[发明专利]一种通道自适应的数字助听器宽动态范围压缩方法

说明书

本发明公开一种通道自适应的数字助听器宽动态范围压缩方法，首先，通过模拟人耳听觉特性选择一种非对称滤波器组分解与综合算法，然后根据患者听力图并融合心理声学模型设计滤波器组通道数和参数，得到符合患者听损的个性化滤波器组；最后运用上述方法的数字助听器对输入的声音信号分通道进行宽动态范围压缩；压缩的具体步骤包括：对输入信号进行自适应通道滤波器组分解，得到自适应通道的信号；对分解后的每个通道信号进行响度补偿；对补偿后的各通道信号进行滤波器组综合，得到全带信号；将综合后的全带信号转换为声音信号输出。在满足性能要求的同时降低系统的计算复杂度，提高患者的言语可懂度。

技术领域

本发明涉及数字助听器声信号处理技术领域，特别是涉及一种通道自适应的数字助听器宽动态范围压缩方法。

背景技术

数字助听器最主要的功能是响度补偿，即根据患者听损情况制定最适合患者的个性化补偿方案。它涉及两个问题：(1)如何根据患者在不同频率点上的听损情况进行补偿；(2)如何根据输入声音的声强进行补偿，既要保证在弱信号的时候使患者能够清楚地听到，又要保证在强信号的时候不吵闹。

响度补偿的具体实现方法是宽动态范围压缩(wide dynamic rangecompression,WDRC)。WDRC将声音信号分解为多个通道信号，各通道增益可独立调节。算法根据患者的听力图和输入语音信号的声压级确定不同通道的增益值，在一个通道内部增益是声压级的函数。由于听损患者的听觉动态范围一般比正常人要窄，所以算法需要将正常人的听觉范围压缩到患者的听觉范围中，故称为宽动态范围压缩。

现有的数字助听器宽动态范围压缩的方法都是将输入的声音信号分解成为固定数量和固定频率范围的子带信号，在每个子带上实时计算当前的增益。该方法存在一些问题。首先，固定通道数的滤波器组无法有效补偿听障患者复杂的听力损失。如患者在临近频点具有不同的听力损失，而这些频点又位于同一个子带时，无法针对不同频点听损给予不同的补偿值。其次，浪费宝贵的计算量。有的患者在很宽的频带没有听损，或者有相同的听损，算法仍然要划分不同通道进行分别计算，浪费数字助听器宝贵的计算量和功耗。因此，如何根据人耳听觉特性和语音信号的固有性质，构建可以根据患者听力损失的特点分解信号的通道自适应滤波器组，在满足性能要求的同时降低系统的计算复杂度，具有重要的研究意义。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足及为了达到上述的目的，本发明提供一种通道自适应的数字助听器宽动态范围压缩方法，首先，模拟人耳听觉特性选择一种非对称滤波器组分解与综合算法；然后，根据患者听力图并融合心理声学模型设计滤波器组通道数和参数，得到符合患者听损的个性化滤波器组；最后，运用上述方法的数字助听器对输入的声音信号分通道进行宽动态范围压缩，在满足性能要求的同时降低系统的计算复杂度，提高患者的言语可懂度。经过对宽动态范围压缩的语音信号的客观评价以及主观评价，本发明提出的方法明显优于其他经典的宽动态范围压缩方法，可以采用最少的通道数提供高质量适配患者听力图的补偿语音。具体技术方案如下：

一种通道自适应的数字助听器宽动态范围压缩方法，该方法包括以下步骤：

步骤1)设计自适应通道滤波器组：通过模拟人耳听觉特性选择一种非对称滤波器组分解与综合算法，然后根据患者听力图并融合心理声学模型设计滤波器组通道数和参数，得到符合患者听损的个性化滤波器组，即自适应通道滤波器组；

步骤2)声音信号压缩输出：使用运用步骤1)所述方法的数字助听器对输入的声音信号分通道进行宽动态范围压缩，压缩的过程包括以下步骤：

步骤2-1)、对输入信号进行自适应通道滤波器组分解，得到自适应通道的信号；

步骤2-2)、对分解后的每个通道信号进行响度补偿；

步骤2-3)、对补偿后的各通道信号进行滤波器组综合，得到全带信号；

步骤2-4)、将综合后全带信号转换为声音信号输出。