基于TMS320VC5416DSP的數(shù)字助聽器設(shè)計(jì)
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2．3 算法分析
噪聲影響使得患者語(yǔ)言識(shí)別率大幅下降，去噪和補(bǔ)償是助聽器的重要環(huán)節(jié)。人耳對(duì)于25～22 000 Hz的聲音有反應(yīng)。語(yǔ)音的大部分可用信息只存在于200～3 500 Hz之間。根據(jù)人耳感知特性及實(shí)驗(yàn)確定，對(duì)語(yǔ)音感知，語(yǔ)音識(shí)別較為重要的第二共振峰大部分位于1 kHz之上。
2．3．1 周期噪音消除
周期噪聲一般是許多離散的譜峰，來源于發(fā)動(dòng)機(jī)的周期性運(yùn)轉(zhuǎn)。電器干擾，特別是50～60 Hz交流聲也會(huì)引起周期噪聲。所以使用帶通濾波器可以有效地消除周期噪音以及3 500 Hz以上的高頻聲音。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/166697.htm
IIR數(shù)字濾波器在沒計(jì)上可以借助成熟的模擬濾波器的成果，如巴特沃斯、契比雪夫和橢圓濾波器等，IIR數(shù)字濾波器線性差分方程：
Matlab環(huán)境下可視化得到濾波器對(duì)動(dòng)態(tài)輸入數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)濾波效果如圖3所示。
2．3．2 基于短時(shí)譜估計(jì)的寬帶噪音去除
由于語(yǔ)音信號(hào)的短時(shí)譜具有較強(qiáng)相關(guān)性，而噪聲的前后相關(guān)性很弱，因此采用基于短時(shí)譜估計(jì)的方法從帶噪語(yǔ)音中估計(jì)原始語(yǔ)音。而且人耳對(duì)于語(yǔ)音相位感受不敏感，可將估計(jì)得對(duì)象放在短時(shí)譜的幅度上。
2．3．3 譜相減法
譜相減法在無(wú)參考信號(hào)源的單話筒錄音系統(tǒng)中是一個(gè)有效的方法。因?yàn)樵肼暿蔷植科椒€(wěn)的，可認(rèn)為發(fā)語(yǔ)音強(qiáng)的噪聲與發(fā)語(yǔ)音期間的噪聲功率譜相同，因此利用語(yǔ)音前后的“寂靜幀”來估計(jì)噪聲。
譜相減法的原理框圖及仿真結(jié)果如圖4，圖5所示，對(duì)語(yǔ)音信號(hào)加窗處理后，利用已知的噪聲功率譜信息對(duì)信號(hào)進(jìn)行除噪處理。
2．4 噪聲對(duì)消法
噪聲對(duì)消法是最基本的減譜算法，它的基本原理是從帶噪語(yǔ)音中直接減去噪聲。由于寬帶噪聲與語(yǔ)音信號(hào)在時(shí)域和頻域上完全重疊，是比較難去除的。所以需要用到非線性處理，自適應(yīng)濾波器不斷地調(diào)節(jié)。
圖6中一個(gè)聲道采集帶噪語(yǔ)音，另一個(gè)聲道采集噪聲。帶噪語(yǔ)音序列S(n)與噪聲序列d(n)經(jīng)傅里葉變換得到頻譜分量Sk(w)和Dk(w)，噪聲分量Dk(w)經(jīng)過濾波后與帶噪語(yǔ)音相減，再加上帶噪語(yǔ)音的相位，經(jīng)傅里葉反變換恢復(fù)為時(shí)域信號(hào)。在強(qiáng)噪音背景時(shí)，這種方法可以得到很好的消除噪音效果。
在實(shí)際中兩個(gè)采集聲道要保證一定隔離，以防止兩個(gè)聲道都采到帶噪語(yǔ)音。為了使采集到的噪聲更接近于帶噪語(yǔ)音中的噪聲，自適應(yīng)濾波器可以很好地實(shí)現(xiàn)這一功能。
圖7是運(yùn)用噪聲對(duì)消法得到的左聲道的增強(qiáng)語(yǔ)音示例。
評(píng)論