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中文語音處理在數字助聽器系統的開發設計

2013-04-22 10:51

　　2. 方法 (Methodology)

　　數字助聽器的核心部分是增益計算，基于頻域的處理過程，它建立了各頻率段的輸入瞬時能量與增益的函數關系，如圖3所示，對每個頻段的瞬時能量進行短時能量累計和長時間慢速平均可獲得信號識別和分類所必要的數據。其中：

　　（ 1 ） E j (n)= a E j (n-1) 式中： a 是時間常數。

　　（ 2 ）使用倒譜算法提取基頻， 512 個點 FFT ， 40ms 漢明窗，窗移為 10ms 。

　　（ 3 ）用一個簡單的滑動平均算法對每個音節測到的基頻進行平滑處理，剔除那些平滑段內偏離均值過大的值。

　　（ 4 ）音高和音長分別進行歸一化。

　　（ 5 ）采用一個二次曲線在最小均方誤差的意義下逼近基音軌跡。并計算曲線的一次斜率、二次斜率、谷點和平坦度。

　　上述算法采用基于 TOCCATA 指令系統的匯編語言實現。 14 位 A/D ，采樣率設為 32KHz 。

中文語音處理在數字助聽器系統的開發

圖3 . 漢語言語增強系統處理結構圖

　　1). 語音的切分 (Classifications of Phonemes)

　　聲波由音質（即音色）、音高、音強和音長四部分組成，這四部分在語音中起著不同的作用，但在時間上又是同時并存的。

　　音質成分 —— 按音節劃分，如元音、輔音。

　　超音質成分 —— 由音高、音強和音長三部分組成，附著于一個音節或音段上。

　　從聲波特性上看，可以由基頻確定音高，根據振幅確定音強，根據時間確定音長。

　　2). 處理原理 (Algorithm Principles)

　　中文語音處理主要體現在：

　　在驗配過程的中，考慮中文語音長時間頻譜覆蓋的頻率作加權處理，抬高目標曲線中言語頻率的部分，可以達到加強語音理解的作用。

　　在助聽器的信號處理程序中，對壓縮控制器做特別的設置，使對高頻的信號壓縮的啟動時間和釋放時間很短 , 做到使輔音清晰化的效果，增強使用者對言語的理解度。

　　在降噪處理中，根據中文語音在噪音環境中的采樣分析，得出了為中文語音優化的降噪策略。實驗證實，該策略最高可以提高信噪比 18dB 。

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