數(shù)字助聽器中回聲反饋消除算法的研究
發(fā)布時間：2023-12-12 17:59
聽力受損患者可以通過使用數(shù)字助聽器改善其聽力水平,但回聲反饋這一常見現(xiàn)象嚴重影響了聽力受損患者的使用效果。本文就傳統(tǒng)的回聲消除技術展開研究,并在原技術的基礎上提出改進算法。論文的主要內(nèi)容如下:(1)研究了語音的產(chǎn)生原理及聽覺原理;研究了產(chǎn)生語音數(shù)字信號的若干模型和語音信號研究的幾種常用方法;介紹了數(shù)字助聽器中對語音信號幾種重要的語音信號處理技術,包括回聲反饋消除、語音增強、聲源定位以及響度補償。其中重點介紹了回聲反饋消除技術。(2)研究了塊更新NLMS算法,在塊更新NLMS算法的基礎上,提出在濾波系數(shù)的更新頻率與迭代步長的更新公式中做出改進,從而提高系統(tǒng)性能。本文提出在塊更新NLMS算法中濾波系數(shù)的更新頻率上采用分批次更新,在迭代步長的更新方式中引入變步長的理論。仿真實驗表明,改進后的算法的收斂速度變得更快,并且擁有更小的穩(wěn)態(tài)誤差。(3)研究了仿射投影算法,在變步長仿射投影算法的基礎上提出多遺忘因子,可以用于準確的估計濾波器的輸出誤差,以加快收斂速率,降低穩(wěn)態(tài)誤差;為了減小仿射投影算法的計算復雜度,文中引入變投影階數(shù)的思想。仿真結果表明,改進后的算法在保證收斂速度和失調(diào)量的同時極大降低...
【文章頁數(shù)】：70 頁
【學位級別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 助聽器發(fā)展歷史
1.3 助聽器基本原理
1.4 本文主要研究內(nèi)容
第二章 語音信號基礎知識
2.1 語音的產(chǎn)生原理及基本屬性
2.1.1 語音的產(chǎn)生原理
2.1.2 語音的基本要素
2.1.3 語音的基本特征
2.2 語音的聽覺原理
2.2.1 聽覺器官
2.2.2 語音信號的聽覺模型
2.3 語音信號產(chǎn)生的數(shù)字模型
2.3.1 激勵模型
2.3.2 聲道模型
2.3.3 輻射模型
2.4 語音信號的常用分析方法
2.4.1 語音信號的時域分析
2.4.2 語音信號的頻域分析
2.4.3 語音信號的倒譜分析
2.5 本章總結
第三章 數(shù)字助聽器的關鍵技術
3.1 語音增強
3.1.1 基于譜減法的語音增強
3.1.2 自適應濾波法的語音增強
3.1.3 短時對數(shù)譜的MMSE語音增強
3.2 聲源定位
3.2.1 基于可控波束形成器的聲源定位
3.2.2 基于高分辨率譜估計的聲源定位
3.2.3 基于時延估計的聲源定位
3.3 響度補償
3.3.1 單通道壓縮算法
3.3.2 多通道壓縮算法
3.4 回聲反饋消除
3.4.1 回聲反饋產(chǎn)生的原因
3.4.2 常見的回聲反饋消除方法
3.4.3 自適應濾波技術
3.4.4 各種算法的仿真實驗及比較
3.5 本章總結
第四章 基于NLMS算法的改進算法
4.1 變步長NLMS算法
4.1.1 變步長NLMS算法原理
4.1.2 變步長NLMS算法與NLMS算法性能比較
4.2 塊更新NLMS算法
4.3 基于塊更新NLMS算法的改進算法
4.3.1 基于濾波器系數(shù)更新的改進
4.3.2 基于步長更新公式的改進
4.3.3 改進后算法的仿真與分析
4.4 本章總結
第五章 多個遺忘因子的變階變步長仿射投影算法
5.1 傳統(tǒng)仿射投影算法
5.1.1 仿射投影算法
5.1.2 變步長仿射投影算法
5.2 改進仿射投影算法
5.2.1 引入多個遺忘因子的變步長仿射投影算法
5.2.2 變階數(shù)的變步長仿射投影算法
5.2.3 多個遺忘因子的變階變步長仿射投影算法
5.3 算法仿真與性能分析
5.4 本章總結
第六章 總結與展望
6.1 工作總結
6.2 研究展望
參考文獻
附錄1 攻讀碩士學位期間撰寫的論文
附錄2 攻讀碩士學位期間參加的科研項目
致謝
本文編號：3873360
【文章頁數(shù)】：70 頁
【學位級別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 助聽器發(fā)展歷史
1.3 助聽器基本原理
1.4 本文主要研究內(nèi)容
第二章 語音信號基礎知識
2.1 語音的產(chǎn)生原理及基本屬性
2.1.1 語音的產(chǎn)生原理
2.1.2 語音的基本要素
2.1.3 語音的基本特征
2.2 語音的聽覺原理
2.2.1 聽覺器官
2.2.2 語音信號的聽覺模型
2.3 語音信號產(chǎn)生的數(shù)字模型
2.3.1 激勵模型
2.3.2 聲道模型
2.3.3 輻射模型
2.4 語音信號的常用分析方法
2.4.1 語音信號的時域分析
2.4.2 語音信號的頻域分析
2.4.3 語音信號的倒譜分析
2.5 本章總結
第三章 數(shù)字助聽器的關鍵技術
3.1 語音增強
3.1.1 基于譜減法的語音增強
3.1.2 自適應濾波法的語音增強
3.1.3 短時對數(shù)譜的MMSE語音增強
3.2 聲源定位
3.2.1 基于可控波束形成器的聲源定位
3.2.2 基于高分辨率譜估計的聲源定位
3.2.3 基于時延估計的聲源定位
3.3 響度補償
3.3.1 單通道壓縮算法
3.3.2 多通道壓縮算法
3.4 回聲反饋消除
3.4.1 回聲反饋產(chǎn)生的原因
3.4.2 常見的回聲反饋消除方法
3.4.3 自適應濾波技術
3.4.4 各種算法的仿真實驗及比較
3.5 本章總結
第四章 基于NLMS算法的改進算法
4.1 變步長NLMS算法
4.1.1 變步長NLMS算法原理
4.1.2 變步長NLMS算法與NLMS算法性能比較
4.2 塊更新NLMS算法
4.3 基于塊更新NLMS算法的改進算法
4.3.1 基于濾波器系數(shù)更新的改進
4.3.2 基于步長更新公式的改進
4.3.3 改進后算法的仿真與分析
4.4 本章總結
第五章 多個遺忘因子的變階變步長仿射投影算法
5.1 傳統(tǒng)仿射投影算法
5.1.1 仿射投影算法
5.1.2 變步長仿射投影算法
5.2 改進仿射投影算法
5.2.1 引入多個遺忘因子的變步長仿射投影算法
5.2.2 變階數(shù)的變步長仿射投影算法
5.2.3 多個遺忘因子的變階變步長仿射投影算法
5.3 算法仿真與性能分析
5.4 本章總結
第六章 總結與展望
6.1 工作總結
6.2 研究展望
參考文獻
附錄1 攻讀碩士學位期間撰寫的論文
附錄2 攻讀碩士學位期間參加的科研項目
致謝
本文編號：3873360
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