[发明专利]基于频率压缩搬移的数字助听器响度补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及响度补偿技术，特别涉及基于频率压缩搬移的数字助听器响度补偿方法，属于语音信号处理技术领域。

背景技术

数字助听器在近十年来取得了不断的发展，尤其是现代数字信号处理技术的应用，为助听器的飞速发展提供了强大的技术支持。在方向性技术、语音增强、响度补偿、反馈抑制等方面都取得了巨大的进步，为很多的听障人士的听力康复做出了很大的贡献。

虽然数字助听器在过去的十年里取得了巨大的进步，但调查发现，只有30%的助听器使用者对所配戴的助听器表示满意，许多的配戴者表示有不舒适的感觉。其中响度补偿技术就是影响该问题的关键性因素之一。

响度补偿技术是数字助听器中的关键技术之一。对语音信号进行响度补偿也是数字助听器的首要任务之一。响度补偿就是将说话者的语音在进入听障人士耳朵之前进行增益放大，使得说话者的声音强度能够达到听障人士的听阈，让他们听到说话者发出的声音。

响度补偿的目标是在保证听障人士能听到说话者的声音的前提下，尽可能使增益后的语音保持其个性特征，提高对语音信号的听辨率并使听障人士感到舒适。

响度补偿的实现与其他的技术最大不同之处在于，响度补偿具有个性化特征。这是因为每个患者的情况是不同的，每个人在各个频段上的衰减也是不同的。所以，要根据患者的具体情况进行具体分析，然后才能确定增益系数。最后根据获得的增益系数对每个频段进行声强的增益，产生补偿后的语音。

响度补偿的核心任务就是对说话者的声音进行增益，经过近十几年的研究，取得了许多的研究成果。目前，对响度补偿的研究大多集中在对频带划分的研究上，主要有等频带划分的方法（1、Lars S N, Jens S. Designing asynchronous circuits for low power: An IFIR filter bank for a digital hearing aid[J]. Proceedings of the IEEE,1999,87( 2) : 268- 281.），非等宽多通道频带划分的方法（1、Wang Qingyun, Zhao li, Qiao jie, Zou Cairong. Sub-band Loudness Compensation for Hearing Aid Based on Human Auditory[J]. Journal of applied sciences-electronics and Information Engineering.2008,26(6):580-584.）以及在Bark域的分割子带频率间隔非等宽多通道划分的方法（1、Wang Qingyun，Zhao Li，Zhao Liye，etal. A multichannel loudness compensation method for digital hearing aids[J]. Journal of Electronics &Information Technology,2009,31(4):832- 835.）。这些方法虽然在频带划分上有了一定程度的改进，但是对于核心的增益算法无一不是采用“小衰减，小增益；大衰减，大增益”的方式。虽然每个听障患者在每个频段内的衰减各不相同，但几乎所有的听障人士在4000Hz以上的频段听力损失会急剧增加，甚至超过60dB。有研究表明，当听力损失超过60dB时，高的增益不但对听障人士的言语辨别力没有作用，反而有负面作用（1、 Miller-Hansen, Denise R. Evaluating the Benefit of Speech Recoding Hearing Aids in Children. [J]. American Journal of Audiology, 2003, Dec, 39-44.  2、Hogan CA & Turner CW. High-frequency audibility: Benefits for hearing-impaired listeners. [J]. JASA , 1998, 104: 432~441）。所以这种“小衰减，小增益；大衰减，大增益”增益方式以及全频段划分是不符合实际听障患者的情况的。因此传统的响度补偿做法必然会导致助听器配戴者产生不舒适的感觉，也会导致言语听辨率的降低。同时这也是引起助听器配戴者感到不舒适的一个重要原因。

发明内容