一种人耳听力曲线仿真方法及装置制造方法及图纸

一种人耳听力曲线仿真方法及装置，具体包括以下步骤：1）鉴于H(

【技术实现步骤摘要】
一种人耳听力曲线仿真方法及装置
本专利技术属于数字信号处理领域，通过对人耳频谱曲线的仿真，实现对听力残障人群的验配，提高老年人和残障人群听觉的清晰度，给他们的生活带来愉悦的聆听体验。
技术介绍
万物皆有波动，有波动就有波动频率和对频率的响应值（频响），人耳做为人的感知器官，是对声音频率的响应，不同的人对同一频率的响应值是不同的，因此，不同人对同一个声音的感知效果也是不一样的，造成人们对某个声音的好恶判断也不相同。如果把人耳对每个频点的响应值打印出来，就形成了人耳频响曲线，也称人耳听力曲线。虽然不同人的听力曲线是不一样的，但正常人的听力曲线是大致趋同的，特别是在有效听力范围内的曲线是比较一致的，这部分曲线大约在数字频率8KHZ（模拟频率4KHZ）范围内。人耳的可听范围集中在数字频率48KHMZ的范围内，不同频段给人的感知也不一样，8KHZ范围是语言的有效范围，更高的频段带来一些厚重，音调和音色的感知变化。人耳听力曲线会随人的年纪的增长产生变化，以至于对高频响应越来越不敏感，导致低频增强，容易造成清晰度下降，带来听力模糊。
技术实现思路
目前大部分低端助听产品，都是根据老年人对高频反映迟钝的特点，把低频频谱拉低，提高高频分量，以达到提高清晰度，带来助听的效果。这样的方式简单易于实现，对约50%左右的听力残障人群都能带来听力提高。而高端助听技术，则会从几个方面去改善自有品牌产品，譬如，尺寸，功耗和验配。目前国内在高端技术上缺乏有效产品，特别也没有底层的相关技术，欧美老牌企业封锁了相关技术，各品牌在验配方面都有自己的公式，几乎都不公开。本专利技术提出了一种全新的验配技术，利用该技术可以生产验配器材。本专利技术需要信号处理的相关知识，由于本专利技术是基于有限长单位冲击响应（FIR）来设计的，因此其单位冲激响应h(n),(0<n<N),其z变换可用如下的系统函数来表示：H(z)=（1）这是z-1的N-1阶多项式，在有限z平面（0<z<无穷）内有N-1个零点，在z=0处有N-1阶极点。h(n)的频率响应，可表示为：H()==|H()|=H(ω);（2）这里h(n)是实数,|H()|是真正的幅度响应，而H(ω)是可正可负的实数，ω是角频率。|H()|很容易通过测试获取，本专利技术的目的就是在|H()|已知的情况下，求出滤波系数h(n)，全波段声音通过根据滤波系数h(n)构造的数字滤波器可以产生与人耳匹配的声音。因此公式（2），可以看作是对人耳的频响仿真，也就是连续形式的人耳听力曲线，通过它建立起了人耳跟有限脉冲响应（FIR）滤波器的一一对应关系，为我们设计验配装置打下理论基础。本专利技术接下来详细阐述如何计算h(n)，具体包括以下步骤：1）鉴于H()是2为周期的函数，可以通过离散化0到2的采样获得各离散值；2）对|H()|进行频率抽样，即在步骤1）中获得的各离散值上根据人耳感应测得其频率响应的幅值，也即|H()|的值来构造人耳听力曲线，对|H()|进行频率抽样时满足公式（2）的离散形式；3）通过公式（2）的离散形式的反傅里叶变换获得滤波系数h(n)；4）通过滤波系数h(n)构造有限脉冲数字滤波器，建立频率响应跟有限脉冲数字滤波器之间的内在关系，原始声音经过该滤波器输出后获得的即是所需的声音频率范围。注意到公式（2）中幅度响应前的正负号，本专利技术用H(ω)取代|H()|，同时对滤波器做线性相位限制。在上述步骤1）中对各离散值的选取可以采用把给定区间[0，2）等分为N等份，也就是在z平面单位圆上的N个等间隔点上取得离散值，也可以选用感兴趣的频率表的方式获取。在对单位圆上的等间隔取值中，其初始位置可以从0开始，也可以从/N开始，导致两种抽样方式，但由于0处是直流分量，其频谱幅度无法测试，为此本专利技术优先选用第二种抽样方式,其频率抽样图如图2所示。第二种频率抽样满足于公式（2）的离散形式：H（k)==(3)其中k=0,…,N-1，通过离散反傅里叶变换，可得：h(n)=(4)注意到H(k)和|H()|之间是绝对值的关系，如果加上线性相位限制，就可以看成同一个值。因此公式（4），建立了人耳增益与FIR系数h(n)的对应关系。根据人耳在离散频点处的增益，就可以求出相应人耳对应的滤波系数，以此构造的滤波器的输出，就是最适合当前人耳的听力范围。如果对各离散值的选取采用感兴趣的频率表的方式，因为选择的频率表可能不是等分的，所以需要进行等间隔采样听力曲线，获得H(k)；本专利技术创造性的利用傅里叶变换，根据频响值，仿真人耳曲线模型，达到调节听力的效果，给人带来愉悦的听力感受。对于老年人及听力障碍者，通过调节不同频率的增益，达到补偿的效果，提高语言可理解度，更好地解决了助听的问题。附图说明图1为本专利技术的步骤框图。图2为本专利技术的频率抽样图。图3为本专利技术的实施过程图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。本专利技术的目的在于提供一种人耳曲线模型，根据该曲线模型，仿真一个滤波器，通过该滤波器，提高人耳对声音感知度。该曲线模型的产生可以通过一个调幅信号发生器来产生，在频率周期内，测试某些感兴趣的频点的幅值，根据确定的幅值通过插值形成频幅曲线，就是所谓的人耳听力曲线，由于该曲线是频谱幅度产生，再通过等间隔采样获取频幅点组H(k),利用公式（4）获取滤波系数，以此所形成的滤波器就能带来听力改善。具体实现过程如图3所示：1.准备调幅信号发生器一台；2.选择感兴趣的频率表F1,F2,...,FM；3.按频率表依次测试各频率，同过调幅让候选人听，根据听力阀值确定幅值，生成频幅表；4.根据频幅表通过插值生成听力曲线；5.因为选择的频率表可能不是等分的，所以需要进行等间隔采样听力曲线，获得H(k)；6.利用公式（4），求取h(n)，获得仿真滤波器；利用上述过程获得的仿真滤波器过滤声音，便得到可被听力障碍人群容易接受的声音。上述实施例仅例示性说明本专利技术的原理及领域应用，而非用于限制本专利技术。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本专利技术的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属
中具有通常知识者在未脱离本专利技术所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本专利技术的权利要求所涵盖。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种人耳听力曲线仿真方法，其特征在于：该方法采用如下步骤实现：/n1）利用频率响应公式H(

【技术特征摘要】
1.一种人耳听力曲线仿真方法，其特征在于：该方法采用如下步骤实现：
1）利用频率响应公式H()==|H()|=H(ω)，该公式是以2为周期的函数，其中h(n)为实数,|H()|是真正的幅度响应，H(ω)是可正可负的实数，ω是角频率，通过离散化0到2的采样获得各离散值；
2）对|H()|进行频率抽样，即在步骤1）中获得的各离散值上根据人耳感应测得其频率响应的幅值，也即|H()|的值来构造人耳听力曲线，对|H()|进行频率抽样时满足步骤1）中频率响应公式的离散形式；
3）通过步骤2）中的频率响应公式的离散形式的反傅里叶变换获得滤波系数h(n)；
4）通过滤波系数h(n)构造有限脉冲数字滤波器，建立频率响应跟有限脉冲数字滤波器之间的内在关系，原始声音经过该滤波器输出后获得的即是所需的声音频率范围。


2.根据权利要求1所述的一种人耳听力曲线仿真方法，其特征在于，所述步骤1）中离散化0到2获得各离散值的方法为将给定区间[0，2)等分为N等份，也就是在z平面单位圆上的N个等间隔点上取得离散值。


3.根据权利要求1所述的一种人耳听力曲线仿真方法，其特征在于，所述步骤2）中频率响应公式的离散形式为H（k)==，其中k=0,…,N-1。


4.根据权利要求2所述的一种人耳听力曲线仿真方法，其特征在于，所述在z平面单位圆上的等间隔点上取值时，其初始位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵风光，
申请(专利权)人：上海闻通信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31