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谈述响度数字助听器响度补偿算法与其系统实现

收藏本文 2024-01-20 点赞:19978 浏览:85818 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:老年感音神经性耳聋已成为一个世界性的不足,为这些耳聋患者配带一付合适的数字助听器是目前最佳的解决办法。随着耳聋等听力健康不足越来越受到社会的普遍关注,各种功能先进的数字助听器获得了广阔的运用前景。它以改善患耳听觉舒适性、提升语音辨识率为根本目标,其采取的各种有针对性的语音处理算法,将帮助佩戴者显著地提升听力水平,为耳聋患者恢复正常语言交流带来了福音。然而,数字助听器依赖的语音处理算法是否参数优化、性能稳定,将直接影响其性能的进一步提升,由此探讨数字助听器中的关键助听器算法及其系统实现,更加具有重要的社会作用和运用价值。本论文重点探讨了数字助听器的响度补偿算法及其系统实现,以人耳听觉生理特性为出发点,开发准确契合患耳听力损失曲线的响度补偿智能算法,并且设计用于算法实现的DSP软、硬件系统案例。论文的主要工作包括:1.阐述人耳听觉系统的生理功能,浅析听力损失的体现形式;进而引出,助听器的技术进步给听障患者的听力恢复提供了越来越方便的科学策略;更进一步对数字助听器运用的各项语音处理算法原理展开详细的浅析总结;2.深入理解语音信号的基本特性,详细浅析老年感音神经性听障患者在频域内的听力缺失特点,阐述出语音输入声强在所处频率的不同取值,是影响增益补偿因子计算正确性的关键因素。根据纯音听力测试数据在频域内的分布,总结宽动态压缩响度补偿算法原理及实现策略,提出一种基于共振峰估计的算法改善途径,避开了因频谱增益时对语音共振峰的忽略而导致的语音非线性失真,改善响度补偿算法运用的听觉舒适性;3.利用Matlab强大的算法仿真验证能力,对响度补偿算法的输入、输出语音数据进行了详细的分步仿真验证,并仔细浅析比较两种算法在实现语音响度补偿历程中的同期数据。仿真结果表明:基于共振峰估计的改善算法,在实时地补偿患者频域内听觉响度损失的基础上,有效降低了语音共振峰的非线性失真;4.以系统硬件和软件两个层面,分别详细论述数字助听器的系统实现策略,并对系统设计历程中的关键环节以及对具体细节的处理展开详细地阐述。关键词:数字助听器论文语音信号处理论文人耳听觉特性论文响度补偿论文共振峰论文

    摘要4-5

    Abstract5-10

    1 绪论10-22

    1.1 探讨的背景10-14

    1.1.1 人耳听觉系统10-11

    1.1.2 听力损伤和助听器11-13

    1.1.3 助听器技术进展13-14

    1.2 探讨的作用14-17

    1.2.1 模拟助听器介绍14-15

    1.2.2 数字助听器介绍15-17

    1.3 国内外探讨近况综述17-20

    1.3.1 国外助听器技术近况17-19

    1.3.2 国内助听器技术近况19-20

    1.4 本论文的主要探讨工作和内容20-22

    1.4.1 本论文的主要探讨工作20

    1.4.2 本论文的主要内容20-22

    2 语音信号浅析与用于数字助听器的语音处理算法22-32

    2.1 语音信号浅析22-26

    2.1.1 语音信号的基本特点22-24

    2.1.2 语音信号的听觉感知特性24

    2.1.3 语音信号的听觉度量—响度24-26

    2.1.4 语音信号的时域分帧26

    2.2 用于数字助听器的语音处理算法26-31

    2.2.1 响度补偿27-28

    2.2.2 自适应回声反馈抑制28-29

    2.2.3 自适应语音增强29-30

    2.2.4 声束定向30

    2.2.5 移频压缩30-31

    2.3 本章小结31-32

    3 数字助听器响度补偿算法探讨32-45

    3.1 听力响度补偿曲线的确定32-34

    3.1.1 响度补偿原理32-33

    3.1.2 声强~增益曲线33

    3.1.3 频率~增益曲线33-34

    3.2 传统的多通道响度补偿算法34-35

    3.3 宽动态压缩算法35-39

    3.3.1 宽动态压缩算法原理35-36

    3.3.2 宽动态压缩算法流程36-39

    3.4 基于共振峰估计的宽动态压缩算法39-43

    3.4.1 共振峰39-40

    3.4.2 共振峰的提取40-42

    3.4.3 改善的宽动态压缩算法42-43

    3.4.4 算法的步骤43

    3.5 本章小结43-45

    4 响度补偿算法的验证45-54

    4.1 宽动态压缩响度补偿算法的仿真验证与结果浅析45-50

    4.2 基于共振峰估计改善算法的仿真验证与结果浅析50-53

    4.3 本章小结53-54

    5 数字助听器的系统实现54-78

    5.1 数字信号处理的有限字长效应浅析54-57

    5.1.1 二进制尾数的表示引起的有限字长效应54-55

    5.1.2 模拟信号采样历程中的有限字长效应55

    5.1.3 快速傅里叶变换(FFT)的有限字长效应55-57

    5.2 数字助听器硬件实现案例57-68

    5.2.1 声学输入57-60

    5.2.2 声学输出60-61

    5.2.3 音频 COEDC 部分61-63

    5.2.4 系统处理器部分63

    5.2.5 电源部分63-66

    5.2.6 硬件通讯部分66-68

    5.3 数字助听器软件实现案例68-76

    5.3.1 DSP 初始化70-72

    5.3.2 TLV320AIC23B 配置72-73

    5.3.3 听力响度补偿模组73-75

    5.3.4 系统软件设计结果演示75-76

    5.4 本章小结76-78

    6 总结与展望78-80

    6.1 全文总结78-79

    6.2 展望79-80

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