数字助听器中回声反馈消除算法的研究

发布时间：2023-12-12 17:59

　　听力受损患者可以通过使用数字助听器改善其听力水平,但回声反馈这一常见现象严重影响了听力受损患者的使用效果。本文就传统的回声消除技术展开研究,并在原技术的基础上提出改进算法。论文的主要内容如下:(1)研究了语音的产生原理及听觉原理;研究了产生语音数字信号的若干模型和语音信号研究的几种常用方法;介绍了数字助听器中对语音信号几种重要的语音信号处理技术,包括回声反馈消除、语音增强、声源定位以及响度补偿。其中重点介绍了回声反馈消除技术。(2)研究了块更新NLMS算法,在块更新NLMS算法的基础上,提出在滤波系数的更新频率与迭代步长的更新公式中做出改进,从而提高系统性能。本文提出在块更新NLMS算法中滤波系数的更新频率上采用分批次更新,在迭代步长的更新方式中引入变步长的理论。仿真实验表明,改进后的算法的收敛速度变得更快,并且拥有更小的稳态误差。(3)研究了仿射投影算法,在变步长仿射投影算法的基础上提出多遗忘因子,可以用于准确的估计滤波器的输出误差,以加快收敛速率,降低稳态误差;为了减小仿射投影算法的计算复杂度,文中引入变投影阶数的思想。仿真结果表明,改进后的算法在保证收敛速度和失调量的同时极大降低...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 助听器发展历史
    1.3 助听器基本原理
    1.4 本文主要研究内容
第二章 语音信号基础知识
    2.1 语音的产生原理及基本属性
        2.1.1 语音的产生原理
        2.1.2 语音的基本要素
        2.1.3 语音的基本特征
    2.2 语音的听觉原理
        2.2.1 听觉器官
        2.2.2 语音信号的听觉模型
    2.3 语音信号产生的数字模型
        2.3.1 激励模型
        2.3.2 声道模型
        2.3.3 辐射模型
    2.4 语音信号的常用分析方法
        2.4.1 语音信号的时域分析
        2.4.2 语音信号的频域分析
        2.4.3 语音信号的倒谱分析
    2.5 本章总结
第三章 数字助听器的关键技术
    3.1 语音增强
        3.1.1 基于谱减法的语音增强
        3.1.2 自适应滤波法的语音增强
        3.1.3 短时对数谱的MMSE语音增强
    3.2 声源定位
        3.2.1 基于可控波束形成器的声源定位
        3.2.2 基于高分辨率谱估计的声源定位
        3.2.3 基于时延估计的声源定位
    3.3 响度补偿
        3.3.1 单通道压缩算法
        3.3.2 多通道压缩算法
    3.4 回声反馈消除
        3.4.1 回声反馈产生的原因
        3.4.2 常见的回声反馈消除方法
        3.4.3 自适应滤波技术
        3.4.4 各种算法的仿真实验及比较
    3.5 本章总结
第四章 基于NLMS算法的改进算法
    4.1 变步长NLMS算法
        4.1.1 变步长NLMS算法原理
        4.1.2 变步长NLMS算法与NLMS算法性能比较
    4.2 块更新NLMS算法
    4.3 基于块更新NLMS算法的改进算法
        4.3.1 基于滤波器系数更新的改进
        4.3.2 基于步长更新公式的改进
        4.3.3 改进后算法的仿真与分析
    4.4 本章总结
第五章 多个遗忘因子的变阶变步长仿射投影算法
    5.1 传统仿射投影算法
        5.1.1 仿射投影算法
        5.1.2 变步长仿射投影算法
    5.2 改进仿射投影算法
        5.2.1 引入多个遗忘因子的变步长仿射投影算法
        5.2.2 变阶数的变步长仿射投影算法
        5.2.3 多个遗忘因子的变阶变步长仿射投影算法
    5.3 算法仿真与性能分析
    5.4 本章总结
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 研究展望
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
致谢



本文编号：3873360