語音增強［9-12］、語音測試和評估［13］、語音識別［14］、語音端點檢測［15］等方面都有廣泛應用。在電子耳蝸領域應用中，Bark 域可用于信號處理和言語處理策略的設計［16-17］。電子耳蝸包括體外器件和體內植入體兩部分，體外器件的主要部分是言語處理器，該處理器進行頻帶劃分、參數提取和信號調制等過程［18-20］。目前電子耳蝸的頻帶劃分也參考了Bark 域的心理聲學尺度，按照低頻劃分密、高頻劃分疏的方式來實現。但是，目前的頻帶劃分是固定的，對于確定電極數，濾波器所劃分的頻帶和子帶中心頻率是固定的，不利于針對不同采樣率參數來設置不同的頻帶劃分模式。另一方面，目前的電子耳蝸電極數不超過24 個，但是，隨著技術的進步和電極制作工藝的改善，未來植入電極數有望增加，所對應的體外言語處理器的濾波器組需要劃分更多的頻帶。Bark 域各個臨界頻帶所對應的是離散的頻率點，可對離散的頻率點進行曲線擬合，然后通過插值方式來實現針對不同參數進行自適應的頻帶劃分。……