數(shù)字助聽器中聲反饋消除算法的研究
本文選題:數(shù)字助聽器 + 聲反饋消除; 參考:《南京郵電大學》2015年碩士論文
【摘要】:佩戴數(shù)字助聽器可以有效改善聽損患者的聽力水平,然而數(shù)字助聽器中揚聲器和麥克風位置很接近,容易產(chǎn)生聲反饋現(xiàn)象,嚴重影響助聽器的性能。自適應聲反饋消除算法可以有效地消除聲反饋信號,提高助聽器輸出語音質量。本文重點研究助聽器中的聲反饋消除算法,并提出改進算法。論文的主要工作如下:(1)研究了語音的發(fā)音機理及其特性,依次討論了激勵模型、聲道模型和輻射模型這三個語音信號產(chǎn)生模型的主要組成部分。依次介紹了時域分析、頻域分析和倒譜分析這三種常用的語音信號分析方法。分別介紹了聲反饋消除、響度補償與壓縮頻移、語音增強和聲源定位這幾種數(shù)字助聽器中的關鍵技術。比較了LMS、歸一化LMS(NLMS)和RLS這三種常用的自適應濾波算法,并通過仿真實驗對比了三種算法的跟蹤性能。(2)固定步長Improved Propotion NLMS(IPNLMS)算法應用于聲反饋消除時,必須在收斂速度和穩(wěn)態(tài)失調折中取一個合適的步長因子。為了解決這一對矛盾,本文提出一種新的變步長方法代替固定步長方法。與固定步長和傳統(tǒng)的變步長IPNLMS算法相比,該算法收斂速度更快,穩(wěn)態(tài)失調更小,聲反饋消除效果更加明顯。(3)傳統(tǒng)的NLMS和Propotion NLMS(PNLMS)算法在處理語音信號時,性能有所降低。為了對數(shù)字助聽器中聲反饋信號進行有效消除,本文采用APA算法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的聲反饋消除算法對助聽器中聲反饋信號進行消除。為了提高算法的實用性,本文提出一種簡化的、變步長的APA算法代替固定步長APA算法。與固定步長APA算法相比,該算法計算量進一步減小,并且收斂速度和穩(wěn)態(tài)失調性能都得到進一步提高。
[Abstract]:Wearing digital hearing aids can effectively improve the hearing level of patients with hearing impairment. However, the loudspeakers and microphones in digital hearing aids are very close to each other, which is easy to produce acoustic feedback, which seriously affects the performance of hearing aids. Adaptive acoustic feedback cancellation algorithm can effectively eliminate acoustic feedback signals and improve the quality of hearing aid output speech. This paper focuses on the acoustic feedback elimination algorithm in hearing aids, and proposes an improved algorithm. The main work of this paper is as follows: (1) the phonetic mechanism and characteristics of speech are studied, and the three main components of speech signal generation model, excitation model, vocal channel model and radiation model, are discussed in turn. Time domain analysis, frequency domain analysis and cepstrum analysis are introduced in turn. The key technologies of digital hearing aid, such as acoustic feedback cancellation, loudness compensation and compression frequency shift, speech enhancement and sound source location, are introduced respectively. Three commonly used adaptive filtering algorithms, LMS, normalized LMSNLMS) and RLS, are compared. The tracking performance of the three algorithms is compared by simulation experiments. The fixed-step Improved Propotion NLMS / IPNLMS) algorithm is applied to acoustic feedback cancellation. An appropriate step factor must be taken between the convergence rate and the steady state misalignment. In order to solve this contradiction, a new variable step size method is proposed to replace the fixed step size method. Compared with the fixed step size and the traditional variable step size IPNLMS algorithm, the proposed algorithm has faster convergence speed, less steady-state misalignment, and more obvious acoustical feedback cancellation effect.) the traditional NLMS and Propotion NLMS PNLMS) algorithms have lower performance in processing speech signals. In order to effectively eliminate the acoustic feedback signal in digital hearing aid, APA algorithm is used instead of the traditional acoustic feedback elimination algorithm to eliminate the acoustic feedback signal in the hearing aid. In order to improve the practicability of the algorithm, a simplified, variable step size APA algorithm is proposed to replace the fixed step size APA algorithm. Compared with the fixed-step APA algorithm, the computational complexity of the algorithm is further reduced, and the convergence rate and steady-state misalignment performance are further improved.
【學位授予單位】:南京郵電大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:TN912.3;R764.5
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,本文編號:1887834
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