[发明专利]用于数字助听器的低复杂度可调滤波器组及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于数字助听器的低复杂度可调滤波器组及其工作方法。

背景技术

听觉系统是一个非常敏感和复杂的网络。疾病，药物，噪声，外伤和衰老都可能造成不同程度的听力损失，这使听力障碍成为世界上最常见的感觉障碍之一。补偿听力损失最有效的方法是使用助听器系统。助听系统是语音放大、降噪、反馈抑制、自动程序切换和环境适应等技术的综合体。助听器的基本功能是选择性的放大声音，然后将处理过的信号传送至耳朵[[1]Aage R.Moller,Hearing:Anatomy,Physiology and Disorders of the Auditory System,Academic Press,2nd edition,September 11,2006.]。在数字助听器中，模拟声音信号经过A/D转换器转换成数字信号，然后通过滤波器组划分成不同频带的支路信号，以利于进一步放大和其他处理[[2]M.A.Hersh and M.A.Johnson et al.,Assistive Technology for the Hearing-Impaired,Deaf and Deaf-Blind,London,U.K.:Springer-Verlag,2003.][[3]A.M.Engebretson,“Benefits of digital hearing aids,”IEEE Engineering in Medicine and Biology Magazine,vol.13,Issue 2,pp.238-248,April-May 1994.]。

目前大多数研究集中在固定(不能被重新配置)滤波器组方面。均匀滤波器组是首先被采纳并被广泛应用的滤波器组。在过去的十年中，研究人员已经做了很多工作来减少均匀滤波器组的复杂度。点阵波数字滤波器组(LWDFB)被应用助听器[[4]Meng Tong Tan,J.S.Chang,and Yit Chow Tong,“A novel low-voltage low-power wave digital filter bank for an intelligent noise reduction digital hearing instrument,”IEEE International Symposium on Circuits and Systems,vol.2,pp.681–684,06-09May 2001,Sydney.]。点阵波数字滤波器组相比FIR滤波器组有较低的复杂度，而且对系数不敏感。之后，具有多维对数系统(MDLNS)的DFT滤波器组被用来降低复杂性[[5]H.Li,G.A.Jullien,V.S.Dimitrov,M.Ahmadi,and W.Miller,“A 2-digit multidimensional logarithmic number system filter bank for a digital hearing aid architecture,”IEEE Int.Symp.Circuits Syst.,AZ,pp.II-760–763,2002.]。后来，一些用于临界采样滤波器的简单方法被扩展到了过采样的情况[[6]D.Hermann,E.Chau,R.D.Dony and S.M.Areibi,“Window Based Prototype Filter Design for Highly Oversampled Filter banks in Audio Applications,”IEEE International Conference on Acoustics,Speech and Signal Processing,II-405-II-408,15-20April 2007,Honolulu,HI.]。它的效率源于用一种方法生成多个原型滤波器的灵活性。为了同时满足音频编码和助听器应用的需要，通过使用联合立体声滤波器组，助听器系统的复杂性得到进一步的降低[[7]Rong Dong,D.Hermann,R.Brennan,and E.Chau,“Joint filter bank structures for integrating audio coding into hearing aid applications,”IEEE International Conference on Acoustics,Speech and Signal Processing,pp.1533-1536,March 312008-April 42008.]。