基于NLMS算法回波消除的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、大多數(shù)聽力受損患者依靠佩戴數(shù)字助聽器補(bǔ)償聽力，然而市場(chǎng)上各種助聽器良莠不齊，體現(xiàn)性能差異的一個(gè)主要方面是助聽器中回波的處理?；夭▽?duì)語音的清晰度和舒適度都有很大的影響。為了解決助聽器中回波造成的問題，本文針對(duì)自適應(yīng)算法在數(shù)字助聽器回波消除中的應(yīng)用進(jìn)行研究和實(shí)現(xiàn)。
　　最小均方誤差（Least Mean Square,LMS）算法常常被用于回波消除，然而由于收斂速度慢，誤差較大，不能滿足助聽器系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和清晰度的要求。因此本文采用具有

2、更高性能的歸一化的最小均方誤差（Normalized Least Mean Square,NLMS）算法，而且在傳統(tǒng)的NLMS算法上進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)系數(shù)更新頻率、步長更新方式進(jìn)行調(diào)整，更好地解決了數(shù)字助聽器中回波消除問題。
　　本文中，數(shù)字助聽器回波消除模塊設(shè)計(jì)包括：回波檢測(cè)算法、改進(jìn)的NLMS算法、回波時(shí)延估計(jì)算法以及非線性處理（Non-Linear Processing,NLP）算法，以實(shí)現(xiàn)語音信號(hào)處理的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。在算法模塊

3、入口，加入回波檢測(cè)裝置，當(dāng)回波能量低于閾值時(shí)不對(duì)輸入語音處理，裝置可以避免濾波器的頻繁跳轉(zhuǎn)，保證處理效果的同時(shí)節(jié)省系統(tǒng)開銷。對(duì)NLMS算法的改進(jìn)包括：分批次更新濾波器系數(shù)，同時(shí)對(duì)步長迭代加入控制因子。因此，改進(jìn)算法具有較小的運(yùn)算量和較快的收斂速度?；夭〞r(shí)延估計(jì)算法用來估計(jì)已處理語音信號(hào)與期望信號(hào)之間的延時(shí)。利用這一延時(shí)，兩個(gè)緩沖數(shù)組能夠?qū)R以保證輸入數(shù)據(jù)的正確處理。時(shí)延估計(jì)算法對(duì)期望信號(hào)和已處理信號(hào)進(jìn)行互相關(guān)，并將結(jié)果與期望信號(hào)自相關(guān)結(jié)

4、果再次進(jìn)行互相關(guān)。延時(shí)估計(jì)通過兩次互相關(guān)方式對(duì)延時(shí)進(jìn)行估計(jì)，具有更強(qiáng)抗噪能力和穩(wěn)定性。NLP算法利用一個(gè)濾波器依據(jù)幅值大小對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波，阻止低幅值信號(hào)并讓高幅值信號(hào)通過。通過這種處理，可以實(shí)現(xiàn)回波殘留的進(jìn)一步消除，使語音輸出具有更好的舒適度。
　　在MATLAB上對(duì)改進(jìn)的NLMS算法進(jìn)行仿真，分析該算法與傳統(tǒng)算法的性能對(duì)比。之后利用CoolEditPro軟件對(duì)處理后的語音同其他算法處理語音進(jìn)行分析比較。從仿真結(jié)果上看，改進(jìn)算法要