數字助聽器中語音增強方法的研究.pdf

1、受人口結構老齡化、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，但噪聲污染問題嚴重影響了助聽器的實際使用效果，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。語音增強技術能有效消除背景噪聲，改善語音質量，從而提高患者在噪聲環(huán)境中的語音理解度。在國家自然科學基金(61301219)和江蘇省自然科學基金(BK20130241)的資助下，本文在深

2、入理解和研究已有算法的基礎上，重點研究了適用于數字助聽器的語音增強技術，主要研究工作包括以下幾個部分:
　　(1)介紹了維納濾波語音增強技術，重點研究了基于先驗信噪比(Priori SNR)估計的維納濾波法。針對基于Priori SNR估計的維納濾波未能有效提高語音可懂度的缺點進行了研究與改進:首先，引入了以MMSE為準則的兩步先驗信噪比估計取代原“直接判決”法;其次，針對信噪比為負的區(qū)域，增益函數的過高估計會嚴重降低語音可懂度的

3、問題對增益函數進行了改進，放大了負信噪比區(qū)域的噪聲譜，從而降低增益函數被過高估計的可能性。與原方法的對比實驗驗證了改進的方法能夠有效的提高語音可懂度。
　　(2)針對基于Priori SNR估計的維納濾波算法計算復雜度較高的缺點，提出了一種計算復雜度低的數字助聽器子帶語音增強算法，詳細介紹了該算法的原理及具體實現。該方法利用計算各子帶信號功率取代傳統方法中的功率譜的計算，省去了信號時頻域的轉換，極大程度的降低了算法的計算復雜度，滿

4、足了數字助聽器對實時性和低功耗的要求。并通過仿真實驗將該算法與改進譜減法和基于Priori SNR估計的維納濾波法進行了對比分析，驗證了算法的有效性。
　　(3)研究了基于方向性麥克風的語音增強技術，介紹了方向性麥克風用于語音增強的原理及實現方式，重點對一階自適應方向性麥克風的原理結構進行了研究。方向性麥克風只能進行初步的噪聲過濾，而子帶語音增強算法對信噪比過低的信號進行增強處理時會造成較大的語音失真，針對上述問題，提出了一種方向