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1、生物医学工程学杂志JBiomedEng2004;21(4)∶694～698数字助听器中若干主要算法的发展和现状121肖宪波综述王宁宇胡广书审校1(清华大学医学院生物医学工程系,北京100084)2(北京宣武医院耳鼻喉科,北京100053)摘要首先简要介绍了数字助听器的概念,随后分别针对数字助听器中信号处理的几个主要部分:多通道频响补偿、噪声去除和反馈消除,分析和比较了它们的常用算法。文章最后介绍了一些助听器信号处理的新思路。关键词数字助听器信号处理频响补偿去噪反馈消除TheProgressofAlgorithmsAppliedinDigitalHearingAid121XiaoXi
2、anboWangNingyuHuGuangshu1(DepartmentofBiomedicalEngineering,MedicalSchoolofTsinghuaUniversity,Beijing100084,China)2(DepartmentofOtolaryngology,BeijingXuanwuHospital,Beijing100053,China)AbstractThepaperintroducedthestructureofdigitalhearingaidinbrieffirstly,thenanalyzedandcomparedsignalprocessi
3、ngalgorithmsappliedindigitalhearingaid,servingrespectivelyinmulti-channelfrequencycompensation,noisereductionandacousticfeedbackcancellation.Finally,severalspecialsignalprocessingtechniquesusedindigitalhearingaidwereintroduced.KeywordsDigitalhearingaidSignalprocessingFrequencycompensationNoise
4、reductionFeedbackcancellation大型电子类企业,也投入研制并推出了多款数字式1引言助听器。目前数字助听器的主要困难在于功耗和体随着社会的不断老龄化以及人们对耳聋问题的积都不足够小,难以进入大功率和耳道式助听器市日益关注,助听器的发展逐渐受到人们的重视。我国场,此外,也未能充分发挥数字式可方便地实现和修约四千万听力言语残疾人中大多数都需要佩戴助听改各种复杂助听方案的优越性,因此目前市场上的器。近十几年来步入数字时代后,助听器的补偿性能数字助听器的性价比并未占有绝对优势。和可控性都有了大幅提高,其中数字助听器以其低噪声、低失真、节能、小型化、可调性强等特点,成
5、为听力损失患者的希望。数字助听器硬件构成相对简单:麦克风把声信号转换成电信号,通过低通滤波后,经A/D采样,由数字信号处理芯片处理(频响补偿、自动增益控制、反馈抑制、减少背景噪声等),再传送到扬声器(如图1所示)。与模拟助听器相比,数字助听器更加灵活,完全摆脱了固化的模拟电路对算法的桎梏,可灵活调整和更新算法,完成预定目标。自96年Widex公图1全数字助听器示意图司生产出第一台可佩戴数字式助听器以来,不仅Fig1AlldigitalhearingaidstructureGnsound、Oticon等专业公司,而且像西门子这样的第4期肖宪波等。数字助听器中若干主要算法的发展和现状6
6、95都缺乏明确的解释,因此目前通用的补偿算法在很2数字助听器中的主要信号处理算法大程度上仍然属于经验算法。这体现在市场上增益算法是数字式助听器的核心内容。总的来说,这计算公式的多样性,以及频响补偿通道数和带宽分些算法要达到的最终目的有两个:布的多样性。如果听觉生理研究没有突破的进展,补·听觉最舒适偿算法上也不太可能出现大的进步。·最高的语言理解率这两项目标常常不一致,有时算法须在这两点中求得平衡。此外,考虑到助听器的实用需求,尽可能做到计算量小、存储量小、延迟小,是对这些算法的共同要求。目前助听器中主要的应用算法包括以下3类。2.1多通道频响补偿(Multi-channelfreq
7、uencycompensation)为满足患者“听到”声音的需求,应将输入声强放大到患者听阈范围内(如图2所示)。基本上目前图2正常人(左图)和听力损失患者(右图)听阈对比所有的可编程式和数字式助听器都采用了多通道频Fig2Auditionrangeofnormalhearingperson(left)andof响补偿的方案。在去噪、反馈等算法中,多通道处理hearingimpairedperson(right)也应用得很普遍,如果与频响补偿采用同一分频方案,则可有效
