數(shù)字助聽(tīng)器原理及核心技術(shù)

第1章 緒論 1

1．1 數(shù)字助聽(tīng)器研究的背景和意義 1

1．2 數(shù)字助聽(tīng)器算法概述 2

1．2．1 多通道響度補(bǔ)償算法 2

1．2．2 語(yǔ)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(tīng)器方向性技術(shù) 3

1．2．6 聲場(chǎng)景識(shí)別算法 4

1．2．7 其他算法 4

1．3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 4

1．3．1 助聽(tīng)器語(yǔ)音增強(qiáng)技術(shù) 5

1．3．2 助聽(tīng)器降頻算法 5

1．3．3 助聽(tīng)器驗(yàn)配方法 6

1．3．4 認(rèn)知與助聽(tīng)器設(shè)計(jì) 6

1．4 目前存在的問(wèn)題 7

1．5 本章小結(jié) 9

參考文獻(xiàn) 9

第2章 數(shù)字助聽(tīng)器相關(guān)知識(shí) 14

2．1 聽(tīng)覺(jué)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(tīng)力損失及其治療方法 17

2．2．1 聽(tīng)力損失 17

2．2．2 治療方法 20

2．3 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)聽(tīng)法 21

2．3．1 基本概念 21

2．3．2 純音檢測(cè)方法 21

2．3．3 純音測(cè)聽(tīng)的臨床應(yīng)用 25

2．4 言語(yǔ)測(cè)聽(tīng) 26

2．5 助聽(tīng)器的基本知識(shí) 28

2．5．1 助聽(tīng)器的基本原理和特性 28

2．5．2 助聽(tīng)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(tīng)器 33

2．7 漢語(yǔ)助聽(tīng)器語(yǔ)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(tīng)器響度補(bǔ)償原理與算法 39

3．1 引言 39

3．2 助聽(tīng)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(tīng)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(yǔ)音對(duì)比 65

3．5．4 語(yǔ)音質(zhì)量客觀評(píng)估 66

3．5．5 主觀言語(yǔ)辨識(shí)率測(cè)試 68

3．6 本章小結(jié) 69

參考文獻(xiàn) 69

第4章 助聽(tīng)器增強(qiáng)算法 73

4．1 引言 73

4．2 助聽(tīng)器增強(qiáng)算法概述 75

4．3 語(yǔ)音增強(qiáng)相關(guān)知識(shí) 76

4．3．1 人耳聽(tīng)覺(jué)感知特性 76

4．3．2 噪聲特性 77

4．3．3 語(yǔ)音質(zhì)量評(píng)價(jià) 77

4．4 經(jīng)典語(yǔ)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(yǔ)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(yǔ)譜圖對(duì)比 100

4．6．4 信噪比改善 101

4．6．5 語(yǔ)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(cè)與抑制算法 104

4．7．1 風(fēng)噪聲檢測(cè)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(tīng)器回波抑制算法 114

5．1 引言 114

5．2 助聽(tīng)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(tīng)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(zhǎng)NLMS算法 119

5．3．4 嘯叫檢測(cè)、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(cè)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(tīng)器降頻算法 138

6．1 引言 138

6．2 助聽(tīng)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(yǔ)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(tīng)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(yǔ)識(shí)別率實(shí)驗(yàn) 151

6．4．5 言語(yǔ)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(tīng)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(chǎng)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(tīng)器自驗(yàn)配技術(shù) 193

8．1 引言 193

8．2 自驗(yàn)配助聽(tīng)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(tīng)器配件 199

8．3 自驗(yàn)配助聽(tīng)器的優(yōu)勢(shì) 203

8．4 自驗(yàn)配助聽(tīng)器的難點(diǎn) 204

8．5 自驗(yàn)配助聽(tīng)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(tīng)器配件和工藝 220

8．6．2 助聽(tīng)器算法 221

8．6．3 聽(tīng)力專(zhuān)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(tīng)器聲場(chǎng)景分類(lèi)算法 236

9．1 引言 236

9．2 與聲場(chǎng)景識(shí)別有關(guān)的助聽(tīng)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(chǎng)景分類(lèi)的理論基礎(chǔ) 251

9．4．1 特征分析與提取 251

9．4．2 分類(lèi)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(yǔ)音線索增強(qiáng) 262

10．2 助聽(tīng)器自驗(yàn)配技術(shù) 264

10．3 大數(shù)據(jù)與言語(yǔ)增強(qiáng) 264

10．4 基于深度學(xué)習(xí)的語(yǔ)音及聽(tīng)覺(jué)重建 265

參考文獻(xiàn) 266