專利名稱：用于電子耳蝸植入者的音樂能力測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子耳蝸領(lǐng)域，特別涉及一種用于電子耳蝸植入者的音樂能力測試系
統(tǒng)，尤其適用于中國語后聾電子耳蝸植入者。
背景技術(shù)：
電子耳蝸技術(shù)是目前唯一可以讓聾人恢復(fù)聽覺的神經(jīng)修復(fù)術(shù)，通過用電流直接剌 激聽神經(jīng)，使聾人恢復(fù)聽覺，已幫助全球超過12萬電子耳蝸植入者不同程度的恢復(fù)了聽 力。電子耳蝸需要解決的首要問題是言語的交流，由此不難理解傳統(tǒng)的信號處理策略也被 稱為"言語編碼策略"。近10年，電子耳蝸植入者在安靜環(huán)境下的言語識別已經(jīng)達(dá)到了良好 的水平，可供半數(shù)以上植入者順利地進(jìn)行電話交談。但噪聲背景下的言語識別、對聲調(diào)語言 及音樂的理解仍然是當(dāng)前電子耳蝸植入者普遍無法逾越的障礙。 音樂是一種抽象而復(fù)雜的聲音形式，由蘊含不同時域形式、頻率分布及和聲成分 的多層次聲音所組成。大多數(shù)電子耳蝸植入者對難理解的音樂這樣的復(fù)雜聲信號感到困 難。電子耳蝸通過植入電極的位置來模擬正常耳蝸的部位編碼植入的電極在鼓階由蝸底 向蝸尖依次排列，剌激由高到低不同頻率敏感的聽神經(jīng)，植入電極的不同位置，對應(yīng)于信號 處理策略中劃分的不同的頻段，目前，商用電子耳蝸電極數(shù)目在12到22個。從言語識別的 角度而言，即使單憑共振峰信息亦可以獲得一定的言語可懂度，憑借有限通道的頻率信息， 電子耳蝸植入者普遍獲得了良好的言語識別能力。我們知道，組成音樂的要素主要有節(jié) 奏、音色、旋律及音調(diào)等，其中，節(jié)奏主要體現(xiàn)音樂的時域特征；音調(diào)主要體現(xiàn)音樂的頻域特 征；而音色、旋律則是二者的結(jié)合。國外的研究表面，和正常聽力者相比，在節(jié)奏的識別方 面，電子耳蝸植入者普遍取得了良好的成績，但在對音色識別、音調(diào)分辨等方面卻普遍成績 較差。 目前，國外有關(guān)電子耳蝸植入者音樂方面的研究已經(jīng)起步，并且也有一些比較 成熟的測試方法和平臺，如蒙特利爾音樂能力測試(Montreal Battery for Evaluation ofAmusia)，華盛頓大學(xué)臨床音樂會g力測試(University of Washington Clinical Assessmentof Music Perception)等。 但是，國內(nèi)還缺少相關(guān)方面的研究，由于教育背景、文化習(xí)慣的差異，不能直接照 搬國外的測試方法。舉例來說，蒙特利爾音樂能力測試(Montreal Battery forEvaluation of Amusia)是一種通用的音樂能力測試項目，可以用于電子耳蝸植入者，也可用于正常聽 力者，其不足在于，一方面，其主要目的并不是評估電子耳蝸植入者的音樂能力，另一方面， 該測試耗時較長并且難度比較大。相比較而言，華盛頓大學(xué)臨床音樂能力測試(University of Washington Clinical Assessment of MusicPerc印tion)是針X寸電子耳蟲咼禾直入者提出 的臨床測試方法，測試難度、時長適宜，但首先，該測試是針對母語為英語的電子耳蝸用戶； 其次，該測試中的旋律識別一項中，提供的12首西方的"熟悉旋律"并不能為國內(nèi)的研究使 用。這些不足決定了我們無法直接應(yīng)用國外的測試平臺用于測試和研究。
在這樣的背景下，亟需一套能夠用于中國語電子耳蝸植入者，尤其是針對語后聾電子耳蝸植入者的音樂能力測試方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，針對中國語后聾電子耳蝸植入者，提供一種用于電子耳蝸植 入者的音樂能力測試系統(tǒng)。 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種用于電子耳蝸植入者的音樂能力測試系 統(tǒng)，其特征在于，該音樂能力測試系統(tǒng)通過對音樂不同構(gòu)成元素進(jìn)行拆分組合，將音樂測試 分為節(jié)奏、音高、音色、旋律、熟悉樂曲共5個子項測試，具體包括測試模塊1、音樂材料數(shù) 據(jù)庫2和音樂能力測試實驗數(shù)據(jù)庫3 ; 所述的測試模塊1包括節(jié)奏分辨測試模塊11、音高差閾辨別模塊12、旋律輪廓識 別測試模塊13、樂器音色辨別模塊14和熟悉樂曲識別測試模塊15 ; 所述的音樂材料數(shù)據(jù)庫2，用于提供音樂測試材料，它包括錄自虛擬音源及CD的 12種中西樂器的音源文件，及國內(nèi)語后聾電子耳蝸植入者熟悉的30首樂曲的旋律；
所述的音樂能力測試實驗數(shù)據(jù)庫3，它包括紀(jì)錄測試模塊1的測試實驗內(nèi)容、結(jié)果 的數(shù)據(jù)庫及參加實驗電子耳蝸植入者信息庫。
所述的每個測試模塊中均包括 訓(xùn)練單元7，它利用所述音樂材料數(shù)據(jù)庫2的內(nèi)容，為參加測試的電子耳蝸植入者 進(jìn)行相應(yīng)的測試項目、內(nèi)容、方法的訓(xùn)練，幫助電子耳蝸植入者培訓(xùn)測試的相關(guān)知識，為其 下一步進(jìn)行正式測試做準(zhǔn)備； 測試參數(shù)設(shè)置單元8，根據(jù)所述訓(xùn)練單元7的結(jié)果，為參加測試的電子耳蝸植入者 設(shè)置相應(yīng)測試參數(shù)；包括設(shè)置節(jié)奏、音高測試的音色，初始差值及測試步長；設(shè)置旋律輪 廓測試的音色；設(shè)置樂器音色識別和熟悉樂曲識別的曲目； 測試單元9，它利用所述音樂材料數(shù)據(jù)庫2的內(nèi)容，根據(jù)所述測試參數(shù)設(shè)置單元7 中設(shè)置的相應(yīng)測試參數(shù)，初始化測試軟件，并按照各項對應(yīng)的心理聲學(xué)測試方法產(chǎn)生相應(yīng) 的測試試題；并將測試結(jié)果存入所述音樂能力測試實驗數(shù)據(jù)庫3中。 所述的節(jié)奏分辨測試模塊11利用所述音樂材料數(shù)據(jù)庫2中的節(jié)奏分辨測試音樂 材料進(jìn)行節(jié)奏分辨心理聲學(xué)測試； 所述的節(jié)奏分辨測試音樂材料包括4/4拍的，從60拍每分鐘(bpm)到140拍每 分鐘(bpm)的鼓聲; 所述的節(jié)奏分辨心理聲學(xué)測試是以60、80、100、120bpm的鼓聲為參考音，對于每 個參考音配有20個測試音，以選擇2AFC方法進(jìn)行測試。 所述的音高差閾辨別模塊12利用所述音樂材料數(shù)據(jù)庫2中的音高差閾辨別音樂 材料進(jìn)行音高差閾心理聲學(xué)測試； 所述的音高差閾辨別音樂材料選擇包含鋼琴、小提琴、單簧管、小號4種樂器音 色及使用MATLB7. 0合成的復(fù)合音共5種音色的第2到第6八度60個音高的音符；復(fù)合音 的F0和音樂音符的F0 —致，包含3個諧波，每倍頻諧波幅度以20%衰減；
所述的音高差閾心理聲學(xué)測試是對每種音色，以G3、G4、G5音符為參考音，以選擇 3AFC方法進(jìn)行測試。 所述的旋律輪廓識別測試模塊13利用所述音樂材料數(shù)據(jù)庫2中的旋律輪廓識別
5音樂材料進(jìn)行旋律輪廓識別心理聲學(xué)測試； 所述的旋律輪廓識別音樂材料選擇包含鋼琴、小提琴、單簧管、小號4種樂器音
色及使用MATLB7. 0合成的復(fù)合音共5種音色的，第2到第6八度60個音高的音符，復(fù)合音
的F0和音樂音符的F0 —致，包含3個諧波，每倍頻諧波幅度以20%衰減； 所述的旋律輪廓識別心理聲學(xué)測試中九種旋律輪廓將被測試，分別是升調(diào)、升平
調(diào)、升降調(diào)、平升調(diào)、平調(diào)、平降調(diào)、降升調(diào)、降平調(diào)及降調(diào)；每段測試音段含5個音符，音符
之間的音調(diào)差別可選1、2、4、6個半音；對每種音色以G3、G4、G5音符為參考音，以選擇9AFC
方法進(jìn)行測試。 所述的樂器音色辨別模塊14利用所述音樂材料數(shù)據(jù)庫2中的樂器音色辨別音樂 材料進(jìn)行樂器音色辨別心理聲學(xué)測試； 所述的樂器音色辨別音樂材料選擇錄自CD音源的多種西洋及中國樂器，包括弦 樂器、木管樂器、銅管樂器、敲擊樂器、吹管樂器； 所述的樂器音色辨別心理聲學(xué)測試是測試12種中西樂器音色，以選擇12AFC方法 進(jìn)行測試。 所述的熟悉樂曲識別測試模塊15利用所述音樂材料數(shù)據(jù)庫2中的熟悉樂曲識別 音樂材料進(jìn)行熟悉樂曲識別心理聲學(xué)測試； 所述的熟悉樂曲識別音樂材料為鋼琴演奏的樂曲。選擇30首國內(nèi)耳熟能詳?shù)臉?曲，也可分為有節(jié)奏演奏和無節(jié)奏演奏兩類； 所述的樂器音色辨別心理聲學(xué)測試是測試30首熟悉樂曲，以選擇12AFC方法進(jìn)行 領(lǐng)lj試。 所述的音樂材料數(shù)據(jù)庫2的音源文件為經(jīng)過MATLAB7. 0處理為適合進(jìn)行測試的
WAV格式的音樂材料。 本發(fā)明的優(yōu)點還在于本發(fā)明基于VS2005. NET環(huán)境，結(jié)合MATLAB7. 6程序，采用ACCESS數(shù)據(jù)庫。不僅可 用于臨床測試電子耳蝸植入者的音樂能力，用于研究人員研究分析測試結(jié)果，同時可以進(jìn) 一步為電子耳蝸植入者提供一個自我測試訓(xùn)練的平臺；
由于本發(fā)明采用了上述方案，故具有以下優(yōu)點 1)系統(tǒng)擴展性強，平臺將不僅能用于音樂能力測試與評價，還可以用于言語能力 測試與評價。例如漢語聲調(diào)測試、漢語元音測試、漢語輔音測試和噪聲中的漢語字詞句測 試等。 2)測試項目的選擇，決定了其在保證全面測試的前提下，測試內(nèi)容盡可能的少。
3)選擇30首國內(nèi)耳熟能詳?shù)臉非鍪煜非R別測試，充分考慮了中國電子耳 蝸植入者的特點。


圖1為本發(fā)明的音樂能力
圖2為本發(fā)明的音樂能力
圖3為本發(fā)明的音樂能力
圖4為本發(fā)明的音樂能力
6
測試系統(tǒng)的測試步驟流程圖； 測試系統(tǒng)的測試模塊的測試方法示意圖； 測試系統(tǒng)的測試模塊的示意測試系統(tǒng)的音高差閾辨別模塊中訓(xùn)練單元的心理聲學(xué)試系統(tǒng)的音高差閾辨別模塊中測試單元的流程圖； J試系統(tǒng)的旋律輪廓測試模塊中訓(xùn)練單元的心理聲學(xué)
試系統(tǒng)的旋律輪廓測試模塊中測試單元的流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。 如圖1所示，本發(fā)明的一套供電子耳蝸植入者進(jìn)行全面音樂能力測評的步驟流 程 1)電子耳蝸植入者登陸音樂能力測試評價與訓(xùn)練平臺，注冊或更新自己的信息，
確認(rèn)無誤后，載入信息，進(jìn)入平臺界面。同時信息保存在所述信息庫模塊S1 ; 2)進(jìn)入訓(xùn)練模塊，選定需要測試的項目，進(jìn)行訓(xùn)練至熟練操作為止S2 ; 3)研究人員根據(jù)訓(xùn)練的結(jié)果，進(jìn)入測試參數(shù)設(shè)置模塊，為參加測試的電子耳蝸植
入者選擇相應(yīng)的參數(shù)。生成測試試題S3; 4)參加測試的電子耳蝸植入者進(jìn)入測試模塊進(jìn)行正式測試S4 ; 5)單項測試結(jié)束后，所述音樂能力測試軟件進(jìn)行結(jié)果統(tǒng)計，打分評價。同時更新所
述音樂能力測試實驗數(shù)據(jù)庫S5 ; 6)完成所有5項測試之后，參加測試的電子耳蝸植入者進(jìn)入自我訓(xùn)練模i央，根據(jù)
測試模塊的測試結(jié)果及評價結(jié)果，為參加測試的電子耳蝸植入者自動選擇訓(xùn)練的內(nèi)容，保
存結(jié)果后，將生成相應(yīng)試題，可供電子耳蝸植入者進(jìn)行自我訓(xùn)練S6 ; 如圖2所示，為本發(fā)明的音樂能力測試系統(tǒng)的每個測試模塊的方法包括 1)測試項目選擇模塊19，它用于進(jìn)入軟件測試界面后，選擇測試項目。選擇測試
項目之后，對任意測試項目都有以下單元 ①訓(xùn)練單元7，為參加測試的電子耳蝸植入者進(jìn)行測試項目、內(nèi)容、方法的訓(xùn)練。幫 助參加測試的電子耳蝸植入者培訓(xùn)測試的相關(guān)知識，為其下一步進(jìn)行正式測試做準(zhǔn)備。訓(xùn) 練中，被試如果答錯試題，將重復(fù)一遍試題，告知正確答案，比較正確答案與被試給出錯誤 答案。 ②測試參數(shù)設(shè)置單元8，研究人員根據(jù)所述訓(xùn)練模塊7的結(jié)果，為參加測試的電子 耳蝸植入者在測試參數(shù)設(shè)置模塊8中設(shè)置相應(yīng)測試參數(shù)。 ③測試單元9，根據(jù)所述測試參數(shù)設(shè)置模塊7的設(shè)置，產(chǎn)生相應(yīng)的測試試題。并對 測試結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析及評價。測試結(jié)束后，將測試結(jié)果及評價結(jié)果存入所述音樂能力測 試實驗數(shù)據(jù)庫3。 2)自我訓(xùn)練模塊IO，利用所述針對電子耳蝸植入者特點提出的音樂能力綜合評 價方法5為參加測試的電子耳蝸植入者自動選擇訓(xùn)練的內(nèi)容，幫助其提高音樂能力。
如圖3所示，本發(fā)明的音樂能力測試系統(tǒng)的測試模塊共包括節(jié)奏、音調(diào)、音色、旋 律、熟悉樂曲共5個子項測試。
下面具體描述5項測試模塊及其實現(xiàn) 1)節(jié)奏分辨測試模塊11包括節(jié)奏分辨測試音樂材料和節(jié)奏分辨心理聲學(xué)測試方
測試流程圖； 圖5為本發(fā)明的音樂能力測
圖6為本發(fā)明的音樂能力領(lǐng)[ 測試流程圖； 圖7為本發(fā)明的音樂能力測法。 該模塊音樂材料為所述音樂材料數(shù)據(jù)庫2中的節(jié)奏分辨測試音樂材料4/4拍，從 60拍每分鐘(bpm)到140拍每分鐘(bpm)的鼓聲。 該模塊心理聲學(xué)測試方法描述如下以60、80、100、120bpm的鼓聲為參考音。對于 每個參考音，配有20個測試音。舉例來說，如果選定120bpm的鼓聲作為參考音，121-140bpm 的鼓聲為測試音。選擇2AFC(2選項一強迫選擇)方法測試。即呈現(xiàn)2個聲音，被試需要選 擇哪個聲音聽起來節(jié)奏更快一些。 由音樂能力測試評價及訓(xùn)練軟件平臺4實現(xiàn)該測試方法及調(diào)用測試音樂材料在 所述訓(xùn)練模塊7每次呈現(xiàn)的2個聲音中，有1個為參考音，測試音與參考音的節(jié)奏差固定， 被試連續(xù)兩次回答正確更換測試音，將節(jié)奏差縮小。若被試回答錯誤，將節(jié)奏差增大。訓(xùn)練 10-20題，可由被試自己調(diào)節(jié)。在測試參數(shù)設(shè)置模塊8中，根據(jù)訓(xùn)練結(jié)果，設(shè)置以下參數(shù)初 始節(jié)奏差、第一節(jié)奏差步長、第二節(jié)奏差步長、第三節(jié)奏差步長、第一拐點閾值、第二拐點閾
值。之后將生成該項測試的試題。在測試模塊9中，測試按照由所述測試參數(shù)設(shè)置模塊8
中的參數(shù)進(jìn)行3down-lup， 2AFC測試，以最后6個拐點的平均值為測試結(jié)果。 2)音高差閾辨別模塊12，包括音高差閾辨別音樂材料和音高差閾心理聲學(xué)測試方法。 該模塊音樂材料為所述音樂材料數(shù)據(jù)庫2中的音高差閾辨別音樂材料選擇鋼 琴、小提琴、單簧管、小號4種樂器音色及使用MATLB7. 0合成的復(fù)合音共5種音色的，第2 到第6八度60個音高的音符。復(fù)合音的F0和音樂音符的F0 —致，包含3個諧波，每倍頻 諧波幅度以20%衰減。所有的音符統(tǒng)一由MATLAB7. 0處理為單聲道，350ms長。在每個音 符的開頭和結(jié)尾25ms幅度為漸強和漸弱，以避免開關(guān)噪聲。 該模塊心理聲學(xué)測試方法描述如下對每種音色以G3、 G4、 G5音符為參考音。選 擇3AFC(3選項-強迫選擇)方法測試。即呈現(xiàn)3個聲音，被試需要選擇哪個聲音聽起來音 高不一樣。 由音樂能力測試評價及訓(xùn)練軟件平臺4實現(xiàn)該測試方法及調(diào)用測試音樂材料在 訓(xùn)練模塊7每次呈現(xiàn)的3個聲音中，有1個為參考音，測試音與參考音的音高差值固定，被 試連續(xù)兩次回答正確更換測試音，將音高差值縮小。若被試回答錯誤，將音高差值增大。訓(xùn) 練10-20題，可由被試自己調(diào)節(jié)。在測試參數(shù)設(shè)置模塊8中，根據(jù)訓(xùn)練結(jié)果，設(shè)置以下參數(shù) 音色、初始音高差值、第一音高差值步長、第二音高差值步長、第三音高差值步長、第一拐點 閾值、第二拐點閾值。之后將生成該項測試的試題。在測試模塊9中，測試按照由所述測試 參數(shù)設(shè)置模塊8中的參數(shù)進(jìn)行3down-lup，3AFC測試，以最后6個拐點的平均值為測試結(jié) 果。 3)旋律輪廓識別測試模塊13，包括旋律輪廓識別音樂材料和旋律輪廓識別心理 聲學(xué)測試方法。 該模塊音樂材料為所述音樂材料數(shù)據(jù)庫2中的旋律輪廓識別音樂材料選擇鋼 琴、小提琴、單簧管、小號4種樂器音色及使用MATLB合成的復(fù)合音共5種音色的，第2到第 6八度60個音高的音符。復(fù)合音的F0和音樂音符的F0 —致，包含3個諧波，每倍頻諧波幅 度以20%衰減。所有的音符統(tǒng)一由MATLAB處理為單聲道，350ms長。在每個音符的開頭和 結(jié)尾25ms幅度為漸強和漸弱，以避免開關(guān)噪聲。
該模塊心理聲學(xué)測試方法九種旋律輪廓將被測試，分別是升調(diào)、升平調(diào)、升降 調(diào)、平升調(diào)、平調(diào)、平降調(diào)、降升調(diào)、降平調(diào)及降調(diào)。音符之間的音高差別可選1、2、4、6個半 音。對每種音色以G3、G4、G5音符為參考音。選擇9AFC(9選項-強迫選擇)方法測試。即 呈現(xiàn)1段聲音，被試需要在9種旋律輪廓(圖形顯示)中選擇聽到聲音的對應(yīng)輪廓。
由音樂能力測試評價及訓(xùn)練軟件平臺4實現(xiàn)該測試方法及調(diào)用測試音樂材料在 所述訓(xùn)練模塊7隨機給出任意參考音，音高差組合的測試。訓(xùn)練10-20題，可由被試自己調(diào) 節(jié)。在所述測試參數(shù)設(shè)置模塊8中，根據(jù)訓(xùn)練結(jié)果，設(shè)置參數(shù)音色和參考音。之后將生成 該項測試的試題。在所述測試模塊9中，測試按照由所述測試參數(shù)設(shè)置模塊8中的參數(shù)進(jìn) 行共9種輪廓，4種音調(diào)差，5種音色共180題的9AFC測試。 4)樂器音色辨別模塊14，包括樂器音色辨別音樂材料和樂器音色辨別心理聲學(xué) 測試方法。
該模塊音樂材料為所述音樂材料數(shù)據(jù)庫2中的樂器音色辨別音樂材料選擇錄自 CD音源的多種西洋及中國樂器，包括弦樂器、木管樂器、銅管樂器、敲擊樂器、吹管樂器等。
根據(jù)該模塊中所述樂器音色辨別心理聲學(xué)測試方法12種樂器音色將被測試。選 擇12AFC(12選項-強迫選擇)方法測試。即呈現(xiàn)l段聲音，被試需要選擇聽到的聲音對應(yīng) 的樂器(圖形顯示)。 由音樂能力測試評價及訓(xùn)練軟件平臺4實現(xiàn)該測試方法及調(diào)用測試音樂材料在 所述訓(xùn)練模塊7隨機給出任意樂器音色的測試。訓(xùn)練全部音色樂器的旋律。在所述測試參 數(shù)設(shè)置模塊8中，根據(jù)訓(xùn)練結(jié)果，設(shè)置參數(shù)剔除被試沒有聽過的樂器。之后將生成該項測 試的試題。在所述測試模塊9中，測試按照由所述測試參數(shù)設(shè)置模塊8中的參數(shù)進(jìn)行12AFC 領(lǐng)lj試。 5)熟悉樂曲識別測試模塊15，包括熟悉樂曲識別音樂材料和熟悉樂曲識別心理 聲學(xué)測試方法。 該模塊音樂材料為所述音樂材料數(shù)據(jù)庫2中的熟悉樂曲識別音樂材料所述的熟 悉樂曲識別音樂材料為鋼琴演奏的樂曲。選擇《生日歌》等30首國內(nèi)耳熟能詳?shù)臉非?，分?有節(jié)奏演奏和無節(jié)奏演奏兩類。30首熟悉樂曲分別是《甜蜜蜜》、《讓我們蕩起雙槳》、《賣 報歌》、《友誼天長地久》、《生日歌》、《團(tuán)結(jié)就是力量》、《命運 一貝多芬第五交響曲》、《鈴兒響 叮當(dāng)》、《雪絨花》、《上海灘》、《萬水千山總是情》、《外婆的彭湖彎》、《童年》、《洪湖水浪打浪》、 《茉莉花》、《南泥灣》、《掀起你的蓋頭來》、《游擊隊之歌》、《兩只老虎》、《葫蘆娃》、《月亮代表 我的心》、《朋友》、《吻別》、《真心英雄》、《同一首歌》、《敢問路在何方》、《漁歌唱晚》、《莫斯科 郊外的晚上》、《學(xué)習(xí)雷鋒好榜樣》、《光輝歲月》。根據(jù)該模塊中所述樂器音色辨別心理聲學(xué) 測試方法首先由被試剔除沒有聽過歌曲。選擇12AFC(12選項-強迫選擇)方法測試。即 呈現(xiàn)1段聲音，被試需要選擇聽到的聲音對應(yīng)的熟悉旋律(歌名圖片顯示)。
由所述音樂能力測試評價及訓(xùn)練軟件平臺4實現(xiàn)該測試方法及調(diào)用測試音樂材 料在所述訓(xùn)練模塊7隨機給出任意音色的熟悉旋律。訓(xùn)練全部的旋律。在所述測試參數(shù) 設(shè)置模塊8中，根據(jù)訓(xùn)練結(jié)果，設(shè)置參數(shù)選擇音色有無節(jié)奏。之后將生成該項測試的試題。 在所述測試模塊9中，測試按照由所述測試參數(shù)設(shè)置模塊8中的參數(shù)進(jìn)行12AFC測試。
以上為5項測試音樂材料、心理聲學(xué)測試方法和軟件實現(xiàn)的詳細(xì)描述。
其中，節(jié)奏分辨測試模塊11與音高差閾辨別模塊12使用的心理聲學(xué)測試方法近似，只是參數(shù)上有差別。旋律輪廓識別模塊13、樂器音色辨別模塊14與熟悉樂曲識別測試 模塊15的心理聲學(xué)測試方法近似。為進(jìn)一步說明心理聲學(xué)測試方法，下面以音高差閾辨別 模塊和旋律輪廓識別模塊為例，給出流程圖，分別對應(yīng)以上2)，3)中描述的心理聲學(xué)測試 方法。 如圖4所示，為音高差閾辨別模塊中訓(xùn)練模塊的心理聲學(xué)測試方法框圖，開始后， 即開始訓(xùn)練，出現(xiàn)三個選項(聲音1、聲音2、聲音3)，然后分別播放這三個聲音(每播放一 個聲音時，當(dāng)前選項高亮顯示)，測試者選擇其中一個與另外兩個不同的聲音。選好后，將給 出答案告之是否答對，若答錯，則顯示"您答錯了 "，并顯示三個聲音對應(yīng)的聲調(diào)值，再重放 一遍聲音，答對，則顯示"您答對了"。生成下一題的原則為首先確定選擇的基準(zhǔn)音。答錯 的情況下，音差加2，即音差增大兩個半音。連續(xù)答對兩次，音差減2，即音差減小兩個半音。 然后進(jìn)入下一題。共訓(xùn)練20題。所有答題結(jié)果，將被保存。
如圖5所示，為音高差閾辨別模塊中測試模塊的方法框圖， 開始后，即開始測試，出現(xiàn)三個選項(聲音1、聲音2、聲音3)，然后分別播放這三 個聲音(每播放一個聲音時，當(dāng)前選項高亮顯示)，測試者選擇其中一個與另外兩個不同的 聲音。選好后，不需給出答案直接進(jìn)入下一題。生成下一題的原則為首先確定選擇的基準(zhǔn) 音。連續(xù)三次回答正確，將初始音差減小一個第一步長，如果被試回答錯誤，在初始頻率的 基礎(chǔ)上增加一個步長。如果連續(xù)回答正確，連續(xù)變化兩次步長，將下一個步長設(shè)定為第二步 長。以此類推，獲得若干個拐點。當(dāng)拐點數(shù)達(dá)到先前設(shè)置值時，結(jié)束測試。所有答題結(jié)果， 將被保存。 如圖6所示，為旋律輪廓測試模塊中訓(xùn)練測試模塊的方法框圖， 開始后，即開始訓(xùn)練，出現(xiàn)9張圖片(升調(diào)、升平調(diào)、升降調(diào)、平升調(diào)、平調(diào)、平降調(diào)、
降升調(diào)、降平調(diào)、降調(diào))，測試者選擇與聽到的旋律輪廓相匹配的圖片。選好后，將給出答案
告之是否答對，若答錯，則顯示"您答錯了"，并顯示正確圖片和測試者選擇的圖片，并分別
播放這兩個旋律，播放相應(yīng)旋律時，圖片高亮顯示，若答對，則顯示"您答對了 "，然后進(jìn)入下
一題。共訓(xùn)練20題，每次訓(xùn)練題目按設(shè)置中的參數(shù)(參考音，音色)，隨機選擇。所有答題
結(jié)果，將被保存。 如圖7所示，為旋律輪廓測試模塊中測試模塊的方法框圖。 開始后，即開始測試，出現(xiàn)9張圖片(升調(diào)、升平調(diào)、升降調(diào)、平升調(diào)、平調(diào)、平降調(diào)、 降升調(diào)、降平調(diào)、降調(diào))，測試者選擇與聽到的旋律相匹配的圖片。選好后，不需給出答案直 接進(jìn)入下一題。共36題。每次訓(xùn)練題目按設(shè)置中的參數(shù)(參考音，音色)，隨機選擇。所有 答題結(jié)果，將被保存。 最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參 照實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對本發(fā)明的技術(shù)方 案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明 的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
10
權(quán)利要求
一種用于電子耳蝸植入者的音樂能力測試系統(tǒng)，其特征在于，該音樂能力測試系統(tǒng)通過對音樂不同構(gòu)成元素進(jìn)行拆分組合，將音樂能力測試分為節(jié)奏、音高、音色、旋律、熟悉樂曲共5個子項測試，具體包括測試模塊(1)、音樂材料數(shù)據(jù)庫(2)和音樂能力測試實驗數(shù)據(jù)庫(3)；所述的測試模塊(1)包括節(jié)奏分辨測試模塊(11)、音高差閾辨別模塊(12)、旋律輪廓識別測試模塊(13)、樂器音色辨別模塊(14)和熟悉樂曲識別測試模塊(15)；所述的音樂材料數(shù)據(jù)庫(2)，用于提供音樂測試材料，它包括錄自虛擬音源及CD的15種中西樂器的音源文件，及國內(nèi)耳熟能詳?shù)?0首樂曲的旋律；所述的音樂能力測試實驗數(shù)據(jù)庫(3)，它包括紀(jì)錄測試模塊(1)的測試實驗內(nèi)容、結(jié)果的數(shù)據(jù)庫及參加實驗電子耳蝸植入者信息庫。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電子耳蝸植入者的音樂能力測試系統(tǒng)，其特征在于所 述的每個測試模塊中均包括訓(xùn)練單元(7)，它利用所述音樂材料數(shù)據(jù)庫(2)的內(nèi)容，為參加測試的電子耳蝸植入者進(jìn)行相應(yīng)的測試項目、內(nèi)容、方法的訓(xùn)練，幫助電子耳蝸植入者培訓(xùn)測試的相關(guān)知識，為其下一步進(jìn)行正式測試做準(zhǔn)備；測試參數(shù)設(shè)置單元(8)，根據(jù)所述訓(xùn)練單元(7)的結(jié)果，為參加測試的電子耳蝸植入者 設(shè)置相應(yīng)測試參數(shù)；包括設(shè)置節(jié)奏、音高測試的音色，初始差值及測試步長；設(shè)置旋律輪 廓測試的音色；設(shè)置樂器音色識別和熟悉樂曲識別的曲目；測試單元(9)，它利用所述音樂材料數(shù)據(jù)庫(2)的內(nèi)容，根據(jù)所述測試參數(shù)設(shè)置單元 (7)中設(shè)置的相應(yīng)測試參數(shù)，初始化測試軟件，并按照各項對應(yīng)的心理聲學(xué)測試方法產(chǎn)生相 應(yīng)的測試試題；并將測試結(jié)果存入所述音樂能力測試實驗數(shù)據(jù)庫(3)中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于電子耳蝸植入者的音樂能力測試系統(tǒng)，其特征在于 所述的節(jié)奏分辨測試模塊(11)利用所述音樂材料數(shù)據(jù)庫(2)中的節(jié)奏分辨測試音樂材料 進(jìn)行節(jié)奏分辨心理聲學(xué)測試；所述的節(jié)奏分辨測試音樂材料包括4/4拍的，從60拍每分鐘到140拍每分鐘的鼓聲； 所述的節(jié)奏分辨心理聲學(xué)測試是以60、80、100、120拍每分鐘的鼓聲為參考音，對于每 個參考音配有20個測試音，以選擇2AFC方法進(jìn)行測試。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于電子耳蝸植入者的音樂能力測試系統(tǒng)，其特征在于 所述的音高差閾辨別模塊(12)利用所述音樂材料數(shù)據(jù)庫(2)中的音高差閾辨別音樂材料 進(jìn)行音高差閾心理聲學(xué)測試；所述的音高差閾辨別音樂材料選擇包含鋼琴、小提琴、單簧管、小號4種樂器音色及 使用MATLB7. 0合成的復(fù)合音共5種音色的第2到第6八度60個音高的音符；復(fù)合音的FO 和音樂音符的FO —致，包含4個諧波，每倍頻諧波幅度以20%衰減；所述的音高差閾心理聲學(xué)測試是對每種音色，以G3、G4、G5音符為參考音，以選擇3AFC 方法進(jìn)行測試。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于電子耳蝸植入者的音樂能力測試系統(tǒng)，其特征在于所述的旋律輪廓識別測試模塊(13)利用所述音樂材料數(shù)據(jù)庫(2)中的旋律輪廓識別音樂 材料進(jìn)行旋律輪廓識別心理聲學(xué)測試；所述的旋律輪廓識別音樂材料選擇包含鋼琴、小提琴、單簧管、小號4種樂器音色及使用MATLB7. 0合成的復(fù)合音共5種音色的，第2到第6八度60個音高的音符，復(fù)合音的F0 和音樂音符的F0 —致，包含3個諧波，每倍頻諧波幅度以20%衰減；所述的旋律輪廓識別心理聲學(xué)測試中九種旋律輪廓將被測試，分別是升調(diào)、升平調(diào)、 升降調(diào)、平升調(diào)、平調(diào)、平降調(diào)、降升調(diào)、降平調(diào)及降調(diào)；每段測試音段含5個音符，音符之間 的音調(diào)差別可選1、2、4、6個半音；對每種音色以G3、 G4、 G5音符為參考音，選擇9AFC方法 進(jìn)行測試。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于電子耳蝸植入者的音樂能力測試系統(tǒng)，其特征在于 所述的樂器音色辨別模塊(14)利用所述音樂材料數(shù)據(jù)庫(2)中的樂器音色辨別音樂材料 進(jìn)行樂器音色辨別心理聲學(xué)測試；所述的樂器音色辨別音樂材料選擇錄自CD音源的多種西洋及中國樂器，包括弦樂 器、木管樂器、銅管樂器、敲擊樂器、吹管樂器；所述的樂器音色辨別心理聲學(xué)測試是測試12種中西樂器音色，以選擇12AFC方法進(jìn)行 領(lǐng)lj試。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于電子耳蝸植入者的音樂能力測試系統(tǒng)，其特征在于所述的熟悉樂曲識別測試模塊(15)利用所述音樂材料數(shù)據(jù)庫(2)中的熟悉樂曲識別音樂 材料進(jìn)行熟悉樂曲識別心理聲學(xué)測試；所述的熟悉樂曲識別音樂材料為鋼琴演奏的樂曲；選擇30首國內(nèi)耳熟能詳?shù)臉非?，?可分為有節(jié)奏演奏和無節(jié)奏演奏兩類；所述的樂器音色辨別心理聲學(xué)測試是測試30首熟悉樂曲，以選擇12AFC方法進(jìn)行測試。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電子耳蝸植入者的音樂能力測試系統(tǒng)，其特征在于所述的音樂材料數(shù)據(jù)庫(2)的音源文件為經(jīng)過MATLAB7.0處理為適合進(jìn)行測試的WAV格式的 音樂材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于電子耳蝸植入者的音樂能力測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過對音樂不同構(gòu)成元素進(jìn)行拆分組合，將音樂能力測試分為節(jié)奏、音高、音色、旋律、熟悉樂曲共5個子項測試，具體包括測試模塊(1)、音樂材料數(shù)據(jù)庫(2)和音樂能力測試實驗數(shù)據(jù)庫(3)；所述的測試模塊(1)包括節(jié)奏分辨測試模塊(11)、音高差閾辨別模塊(12)、旋律輪廓識別測試模塊(13)、樂器音色辨別模塊(14)和熟悉樂曲識別測試模塊(15)；所述的音樂材料數(shù)據(jù)庫(2)，用于提供音樂測試材料；所述的音樂能力測試實驗數(shù)據(jù)庫(3)，它包括紀(jì)錄測試模塊(1)的測試實驗內(nèi)容、結(jié)果的數(shù)據(jù)庫及參加實驗電子耳蝸植入者信息庫。
文檔編號A61B5/00GK101692974SQ200910236220
公開日2010年4月14日 申請日期2009年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者馮海泓, 吳嘉, 平利川, 范雪莉, 陳友元 申請人:中國科學(xué)院聲學(xué)研究所;