非线性非局部耳蜗模型的时域计算及其在听觉中多音相互作用的应用

为捕捉多音相互作用及由此产生的音调抑制效应，我们研究了一类传输线类型的非线性非局部耳蜗模型。该模型可作为语音信号处理的模块，它是基于听觉力学与现象学、空间一维的阻尼频散非线性偏微分方程，描述耳蜗中由输入压力波驱动的底膜（BM）运动。模型中同时存在弹性阻尼与选择性纵向流体阻尼。前者在 BM 位移中是非线性且非局部的，在捕捉音调相互作用方面起关键作用。后者仅近出口边界（蜗孔）处活跃，用于阻尼剩余的长波。该初边值问题用半隐式二阶有限差分法数值求解。解达到多频准稳态。给出了来自高频与低频两侧的双音抑制数值结果，与已知的双音抑制行为一致。通过展示当我们改变第三音的频率与振幅时固定双音的响应幅度如何减小，演示了三音之间的抑制效应。我们观察到模型解与现有猫听觉神经数据在定性上相符。因此该模型作为语音信号的处理工具简单而高效。