數(shù)字助聽器的降噪方法研究.pdf

1、聽覺是人類與周圍環(huán)境交流溝通的重要環(huán)節(jié)，近年來受環(huán)境等因素的影響，聽力損失患者的數(shù)量不斷增加，已經(jīng)嚴(yán)重阻礙了全民健康水平的提高以及社會(huì)的發(fā)展。對(duì)于聽力損失患者而言，佩戴助聽器是最好的解決辦法。與聽力正常的人相比，由于聽覺器官受損，言語辨識(shí)能力下降，聽力損失患者在噪聲環(huán)境中的語音理解能力更低。利用降噪技術(shù)，可以減小噪聲對(duì)聽力患者的影響，提高患者在噪聲中的語音理解能力。因此，降噪是數(shù)字助聽器中必不可少的重要組成部分，對(duì)提高數(shù)字助聽器的性能具

2、有重要意義。在國(guó)家自然科學(xué)基金和江蘇省自然科學(xué)基金資助下，本文重點(diǎn)研究了應(yīng)用于數(shù)字助聽器的降噪方法，本文主要工作分為以下幾個(gè)部分:
　　(1)研究了基于VAD(voice activity detection)的噪聲功率譜估計(jì)方法和基于連續(xù)更新噪聲譜的估計(jì)方法。在VAD方法中重點(diǎn)研究了基于改進(jìn)譜熵的VAD方法，在連續(xù)更新噪聲譜估計(jì)方法中研究了MS(minimum statistics)和MCRA（minima-controlled

3、 recursive-averaging）估計(jì)方法，對(duì)這三種噪聲功率譜估計(jì)方法進(jìn)行了詳細(xì)地分析，并進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，MCRA方法能夠更準(zhǔn)確地估計(jì)噪聲功率譜。
　　(2)研究了一種應(yīng)用于數(shù)字助聽器中的聽覺掩蔽降噪方法。對(duì)聽覺掩蔽效應(yīng)和基于感知濾波器的降噪方法進(jìn)行了分析，針對(duì)傳統(tǒng)的感知濾波器方法會(huì)出現(xiàn)被掩蔽音在感知濾波后變?yōu)榭陕勗肼暤?maskee-to-audible-noise，MAN)問題，本文研究了一種改進(jìn)的感知

4、濾波器方法，通過增加一個(gè)權(quán)重因子，僅對(duì)會(huì)發(fā)生MAN問題的噪聲進(jìn)行再降噪處理，在消除MAN問題的同時(shí)避免帶來較大的語音失真。為了提高計(jì)算掩蔽閾值的準(zhǔn)確度，本文采用維納濾波法替代譜減法來粗估計(jì)純凈語音短時(shí)譜。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)感知濾波器方法能夠有效地消除殘留噪聲，降低噪聲對(duì)語音的干擾，使得處理后的語音質(zhì)量有所提高。
　　(3)對(duì)基于方向性麥克風(fēng)的降噪方法進(jìn)行了研究，重點(diǎn)研究了一階自適應(yīng)方向性麥克風(fēng)和二階自適應(yīng)方向性麥克風(fēng)，針對(duì)二階

5、方向性麥克風(fēng)在低頻段嚴(yán)重的白噪聲增益問題，通過結(jié)合一階和二階方向性麥克風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)，研究了改進(jìn)的混合自適應(yīng)方向性麥克風(fēng)降噪方法，在頻率小于1000Hz的低頻處采用一階方向性麥克風(fēng)以避免較大的麥克風(fēng)噪聲，在頻率大于1000Hz的高頻處采用二階方向性麥克風(fēng)來獲得較高的方向性指數(shù)，并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，混合方向性麥克風(fēng)降噪方法在客觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和主觀感受上都有了明顯的提高。
　　(4)數(shù)字助聽器降噪方法的硬件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)。在理論研究的基礎(chǔ)上，