本文關(guān)鍵詞：數(shù)字助聽器中語音增強(qiáng)及響度補(bǔ)償算法的研究

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【摘要】：由于回響、混響等多種噪聲源的存在,使得數(shù)字助聽器的性能受到一定影響,因此抑制噪聲,提高語音清晰度具有十分重要的意義。本文主要分析了數(shù)字助聽器中的一些關(guān)鍵技術(shù),并且重點(diǎn)對(duì)麥克風(fēng)陣列語音增強(qiáng)算法和多通道響度補(bǔ)償算法進(jìn)行了研究,在此基礎(chǔ)上提出一些改進(jìn)和優(yōu)化。論文的主要工作有:(1)分析了語音信號(hào)的基本理論,包括語音的發(fā)聲原理,語音信號(hào)的數(shù)學(xué)模型,常用的語音信號(hào)分析方法。在此基礎(chǔ)上研究了數(shù)字助聽器的工作原理,對(duì)語音增強(qiáng)、響度補(bǔ)償、聲源定位和回聲消除等數(shù)字助聽器的關(guān)鍵算法進(jìn)行研究,并分析了它們?cè)跀?shù)字助聽器中的應(yīng)用。(2)對(duì)麥克風(fēng)陣列語音增強(qiáng)算法進(jìn)行了深入研究。對(duì)廣義旁瓣抵消器(GSC)算法進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),該方法會(huì)造成語音泄漏和殘留噪聲,在此基礎(chǔ)上,提出一種改進(jìn)GSC結(jié)構(gòu)的方法,使用語音活動(dòng)檢測(cè)(VAD)將固定波束形成器生成的語音分成語音幀和噪聲幀,對(duì)語音幀進(jìn)行增強(qiáng),對(duì)噪聲幀進(jìn)行衰減,同時(shí)保護(hù)共振峰,最后將語音信號(hào)輸入GSC的其他模塊進(jìn)行后續(xù)處理。(3)深入研究了響度補(bǔ)償算法。常用的響度補(bǔ)償方法使用了壓縮放大技術(shù),但是這種方法可能會(huì)使高頻部分的強(qiáng)度在壓縮放大的過程中變得過大,從而影響響度補(bǔ)償?shù)男Ч�。本文提出在響度補(bǔ)償算法中使用寬動(dòng)態(tài)壓縮技術(shù),使高頻部分映射到聽損患者的聽覺范圍內(nèi),同時(shí)使用小波去噪技術(shù)更大程度上消除噪聲,這樣可以使患者更好的識(shí)別說話人語音。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)字助聽器 麥克風(fēng)陣列 語音活動(dòng)檢測(cè) 響度補(bǔ)償 寬動(dòng)態(tài)壓縮
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R764.5;TN912.35
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 研究背景及意義8-9
• 1.2 助聽器發(fā)展歷史9-10
• 1.3 數(shù)字助聽器工作原理10-12
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容12-14
• 第二章 語音信號(hào)基本理論14-25
• 2.1 語音的發(fā)聲機(jī)理及其特性14-16
• 2.1.1 語音的發(fā)聲機(jī)理14-15
• 2.1.2 語音的基本要素15-16
• 2.1.3 語音的基本特征16
• 2.2 語音信號(hào)產(chǎn)生的數(shù)學(xué)模型16-20
• 2.2.1 激勵(lì)模型17-19
• 2.2.2 聲道模型19-20
• 2.2.3 輻射模型20
• 2.3 語音信號(hào)常用的分析方法20-24
• 2.3.1 時(shí)域分析20-22
• 2.3.2 頻域分析22-23
• 2.3.3 倒譜分析23-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第三章 數(shù)字助聽器中關(guān)鍵技術(shù)25-36
• 3.1 聲源定位25-26
• 3.2 語音增強(qiáng)26-32
• 3.2.1 常見單麥克風(fēng)語音增強(qiáng)方法26-32
• 3.2.2 單麥克風(fēng)語音增強(qiáng)方法性能分析32
• 3.3 響度補(bǔ)償32-34
• 3.4 回聲消除34-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 第四章 基于GSC結(jié)構(gòu)的改進(jìn)的語音增強(qiáng)算法36-56
• 4.1 麥克風(fēng)陣列信號(hào)36-41
• 4.1.1 陣列拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)36-37
• 4.1.2 聲場(chǎng)模型37-39
• 4.1.3 陣列信號(hào)方向圖39-41
• 4.2 固定波束形成算法41-45
• 4.2.1 波束形成基本理論41-43
• 4.2.2 延遲-求和波束形成算法43-45
• 4.3 自適應(yīng)波束形成算法45-49
• 4.3.1 廣義旁瓣抵消器（GSC）結(jié)構(gòu)的波束形成算法45-48
• 4.3.2 Hoshuyama提出的GSC結(jié)構(gòu)的波束形成算法48-49
• 4.4 對(duì)GSC結(jié)構(gòu)語音泄漏的仿真分析49-52
• 4.5 改進(jìn)的語音增強(qiáng)算法52-55
• 4.5.1 算法改進(jìn)原理52
• 4.5.2 語音調(diào)整處理52-53
• 4.5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及性能分析53-55
• 4.6 本章小結(jié)55-56
• 第五章 基于寬動(dòng)態(tài)壓縮的響度補(bǔ)償算法56-64
• 5.1 多頻段非等帶寬響度補(bǔ)償原理56-58
• 5.2 寬動(dòng)態(tài)壓縮方法58-59
• 5.3 基于QMFB的多通道子帶濾波器組設(shè)計(jì)59-60
• 5.4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖60-61
• 5.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及性能分析61-63
• 5.6 本章小結(jié)63-64
• 第六章 總結(jié)與展望64-66
• 6.1 工作總結(jié)64
• 6.2 研究展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 附錄 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文69-70
• 致謝70

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