数字助听器中回声消除算法的研究及改进

摘要

对听力受损患者来说，数字助听器是其生活中不可缺少的工具，使用助听器可以有效改善他们的听力水平。回声反馈现象是数字助听器使用过程中一种常见问题，严重影响患者的使用效果。本文重点研究回声反馈消除技术，本文内容如下：
　　（1）分析了语音的发声机理和人类的听觉模型；研究了有关语音的基础理论；重点介绍了在数字助听器中使用的几项关键技术，包括回声反馈消除、响度补偿、声源定位和语音增强等，其中着重关注了回声消除算法的研究现状。
　　（2）传统的NLMS算法在处理具有强相关的语音时，算法效果会出现严重恶化的情况，本文将重点研究仿射投影算法（Affine Projection Algorithm）在回声消除中的应用。算法迭代过程中步长的大小直接影响收敛速度与稳态失调，本文介绍一种新算法，该算法基于离散余弦变换的变步长仿射投影算法，与传统的仿射投影算法对比，该算法在实现较快收敛速度的同时失调也更加低，大大提高了算法的使用效果。
　　（3）仿射投影算法因为重复使用语音数据，造成该算法的算法复杂度比较大，影响数字助听器的实时性。本文在变步长投影算法的基础之上加入变投影阶数算法，在迭代过程中不断降低算法的投影阶数，从而降低算法计算复杂度。仿真测试表明，该算法在保证收敛速度和失调量的同时极大降低了算法复杂度，保证了算法在使用过程中的实时性。

目录

声明

第一章 绪论

1.1研究背景与意义

1.2助听器的发展历史

1.3数字助听器的理论基础

1.4本文的主要研究内容

第二章 语音信号基础理论

2.1语音的产生和语音基本特性

2.2语音信号数学模型

2.3语音信号的数学分析

2.4本章总结

第三章 数字助听器中的核心算法

3.1回声消除算法

3.2数字助听器中的其他核心算法

3.3 本章总结

第四章 基于DCT的改进仿射投影算法

4.1 仿射投影算法

4.2 基于DCT的改进变步长APA算法

4.3 新算法仿真结果及分析

4.4 本章小结

第五章 变投影阶数变步长仿射投影算法

5.1变投影阶数APA

5.2新的变阶数变步长APA

5.3仿真结果与分析

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