一种用于数字助听器的多通道宽动态范围压缩系统

摘要

本发明涉及一种基于听觉感知模型的多通道宽动态范围压缩系统，包括：模拟听觉感知模型的分析滤波器组、声压级检测模块、压缩放大增益计算模块、乘法器和模拟听觉感知模型的综合滤波器组；音频数字信号x(n)经分析滤波器组后分成K个通道，声压级检测模块检测各个通道的声压级，压缩放大增益计算模块计算得到各个通道的具体增益值，乘法器将通道增益值与对应子带信号相乘，所得结果通过综合滤波器组综合成一路输出信号y(n)；该滤波器组通过加权叠接相加结构与全通变换相结合的方式，在加权叠接相加结构的分析滤波器组和综合滤波器组中分别进行全通变换和全通反变换，实现在通道数目较少的情况下模拟人耳听觉分辨率。

主权项

1.一种用于数字助听器的多通道宽动态范围压缩系统，该多通道宽动态范围压缩系统基于一种模拟听觉感知模型的滤波器组，包括：模拟听觉感知模型的分析滤波器组(2)、声压级检测模块(3)、压缩放大增益计算模块(4)、乘法器(5)和模拟听觉感知模型的综合滤波器组(6)；音频数字信号x(n)(1)经分析滤波器组(2)后分成K个通道，经声压级检测模块(3)检测各个通道的声压级、压缩放大增益计算模块(4)计算得到各个通道的具体增益值后，乘法器(5)将通道增益值与对应子带信号相乘，所得结果通过综合滤波器组(6)综合成一路输出信号y(n)(7)；其特征在于，该模拟听觉感知模型的滤波器组通过加权叠接相加结构与全通变换相结合的方式，在加权叠接相加结构的分析滤波器组(2)和综合滤波器组(6)中分别进行全通变换和全通反变换，实现在通道数目较少的情况下模拟人耳听觉分辨率；所述的模拟听觉感知模型的分析滤波器组(2)通过全通变换，以及调整全通变换参数，得到非均匀通道划分，实现步骤包括：1)截取信号的步骤，截取有限长信号片段，长度P的取值为不大于(1+|b|)L/(1-|b|)的最大整数，截取步长为D，其中L为分析原型滤波器的长度，b为全通变换参数，D为降采样率；2)全通变换的步骤，对有限长信号片段进行全通变换；所述的全通变换为L-1阶、全通变换参数为b的全通变换，L-1为全通滤波器的个数；3)加权处理的步骤，用分析原型滤波器的时间翻转h(-r)对全通变换的结果做加权处理；4)时间叠加的步骤，将加权处理的结果平均分成L/K个长度为K的小片段，并将这些小片段相加，L为分析原型滤波器的长度；5)离散傅立叶变换的步骤，进行K点离散傅立叶变换，K为通道数目；6)用中心频率调整系数exp(jmDθ^-1(ω_k))乘以离散傅立叶变换的结果，得到各个通道信号的序列其为第k个分量对应第k个通道m时刻的输出，其中ω_k＝2kπ/K，k＝0，...，K-1；所述的模拟听觉感知模型的综合滤波器组(6)通过全通反变换，将全通变换后的频率尺度再变换成原来的频率尺度，实现步骤包括：7)将各通道信号序列乘以另一组中心频率调整系数exp(-jmDθ^-1(ω_k))，其中，ω_k＝2kπ/K，k＝0，...，K-1；8)离散傅立叶反变换的步骤，进行K点离散傅立叶反变换；9)将离散傅立叶反变换的结果复制L/K次，形成一个长度为L的序列；10)加权处理的步骤，用综合原型滤波器f(r)对3)中的结果进行加权处理；11)全通反变换的步骤，对加权处理的结果进行P-1阶参数为b的全通反变换；12)叠加的步骤，将全通反变换的结果叠加至长度为P的输出缓存，并将输出缓存的左侧移出D个点作为输出，同时，将输出缓存右侧补充D个零，另外，将输出结果通过频率响应为一阶全通滤波器A(z)的群延迟的倒数的滤波器，得到最终的输出结果。