數(shù)字助聽器中語音增強(qiáng)方法的研究.pdf

1、受人口結(jié)構(gòu)老齡化、環(huán)境噪聲污染等因素的影響，越來越多的人聽覺系統(tǒng)受到了損傷。在聽力損失患者的聽力矯正治療中，佩戴助聽器是最安全、最有效的方式，但噪聲污染問題嚴(yán)重影響了助聽器的實(shí)際使用效果，且較之聽力正常人而言，聽損患者在噪聲環(huán)境中的語音理解能力本身就更低。語音增強(qiáng)技術(shù)能有效消除背景噪聲，改善語音質(zhì)量，從而提高患者在噪聲環(huán)境中的語音理解度。在國家自然科學(xué)基金(61301219)和江蘇省自然科學(xué)基金(BK20130241)的資助下，本文在深

2、入理解和研究已有算法的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了適用于數(shù)字助聽器的語音增強(qiáng)技術(shù)，主要研究工作包括以下幾個(gè)部分:
　　(1)介紹了維納濾波語音增強(qiáng)技術(shù)，重點(diǎn)研究了基于先驗(yàn)信噪比(Priori SNR)估計(jì)的維納濾波法。針對(duì)基于Priori SNR估計(jì)的維納濾波未能有效提高語音可懂度的缺點(diǎn)進(jìn)行了研究與改進(jìn):首先，引入了以MMSE為準(zhǔn)則的兩步先驗(yàn)信噪比估計(jì)取代原“直接判決”法;其次，針對(duì)信噪比為負(fù)的區(qū)域，增益函數(shù)的過高估計(jì)會(huì)嚴(yán)重降低語音可懂度的

3、問題對(duì)增益函數(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，放大了負(fù)信噪比區(qū)域的噪聲譜，從而降低增益函數(shù)被過高估計(jì)的可能性。與原方法的對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了改進(jìn)的方法能夠有效的提高語音可懂度。
　　(2)針對(duì)基于Priori SNR估計(jì)的維納濾波算法計(jì)算復(fù)雜度較高的缺點(diǎn)，提出了一種計(jì)算復(fù)雜度低的數(shù)字助聽器子帶語音增強(qiáng)算法，詳細(xì)介紹了該算法的原理及具體實(shí)現(xiàn)。該方法利用計(jì)算各子帶信號(hào)功率取代傳統(tǒng)方法中的功率譜的計(jì)算，省去了信號(hào)時(shí)頻域的轉(zhuǎn)換，極大程度的降低了算法的計(jì)算復(fù)雜度，滿

4、足了數(shù)字助聽器對(duì)實(shí)時(shí)性和低功耗的要求。并通過仿真實(shí)驗(yàn)將該算法與改進(jìn)譜減法和基于Priori SNR估計(jì)的維納濾波法進(jìn)行了對(duì)比分析，驗(yàn)證了算法的有效性。
　　(3)研究了基于方向性麥克風(fēng)的語音增強(qiáng)技術(shù)，介紹了方向性麥克風(fēng)用于語音增強(qiáng)的原理及實(shí)現(xiàn)方式，重點(diǎn)對(duì)一階自適應(yīng)方向性麥克風(fēng)的原理結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。方向性麥克風(fēng)只能進(jìn)行初步的噪聲過濾，而子帶語音增強(qiáng)算法對(duì)信噪比過低的信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)處理時(shí)會(huì)造成較大的語音失真，針對(duì)上述問題，提出了一種方向