數(shù)字助聽(tīng)器中波束形成算法的研究.pdf

1、人口老齡化將成為我國(guó)未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)人口結(jié)構(gòu)的一個(gè)主要特征，這意味著老年人的數(shù)量將越來(lái)越多。聽(tīng)力衰退在老年人群中是一種最常見(jiàn)的健康問(wèn)題，大多數(shù)老年人都在不同程度上存在聽(tīng)力衰退的情況?？梢灶A(yù)計(jì)未來(lái)我國(guó)的助聽(tīng)器市場(chǎng)有著巨大的潛力和廣闊的發(fā)展空間。去噪算法是助聽(tīng)器中最主要的算法之一，但傳統(tǒng)的去噪算法并不具備模擬人耳所具有的“雞尾酒會(huì)效應(yīng)”特性的能力。針對(duì)這一問(wèn)題，本文對(duì)波束形成算法進(jìn)行研究。
　　在對(duì)波束形成算法進(jìn)行深入的了解之后，推導(dǎo)并

2、實(shí)現(xiàn)了助聽(tīng)器中常用的波束形成算法，包括一階差分麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)（FDM）、MVDR、LCMV和GSC算法。
　　由于雙耳助聽(tīng)器相比于單耳助聽(tīng)器在對(duì)噪聲的抑制、對(duì)聲源定位以及提高語(yǔ)音可懂度方面具有更好的效果，本文根據(jù)雙耳助聽(tīng)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),設(shè)計(jì)了應(yīng)用于雙耳助聽(tīng)器中的BMVDR算法。當(dāng)雙耳助聽(tīng)器中麥克風(fēng)數(shù)量為單耳助聽(tīng)器中麥克風(fēng)數(shù)量的2倍時(shí)，BMVDR算法的每一側(cè)輸出都會(huì)使用一個(gè)抽頭數(shù)為單耳助聽(tīng)器中濾波器抽頭數(shù)2倍的線(xiàn)性濾波器來(lái)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處

3、理。所以BMVDR有比FDM和MVDR更好的噪聲抑制能力。由于BMVDR算法對(duì)雙耳助聽(tīng)器中的所有麥克風(fēng)接收信號(hào)進(jìn)行處理，使得陣列陣元數(shù)多于單耳助聽(tīng)器中的陣元數(shù)。這使得BMVDR有比FDM和MVDR更好的空間分辨率。在對(duì)BMVDR算法進(jìn)行了推導(dǎo)與分析之后，對(duì)該算法進(jìn)行對(duì)比仿真，仿真結(jié)果驗(yàn)證了理論分析的結(jié)果。
　　雙耳助聽(tīng)器相比于單耳助聽(tīng)器的一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)就是可以保留雙耳線(xiàn)索。本文討論了BMVDR算法對(duì)雙耳線(xiàn)索中的耳間時(shí)間差（ITD）的

4、保留能力。由于BMVDR算法會(huì)在最大程度上抑制噪聲信號(hào)的特點(diǎn)，導(dǎo)致BMVDR不具有保留方向噪聲空間信息的能力。
　　針對(duì)這一缺陷而設(shè)計(jì)的BMVDR-η和BMVDR-ITF波束形成器可以較好地解決這一問(wèn)題。BMVDR-η通過(guò)對(duì)方向干擾設(shè)置加權(quán)因子可以有效保留方向噪聲空間信息。BMVDR-ITF通過(guò)加入方向噪聲的輸入和輸出ITF相等的限制條件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)其空間信息的保留。由于BMVDR-ITF具有更少的約束條件，該結(jié)構(gòu)具有更好的噪聲抑制能