數(shù)字助聽器原理及核心技術(shù)

第1章 緒論 1

1．1 數(shù)字助聽器研究的背景和意義 1

1．2 數(shù)字助聽器算法概述 2

1．2．1 多通道響度補(bǔ)償算法 2

1．2．2 語音增強(qiáng)算法 3

1．2．3 回波抑制算法 3

1．2．4 降頻算法 3

1．2．5 助聽器方向性技術(shù) 3

1．2．6 聲場景識(shí)別算法 4

1．2．7 其他算法 4

1．3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 4

1．3．1 助聽器語音增強(qiáng)技術(shù) 5

1．3．2 助聽器降頻算法 5

1．3．3 助聽器驗(yàn)配方法 6

1．3．4 認(rèn)知與助聽器設(shè)計(jì) 6

1．4 目前存在的問題 7

1．5 本章小結(jié) 9

參考文獻(xiàn) 9

第2章 數(shù)字助聽器相關(guān)知識(shí) 14

2．1 聽覺生理常識(shí) 14

2．1．1 外耳生理 14

2．1．2 中耳生理 15

2．1．3 內(nèi)耳生理 16

2．2 聽力損失及其治療方法 17

2．2．1 聽力損失 17

2．2．2 治療方法 20

2．3 標(biāo)準(zhǔn)測聽法 21

2．3．1 基本概念 21

2．3．2 純音檢測方法 21

2．3．3 純音測聽的臨床應(yīng)用 25

2．4 言語測聽 26

2．5 助聽器的基本知識(shí) 28

2．5．1 助聽器的基本原理和特性 28

2．5．2 助聽器性能指標(biāo) 30

2．5．3 主要性能指標(biāo)的應(yīng)用 31

2．6 產(chǎn)品級(jí)全數(shù)字助聽器 33

2．7 漢語助聽器語言策略 35

2．8 本章小結(jié) 36

參考文獻(xiàn) 36

第3章 數(shù)字助聽器響度補(bǔ)償原理與算法 39

3．1 引言 39

3．2 助聽器基本放大方案 40

3．2．1 聲信號(hào)受到的影響 40

3．2．2 線性助聽器 44

3．3 寬動(dòng)態(tài)范圍壓縮 45

3．3．1 背景與意義 45

3．3．2 基本原理 47

3．3．3 實(shí)現(xiàn)方法 50

3．3．4 動(dòng)態(tài)特性 53

3．4 多通道響度補(bǔ)償算法 56

3．4．1 非均勻余弦調(diào)制濾波器組設(shè)計(jì) 56

3．4．2 動(dòng)態(tài)非線性濾波器組設(shè)計(jì) 57

3．4．3 改進(jìn)的多段處方公式 59

3．4．4 多通道響度補(bǔ)償算法的步驟 61

3．5 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析 62

3．5．1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置 62

3．5．2 輸入輸出曲線分析 63

3．5．3 響度補(bǔ)償前后的語音對(duì)比 65

3．5．4 語音質(zhì)量客觀評(píng)估 66

3．5．5 主觀言語辨識(shí)率測試 68

3．6 本章小結(jié) 69

參考文獻(xiàn) 69

第4章 助聽器增強(qiáng)算法 73

4．1 引言 73

4．2 助聽器增強(qiáng)算法概述 75

4．3 語音增強(qiáng)相關(guān)知識(shí) 76

4．3．1 人耳聽覺感知特性 76

4．3．2 噪聲特性 77

4．3．3 語音質(zhì)量評(píng)價(jià) 77

4．4 經(jīng)典語音增強(qiáng)算法 80

4．4．1 基本譜減法 80

4．4．2 改進(jìn)的譜減法 82

4．4．3 基本維納濾波法 84

4．4．4 子帶維納濾波法 87

4．5 低復(fù)雜度算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 90

4．5．1 噪聲譜預(yù)存的改進(jìn)譜減算法 90

4．5．2 基于子帶增益的語音增強(qiáng)算法 93

4．5．3 改進(jìn)的子帶信噪比估計(jì)算法 94

4．6 實(shí)驗(yàn)仿真與分析 98

4．6．1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置 98

4．6．2 子帶信噪比估計(jì) 98

4．6．3 語譜圖對(duì)比 100

4．6．4 信噪比改善 101

4．6．5 語音質(zhì)量感知評(píng)價(jià) 102

4．6．6 算法復(fù)雜度分析 103

4．7 風(fēng)噪聲檢測與抑制算法 104

4．7．1 風(fēng)噪聲檢測算法 105

4．7．2 風(fēng)噪聲抑制算法 109

4．8 本章小結(jié) 111

參考文獻(xiàn) 111

第5章 助聽器回波抑制算法 114

5．1 引言 114

5．2 助聽器回波抑制算法概述 116

5．3 回波抵消算法及其改進(jìn) 117

5．3．1 助聽器回波抵消系統(tǒng)模型 117

5．3．2 自適應(yīng)NLMS算法 119

5．3．3 變步長NLMS算法 119

5．3．4 嘯叫檢測、抑制與釋放算法 121

5．4 實(shí)驗(yàn)與仿真 124

5．4．1 聲學(xué)環(huán)境 124

5．4．2 嘯叫檢測算法驗(yàn)證與分析 125

5．4．3 算法參數(shù)分析與驗(yàn)證 127

5．4．4 算法回聲性能比較 129

5．5 本章小結(jié) 134

參考文獻(xiàn) 134

第6章 助聽器降頻算法 138

6．1 引言 138

6．2 助聽器降頻算法概述 140

6．3 常用降頻算法分析 140

6．3．1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置 140

6．3．2 英漢語言要素識(shí)別比較 142

6．3．3 環(huán)境聲識(shí)別性能比較 144

6．4 非線性頻率伸縮數(shù)字助聽方法 145

6．4．1 算法原理 145

6．4．2 實(shí)驗(yàn)設(shè)置 148

6．4．3 客觀實(shí)驗(yàn) 149

6．4．4 言語識(shí)別率實(shí)驗(yàn) 151

6．4．5 言語接收閾實(shí)驗(yàn) 153

6．5 本章小結(jié) 154

參考文獻(xiàn) 155

第7章 助聽器方向性技術(shù) 158

7．1 引言 158

7．2 定向麥克風(fēng)技術(shù) 159

7．2．1 聲場模型 159

7．2．2 方向性麥克風(fēng) 162

7．2．3 自適應(yīng)定向麥克風(fēng) 164

7．2．4 麥克風(fēng)陣列 166

7．3 基于方向性麥克風(fēng)的降噪 168

7．3．1 方向性麥克風(fēng)的降噪 168

7．3．2 自適應(yīng)方向性麥克風(fēng)的降噪 173

7．3．3 基于一階和二階的改進(jìn)自適應(yīng)方向性麥克風(fēng)的降噪 180

7．4 實(shí)驗(yàn)仿真與分析 183

7．4．1 實(shí)驗(yàn)方法 183

7．4．2 仿真結(jié)果 185

7．4．3 性能分析 186

7．5 本章小結(jié) 189

參考文獻(xiàn) 190

第8章 助聽器自驗(yàn)配技術(shù) 193

8．1 引言 193

8．2 自驗(yàn)配助聽器 195

8．2．1 自驗(yàn)配流程 195

8．2．2 設(shè)計(jì)原型及相關(guān)產(chǎn)品 196

8．2．3 自驗(yàn)配助聽器配件 199

8．3 自驗(yàn)配助聽器的優(yōu)勢 203

8．4 自驗(yàn)配助聽器的難點(diǎn) 204

8．5 自驗(yàn)配助聽器系統(tǒng)設(shè)計(jì) 205

8．5．1 整體架構(gòu) 205

8．5．2 仿真與實(shí)驗(yàn) 213

8．6 總結(jié)與展望 220

8．6．1 助聽器配件和工藝 220

8．6．2 助聽器算法 221

8．6．3 聽力專家的輔助作用 225

8．7 本章小結(jié) 225

參考文獻(xiàn) 226

第9章 助聽器聲場景分類算法 236

9．1 引言 236

9．2 與聲場景識(shí)別有關(guān)的助聽器模塊 238

9．3 不同信號(hào)的特性 239

9．3．1 周期性 239

9．3．2 頻譜包絡(luò) 245

9．3．3 統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià) 250

9．4 聲場景分類的理論基礎(chǔ) 251

9．4．1 特征分析與提取 251

9．4．2 分類器的設(shè)計(jì) 255

9．5 實(shí)驗(yàn)與分析 258

9．5．1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 258

9．5．2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 259

9．6 本章小結(jié) 260

參考文獻(xiàn) 260

第10章 展望 262

10．1 語音線索增強(qiáng) 262

10．2 助聽器自驗(yàn)配技術(shù) 264

10．3 大數(shù)據(jù)與言語增強(qiáng) 264

10．4 基于深度學(xué)習(xí)的語音及聽覺重建 265

參考文獻(xiàn) 266