訊號的產生

3.2.1 虛擬聽力模擬 (Virtual Auditory Simulation, VAS)

本研究中所有實驗用的聲音訊號都有經過一道虛擬聽力模擬的程序，這是利用頭部反應 傳輸函數(Head Related Transfer Function, HRTF)合成來自雙耳單聲道聲音。

HRTF 是一種音效定位演算法，利用 ITD 和 ILD 及耳廓影響參數等技術產生立體音效，

使聲音傳遞至人耳時，聆聽者會有環繞音效的感覺。本研究採用的是麻省理工學院多媒體實 驗室(Massachusetts Institute of Technology Media Laboratory) 所產生的 HRTF 資料庫[47]。這些 參數的取得方式是在麻省理工學院多媒體實驗室的無響室進行，利用在聲學人偶(KEMAR)的 耳部放入麥克風，然後記錄各個方位角的聲音傳入耳內的響應，聲源距聲學人偶 1.4m，並在 圍繞聲學人偶的立體球形空間裡進行每 10 °仰角、每 5°水帄角的取樣，仰角取樣範圍為 - 40 °

~ + 90 °，水帄角為 360 °，產生 HRTF 資料庫。本研究中的聲音訊號，通過對應空間中特定 聲源方向上的 HRTF 函數產生之。

3.2.2 語音編碼器

語音編碼器已被廣泛用於利用聽常者評估人工電子耳使用者語音接收能力，主要的功能 在 於 預 測 人 工 電 子 耳 的 效 能 及 趨 勢 [48, 49] 。 語 音 編 碼 器 主 要的 機 制 為 去 除 精 細 結 構 (fine-structure)，留下包含包絡(envelope)訊息的語音訊號給聽常者識別。圖 3.1 為語音編碼器 的概念圖，其主要概念描述如下[49]。(1)語音信號通過不同參數的帶通濾波器，分成數個頻

帶; (2)利用半波整流和低通濾波器，在每個頻帶中提取的時間包絡訊息；(3)提取的包絡訊息 用於調製載波，例如寬帶白噪音或正弦波，然後再將其通過帶通濾波器。(4)調製後的頻帶進 行加總，最後進行語音能量的調整。在本論文中的語音編碼器，採用 Advanced Bionics HiRes Fidelity 120 策略來模擬人工電子耳使用者所聽到的聲音。此語音編碼器已經能夠模擬多電極 同時刺激，產生虛擬通道(virtual channel)。

3.2.3 雙耳聽覺模擬

在本研究中雙模式聽覺模擬是利用正常聽力的受測者，模擬聽損患者左耳配戴人工電子 耳，右耳配戴助聽器，進行本研究的各項實驗。如圖 3.2，首先我們的聲音訊號會透過 HRTFs 進行 VAS 模擬各種不同的角度，接下來分離出左右兩聲道，左聲道會經過 vocoder 模擬人工 電子耳所聽到的聲音，右聲道會經過低通濾波器模擬助聽器所聽到的聲音，其中低通濾波器 為 10 階的 Butterworth filter，截止頻率(cutoff frequency)為 500Hz，最後混和經過濾波器處理 的左右兩聲道，就是我們用來模擬雙模式聽覺的實驗用聲音訊號。

P. L. Moy 在 2002 年透過了 vocoder 模擬雙耳配戴人工電子耳，進行角度辨識的相關實 驗[50]。同樣的 T. Schoof (2004)在他的碩士論文中，也利用 vocoder 模擬雙耳配戴人工電子耳，

進行關於雙耳 ITD 及 ILD 的實驗。由此可見利用 vocoder 模擬雙耳配戴人工電子耳是一條可 行的道路[51]。

雙耳人工電子耳模擬，利用正常聽力者，模擬聽損患者左右耳皆配戴人工電子耳，進行 本研究的各項實驗。類似於雙模式聽力模擬，首先會把聲音訊號通過 HRTF 模擬各種不同的 角度聲音，接下來分離左右聲道分別進行 vocoder 處理，最後再混和左右兩個聲道聲音，如 圖 3.3。

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