助听器语音质量评价系统的研究

摘要

助听器作为听力障碍人士得到听力补偿、进行语言康复训练和正常交往的重要辅助工具，其质量的优劣直接关系到听力障碍人士的身心健康。随着数字信号技术的飞速发展，助听器具备了许多高端性能，语音质量是其高端性能中的一个。目前国内外针对助听器语音质量客观评价的研究还比较少。本课题选择ITU-T公布的与主观评价相关度最高的基于听觉模型的PESQ算法作为助听器语音质量评价的核心算法，并在PESQ算法的基础上进行部分改进;设计模拟听力损失曲线的滤波器，基于MATLAB语言和Visual Basic语言设计助听器语音质量评价平台，通过实验分析，PESQ算法及改进算法可以实现对不同助听器语音质量的评价，改进算法提高了运行效率。
　　论文的主要工作包括:
　　1)归纳总结语音质量的主观评价方法和客观评价方法的发展现状，选择客观评价方法PESQ作为研究的重点;提出并设计助听器语音质量评价系统，详细研究语音库、放音、被测系统、滤波、语音质量评价模块的实现过程。
　　2)研究IEC60118-15中提到的听力障碍人士的典型听力损失曲线，选择最小二乘法的FIR滤波器设计方法，设计模拟听力损失曲线N1～N4的滤波器，把录制的纯音信号和语音信号通过设计的滤波器对滤波性能进行验证。
　　3)详细研究PESQ算法的基本原理和具体实现过程;针对本课题研究的助听器语音质量评价系统，依据人耳的听觉掩蔽作用，对PESQ算法中的IRS滤波、响度变换、干扰度聚合等部分进行改进与优化。
　　4)在搭建的评价系统平台上，选择两款不同类型的助听器，下载不同的听力曲线，分别进行主观测试和客观测试，从评价分数，时间复杂度等指标对PESQ算法和改进算法进行分析与总结。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 语音质量的研究

1．2．1 主观评价

1．2．2 客观评价

1．2．3 总结

1．3 论文主要内容

第2章 助听器语音质量评价系统

2．1 开发环境

2．1．1 Visual Basic语言和MATLAB语言

2．1．2 动态链接库技术

2．2 系统设计方案

2．2．1 评价系统组成及基本工作原理

2．2．2 语音库模块

2．2．3 放音模块

2．2．4 被测系统模块

2．2．5 滤波模块

2．2．6 算法评价模块

2．3 本章小结

第3章 模拟听力损失曲线滤波器设计与实现

3．1 听力损失曲线概述

3．2 助听器选配简介

3．3 滤波器选择

3．3．1 FIR数字滤波器原理

3．3．2 FIR数字滤波器的优化设计

3．4 设计模拟听力损失曲线滤波器及实验验证

3．4．1 模拟听力损失曲线滤波器设计

3．4．2 听力损失曲线模拟滤波器实验验证

3．5 本章小结

第4章 PESQ算法

4．1 语音的感知机理

4．2 PESQ算法原理

4．2．1 电平调整和时间对齐预处理

4．2．2 感知模型

4．2．3 坏区间的重对齐

4．2．4 计算客观得分

4．3 PESQ的特点

4．4 PESQ算法的改进

4．4．1 IPS滤波

4．4．2 响度变换

4．4．3 干扰度聚合

4．5 本章小结

第5章 PESQ算法改进在助听器语音质量评价系统中的评测实验

5．1 PESQ算法的改进与测试

5．1．1 助听器语音质量的主观测试

5．1．2 改进PESQ算法设计

5．2 评测实验结果与分析

5．2．1 主观评测分析

5．2．2 客观评测分析

5．3 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 论文工作总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢