[发明专利]基于滤波器组的数字助听器啸叫检测与抑制算法及硬件实现方法

权利要求书

1.基于滤波器组的数字助听器啸叫检测与抑制方法，其特征在于，通过全相位FIR滤波器组对输入音频信号采用折叠相加再卷积的方法进行滤波处理后，由啸叫检测模块依次遍历所有的子带信号，检测出含有啸叫的子带，然后由啸叫抑制模块通过降低含有啸叫的子带信号的增益从而实现抑制啸叫；

其中，啸叫检测模块在检测啸叫时，首先计算子带能量-阈值能量比，并判断比值是否大于0；当比值大于0时，判断子带能量-低频平均能量比是否大于预先设定的对数能量阈值；对同一子带信号，若连续多帧的比值均大于对数能量阈值，则认为存在啸叫，并输出对应子带的序号；

所述全相位FIR滤波器组的形成方法如下：

在Mel域中均等地划分频带，线性频率域相应地划分为不均等的子带；

根据各子带频率范围，设置大小为M*N的全相位FIR滤波器组的频率向量HH，M代表滤波器组的子带个数；N代表滤波器组的阶数，全相位滤波器最终等效为长度为2N-1的FIR滤波器；

对HH做离散傅里叶反变换IDFT，并对变换结果延拓，得到大小为M*(2N-1)的系数矩阵H₁，将前窗f、后窗b卷积并归一化，得到长度为2N-1的卷积窗w_c，最后将H₁中的向量和w_c按对应位置相乘得到最终的全相位FIR滤波器组的系数H，即H＝[h₀(n)，h₁(n)，...，h_i(n)，...，h_M-1(n)]^T，

其中，第i个滤波器的系数向量为：

h_i(n)＝[h_i(-N+1)，...，h_i(-1)，h_i(0)，h_i(1)，...，h_i(N-1)]，

取前N个值作为滤波器组最终的抽头系数：

g_i(n)＝[h_i(-N+1)，...，h_i(-1)，h_i(0)]。

2.根据权利要求1所述基于滤波器组的数字助听器啸叫检测与抑制方法，其特征在于，所述全相位FIR滤波器组进行子带信号的计算的步骤如下：

称第i个子带在时刻n的输出信号y_i(n)为子带信号，以f_s＝16KHz的采样频率对输入音频采样，得到长度为L的输入信号x(n)，对输入信号x(n)分段，分段后的信号用x_F(n)表示，长度为N_F＝2N-1，

对x_F(n)折叠相加后再进行滤波，折叠后输入信号为

x₀(n)＝[x_F(0)+x_F(2N-2)，x_F(1)+x_F(2N-3)，...，x_F(N-2)+x_F(N)，x_F(N-1)+0]，长度为N；

最终得到第i个子带在时刻n的输出信号y_i(n)：

3.根据权利要求2所述基于滤波器组的数字助听器啸叫检测与抑制方法，其特征在于，子带信号y_i(n)经啸叫检测模块、啸叫抑制模块处理后，将各个子带信号相加，即可得到全频带范围的输出信号，在时刻n的输出信号为：