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瞬态诱发耳声发射信号仿真与信号处理的研究

作　者: 张灵芝
导　师: 严碧歌
学　校: 陕西师范大学
专　业: 生物物理学
关键词: 耳声发射小波分析阈值选取小波基
分类号: TN911.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 28次
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内容摘要

耳声发射(OAE)是耳科学领域近20年来重大研究进展之一,是指一种产生于耳蜗,经听骨链及鼓膜传导向外耳道释放音频能量的现象。它是由内耳耳蜗中的外毛细胞主动产生,以空气振动的形式释放出来的现象,是耳蜗非线性动力学机制的作用结果,是外毛细胞的非线性生物机构放大过程的一种能量泄漏。这种现象不是简单的声反射现象,不仅能被动地将外界声信号转换成生物电信号,同时存在着主动释能的过程,可以认为是一种双向换能器。它的响应特性是评价听觉外周系统是否完好无损的一项客观指标。作为重要的人体生理信号之一,近几年临床上耳声发射主要用于听生理研究,听觉疾病诊断和新生儿的听力筛查。耳声发射具有很好的长期稳定性,但其信号处理技术还比较薄弱,主要存在的问题是噪声的去除以及伪迹的消除。本文主要针对这些问题进行了研究,主要的工作包括以下几个方面：(1)讨论了耳声发射信号的特点,通过仿真研究获得与临床测试在波形概貌、波形幅度、持续时间上有较好一致性的瞬态诱发耳声发射信号(Transiently Evoked Otoacoustic Emission, TEOAE)信号。(2)将传统的傅里叶基本理论和方法与小波分析的基本理论和方法进行对比,探讨小波分析方法对TEOAE去噪的可用性。通过理论分析及实验研究,本文得出以下结论：(1)针对耳声发射信号的分类、特性、目前存在的问题和研究方法,通过传统方法进行对比进一步确定采用小波的分析方法。(2)在小波分析方法的基础上,首先将硬阈值,软阈值对TEOAE的去噪效果进行对比,接着选取不同的阈值规则、阈值尺寸比例通过仿真实验进行结果分析。在以上基础上又选取不同小波基、消失矩、分解层数对含噪声的TEOAE进行仿真实验。(3)通过对实验结果的分析得出对TEOAE去噪中选取软阂值,极大极小(minamaxi),阈值改变尺寸选取未知尺寸的基本模式(sln),小波基选取symN或coifletN,消失矩阶数分别取8、4,分解层数3时去噪效果最佳的结论。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-8
第1章绪论  8-16
  1.1 耳声发射现象  8-13
    1.1.1 耳声发射的产生与分类  8-10
    1.1.2 耳声发射信号的分类  10-13
  1.2 耳声发射国内外研究现状  13
  1.3 本文的选题意义  13-15
  1.4 本文的框架结构  15-16
第2章瞬态诱发耳声发射的建模与仿真  16-22
  2.1 一维传输线模型  16-18
    2.1.1 模型的结构  16-18
    2.1.2 模型仿真结果与临床实测结果的对比  18
  2.2 有限元模型  18-20
    2.2.1 有限元模型的建立  18-19
    2.2.2 模型的可靠性分析  19-20
  2.3 gammatones模型  20-21
  2.4 本章小结  21-22
第3章小波分析  22-30
  3.1 小波分析基本理论  23-25
    3.1.1 连续小波变换  23-25
    3.1.2 离散小波变换  25
  3.2 多分辨率分析  25-28
    3.2.1 多分辨率分析的基础知识  26-27
    3.2.2 Mallat算法  27-28
  3.3 小波分析的去噪步骤  28-29
  3.4 本章小结  29-30
第4章瞬态诱发耳声发射的仿真信号消噪研究  30-46
  4.1 耳声发射信号特征及处理  30-31
    4.1.1 噪声的去除  30-31
    4.1.2 伪迹的消除  31
  4.2 小波阈值法处理耳声发射信号  31-35
    4.2.1 傅里叶变换与小波变换的比较  32-33
    4.2.2 小波分析在TEOAE信号去噪中的应用  33-34
    4.2.3 讨论与分析  34-35
  4.3 阈值的选取  35-40
  4.4 傅里叶与小波去噪的结果对比  40-41
  4.5 小波去噪中阈值尺寸改变比例的选取  41-43
  4.6 本章小结  43-46
第5章不同小波基与分解层数对TEOAE去噪的影响  46-58
  5.1 haar小波不同分解层数去噪效果  46
  5.2 不同小波基的去噪效果  46-56
  5.3 本章小结  56-58
第6章结论与展望  58-60
参考文献  60-64
致谢  64-66
攻读硕士学位期间科研成果  66

瞬态诱发耳声发射信号仿真与信号处理的研究

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