纯音测听和心理物理调谐曲线检测平台的研制 .pdf

第 3 4卷第 1 0期 2 0 1 3年 1 0月 仪 器 仪 表 学 报 C h i n e s e J o u r n a l o f S c i e n t i fi c I n s t r u me n t Vo 1 3 4 No 1 0 0c t 2 01 3 纯音测 听和心理物理调谐 曲线检 测 先梦 宫琴 清华大学生物医学工程系北京1 0 0 0 8 4 平 台的研制 摘 要 纯音测听是 目前临床上广泛使用的听力检测手段 它能够反映在特定频率下人耳的听阈大小 但是却不能反映特定频 率下的频率选择特性 以获得人耳功能的综合信息 为了获得在特定频率下人耳的听阈及频率选择特性的综合信息 本研究首 次研发了纯音测听和心理物理调谐曲线的综合检测平台 采用并优化了快速心理物理调谐曲线的检测算法 实现了基于外置高 精度声卡的便携式综合检测平台 能够进行纯音测听和心理物理调谐曲线的测试 实现了在强度和频率 2个维度下 对人耳的 听觉特性的全面综合地反映 关键词 听力检测 纯音测听 心理物理调谐曲线 频率选择特性 综合检测平台 中图分类 号 T H 7 7 6 R 3 1 8 文献标识码 A 国家标准学科分类代码 3 1 0 6 1 De v e l o p m e n t o f in t e g r a t e d de t e c t io n p l a t f o r m o f p ur e t o ne a u dio m e t r y a nd p s y c h0 p hy s ic a l t u nin g c ur v e X ia n Me n g G o n g Q i n D e p a r t m e n t o f B i o me d i c a l E n g in e e r i n g T s i n g h u a U n i v e r s i t y B e i j i n g 1 0 0 0 8 4 C h i n a Abs t r a c t P u r e t o n e a u d io me t r y is wid e l y a p p l ie d in c l in ic a l he a ri n g t e s t T ho u g h it c a n s h o w t h e h e a r in g t h r e s h o l d o f h u ma n e a r a t s pe c if i c fre q ue n c y p u r e t o n e a u d io me t r y is s h o r t o f r e p r e s e n t in g t h e fre q u e n c y s e l e c t iv i t y a t c e r t a in f r e q u e n c y I n o r d e r t o o b t a in t h e in t e g r a t e d in f o r ma t i o n o f bo t h t h e h e a r in g t h r e s h o l d a n d t h e fre qu e n c y s e l e c t iv it y a t s p e c ifi c fre q u e n c y a n in t e g r a t e d d e t e c t io n p l a t f o r m c o n t a in in g pu r e t o ne a u d io me t r y a nd p s y c h o p h y s ic a l t u n in g c ur v e s f u n c t io n s is o r ig in a l l y d e v e l o p e d wh ic h u s e s a n d o pt imiz e s a f a s t p s y c h o p h y s i c a l t u n in g c u r v e s d e t e c t io n me t h o d a c h ie v e s bo t h o f t h e pu r e t o n e a u di o me t r y a n d ps y c h o ph y s ic al t u n ing c urve s t e s t i n o n e d e t e c t i o n p l a t f o rm b a s e d o n a n e x t e r n a l p r o f e s s io n a l h ig h p r e c is io n s o u n d c a r d a n d r e aliz e s t h e g o a l o f r e fl e c t in g t h e h e a r in g c h a r a c t e ri s t i c s o f h u ma n e a r bo t h in l e v e l a nd fre q ue n c y Ke ywo r d s h e a r in g t e s t p u r e t o n e a u di o me t r y p s y c h o p h y s ic a l t u n in g c ur v e fre q ue n c y s e l e c t iv i t y in t e g r a t e d d e t e c t io n pl a t f o r m 1 引 言 纯音测听 p u r e t o n e a u d i o m e t r y P T 是检测受检者在 某些特定频率处的 听阈值 其检测 出的听 阈值在 概念上 是指在某一纯音 信号刺 激下能 够引起 听觉 的最 小声 压 级 测试时 采用不同强度的正弦纯音刺激 受检者根据 自己的感觉作出主观 反应 最后确定其在 每个刺激频率 下的阈值 由于纯音测听能够直观地反映受试个体 的听 阈级 允许医师初步判断其听力损失的程度 所 以纯音测 听被认为是听力测试 中最基本 的检测 方法 是 目前临床 上进行 听力测试 中首选的检测手段 尽管纯音 测听给出 了在特定频率下的听力级别 即在多少声 强下可 以听 到 此频率的纯音 但纯音测 听无法反映在该频率处的听觉 收稿 日期 2 0 1 3 02 R e c e i v e d D a t e 2 0 1 3 0 2 基金项目 国家自然科学基金 6 1 2 7 1 1 3 3 教育部高等学校博士学科点博导基金 2 0 1 2 0 0 0 2 1 1 0 0 5 4 深圳市基础研究基金重点项 目 J C 2 0 1 1 0 5 1 8 0 8 0 8 A 清华信息科学与技术国家实验室 筹 资助项 目 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 第 1 0期 先梦 等 纯音测听和心理物理调谐曲线检测平台的研制 2 3 3 7 灵敏度 不具有检测 听觉 系统对某一频率 成分 的滤波 和 分辨能力 即缺乏对该频率处频率选择特性的功能指示 同时 目前 的听 觉 临床测 试 中也 普 遍缺 乏 对死 区的检 测 和对此频率下 的感觉灵敏度 的测试 目前实验室 中对频率选择特性进行评价的主要方法是心理物理调谐 曲 线 p s y c h o p h y s i c a l t u n in g C H I V E S l r r C s 的 检 测 方 法 但南于其单次测试超过 2 3 h的超常耗时 尚未 应用到临床 中 心理物理调谐 曲线给出了掩蔽 固定频率 和强度的刺激声所需要 的掩蔽强度与掩蔽声 中心频率之 间关系的曲线 心理物理调谐 曲线是通过 固定一个纯 音 刺激声 的频率和强度 通过重复调整变化一个窄带 噪声 掩蔽声 的中心 频率和强度 使受检者恰好不能听 到纯音刺激 这样得到的类似 V形的掩蔽声 中心频率一 强 度 曲线就是心理物理调谐曲线 利用调谐 曲线 的品质因 素可以描述特定频率处 的频率选择特性 因此 纯音测 听和心理物理调谐 曲线可 以组成 较好 的互补 前 者提供 强度方面的信息 后 者提供 频率选 择特 性方 面 的信 息 这样 就可 以综合地对人耳 的听觉 感知进行 分析 此外 尽管纯音测听作 为重要且广泛使 用的听觉检测手 段 已 经有成熟 的硬件检 测设备 听力计 但 是 目前 的听 力计都限制于只能完成 固定项 目的纯音测 听检测 而无 法进行功能扩展 而且实 验室 中采用 的传 统的 P T C s 的 检测方法非常耗 时 基于以上原 因 本研究首次提出研制 一 种纯音测 听和快 速心理 物理调 谐 曲线 综合检 测平 台 以下简称 综合检测 平 台 不 仅实现 了检测设 备 的集 成 完成了利用一套检测设备分别实现纯音测 听和心 理物 理 调 谐 曲 线 的 测试 同时 实 现 了检 测 方 法 的结 合 通过纯音测听反 映听阈的强度信息以及通过心理 物理调谐 曲线反 映频 率分 辨率 的频率 信息 提供 了全 面 综合地检测人耳听觉特性的平 台 为临床应用奠定 了 基础 2 纯音 测 听及 心 理 物 理 调 谐 曲线综 合 检 测 平 台的结构 检测平 台实现了纯音测听和心理物理调谐 曲线检测 的两大功能 2种检测 都是主观测 试 并且 同是 由系统 给出刺激声到受试 者 的单侧耳 然后 由受试者作 出相应 的反应 综合检测平 台在结构上包括 1台主控计算机 1台外置高精度 多媒体 声卡 1 个手持式 U S B手柄 1套 微型扬声器和耳塞 图 1为检测平台总体结构图 主控 计算 机由本研究 开发的系统软件平台产生检测平 台需要 的刺激声 的数字信号 经 由一个起 D A转换 功能的高精 度多媒体外置声 卡 在声卡中进行数字模拟转换 将刺激 转化为电信号 通过 T R S接 口传输到一组微型扬声器 由扬声器 中的换能器将 电信号转换 为声 刺激信号 最后 通过声管及插入到受试者外耳道 的耳塞将刺激声传 人受 试者测试耳 受试者 接收到刺激之后 通过一个手持式 U S B手柄对是否听到刺激作出主观反馈 受试者通过按 下手柄按钮表示其 听到了刺 激声 手柄通过通用 的 U S B 接 口连接到主控计算机上 主控计算 机上的软件平 台实 时地检测 U S B手柄的按钮状态 从而获得受试者反馈信 息 继而进行逻辑判断分析 完成进一步的测试 图 1 综合检测平台总体结构图 Fig 1 Bl o c k dia g r a m o f t h e in t e g r a t e d d e t e c t io n pl a t f o r m 3 综合检测平台的硬件结构 3 1 高精度外置声卡 综合检测平台中实现刺激信号数模转换 的模块选用 高精度外置声卡 声卡为综合检测平台提供 了信噪 比高 达 1 1 9 d B 最大采样率为 1 9 2 k H z 2 4 b高精度的模 拟输 出能力 对 比采用 2 4位高精度动态数据采集发生模块 作为 D A转换装置进行听觉系统检测的研究 本研究 采用的高精度专业声卡提供了更强的带载能力以及更便 捷 的音频接 口 而对 于已有 采用外置 U S B声卡 作为信 号采集工具 的研究 本研究采用 的专 业声卡 提供 了 更佳的性能 同时采用的音频流输入输 出接 口驱动 下文 称 A S I O驱动 也能提供更精确可靠 的时序与信号 3 2 刺激声转换装置 刺激声转换装置选用专业声检测耳机 其包括一对 换能器 分别完成 2个 声道 的电声转 换 2个 电声换能 器 的输 出端通过 2根声管连接到固定在受试 者测试耳 内 的耳塞进行声混合 其换能器具有 1 0 6 d B S P L以上 的 持续输 出能力 1 6 k H z 工作带宽和 7 0 d B以上 的耳间隔 离 并且在 1 0 k H z以下具有平坦 的频响 曲线 完全 满足 本研究需求 3 3 反馈信号接收装置 反馈信号接收装 置是通过一个 通用 U S B接 口的手 柄实现 的 其 U S B接 口可 以保 证便捷地 与主控计算 机 连接 手柄上至少需要配置一个按钮 按下此按 钮则表 示受试者 已听到纯音信号 松开不按则表示 没有听 到 主控计算机可 以在测试过程 中实时地对手柄状态 进行查询而获得受试者的反馈信息 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 2 3 3 8 仪器仪表学报 第 3 4卷 4 综合检测平 台的软件设计 与实现 检测平台的软件平 台开发环境为 Win d o w s X P 采用 的开发工具是 V i s u a l S t u d io 2 0 1 0 开发语 言是 C 语 言与 M A T L A B语 言混编 C 语 言 以及其 依托 的 N e t F r a m e w o r k 运行环境提供了简洁高效 的 Win d o w s 窗体程序开发 手段 同时 c 规范的类结构也使得检测参数与结果数据 可以清晰规范地进行存储 本研究开发 的软件平 台的整体结构如 图 2所示 由 上至下 通过图形用户交互层确定检测 的内容 以及参数 确定开始检测之后 的算法层 根 据参数确定执行功 能算 法层 的检测流程及算 法 生成检测所需 的刺 激信号 底 层硬件驱动层通过 A S I O驱动控制外置声卡产生相应 刺 激 同时通过 D ir e c t X驱动监测手柄状态 然后将 反馈 数 据给 回算法层 算法层根据反馈 判断继续进行下一 步刺 激或是完成检测 最后将检测结果 以检测 图以及文字 报 告 的形式打印到图形界面 图 2 软件平台整体结构图 F ig 2 B l o c k d ia g r a m o f t h e s o f t wa r e p l a t f o r m 4 1 底层驱动的实现 软件平台需 要直接 控制 的外 围硬件包 括 1个通 用 U S B手柄和 1台外置 多媒体声 卡 其 中通用 U S B手 柄 的控制是通过微软 公司创建 的多媒体编程 接 口 D ir e c t X 实现的 在 D i r e c t X下 的输入部分 D ir e c t I n p u t 提供 了丰 富的手柄器件类 状态结构 以及控制方 法 具 体的实现 流程是先通过 G e t D e v i c e s 方法获取 已经连接到主控计算 机上 的通用 U S B手柄列表 建立一个 D e v i c e L is t 类 然后 根据 D e v ic e L is t 类 中 的实例 建立一个 D e v i c e 类 这个 类 包含 了连接到计算 机 的 U S B手柄 的信 息 在检测 过程 中 只需要实时地刷新此类 中手柄 的状态信 息就可 以知 道手柄上按钮的状态 从而获得受试者的反馈信息 为了充分发挥外 置多媒体声卡 的高精度 特性 软件 平台采用 了专业音 频接 口规范 A S I O驱动 对于本 研究 A S I O的使用使得软件平 台可 以绕过 Win d o w s 直接 控制外置声卡而不 必受系统音频管理器 的制约 这样可 以完全保证声卡的 2 4 b高精度 以及准 确可控 的声音输 出延迟 A S I O驱动 的实现流程与 D i r e c t X驱动流程相类 似 先根据注册表 中 A S I O声卡信息找 到外 置声卡 然后 建立实例类并进行初始化 在检测 中先将要输 出的刺激 声数字信号准备好 之后实 时地刷新缓存数据将 刺激信 号输出 4 2 纯音测听检测部分的设计与实现 软件平台的测试功能 流程如图 3所示 在软件 平 台 开始运行后 首先需要通过选项卡来选择要检测 的功能 其中左边是纯音测 听检测 流程 右边是心理物理 调谐 曲 线检测流程 在纯音测听 的检测 中包括选择测试类型及 设置测试参数 各个频率依次进行测听 绘制 听力图及打 印文字报告 3个步骤 心理 物理调谐 曲线 的检测 包括设 置检测参数 执行检 测 数据后处理 绘制 检测结果 4个 步骤 图3 软件平台功能流程示意图 Fig 3 Fl o w c h a r t o f t h e s o f t wa r e p l a t f o r m f u nc t io ns 图 4是纯音测 听检测 的控制和结果显示 界面 其 中 左边是 受试者信息录入 窗 口 供检测者输入受试者基 本信息 中间是 结果 曲线 区域 测 听完 成后听 力 图将 绘制在此 区域 右边 是 结果数 据 区域 测听完 成后结 果会以文本形式打 印在此区域 最下方是 测试类 型和参 数设置区域以及功能按钮 检测者 在此进行设置 首先 需要选定测试类型 练习模式不记 录检测结果 是给从未 做过检测 的受试者 熟悉检测流程 的 手 动测试允许手 动 控 制 测 试 频 率 的 顺 序 自动 测 试 则 是 连 续 地 按 照 1 0 0 0 Hz 2 0 0 0 Hz 4 0 0 0 Hz 8 0 0 0 Hz 2 5 0 Hz 5 0 0 Hz 1 0 0 0 H z 的顺序 自动进行测 听 选定测试类型之后需要 确定 测 试 参 数 其 中 测 试 方 法 分 为 上 升 法 和 升 降 法 确定 了测试 方法后 每个频 率听阈的测定方法 则 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 2 3 4 0 仪器仪表学报 第 3 4卷 测结果 其一是窄带噪声的带宽 以及强度变化 的速率设 置为多少能取得 最佳 结果 曲线 根据 S e k等人 文献 以及本研究的预实验 窄带噪声带宽设为 3 2 0 H z 与 0 2 倍 纯音频率的较小值 对 于听力正常受试者 噪声 强度变 化速率设为 2 d B s 最为合适 其二是 窄带噪声 的生成方 法不能采用 白噪声通过带通滤 波器滤波 的方法 而应该 采用逆快速傅里叶变换 的方 法 因为窄带噪声 的带 宽相 对于采样率极小 使得无法获得理想的带通滤波器 其三 是噪声的扫频方 向对最终 的结果 曲线也有 明显的影响 所以需要将正 向测试 和逆 向测试在同样条件下连续进行 测试 并通过双 向平均算法取得平均结果曲线 4 3 2 扫频窄带噪声合成算法 2 4 0 S 的扫频窄带噪声 s t 是通过 7 5 0个 6 4 0 m s的 时间块 S t 通过 5 0 交叠组成 的 如式 1 所示 7 50 S t h a n n t一0 3 2 i一1 0 6 4 s t 1 式 中 h a r m t t l T 0 5 1一C O S 2 7 t t 1 0 t t 1 T L 0 其他 为汉 宁窗 每个时 间块 5 t 均是一个 中心频率固定 的窄带噪声信号 而每相邻 2个 时间块的窄带噪声 中心 频率有细微变化 这样就实现 了掩蔽 噪声 中心频率从 刺 激纯音频率一个倍频 程扫频变化 到另 一个倍 频程 考 虑 到基底膜上频率的对 数特性 扫频 变化 中噪声 的中心 频 率也是相对对数时间轴线性变化 的 如式 3 所示 在正 向扫描的窄带扫频噪声 中 后 一个时间块 的噪声 中心频 率应该为相邻前一块的 1 0 0 1 8 5 倍 1 0 3 这样就能保证在 7 5 0个时间块 内中心频率由 0 5倍 刺激纯音频率变化到 2倍刺激纯音频率 对 于每一个 6 4 0 m s 的时间块 可以先 随机生成带宽 为窄带噪声带宽一半 的低通噪声 具体方 法为令低通 噪 声在频域上幅频 相频 函数如式 4 所示 f I FL l 1 2 叮 T L L r a n d 0 2 7 斗 式中 B为窄带噪声带宽 r a n d O 2 1 T 为 0 2 盯的随机 函数 对 F 求逆 F F T可得低通噪声 如式 5 所示 JS t F 7 1 F 5 S t S t s in 2 w f t 6 然后如式 6 通 过乘 上频 率为窄带 噪声中心频率的 正弦来调制为需 要的带通窄带 噪声 之后 计算 每个时 间块 的能量强度 通过乘 以校准数据调整 为最 终输 出声 压强度为 5 0 d B S P L的数据 这样 将所有时间块 如式 1 乘 汉宁窗后 5 0 交叠 相组合 就得到了强度 为 5 0 d B S P L 时长为 2 4 0 S 中心 频率渐 变 的扫频窄 带噪声 图 7为一 例按 照式 1 至 6 合成好的中心频率由 1 0 0 0 H z 正 向扫频到 4 0 0 0 H z 的窄 带 噪 声 时 频 分 析 示 意 图 其 中窄 带 噪 声 带 宽 为 2 0 0 H z 图片采用 的分析方法为短时傅 里叶变换 短 时傅 里叶变换分析中每个时 间块 的时长选择为 5 1 2 m s 5 0 交叠 尽管窄带噪声为预先生成 强度固定 的数据 但是 实际测试 中通过调整 A S I O驱动 中噪声掩 蔽信号这一通 道的增益就可以简单地实现强度的变化 2 O 0 l 60 墨 8 O 4 O 0 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 4 0 0 0 窄带噪声中心频率 H z 图 7 快速 P T C s 检测窄 带噪声时频分析图 F ig 7 T ime 一 e q u e n c y a n a l y s is d ia g r a m o f n a o w b a n d n o is e de t e c t io n in f a s t PTCs 4 3 3 双向平均处理算法 对于正向测试和逆 向测试结果的平均算法并不是简 单地将 2次结果进行平均 因为掩蔽噪声 中心频率扫描 方 向不同带来的影响主要体现在 F F C s曲线在时间轴 冈 为 中心频率是随着时间渐变的 所 以也即是频率轴 上有 左 右 的偏 移 所以如果直接将 2次测试 的结果强 度平均则会造 成 P T C s 曲线 的 V形尖端 消失 同时 曲线 的 V形变宽 造成 品质因素 Q值的估计错 误 在 软件 中 的平均算法是首先对测试 曲线进 行平滑处理 并 寻找 出 2次测量结果的 V形尖端频率 然后将各 自的频率轴 以 找到的尖端频率进 行归一化 之后分别将 2次测试 的尖 端频率进行平均 以及将频率轴 归一化的测试 曲线进行平 均 最后 以平均后的尖端频 率作 为基准频率对平 均后的 频率轴归一化 P T C s 曲线进行频 率轴 的逆归一化 得到平 均后 的 P T C s 曲线 4 3 4 检测部分的设计与实现 心理物理调谐 曲线检 测的界面如 图 8所示 左边依 然是 受试者信息 窗 口 中间是 测试结果 区域 检测 完成后会在此显示绘制 的调谐 曲线 可 以通 过其下部 的 3 个 选项卡分别切 换显示正 向检测结果 逆 向检测结果 和平均检测结 果 右 边从 上至下 分别 是 测试 说 明 窗 口 测试参数 区域和功能按钮 区域 最下方是 测试进 度 报告条 在检测 时显示完成 的进 度 检测 时 首 先需 要设定刺激声纯音 的频率 以及 强度 如果对应频率 的纯 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 2 3 4 2 仪器仪表学报 第 3 4卷 逆 向扫描 的P T C t 试结果 窄带噪声t f J 频率 H z b 逆I 测试结果 f b R e s u lt o f b a c k wa r d t e s t 双向平均的P T C r 试结果 窄带噪声中心频率 H z c 双向平均结果 c Av e r a g e r e s u l t 正 向扫描 的P T C i l J 试结果 窄带噪声中心频率 H z d 正向重复测试结果 d R e s u l t o f t h e r e p e a t e d f o r wa r d t e s t 逆 向扫描的P T c 测试结果 窄带噪声中心频率 H z e 逆向重复测试结果 e Re s u lt o fth e r e p e a t e d b a c k wa r d t e s t 双向平均的P T c 测试结果 1 0 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 4 0 0 0 窄带噪声中心频率 H z f 重复测试的 l h l 平均结果 D Av e r a g e r e s u l t o f t h e r e p e a t e d t e s t 图9 P T C s 重复性测试结果 Fi g 9 Re pe a t a bi l i t y t e s t r e s ul t o f PTCs 图 1 0 平 台结果 与文献结果对 比 实线为检测平 台测试结果 虚线为 S e k文献 1 5 中一组快速 P T C s 测试结果 F i g 1 0 C o mp a r i s o n b e t we e n t h e p l a t f o r m t e s t r e s u l t a n d t h e d a t a f r o m j o u r n a l a r t i c l e S o l i d l i n e r e p r e s e n t s t h e p l a tf o r m t e s t r e s u l t d a s h l i n e r e p r e s e n t s a s e t o f d a t a f r o m t h e l i t e r a t u r e 1 5 o f S e k 6 结 论 本研究研制出一套能够 同时进行纯音测听和快速 心 理物理调谐 曲线检测 的综合检测平 台 一方面弥补 了纯 音测听只能 了解整体听阈信息而缺乏单个频率的频率分 辨率信息的不足 另一方面通过利用 高精度外置声 卡以 及计算机平 台实现了简化纯音测听和心理物理调谐曲线 检测分别需要不同的 2套检测工具到一套检测平台的 目 的 此外 快速心理物理调谐 曲线 检测 的算法也 大大提 高 了传统心理物理调谐 曲线检 测的效率 为类似 的心理 声学 的检测提供 了一种行之有效 的快速检测方法 总之 综合检测平 台不仅 仅是实现 了两种 检测的软 硬件平 台的融合 而且 实现 了检测结果的融合 通过对照 纯音测听的听阈结果和心理物理调谐曲线的频率分辨率 鲫 加 如 如 1 d p 瞪极棼 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 第 1 0期 先梦 等 纯音测听和心理物理调谐曲线检测平台的研制 2 3 4 3 结果 可 以实现全面综合地 了解 受试者在检测 频率处 的 强度情况 和频率情 况 在 临床上 为医师提供 了更 为丰富 的信息 大大拓宽了对听觉系统状况的指导范围 附录 检测平 台的校准 无论 是纯音测听还是心理物理调谐 曲线检测都要求 传到受试 者鼓膜处的声压强度准确地为检测算法要求给 出的强度 但是由图 1 可知 程序给出的只是信号 的数字 量 需要经过声卡转换为 电压量 再经过扬声器 转换为声 压量 所 以需要对检测平 台进行校准 以清楚地知道各级 的转换关 系 校准所采 用的二 T 具是丹麦 B K公 司的 电 声校准系统 其与检测平 台的连接如图 1 1所示 主控计 算机上的软件平台输 出纯音数字信号 D n 通过外置声卡 转换为电信号 同时输 出到 电声 校准 系统 的型号 3 1 6 0 采集模块 以获得其 准确值以及微型扬声器 以产生纯 音声信号 s 纯音声信号给到电声校准 系统 的型号 4 1 5 7 仿真耳以模拟声刺激在受试者 耳道 中的情况 仿真耳在 模拟鼓膜处有一个标准高精度麦克风以获取声刺激信号 的声压 再送到型号 3 1 6 0 采集模块 最后型号 3 1 6 0 采集 模块将回采 的校 准 信 号送 人校 准 用笔 记 本 由其上 的 p u l s e 噪声振动多分析系统计算 5 的准确值 这样 就 获得 了该刺激信号频率 下数字量 D 电压量 声压量 S 的对应关系 校准用 笔 记本 电压校准数字信号 声压校准数字信号 型号3 1 6 0 I 一 j 声压校准电信号 采集模块 一 图 1 1 平 台校准结构 图 Fig 1 1 Calibr a t io n s t r u ct u r e dia g r a m o f t he in t e g r a t e d de t e ct io n p l a t f o r m 整个校 准 将对 1 2 5 Hz 2 5 0 H z 5 0 0 Hz 1 0 0 0 Hz 2 0 0 0 H z 3 0 0 0 Hz 4 0 0 0 Hz 6 0 0 0 Hz 8 0 0 0 H z这 9个 关键频 率依 次进 行 测试 在 每个 频率 下 分别 以 5 d B S P L为步长 依次产生 2 0 d B S P L强度到 9 0 d B S P L强度 的声压级 同时记录各个节点的数据 这样 就可 以知道 9个频率 1 5 个 强度情况 下各个环节 的输 入输 出关 系 通过内插或外推就可 以得到任意频率强度下各级硬件 的 输入输 出关系 参考文献 1 MO O R E B D e a d r e g i o n s in t h e co ch l e a d i a g n o s is p e r ce p t u a l co n s e q u e n ce s a n d imp l ica t io n s f o r t h e fi t t in g o f h e a r in g a id s J T r e n d s i n A m p l ifica t i o n 2 0 0 1 5 1 1 3 4 2 MA L I C K A A N MU N R O K J B A K E R R J D ia g n o s in g co ch l e a r d e a d r e g io n s in ch i l d r e n J E a r a n d H e a tin g 2 0 1 0 3 1 2 2 3 8 2 4 6 3 MO O E R B HU S S M A t e s t fo r t h e d ia g n o s i s o f d e a d r e g io n s in t h e co ch l e a J B r it is h J o u r n a l o f A u d i o l o g y 2 00 0 3 4 2 05 22 4 4 WA R N A A R B D R E S C H L E R W A A g r e e m e n t b e t w e e n p s y ch o p h y s ica l t u n in g cu r v e s a n d t h e t h r e s h o l d e q u a l iz in g n o is e t e s t i n d e a d r e g i o n id e n t i fica t i o n J I n t e rna t i o n a l J o u r n a l o f A u d i o l o gy 2 0 1 2 5 1 6 4 5 6 4 6 4 5 J E N N I N G S S G S T R I C K L A N D E A E v al u a t in g t h e e f f e ct s o f o l iv o co ch l e a r f e e d b a ck o n p s y ch o p h y s ica l me a s u r e s o f fr e q u e n cy s e l e ct i v i t y J J o u ma l o f t h e a co u s t ica l s o ci e t y o f A m e rica 2 0 1 2 1 3 2 4 2 4 8 3 2 4 9 6 6 K L U K K MO O R E B F a ct o r s a f f e ct in g p s y ch o p h y s ica l t u n i n g cu r v e s f o r n o r m a l l y h e a ti n g s u b j e ct s J H e a r in g Re s e a r ch 2 0 0 4 1 9 4 1 1 8 1 3 4 7 宫琴 朱仁骏 陈曦 等 听觉系统传输通路综合检测 平台的研 制 J 仪 器 仪 表 学报 2 0 1 0 3 1 1 1 2 6 0 9 2 6 1 4 G O N G Q Z H U R J C H E N X e t a 1 D e v e l o p m e n t o f i n t e g r a t e d d e t e ct i o n s y s t e m o f a u d it o r y p r o p a g a t io n p a t h w a y J C h i n e s e J o u rnal o f S cie n t i fic I n s t r u m e n t 2 0 1 0 3 1 1 1 2 6 0 9 2 61 4 8 宫琴 金慧君 关添 等 基于 U S B声卡的便携式耳声 发射 检测 系统 的研制 J 仪 器仪 表学 报 2 0 1 0 3 1 2 3 8 3 3 8 9 G O N G Q J I N H J G U A N T e t a 1 D e v e l o p me n t o f a p o r t a b l e OAE d e t e ct i o n s y s t e m b a s e d o n U S B s o u n d ca r d J C h in e s e J o u rna l o f S ci e n t i fic I n s t rum e n t 2 0 1 0 3 1 2 38 3 38 9 9 蒋帅锋 施展 鲍恝 基于声卡的数据采集系统设 计 J 仪 器仪 表学报 2 0 0 5 2 6 增刊 2 4 7 4 9 J I ANG S H F S HI Z H B AO J Da t a a cq u i s i t i o n s y s t e m b a s e d o n s o u n d ca r d J C h in e s e J o u rna l o f S ci e n t i fic I n s t r u m e n t 2 0 0 5 2 6 S u p p 1 2 4 7 4 9 1 0 闰丽 祝轩 王小宁 基于 S o u n d B l a s t e r 声卡数据采集 系统 J 电子测量技术 2 0 0 1 2 4 1 2 3 2 4 R UN L Z HU X W A NG X N T h e d a t a co l l e ct in g s y s t e m b a s e d o n t h e s o u n d b l a s t e r ca r d J E l e ct r o n i c Me a s u r e me n t 2 0 0 1 2 4 1 2 3 2 4 1 1 贺天柱 兰羽 基 于声 卡 的监 控 系统虚 拟仪 器设 计 J 国外电子测量技术 2 0 1 2 3 1 1 0 5 8 6 0 HE T Z H L AN Y Vir t u a l in s t r u me n t d e s ig n o f t h e mo n i t o ti n g s y s t e m b a s e d o n s o u n d ca r d J F o r e ig n E l e ct r o n i c 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 2 3 4 4 仪器仪表学报 第 3 4卷 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 Me a s u r e m e n t T e c h n o l o g y 2 0 1 2 3 1 1 0 5 8 6 0 郄少雄 A S I O音频接 1 3 规范应用分析 J 广播与电 视技术 2 0 0 7 3 4 1 8 3 8 5 Q I E S H X A n a l y s is o f A S I O a u d i o i n t e r f a c e s p e c i f i c a t io n a n d a p p l ic a t i o n J T e c h n o l o gy o f R a d i o a n d T V C e n t e r s 2 0 0 7 3 4 1 8 3 8 5 李树平 从音色采样技术的进步谈实用计算机音乐的 发展 J 乐府新声 2 0 1 1 4 9 6 9 8 LI S H P Timb r e s a mp l in g t e c h n o l o gy p r o g r e s s o n t h e de v e l o p m e n t o f p r a c t ic a l c o mp u t e r mu s ic J T h e N e w Vo ic e o f Yu e F u 2 0 1 l 4 9 6 9 8 姜泗长 顾瑞 临床听力学 M 北京 北京医科大学 中国协和医科大学联合出版社 1 9 9 9 J I A N G S C H G U R C l i