專(zhuān)利名稱(chēng)：分布皮膚刺激式人工聽(tīng)覺(jué)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，特別是幫助聽(tīng)力喪失者獲得人工模擬聽(tīng)覺(jué)的設(shè)備。
背景技術(shù)：
電子技術(shù)的不斷發(fā)展推出了多種為聽(tīng)力有障礙的人提高聽(tīng)覺(jué)質(zhì)量的裝置。其中最為常見(jiàn)的是助聽(tīng)器、電子耳蝸和外置式觸覺(jué)模擬聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)。助聽(tīng)器能夠放大聲音，濾除噪聲，可以大大提高聽(tīng)力低下患者的聽(tīng)覺(jué)質(zhì)量，但是對(duì)于聽(tīng)力完全喪失的患者卻沒(méi)有用；電子耳蝸采用了高科技微電子技術(shù)，能夠?qū)⒙曇糇儞Q成電信號(hào)直接刺激聽(tīng)神經(jīng)，對(duì)于聽(tīng)覺(jué)完全喪失的患者效果也很顯著。但是電子耳蝸價(jià)格十分昂貴，而且需要手術(shù)植入，很難大規(guī)模推廣，對(duì)于聽(tīng)神經(jīng)已受損的患者也不起作用；外置式觸覺(jué)模擬聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)是一種新的解決方案，它使聽(tīng)力有障礙的患者通過(guò)皮膚觸覺(jué)獲得模擬聽(tīng)覺(jué)。設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，對(duì)人耳完全不依賴(lài)，具有很大的發(fā)展?jié)摿?。但是現(xiàn)有的設(shè)備僅僅將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)直接刺激皮膚，使用者不能從刺激中分辨出聲音的內(nèi)容，僅僅能夠獲得聲音的大小，有無(wú)，高低等等簡(jiǎn)單的信息，遠(yuǎn)不能分辨出包含的語(yǔ)言信息，而且長(zhǎng)期直接用電流刺激皮膚會(huì)使皮膚受到傷害。
綜上所述，采用新的技術(shù)提高外置式觸覺(jué)模擬聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)的分辨能力是一條非常用價(jià)值的研究途徑，新技術(shù)的實(shí)施將使高效廉價(jià)的助聽(tīng)裝置成為可能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種采用全新方法設(shè)計(jì)的外置式觸覺(jué)模擬聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)。它能夠讓使用者同時(shí)獲得并分辨出聲音的頻率分布信息和每個(gè)頻段的振幅信息。
本發(fā)明的目的可以采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)提出一種為幫助聽(tīng)力喪失者獲得人工模擬聽(tīng)覺(jué)的方法，包括如下步驟(1)使用拾音器將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為音頻電信號(hào)。
(2)把音頻電信號(hào)放大，并通過(guò)低通濾波器濾掉不需要的高頻信號(hào)。
(3)把經(jīng)過(guò)濾波后的音頻電信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。
(4)把數(shù)字音頻信號(hào)輸入處理器處理，將時(shí)域信號(hào)變成頻域信號(hào)，并作多種加權(quán)處理。
(5)把處理后的頻域信號(hào)送往多個(gè)多通道D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。
(6)每個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器的模擬輸出驅(qū)動(dòng)一個(gè)刺激器刺激皮膚。
本發(fā)明的目的還可以通過(guò)采用以下技術(shù)方案來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造一種分布皮膚刺激式人工聽(tīng)覺(jué)裝置，包括拾音器，放大濾波處理電路，線陣式分布刺激器，電池及其充放電管理電路。其中放大濾波處理電路包括運(yùn)算放大器、有源濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字處理器(DSP)、D/A轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動(dòng)器。
所述的分布皮膚刺激式人工聽(tīng)覺(jué)裝置在打開(kāi)開(kāi)關(guān)后將自動(dòng)進(jìn)行工作。使用者只需將一邊嵌有線陣式分布刺激器的帶子貼著皮膚系于腰間，將拾音器固定在胸前。處理電路即將獲取的聲音信號(hào)進(jìn)行變換處理并驅(qū)動(dòng)刺激器刺激皮膚。對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，聲音的大小反映在刺激器上就是刺激器振幅的大小，聲音的頻率分布反映在刺激器上就是產(chǎn)生振動(dòng)的刺激器的位置分布。例如當(dāng)使用者所處環(huán)境中只有一個(gè)4000赫茲左右的高功率單音時(shí)(重按鋼琴最高音鍵可模擬此效果)，使用者將感覺(jué)“腰帶式”刺激器最左邊的振動(dòng)刺激器強(qiáng)烈震動(dòng)；當(dāng)一個(gè)單音變?yōu)?000赫茲，2000赫茲，100赫茲三個(gè)低功率復(fù)音時(shí)，使用者將感覺(jué)“腰帶式”刺激器最左邊，中間，最右邊三處的振動(dòng)刺激器同時(shí)小幅振動(dòng)。這樣通過(guò)感覺(jué)刺激器振動(dòng)幅度和位置的不斷變化，使用者經(jīng)過(guò)一段適應(yīng)性的使用將能夠準(zhǔn)確分辨出語(yǔ)音內(nèi)容。


圖1為本發(fā)明-分布皮膚刺激式人工聽(tīng)覺(jué)裝置的硬件構(gòu)成原理圖；圖2為分布式刺激器與D/A轉(zhuǎn)換器連接示意圖；圖3為數(shù)字處理器(DSP)的軟件流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合各附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明1.如圖1所示，首先聲音信號(hào)激勵(lì)拾音器產(chǎn)生與聲音信號(hào)波形相同的模擬電信號(hào)，此模擬電信號(hào)通過(guò)一個(gè)耦合電容輸送到下級(jí)放大電路。拾音器可以是電阻式，電容式，動(dòng)圈式，根據(jù)不同拾音器的使用條件搭配不同的偏置電路。這種電路常見(jiàn)于話筒，電話，手機(jī)的拾音電路中。耦合電容為1μF左右無(wú)極性電容，起到隔直作用。
2.放大電路由一個(gè)運(yùn)算放大器組成，調(diào)節(jié)運(yùn)算放大器的反饋電阻可以改變放大倍數(shù)，將模擬電信號(hào)的幅值放大到適合采樣的大小。運(yùn)算放大器采用低噪聲高增益運(yùn)放。放大倍數(shù)的選擇標(biāo)準(zhǔn)為能夠?qū)⒙晱?qiáng)為80dB的聲音對(duì)應(yīng)的電信號(hào)放大到A/D轉(zhuǎn)換器的滿量程為宜。這是因?yàn)槿苏Ｕ勗挼穆晱?qiáng)為60dB～70dB。
3.經(jīng)過(guò)放大的模擬電信號(hào)再通過(guò)一個(gè)低通濾波器，濾去不需要的高頻成分。濾波器的設(shè)計(jì)采用無(wú)限增益多路反饋低通濾波器或二階壓控電壓源低通濾波器，調(diào)節(jié)濾波器的電阻、電容值使濾波器的截至頻率為4000赫茲。因?yàn)楦鶕?jù)統(tǒng)計(jì)人的語(yǔ)音頻率絕大部分在4000赫茲以下，而且一架普通鋼琴的頻率范圍為也為27.5赫茲-4186赫茲，因此4000赫茲以上的頻率基本不包含有用信息，濾掉4000赫茲以上的高頻信號(hào)對(duì)后續(xù)處理有利而且基本不會(huì)丟失語(yǔ)音信息。
4.將經(jīng)過(guò)低通濾波的模擬電信號(hào)輸入A/D轉(zhuǎn)換器。A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率為16位，與數(shù)據(jù)處理器(DSP)數(shù)據(jù)位寬相等以便處理。A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換頻率為每秒8000次，是最高語(yǔ)音頻率4000赫茲的兩倍以滿足香儂-奈虧斯特采用定理不致失真。A/D轉(zhuǎn)換器的啟動(dòng)由定時(shí)器控制，每125μs啟動(dòng)一次。每次轉(zhuǎn)換完成后向數(shù)據(jù)處理器(DSP)發(fā)出中斷，數(shù)據(jù)處理器(DSP)響應(yīng)中斷將數(shù)據(jù)從A/D轉(zhuǎn)換器中讀出保存在緩沖區(qū)。
5.數(shù)字處理器(DSP)是整個(gè)處理電路的核心。處理器的主要任務(wù)是把A/D采樣得到的數(shù)字音頻信號(hào)進(jìn)行時(shí)域-頻域變換，變換的結(jié)果是得到音頻信號(hào)中各個(gè)頻譜成分的強(qiáng)度。用經(jīng)過(guò)時(shí)域-頻域變換后的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)D/A轉(zhuǎn)換器再驅(qū)動(dòng)刺激器可以讓使用者獲得對(duì)聲音頻率信息的分辨能力。時(shí)域-頻域變換的方法很多，常見(jiàn)的有傅立葉變換，拉普拉斯變換，Z變換，小波變換等等。其中傅立葉變換中的快速傅立葉變換是較為快速的變換方法，本裝置即采用此算法。
6.數(shù)字處理器(DSP)內(nèi)部存儲(chǔ)空間分為5個(gè)部分，兩個(gè)A/D采樣緩沖區(qū)，每個(gè)大小為320byte用于緩存A/D采樣20毫秒內(nèi)來(lái)的數(shù)據(jù)；一個(gè)快速傅立葉變換原數(shù)據(jù)區(qū)，大小為2048byte用來(lái)保存傅立葉變換前的數(shù)據(jù)；一個(gè)快速傅立葉變換運(yùn)算數(shù)據(jù)區(qū)，大小為2048byte用來(lái)保存變換過(guò)程的中間數(shù)據(jù)以及變換完成后的數(shù)據(jù)；一個(gè)輸出數(shù)據(jù)區(qū)，大小為400byte，用來(lái)保存加權(quán)、取平均值運(yùn)算后的數(shù)據(jù)用來(lái)輸出給D/A轉(zhuǎn)換器，通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)后再驅(qū)動(dòng)刺激器。
處理器工作在中斷等待模式下，其工作流程如圖3所示。每得到一個(gè)來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換器的中斷，處理器將讀出數(shù)據(jù)保存在活動(dòng)緩沖區(qū)。如果當(dāng)前的活動(dòng)緩沖區(qū)存滿則將另一個(gè)緩沖區(qū)啟用為活動(dòng)緩沖區(qū)。兩個(gè)緩沖區(qū)輪流充當(dāng)活動(dòng)緩沖區(qū)，以避免活動(dòng)緩沖區(qū)存滿后正在向原數(shù)據(jù)區(qū)復(fù)制數(shù)據(jù)時(shí)A/D轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)無(wú)處保存。每次活動(dòng)緩沖區(qū)從空到滿需用20ms，存滿后觸發(fā)快速傅立葉轉(zhuǎn)換程序?？焖俑盗⑷~轉(zhuǎn)換以及后續(xù)處理將在20ms內(nèi)完成，因?yàn)楦鶕?jù)人的口腔發(fā)聲原理和子帶編碼理論(SBC)，可以認(rèn)為語(yǔ)音的波形在20ms內(nèi)基本保持不變。如果處理器的運(yùn)算速度足夠快，可以把兩次變換的時(shí)間間隔縮短到10～20ms。
快速傅立葉轉(zhuǎn)換程序過(guò)程如下處理器先把存滿了的緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)更新到快速傅立葉變換原數(shù)據(jù)區(qū)。更新的方法為，將原數(shù)據(jù)區(qū)中的數(shù)據(jù)在保持原有順序的前提下整體向高位地址空間遷移，遷移的地址偏移量為320byte，高位數(shù)據(jù)移出后作丟棄處理，低位地址空間寫(xiě)入最近存滿的那個(gè)緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)，共320byte。完成遷移后將整個(gè)原數(shù)據(jù)塊拷貝到運(yùn)算數(shù)據(jù)區(qū)，拷貝完成后啟動(dòng)一次1024點(diǎn)(2048byte)的快速傅立葉變換?？焖俑盗⑷~變換是通用的時(shí)域-頻域變換方法，其變換速度快，中間數(shù)據(jù)保存覆蓋于原數(shù)據(jù)上，因而所用的存儲(chǔ)空間較小。
快速傅立葉變換完成后將得到1024點(diǎn)(2048byte)，這1024個(gè)點(diǎn)分布在頻域空間中，分別表示聲音電信號(hào)每個(gè)頻點(diǎn)上的幅值。第N個(gè)點(diǎn)的頻域坐標(biāo)為7.8125×N，其中7.8125為基頻。由于刺激器的個(gè)數(shù)的限制，需要把1024個(gè)點(diǎn)壓縮至與刺激器的個(gè)數(shù)一樣多。壓縮方法很多，由于人耳對(duì)頻率的分辨能力不是線性，最好根據(jù)人耳對(duì)頻率的分辨能力參數(shù)進(jìn)行非等間隔壓縮。以下介紹一種簡(jiǎn)單的等間距壓縮每2.5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)平均值。如將的1點(diǎn)的值加上第2點(diǎn)值再加上第3點(diǎn)值的一半，再除以2.5就得到第一個(gè)平均值，以此類(lèi)推得到409個(gè)平均值。
經(jīng)過(guò)壓縮后的頻域信號(hào)仍為為16位，再經(jīng)過(guò)A律或μ律壓縮為8位。A律或μ律是語(yǔ)音壓縮常用的方法。人耳對(duì)于聲音的振幅感覺(jué)不是線性，對(duì)小振幅相對(duì)敏感度高。上述兩種壓縮方法正是模擬了人耳的這種性質(zhì)，使得壓縮后的失真度最小。經(jīng)過(guò)壓縮得到409個(gè)8位數(shù)據(jù)，丟棄最后9個(gè)，因?yàn)槠鋵?duì)應(yīng)的頻段為人耳不敏感的次聲頻段。最后得到400個(gè)8位數(shù)據(jù)。
由于人耳對(duì)各個(gè)頻段的聲音靈敏度不同，對(duì)1000赫茲左右最為敏感，兩端靈敏度逐漸降低，所以為了模擬人耳的聽(tīng)覺(jué)效果需要對(duì)輸出的數(shù)據(jù)加權(quán)。另外人體皮膚對(duì)振動(dòng)刺激的反應(yīng)也不是與振幅成正比的，為了達(dá)到準(zhǔn)確的刺激效果也需要對(duì)輸出數(shù)據(jù)加權(quán)。以上兩個(gè)加權(quán)函數(shù)可以疊加在一起，一次性完成加權(quán)計(jì)算。加權(quán)公式為Yn＝Xn×Ann為1到400的整數(shù)Yn為加權(quán)后的第n個(gè)數(shù)，Xn為加權(quán)前的第n個(gè)數(shù)，An為第n點(diǎn)的權(quán)重因子。
權(quán)重因子來(lái)源于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，內(nèi)置于程序存儲(chǔ)器EEPROM中。最后將加權(quán)后的400個(gè)數(shù)據(jù)送往D/A轉(zhuǎn)換器。
7.D/A轉(zhuǎn)換器與數(shù)字處理器(DSP)的接口為串口或I2C接口。數(shù)字處理器(DSP)將數(shù)據(jù)以串行的形式發(fā)送至50個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器，每個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器有8個(gè)通道，一共有400個(gè)通道。數(shù)據(jù)傳輸完成后，數(shù)字處理器(DSP)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換使能端，所有D/A轉(zhuǎn)換器同時(shí)轉(zhuǎn)換將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)輸出。D/A轉(zhuǎn)換器的參考端接有1000～2000赫茲的正弦信號(hào)，具體頻率為振動(dòng)刺激器的諧振頻率，可以使得刺激器的振幅達(dá)到最大值。在這個(gè)過(guò)程中，D/A轉(zhuǎn)換器實(shí)際上是用輸入的數(shù)字信號(hào)對(duì)1000～2000赫茲的正弦信號(hào)進(jìn)行調(diào)幅，得到400個(gè)調(diào)幅輸出。其具體連接方式為，將1000～2000赫茲的正弦信號(hào)接在D/A轉(zhuǎn)換器的參考電壓端(Vref)。這時(shí)如果輸入數(shù)字信號(hào)為Din，則輸出信號(hào)為Vout＝Vref(Din/256)，這樣就實(shí)現(xiàn)了用輸入數(shù)字信號(hào)對(duì)正弦信號(hào)的幅度調(diào)制，使壓電陶瓷刺激器有256級(jí)不同振幅。每個(gè)壓電陶瓷的振幅代表了聲音信號(hào)內(nèi)其對(duì)應(yīng)頻率的強(qiáng)度的大小。
8.每個(gè)D/A的模擬輸出端接有驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器的輸入輸出電壓相等或呈線性關(guān)系，輸出電流比輸入大，保證能夠正常驅(qū)動(dòng)刺激器。驅(qū)動(dòng)器的輸出端接壓電陶瓷刺激器。如果D/A轉(zhuǎn)換器內(nèi)部有驅(qū)動(dòng)器，使得輸出的電流可以驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷，則驅(qū)動(dòng)器可以省略。
9.整個(gè)系統(tǒng)一共使用了400個(gè)壓電陶瓷刺激器，如圖2所示。它們呈線性排列，每個(gè)壓電陶瓷一端連接驅(qū)動(dòng)器的輸出端，另一端接地。經(jīng)過(guò)傅立葉變換并加壓縮權(quán)后的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，其對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)空間已經(jīng)為頻域空間，每個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)都對(duì)應(yīng)了一個(gè)中心頻點(diǎn)，同時(shí)每個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)一個(gè)刺激器。刺激器在空間位置上從左至右排列，對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)他們的信號(hào)在頻率空間中也是依次遞增或遞減。這樣聲音的頻率分布信息將通過(guò)刺激器的空間位置區(qū)分開(kāi)來(lái)。因此如果有高音輸入，左邊的刺激器會(huì)振動(dòng)；低音輸入右邊的刺激器會(huì)振動(dòng)。輸入的聲音越高，刺激器振動(dòng)的位置越靠左；輸入的聲音越低，刺激器振動(dòng)的位置越靠右。同時(shí)有多個(gè)不同頻率的聲音輸入時(shí)，則會(huì)有多個(gè)相應(yīng)點(diǎn)振動(dòng)。
10.刺激器采用壓電陶瓷振動(dòng)式刺激器。壓電陶瓷具有直流阻抗大，功耗小，體積小，動(dòng)作速度快的特點(diǎn)，相比電極刺激器還有對(duì)皮膚無(wú)害的特點(diǎn)。每個(gè)壓電陶瓷刺激器長(zhǎng)5mm，寬0.6mm左右。它們按照寬的方向順序排列，焊接在一條柔性電路板上，每?jī)蓚€(gè)之間間隔0.4mm以防相互干擾。整個(gè)電路板長(zhǎng)度約為400mm，它的背面將焊接D/A轉(zhuǎn)換器和驅(qū)動(dòng)器。整個(gè)電路板被包裹在保護(hù)橡膠套中，只露出壓電陶瓷刺激器，形狀好像一根腰帶。D/A轉(zhuǎn)換器的電源線和數(shù)據(jù)線包成一束，從“腰帶”的一段引出并與處理板連接。使用者只需將“腰帶”的有刺激器的一面貼于皮膚，系于腰間就可以通過(guò)刺激器的振動(dòng)“感覺(jué)”聲音。
11.整個(gè)系統(tǒng)的頻率分辨率為10赫茲左右，振幅分辨率為8位(256級(jí))，聲音波形的分析時(shí)間間隔為20ms。本系統(tǒng)中的數(shù)值處理器(DSP)使用的是TSM320C5402，A/D轉(zhuǎn)換器是MAX1165，D/A轉(zhuǎn)換器是MAX5594。增加刺激器的個(gè)數(shù)可以提高系統(tǒng)的頻率分辨率，提高D/A轉(zhuǎn)換器的精度可以提高振幅分辨率，采用更高速度的數(shù)值處理器(DSP)或高速可編程邏輯器件(FPGA)可以縮短聲音波形的分析時(shí)間間隔。另外采用多層壓電陶瓷刺激器、提高驅(qū)動(dòng)器輸出電壓電流，可以增大刺激器振幅獲得更好的刺激效果。
權(quán)利要求
1.一種幫助聽(tīng)力喪失者獲得模擬聽(tīng)覺(jué)的方法，包括如下步驟(1)使用拾音器將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為音頻電信號(hào)。(2)把音頻電信號(hào)放大，并通過(guò)低通濾波器濾掉不需要的高頻信號(hào)。(3)把經(jīng)過(guò)濾波后的音頻電信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。(4)把數(shù)字音頻信號(hào)輸入處理器處理。(5)把經(jīng)過(guò)處理后的信號(hào)經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換后送往刺激器刺激皮膚，讓使用者獲得對(duì)聲音的感覺(jué)。
2.按照權(quán)利要求1所述的幫助聾人獲得聽(tīng)覺(jué)的方法，其特征還在于對(duì)數(shù)字音頻信號(hào)的處理采用了時(shí)域-頻域變換方法。
3.按照權(quán)利要求2所述的時(shí)域-頻域變換方法，其特征還在于時(shí)域-頻域變換方法的具體實(shí)施采用快速傅立葉變換(Fast Fourier Transform)方法。
4.按照權(quán)利要求3所述的快速傅立葉變換(Fast Fourier Transform)方法，其特征還在于每次進(jìn)行快速傅立葉變換(Fast Fourier Transform)前，將存儲(chǔ)器中的變換原數(shù)據(jù)進(jìn)行部分更新。將上次變換的整個(gè)變換原數(shù)據(jù)塊向高位地址空間遷移，遷移的地址偏移量為兩次變換時(shí)間間隔內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換所得的數(shù)據(jù)所占空間的大小。高位數(shù)據(jù)移出后丟棄，在低位地址空間寫(xiě)入在兩次變換時(shí)間間隔內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換所得的數(shù)據(jù)。更新完成后將原數(shù)據(jù)塊拷貝到變換運(yùn)算數(shù)據(jù)區(qū)在進(jìn)行變換。
5.按照權(quán)利要求1所述的幫助聾人獲得聽(tīng)覺(jué)的方法，其特征還在于對(duì)數(shù)字音頻信號(hào)的處理還包括對(duì)時(shí)域-頻域變換后得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬人耳聽(tīng)覺(jué)函數(shù)的加權(quán)。
6.按照權(quán)利要求1所述的幫助聾人獲得聽(tīng)覺(jué)的方法，其特征還在于對(duì)數(shù)字音頻信號(hào)的處理還包括對(duì)時(shí)域-頻域變換后得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行了模擬人體對(duì)刺激器感覺(jué)函數(shù)的加權(quán)。
7.按照權(quán)利要求1所述的幫助聾人獲得聽(tīng)覺(jué)的方法，其特征還在于所采用的刺激皮膚的刺激器為分布式多點(diǎn)刺激器，可以組成線陣或面陣。
8.按照權(quán)利要求7所述的采用的刺激皮膚的刺激器為分布式多點(diǎn)刺激器，其特征還在于單個(gè)刺激器采用壓電陶瓷振動(dòng)刺激器。
9.按照權(quán)利要求1所述的幫助聾人獲得聽(tīng)覺(jué)的方法，其特征還在于時(shí)域-頻域變換并加權(quán)后的數(shù)字驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻域坐標(biāo)與振動(dòng)刺激器的空間坐標(biāo)具有線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，刺激器按照位置關(guān)系從左至右對(duì)應(yīng)的數(shù)字驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻域坐標(biāo)依次遞增或遞減。
10.按照權(quán)利要求1所述的幫助聾人獲得聽(tīng)覺(jué)的方法，其特征還在于每個(gè)刺激器的模擬驅(qū)動(dòng)信號(hào)為一個(gè)經(jīng)過(guò)幅度調(diào)制的正弦波。調(diào)制信號(hào)為時(shí)域一頻域變換并加權(quán)后的數(shù)字信號(hào)，由D/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)輸入端輸入；被調(diào)制的正弦波頻率為1000～2000赫茲，由D/A轉(zhuǎn)換器的參考電壓端輸入。
全文摘要
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，特別是幫助聽(tīng)力喪失者獲得人工模擬聽(tīng)覺(jué)的設(shè)備。整個(gè)裝置包括聲音的模擬電信號(hào)采集器，A/D轉(zhuǎn)換器，處理單元，分布式刺激單元等。音頻信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)字化后送入處理器進(jìn)行時(shí)域－頻域變換等處理，最后驅(qū)動(dòng)多個(gè)刺激器刺激皮膚。借助皮膚的觸覺(jué)使用者不僅能夠感受到聲音的振幅信息而且還能感受到聲音的頻率信息，達(dá)到模擬人耳產(chǎn)生聽(tīng)覺(jué)的效果。本裝置體積小，可隨身攜帶，反復(fù)充電使用，可部分替代電子耳蝸功能。
文檔編號(hào)H04R25/00GK1819719SQ20061006750
公開(kāi)日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2006年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月7日
發(fā)明者鐘茗 申請(qǐng)人:鐘茗