第2期 罗元，等：多个声源下基于人耳听觉特性的语音分离 ·123· integrate-and-fire(LIF)模型来模拟突触和细胞体对 1.2.2道用细胞体模型 语音信息的提取，然后又根据听觉神经中枢对TD 递质分子通过突触间隙递质扩散到突触后神经 和LD的信息整合的特点，提出了本文核心重合神 元而形成电流，电流向神经元的细胞体移动，形成 经元模型，完成对语音信息的融合 个逐渐增加的突触后电流I(t).本文选择LF模型 1.2.1通用突触模型 来模拟通用细胞体的功能，如图4所示，包括1个电 语音信号在基底膜上引起的振动会造成递质通 阻R以及1个与之并联的被外来电流I(t)驱动的 过可渗透膜向突触间隙释放，引起了听神经的发放. 电容C,其中 渗透膜的渗透率h(t)是变化的，决定于输入信号的 振幅，每个GT滤波器输出要经过半波整流， A stim(t) h()=A+B+stim(G)8,A+stim(t)≥0； L0,A stim(t)<0. 式中：stim(t)是输人语音信号瞬时的幅度，A为信号 从神经元八 x(t)的渗透阈值，g是与渗透率相关的量，B与最大 细胞休 渗透率有关 突触 图3是突触模型的原理图.突触中内毛细细胞 细胞休 含有可以自由释放的神经递质量，用q(t)表示，且 有y[1-q(t)]的补偿率.突触裂隙内包含的神经递 到神经元 质量以c(t)表示，它向内毛细胞返回的量为c(t), 并且有lc(t)的神经递质量不断的丢掉，可用下列方 程来描述突触子系统的操作过程： 出=1-g]+e0-eg(,(2) 图4 Leaky integrate-and-fire模型的结构 Fig.4 Schematic of the leaky integrate-and-fire model =h(t)q(t)le(t)-re(t), (3) constant p(t)he(t)dt. (4) 初始膜电位是“，Tm是一个常量，分别代表电 式(2)~(4)组成了通用突触模型，其中，y、r、1、h是相 阻R和电容C.C是被I(t)充电的电容，P为行动电 关的一些常数，d则是采样间隔，取值如表1所示. 位.如果在t时刻，当u(t)=p时，细胞体将会释放 内毛细胞 突触裂隙 传入纤维 一个脉冲，然后u(t)被重设为初始电压0. 制造厂 k()g() 1.2.3重合神经元模型 q( 1-9(0) c(t) 在已有的通用突触模型和通用细胞模型的基础 白由 xw(t) 裂隙 上，本文根据生物学原理提出重合神经元模型，分别 传递池 °8 用于对TD和LD信息进行融合， 再生库 re( ●】 丢掉lc(t) TD通路，异侧耳朵的脉冲序列的发射要经过 ·神经传递 变化的延迟线△t,表示延迟脉冲序列为Sp（△：， 图3突触子模型的原理 ),这里C代表异侧，5代表频率通道方类似地， Fig.3 Synaptic model diagram S加（△T,f)代表同侧耳朵的固定延迟脉冲序列带有 表1参数取值 一个固定的延迟时间△T,为了计算TDSCP(△，f) Table 1 Parameters 和Sm(△T,f),被输入到TD的重合模型.TD重合 参数 描述 数值/； 模型计算的输出是一个新的脉冲序列，即为Sm A 参透常量 2.00 B 参透常量 300.00 ((△T-△：)).脉冲Sm((△T-△：)f)代表声音 L 丢失速率 2500.00 到达同侧耳朵比到达异侧耳朵，TD=△T-△t·图5 R 恢复速率 6580.00 就是TD的重合模型，其中，ES代表兴奋性突触， 再加工速率 66.31 Y 再加工速率 8.00 LD通路没有使用LF模型，检测到两侧声音 G 恢复速率 2000.00 等级用来计算等级差，并且相应的LD细胞将释放