[发明专利]一种基于IFS分形算法的耳鸣康复音合成方法

说明书

本发明的一种基于IFS分形算法的耳鸣康复音合成方法，包括选取基音音频；然后对基音音频进行变换，生成多个变换音频；最后由IFS迭代系统产生分形序列，并将序列数值映射为对应的基础音频和变换音频，从而合成耳鸣康复音音频。该方法对特定的音频片段进行韵律变换生成丰富的音库，并将分形算法引入到动态自然音的合成中，将分形图的层次变化表现在自然音中，很好的实现了声治疗音的不重复和自相似性，符合耳鸣康复音的基本特点。

技术领域

本发明涉及医疗技术领域，具体涉及一种基于IFS分形算法的耳鸣康复音合成方法。

背景技术

耳鸣是在无外界声源刺激下的一种主观听觉感知，在临床上十分常见。以声音为基础的声音疗法被公认为对不同类型的耳鸣治疗具有普遍适用性。该方法主要使通过耳鸣的不全掩蔽，用一种声音作为背景声音，使患者逐渐习惯耳鸣声的存在。以音乐为基础的声治疗方法已被证明在短期内可以有效地缓解耳鸣症状，其目的在于促进放松，调整患者情绪。但是，研究表明音乐一旦被重复播放，就会唤醒患者记忆反而达不到预期的放松减压效果。由于耳鸣是患者的一种主观听觉感知，其表现形式因人而异，比较常见的有蝉鸣、嗡嗡声、流水声等，自然声可调节消极情绪，具有良好的减压效果，能在一定程度上减轻耳鸣的烦扰。然而，自然声一般为一种短暂而重复的声音，采用重复循环的声音对耳鸣治疗效果并不大，因此，也进一步限制了自然声音在耳鸣康复治疗中的应用。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种可生成与耳鸣患者相匹配的具有不重复和自相似性的耳鸣康复音的方法。

本发明的目的是这样实现的，一种基于IFS分形算法的耳鸣康复音合成方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.选取基音音频；

S2.对基音音频进行变换，生成多个变换音频；

S3.由IFS迭代系统产生分形序列，并将序列数值映射为对应的基音音频和变换音频，从而合成耳鸣康复音音频。

进一步的，所述步骤S1中的基音音频为与耳鸣患者的耳鸣匹配声相一致或耳鸣患者喜爱的自然声音频。

进一步的，所述自然声音频时长选取为3-8秒，且所选取的自然声音频韵律特征不重复。

进一步的，所述步骤S1中的基音音频的选取方法为：提供不同类型的纯自然声音音频让耳鸣患者进行试听选择，从可接受度，喜欢程度以及与耳鸣声的匹配度三个层面去评分，选出耳鸣患者综合评分较高的音频作为基音音频。

进一步的，所述步骤S2中对基音音频的变换包括对基音音频的音色、音调、速度和响度的至少一种的变换。

进一步的，对基音音频的音色的变换通过以下方法实现:

a.根据Mel频带划分方法，采用FIR带通滤波器将基音音频信号划分为若干子路信号；

b.根据对音色的均衡要求对各子路信号进行增益或衰减的个性化调节；

c.将调节后的各子路信号组合输出，得到音色均衡后的音频信号。

进一步的，所述步骤a包括，将基音音频信号划分为20-24个频段。

进一步的，对基音音频的音调进行变换的方法为：利用总体平均经验模态分解算法，自适应的将声音信号分解为若干个单分量信号，即包含各共振峰信息的本征模态函数；然后利用Hilbert-Huang变换进行时频分析求得各IMF的瞬时频率和瞬时幅度，基于瞬时幅频，得到每个IMF的共振峰频率；最后，通过调整瞬时频率，实现共振峰的搬移，利用AM-FM模型合成音调变换后的音频。

进一步的，对基音音频的速度的变换采用重叠叠加算法实现。

进一步的，通过控制分形序列的长度来控制所合成分形自然声音频的时长。