面向人工耳蜗的改进Wave-U-Net算法

巩瑾琪1，叶萍1，吴逸凡1，常兆华1，樊伟2，许长建2 (1．上海理工大学健康科学与工程学院; 2.上海微创天籁医疗科技有限公司)

摘要: 针对人工耳蜗在噪声环境下言语感知效果差，以及现有算法降噪能力不足的问题，本研究提出了一种改进的Wave－U－Net 模型。通过采取轻量化卷积，引入注意力机制，改进损失函数，优化数据集结构，以提高人工耳蜗的降噪效果。使用短时客观可懂度( short－time objective intelligibility，STOI) 、语音质量评估( perceptual evaluation of speech quality，PESQ) 、浮点运算次数( floating point operations per second，FLOPs) 和参数量( Params) 对模型的降噪效果和复杂度进行了评估，分别达到0．81、2．75，0．83 G，1．04 M。实验结果表明，本研究算法在符合人工耳蜗产品规范的基础上，实现了明显的降噪效果，提高了人工耳蜗使用者在复杂噪声环境中的语音感知效果。本研究方法为人工耳蜗算法的改进提供了新的可能，可为听力受损患者提供更好的听觉感受。

关键词: 人工耳蜗; 改进Wave－U－Net; 噪声环境; 语音感知; 语音降噪