数字助听器的响度补偿方法研究

发布时间：2017-08-11 17:38

  本文关键词：数字助听器的响度补偿方法研究

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【摘要】：听觉是人们在社会生活中进行交流沟通的最重要途径,然而随着工业化的发展以及老龄化的加剧,患有听力损失疾病的人数在持续的增加。在现有医疗水平条件下,通过选配助听器来改善听损患者的听力能力是最方便快捷,同时也是最常用的手段。数字助听器的各大关键算法中,响度补偿算法是最核心的技术,它依据患者的不同听损情况获得满足他们各自所需要的补偿值,实现对原信号的压缩放大,使得补偿后的语音信号声压级维持在患者的听觉动态范围内,从而让患者既能听到未佩戴数字助听器时所听不到的声音,同时又不会感觉到不舒适。本文重点研究了应用于数字助听器的语音信号响度补偿算法,在总结前人工作和已有算法的基础上,结合人耳的听觉特性,提出了一种更加符合患者实际需求的响度补偿算法,取得了一些研究成果,主要研究工作如下：1.研究了数字助听器的基本工作原理,听觉的产生机制以及听力损失的产生原因,并对常用的听力测试方法以及听力治疗的相关策略进行了归纳总结。2.研究了数字助听器中的响度补偿技术基本原理,并对宽动态压缩、移频压缩以及多通道补偿这三种常见的响度补偿算法进行了详细的研究,包括其各自的算法原理、算法流程以及具体的数学实现过程,并对比分析了三种算法各自的优缺点。3.提出了一种基于Gammatone滤波器的多通道滤波器组设计算法。通过研究人耳的听觉特性,从耳蜗基底膜的频率选择特性出发,引出用于模拟人耳耳蜗的Gammatone听觉滤波器,随后在对多通道滤波器组研究的基础上,提出了一种基于Gammatone滤波器的非等宽滤波器组的设计方法,将100Hz～8000Hz的常用频率段分成不同带宽大小的16个频段,以更好的满足人耳的听觉特性。仿真实验表明了该改进算法可以用作数字助听器中的多通道响度补偿滤波器组设计。4.提出了一种基于声压级分段的多通道响度补偿算法。研究了声压级的测量方法,对于计算得到的声压级结果与实际测得的声压级值的不同进行了统计修正,获得了更加准确的计算结果。随后针对传统低、中、高三段补偿的不足,在对各种验配处方公式进行研究的基础上,提出了一种基于声压级分段的多通道响度补偿算法,将0dB SPL～120dB SPL的声压级等分成八段,每段根据患者的实际需要进行不一样的补偿,以提高患者的言语辨识率以及舒适度。仿真结果证明了该改进算法的可行性和有效性。5.设计实现了一种基于嵌入式开发平台的数字助听器系统。在实际应用中,声学环境复杂多变,为了验证前述所提出的多通道响度补偿算法的实时性和有效性,通过搭建嵌入式平台,选用本实验室所研制的YT360A悦听数字助听器专用芯片对语音进行实时处理,将算法实时化并移植到嵌入式系统中,形成一个数字助听器模型,并通过该模型观测和评估本文所设计的多通道响度补偿算法的性能。结果显示,该数字助听器系统在实时性方面完全满足正常数字助听器的要求,且能够较好的应用于实际的数字助听器产品中。
【关键词】：数字助听器 响度补偿 Gammatone滤波器 多通道滤波器组 声压级
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH785.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 专用术语注释表12-13
• 第一章 绪论13-21
• 1.1 研究背景及意义13-14
• 1.2 国内外助听器的发展研究现状14-17
• 1.3 数字助听器基本原理17-18
• 1.4 论文的研究内容和结构18-21
• 第二章 听力损失及其治疗策略21-27
• 2.1 人耳听觉系统21-22
• 2.2 听力损失及其测试方法22-24
• 2.2.1 听力损失22-23
• 2.2.2 听力测试方法23-24
• 2.3 听力补偿方法24-25
• 2.4 本章小结25-27
• 第三章 数字助听器响度补偿基础27-37
• 3.1 响度补偿基本原理27-28
• 3.2 常见的响度补偿算法28-36
• 3.2.1 宽动态压缩算法28-30
• 3.2.2 移频压缩算法30-33
• 3.2.3 多通道补偿算法33-36
• 3.3 本章小结36-37
• 第四章 基于Gammatone滤波器的多通道滤波器组设计37-57
• 4.1 人耳听觉特性37-38
• 4.2 Gammatone滤波器38-42
• 4.2.1 Gammatone滤波器基础38-39
• 4.2.2 Gammatone滤波器实现39-42
• 4.3 多通道滤波器组设计原理42-46
• 4.3.1 多通道滤波器组模型42-43
• 4.3.2 完美重建滤波器组条件43-46
• 4.4 基于Gammatone滤波器的非等宽滤波器组设计46-51
• 4.4.1 滤波器组频带划分46-47
• 4.4.2 多通道滤波器组实现47-51
• 4.5 实验与仿真51-55
• 4.5.1 滤波器组性能比较51-52
• 4.5.2 多通道滤波器组分解与综合测试52-55
• 4.6 本章小结55-57
• 第五章 基于声压级分段的多通道响度补偿算法设计57-85
• 5.1 声压级57-62
• 5.1.1 声压级计算57-58
• 5.1.2 声压级测试实验58-60
• 5.1.3 声压级修正60-62
• 5.2 验配处方公式62-65
• 5.2.1 线性处方公式62-64
• 5.2.2 非线性处方公式64-65
• 5.3 基于声压级分段的多通道响度补偿算法65-70
• 5.3.1 三维I/O曲线65-68
• 5.3.2 多通道响度补偿算法实现68-70
• 5.4 响度补偿算法实验与仿真70-76
• 5.4.1 输入输出曲线分析70-72
• 5.4.2 多通道响度补偿实验72-76
• 5.5 基于嵌入式开发平台的数字助听器系统实现76-83
• 5.5.1 嵌入式系统平台搭建76-78
• 5.5.2 算法的移植与实现78-82
• 5.5.3 响度补偿算法的测试82-83
• 5.6 本章小结83-85
• 第六章 总结与展望85-87
• 6.1 本文已取得的研究成果85-86
• 6.2 展望86-87
• 致谢87-89
• 参考文献89-95
• 攻读硕士期间发表论文情况95

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1 孔颖;张华;陈雪清;吴燕君;李靖;;助听器效果国际性调查问卷的临床应用[A];2010全国耳鼻咽喉头颈外科中青年学术会议论文汇编[C];2010年

2 王春华;杜国凤;;耳聋患者如何正确选配助听器[A];湖北省民政康复医学会第六届学术会议论文集[C];1998年

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1 本报记者 陶映荃;国产助听器缘何“内外交困”[N];工人日报;2000年

2 本报记者 连漪;我国听损人员仅5%选配助听器[N];健康报;2014年

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5 刘海红;儿童选用助听器更应慎重[N];科技日报;2008年

6 协和世纪听力康复中心主任 张建一;无声世界·助听器·数字化[N];人民政协报;2002年

7 刘智利　刘芝 黎江 郅利 卫达中 （本报记者 刘智利）;配戴助听器 聆听美好世界[N];中国中医药报;2009年

8 罗庆;配戴助听器是否会加重老年人的耳聋[N];家庭医生报;2006年

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1 付婧;北京市16-59岁听力残疾人对所使用助听器的态度及影响因素研究[D];吉林大学;2015年

2 夏岱岱;数字助听器的响度补偿方法研究[D];东南大学;2015年

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4 许庆庆;年龄、教育、佩戴时间对助听器效果评估影响的分析[D];天津医科大学;2012年

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7 张敏敏;助听器结合心理咨询改善长期严重耳鸣的疗效观察[D];天津医科大学;2013年

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9 张树汉;数字助听器成型滤波算法研究[D];重庆理工大学;2014年

10 李焱;沈阳市在职听力残疾人助听器使用现状调查及满意度分析[D];吉林大学;2012年

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本文编号：657419