数字助听器中回声消除算法的研究

摘要

数字助听器能够提高听力损伤患者的听力水平，在听力损伤患者的日常生活中发挥着重要作用。本文重点研究数字助听器中的回声消除技术，主要工作包括：
　　（1）研究了语音的发声机理、人类的听觉器官以及语音信号听觉模型；分析了听力损伤患者的听觉特性：听觉障碍机制以及听力测试方法；探讨了数字助听器的关键技术及算法，包括回声消除、声源定位、语音增强以及宽动态压缩等，重点研究了数字助听器中的回声消除算法。
　　（2）传统的自适应回声消除算法在处理语音信号时，性能均严重恶化，具体表现在收敛速度减慢、稳态失调增加等。本文将仿射投影算法（Affine Projection Algorithm,APA）应用于回声路径估计中。为了折中收敛速度与稳态失调，提出了一种新的变步长因子的仿射投影算法（Variable Step-Size APA,VSS-APA），在步长因子和误差能量之间建立了一种新的非线性函数关系，依据误差能量实时调整步长因子。仿真实验说明,文中提出的变步长因子的仿射投影算法具有较快的收敛速度，同时稳定失调也比较小。
　　（3）为了进一步改进性能，本文提出了一种新的变正则化因子的仿射投影算法（Variable Regularized APA,VR-APA），通过引入正则化因子，在稳态失调和收敛速度之间取得平衡，同时还可以防止数值计算困难。研究中对新算法的快速收敛性进行了分析，并仿真检验了算法的性能。实验表明，该算法有效降低了计算复杂度，提高了系统的实时性。

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第一章 绪论

1.1课题研究背景与意义

1.2助听器发展历史

1.3国内外研究现状

1.4本文的主要研究内容

第二章 语音基础知识

2.1语音的发声机理以及特性

2.2语音的听觉机理

2.3语音信号模型

2.4听损患者的听觉特性

2.5本章总结

第三章 数字助听器的关键技术

3.1数字助听器中的回声消除技术

3.2数字助听器中的其他关键技术

3.3 本章总结

第四章 变步长因子的仿射投影算法

4.1 基于传统自适应算法的改进算法

4.2 仿射投影算法

4.3 新的变步长仿射投影算法

4.4 本章小结

第五章 变正则化因子的仿射投影算法

5.1变正则化因子的仿射投影算法

5.2新的变正则化因子的仿射投影算法

5.3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