CN104661168A - 一种基于子带宽动态范围压缩的最佳验配方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及助听器与语音技术领域，本发明的一种基于子带宽动态范围压缩的最佳验配方法，通过三组目标曲线辅助以此计算出子带能量谱，子带相邻能量变换谱；平均相邻能量变换谱，能量变换总量；计算单通道单位能量变换量(UnitVariety)；确定通道分割点；计算通道能量谱；求低水平段拐点；高水平段拐点；各个通道的WDRC低水平段增益；各个通道的WDRC压缩比1；各个通道的WDRC压缩比2；本发明可以自动拟合主流验配公式输出的目标曲线，并保证输出音频的清晰度，在多种语音环境下，均能提供较好的语音清晰度。

Description

一种基于子带宽动态范围压缩的最佳验配方法与系统

技术领域

本发明涉及助听器语音技术领域,具体涉及一种基于子带宽动态范围压缩的最佳验配方法与系统。

背景技术

随着人类对人体声学系统的深入了解以及电子技术的发展，助听器的工作已经不仅仅是把声音放大使听障患者听见而已。面向不同听损程度与类型，提供给不同听障患者最清晰而舒适的听觉感受是目前世界各个助听器公司旗舰产品的唯一目标。因此，除了研发具有高性能的助听器产品，公司还要培养大批验配师分布到各个地区，给患者提供验配服务。而患者是否能得到听觉上的满足，很大程度的取决与验配师的验配能力。

助听器验配过程，包含降噪，指向性麦克风，反馈抑制，宽动态范围压缩等几个环节。其中对声音舒适性的调节取决于宽动态范围压缩相关的验配，而此过程是最为复杂，抽象的验配环节。验配师首先需要测量患者的听障程度，得出患者的听力图；然后通过验配公式(Fitting Method)得出目标曲线；最后，验配师将根据目标曲线调节各通道动态范围压缩参数与子代增益使输出尽可能接近目标曲线。

宽动态范围压缩算法(以下部分简称为WDRC)一般有以下几个参数：低水平段增益，压缩比，低水平段拐点，通道分割频率等。另外，一些特殊形态的压缩算法额外包含双压缩比，高水平段拐点等参数。

最初，在助听器非验配时代，动态范围压缩算法的参数设定是很有讲究的，要通过大量的试听测试数据统计。低水平段拐点通常设在40-50dB范围，是在保证稳定背景噪声的前提下放大低密度语音。压缩比通常设定在1.5:1与2:1之间。目前，在验配式助听器的验配过程，验配师要根据目标曲线为参考手动调节WDRC各项参数，而此过程不但烦琐，也隐藏了一些隐性的问题。

在验配复杂度方面，以16通道最简单类型的WDRC为例，验配师要调节几十个参数使输出曲线满足目标曲线，而随着助听器芯片处理能力的提升，当32或64通道WDRC面世的时候验配师可能要调节上百个WDRC参数进行曲线拟合。然而，拟合目标曲线相对应的WDRC参数不一定只有一种，即，验配师只能确认输入输出曲线与目标曲线的吻合度，却无法确认调节后WDRC是否对患者而言是最佳参数。

例如，在WDRC某个通道的最佳验配中，如图1所示，点P-40、P-60、P-80分别为目标曲线中对应通道的目标点。其中L1为验配师验配后满足目标曲线的一种可选的WDRC曲线，L2为同过本发明最佳验配算法确定的WDRC曲线。从图中可以看出，两条曲线虽然拥有不同的通道增益(Channel Gain)，低水平段拐点，即高水平段拐点，却均经过目标点P-40、P-60、P-80，也就是说L1，L2都满足目标曲线。而两条曲线给听障患者的听觉感受是截然不同(L1的低水平段增益较高，带来更大的低水平段噪声；L2的曲线拐点处更接近线性，声音更加自然清晰)。因此，若验配师若只着重于拟合目标曲线，便有可能调试出范围内最不适合听障患者的WDRC参数组。

总之，需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是：如何能够提供一种目标曲线与WDRC参数自动拟合算法，要求简化验配师验配操作的同时也能保证听障患者听觉舒适度与语音清晰度。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于子带宽动态范围压缩的最佳验配方法，可以自动拟合DSL，Fig6，NAL-NLl，NAL-NL2等主流验配公式输出的目标曲线，同时求出最接近线性的输入输出曲线，保证输出语音的清晰度。本发明的方法在多种语音环境下，均能提供较好的语音清晰度。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是，一种基于子带宽动态范围压缩的最佳验配方法，包括以下步骤：

步骤1，通过输入的三组目标曲线ref_A(f),ref_B(f),ref_C(f)分别采用插值算法计算子带能量谱P_A(k),P_B(k),P_C(k)；

步骤2，通过子带能量谱P_A(k),P_B(k),P_C(k)计算子带相邻能量变换谱F_A(k),F_B(k),F_C(k)；

步骤3，通过目标曲线相对应的相邻能量变换谱F_A(k),F_B(k),F_C(k)计算平均相邻能量变换谱F_ave(k)；

步骤4，根据平均相邻能量变换谱F_ave(k)计算能量变换总量F_Sum(k)；

步骤5，根据能量变换总量F_Sum(k)与WDRC总通道数计算单通道单位能量变换量UV(UnitVariety)；

步骤6，根据单位能量变换量UV进行平均相邻能量变换谱F_ave(k)的能量平均分割，确定通道分割点；

步骤7，通过输入目标曲线P_A(k),P_B(k),P_C(k)，根据通道分割点计算目标曲线通道能量谱P_cA(n),P_cB(n),P_cC(n)；

步骤8，根据第一个目标曲线为AdB输入，确定低水平段拐点(之后部分简称为LTh(n))为AdB或最接近A的值；

步骤9，根据第二个目标曲线为BdB输入，确定高水平段拐点(之后部分简称为HTh(n))为BdB或最接近B的值；

步骤10，通过第一个目标曲线通道能量谱P_cA(n)，与各项系统增益确定各个通道的WDRC低水平段增益LGain(n)；

步骤11，通过第一、第二目标曲线通道能量谱P_cA(n),P_cB(n)计算各个通道的WDRC压缩比CR1(n)；

步骤12，通过第二、第三目标曲线通道能量谱P_cB(n),P_cC(n)计算各个通道的WDRC压缩比CR2(n)。

进一步的，所述步骤1中，插值算法采用线性插值，包括以下步骤：

步骤1-1：计算单子带宽度BW，如式(1)所示,

$\mathrm{BW}=\frac{\mathrm{fs}/2}{K}---\left(1\right)$

其中，fs表示系统采样率，K为频谱子带数，

步骤1-2：根据目标曲线分别计算子带内目标曲线能量的平均值，如式(2)所示,

$P_x\left(k\right)=\left(\underset{f=(k-1)\×\mathrm{BW}}{\overset{k\×\mathrm{BW}}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{ref}}_x\left(f\right)\right)/\mathrm{BW},k=1,...,K---\left(2\right)$

其中x表示A,B,C三组目标曲线的代号，K是子代数目，BW是单子带宽度，通过式(2)得出。

进一步的，所述步骤2中，通过微分计算，求出前向能量变换与反向能量变换曲线，并通过求平均的方法得出能量变换曲线。具体地

所述步骤2中，相邻能量变换计算方法包括以下步骤：

步骤2-1：首先通过式(3)计算前向能量变换曲线：

F_{x_foward}(1)＝0           (3)

F_{x_foward}(k)＝|P_x(k)-P_x(k-1)|,k＝2...K

步骤2-2：通过式(4)计算反向能量变换曲线：

F_{x_backward}(k)＝|P_x(k)-P_x(k+1)|,k＝1...K-1         (4)

F_{x_backward}(K)＝0

步骤2-3：最后通过式(5)取前、后向能量变换曲线平均值，计算对应每个子带的相邻能量变换曲线：

$F_x\left(k\right)=\frac{F_{x\_\mathrm{forward}}\left(k\right)+F_{x\_\mathrm{backward}}\left(k\right)}{2},k=1...K---\left(5\right).$

进一步的，所述步骤3中，平均相邻能量变换谱的计算如式(6)：

$F_{\mathrm{ave}}\left(k\right)=\frac{F_A\left(k\right)+F_B\left(k\right)+F_C\left(k\right)}{3}k=1...K---\left(6\right).$

进一步的，所述步骤4中，能量变换总量的计算如式(7)：

$F_{\mathrm{Sum}}=\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{F}_{\mathrm{ave}}\left(k\right)---\left(7\right).$

进一步的，所述步骤5中，单位通道能量变换量的计算如式(8)：

$\mathrm{UV}=\frac{F_{\mathrm{Sum}}}{N}---\left(8\right)$

其中，N是WDRC通道总数。

进一步的，所述步骤6中，通过单个通道的单位能量变换量对能量变换曲线进行通道数的平均分割，确定通道分割点。

进一步的，所述步骤7中，因每个通道由单个或多个子带组成，因此可以根据子带能量谱P_A(k),P_B(k),P_C(k)与通道分割子带c_down(n),c_up(n)计算通道能量谱P_cA(n),P_cB(n),P_cC(n)，如式(9)所示：

$P_{\mathrm{cx}}\left(n\right)=\frac{\underset{f=c_{\mathrm{down}}\left(n\right)}{\overset{c_{\mathrm{up}}\left(n\right)}{\mathrm{\Σ}}}{P}_x\left(f\right)}{c_{\mathrm{up}}\left(n\right)-c_{\mathrm{down}}\left(n\right)+1},n=1,...,N---\left(9\right)$

其中表示通道总能量，c_up(n)-c_down(n)+1表示通道内子带数。

进一步的，所述步骤10中，通过第一个目标曲线能量谱与通道系统增益SGain_channel(n)的差值计算低水平段增益LGain(n)，其中，n表示通道序号，SGain_channel(n)表示系统增益，是包括麦克风灵敏度，喇叭灵敏度，A/D,D/A增益，以及全局增益等系统中所有增益的折合量。具体地，所述步骤10中，低水平段增益LGain(n)通过第一个通道能量谱P_cA(n)系统增益SGain(f)计算，具体步骤如下：

步骤10-1：通过麦克风灵敏度，喇叭灵敏度，A/D,D/A增益，全局增益计算系统增益SGain(f)，如式(10)所示：

SGain(f)＝Mic(f)+Receiver(f)+ADGain+DAGain+GGain    (10)。

步骤10-2：通过系统增益SGain(f)求出通道系统增益SGain_channel(n)，如式(11)所示：SGain_channel(n)

${\mathrm{SGain}}_{\mathrm{channel}}\left(n\right)={\mathrm{ref}}_x(\mathrm{BW}\×\frac{c_{\mathrm{up}}\left(n\right)+c_{\mathrm{down}}\left(n\right)}{2}),n=1,...,N---\left(11\right).$

其中 $\mathrm{BW}\×\frac{c_{\mathrm{up}}\left(n\right)+c_{\mathrm{down}}\left(n\right)}{2}$ 表示通道中心频率；

步骤10-3：通过第一个目标曲线通道能量谱P_cA(n)与通道系统增益SGain_channel(n)计算低水平段增益LGain(n)，如式(12)所示：

LGain(n)＝P_cA(n)-SGain_channel(n),n＝1,...,N       (12)。

进一步的，所述步骤11中，通过第一、第二目标曲线的输入声压差值与第一、第二目标曲线输出声压差值的比例得出各个通道的WDRC压缩比CR1(n)。具体地，所述步骤11中，通过目标曲线通道能量谱P_cA(n),P_cB(n)计算各个通道的WDRC压缩比CR1(n)，如式(13)所示：

$\mathrm{CR}1\left(n\right)=\frac{B-A}{P_{\mathrm{cB}}\left(n\right)-P_{\mathrm{cA}}\left(n\right)},n=1,...,N---\left(13\right).$

进一步的，所述步骤11中，通过目标曲线通道能量谱P_cB(n),P_cC(n)计算各个通道的WDRC压缩比CR2(n)，如式(14)所示：

$\mathrm{CR}2\left(n\right)=\frac{C-B}{P_{\mathrm{cC}}\left(n\right)-P_{\mathrm{cB}}\left(n\right)},n=1,...,N---\left(14\right).$

进一步的，所述步骤12中，通过第二、第三目标曲线的输入声压差值与第二、第三目标曲线输出声压差值的比例得出各个通道的WDRC压缩比CR2(n)。

本发明还提供了一种采用上述宽动态范围压缩的最佳验配系统，包括：

听力计模块，测试/输入听力图；

目标曲线计算模块，通过验配公式得出目标曲线；

通道分配模块，通过目标曲线进行通道分割；

WDRC参数计算模块，对于每个独立的WDRC通道计算最佳WDRC参数；

WDRC增益曲线解析模块，通过WDRC参数解析各个通道的WDRC输入-增益曲线。

其中，通道分配模块包含上述算法步骤1至步骤6；

其中，WDRC参数计算模块包含上述算法步骤7至步骤12；

另外，通道分配参数与通道的WDRC输入-增益曲线输入到嵌入式DSP中实现WDRC模块，单通道输入音频通过输入-增益曲线进行WDRC压缩。

本发明通过采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下优点：

本发明的系统采用上述方法，在验配范围之内的，不同听障患者不同听力图的环境下，均能达到目标曲线的正确拟合并保持较高的语音质量。本发明在不同验配公式，不同WDRC通道数目的下都可以达到良好要验配效果。

附图说明

图1现有技术满足同一个目标曲线的两组不一样的WDRC参数。

图2本发明实施例的系统示意图。

图3本发明实例中样本输入听力图-平滑60型。

图4本发明实施例的系统流程图。

图5本发明实施例的16子带奇型WOLA变换频率响应示意图。

图6本发明WDRC通道分割算法流程图。

图7本发明实施例的目标曲线(上)与相邻能量变换谱(下)。

图8本发明实施例的WDRC输入-输出示意图。

图9本发明实施例的WDRC输入-增益示意图。

图10为最佳验配拟合实验样品听力图对应目标曲线的最终效果图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

作为一个具体的实施例，如图2所示，模拟听障患者验配过程。首先验配师通常会用专业的听力计让听障患者测试听力图。若患者已经在医院或权威机构测试过听力图也可以直接输入听力图。第二步，输入听力图后，验配师将选择一种验配公式求目标曲线并通过参数验配调节曲线拟合。目前，最常见的验配公式有DSL，FIG6，IHAFF，NAL-NL1，NAL-NL2等。最后验配师让患者携带助听器，确认验配适用于患者后把参数烧入助听器，完成验配。

本发明以实验样品听力图作为输入听力图，如图3所示，以NAL-NL2作为目标曲线的验配公式；经模块计算得出目标曲线ref₄₀(f),ref₆₀(f),ref₈₀(f)；经过WDRC最佳验配得出通道分割参数c_down(n),c_up(n)以及各子带输入-增益曲线WDRC_Gain；

参考图4所示，本发明的一种采用上述宽动态范围压缩的最佳验配系统的流程主要包括如下步骤：验配公式计算，子带能量谱计算，通道分割点计算，通道能量谱计算，各通道WDRC参数的计算，各通道WDRC增益曲线的计算。验配公式通过听力图计算目标曲线，其中输出的目标曲线的三组输入声压级从低到高分别设定为40dB SPL、60dB SPL、80dB SPL。子带能量谱计算根据嵌入式DSP系统的系统采样率与时频转换精度与类型定义子带分割点。通道分割点的频率值与子带分割点对应。WDRC参数与增益曲线的计算是根据不同通道而相互独立的。WDRC参数与增益曲线应用于有WDRC功能的嵌入式DSP系统(助听器)，实现相应的实时宽动态范围压缩作用；

在本发明一个优选实施例中，采用实验样品听力图，并采用NAL-NL2验配公式。其中采样率为16kHz；时频转换用奇型WOLA(加重叠加)方式，子带数为16子带；WDRC为16通道双压缩阈类型。最终求出通道分割参数c_down(n),c_up(n)以及各子带输入-增益曲线WDRC_Gain。

图4中示出的基于子带宽动态范围压缩的最佳验配方法实施例具体步骤如下：

步骤1，通过样本听力图得出的目标曲线ref₄₀(f),ref₆₀(f),ref₈₀(f)，如图7(上)分别线性插值计算子带能量谱P₄₀(k),P₆₀(k),P₈₀(k)；

步骤1-1：因嵌入式DSP实现的WOLA变换在频域上线性均匀分布，因此可通过式(15)求出计算单子带宽度BW：

$\mathrm{BW}=\frac{\mathrm{fs}/2}{K}---\left(15\right)$

其中，fs＝16000为采样率，K＝32为频谱子带数。

步骤1-2：因实例采用时频转换为偶型WOLA，各子带的频率分布如图5所示，因此可通过式(16)根据目标曲线分别计算子代参考能量的平均值。

$P_x\left(k\right)=\left(\underset{f=(k-1)\×\mathrm{BW}}{\overset{k\×\mathrm{BW}}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{ref}}_x\left(f\right)\right)/\mathrm{BW},k=1,...,K---\left(16\right)$

其中x表示A,B,C三组目标曲线的代号，在本次优选实例中分别为40，60，80；步骤2，通过子带能量谱P₄₀(k),P₆₀(k),P₈₀(k)计算子带相邻能量变换谱F₄₀(k),F₆₀(k),F₈₀(k)；子带相邻能量变换谱是在子带上能量变化的剧烈程度与频度，用来WDRC通道分割。具体通过一下步骤：

步骤2-1：首先通过式(17)计算前向能量变换曲线：

F_{x_foward}(1)＝0                (17)

F_{x_foward}(k)＝|P_x(k)-P_x(k-1)|,k＝2...K

步骤2-2：通过式(18)计算反响能量变换曲线：

F_{x_backward}(k)＝|P_x(k)-P_x(k+1)|,k＝1...K-1       (18)

F_{x_backward}(K)＝0

步骤2-3：最后通过式(19)取前、后向能量变换曲线平均值，计算对应每个频点的相邻能量变换曲线，如图7(下)所示：

$F_x\left(k\right)=\frac{F_{x\_\mathrm{forward}}\left(k\right)+F_{x\_\mathrm{backward}}\left(k\right)}{2},k=1...K---\left(19\right)$

步骤3，通过目标曲线相对应的相邻能量变换谱F₄₀(k),F₆₀(k),F₈₀(k)计算平均相邻能量变换谱F_ave(k)，计算如式(20)：

$F_{\mathrm{ave}}\left(k\right)=\frac{F_{40}\left(k\right)+F_{60}\left(k\right)+F_{80}\left(k\right)}{3}k=1...K---\left(20\right)$

步骤4，平均相邻能量变换谱F_ave(k)计算能量变换总量F_Sum(k)，计算如式(21)：

$F_{\mathrm{Sum}}=\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{F}_{\mathrm{ave}}\left(k\right)---\left(21\right)$

步骤5，根据能量变换总量F_Sum(k)与总通道数计算单通道单位能量变换量UV(UnitVariety)，计算如式(22)：

$\mathrm{UV}=\frac{F_{\mathrm{Sum}}}{N}---\left(22\right)$

其中，N是WDRC通道总数。

步骤6，根据单位能量变换量UV对平均相邻能量变换谱F_ave(k)，进行能量变换总量F_Sum(k)的平均分割，具体包括以下步骤：

步骤6-1：根据平均相邻能量变换谱F_ave(k)计算平均能量变化增长曲线C_ave(k)，如式(23)所示：

$C_{\mathrm{ave}}\left(k\right)=\underset{j=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{F}_{\mathrm{ave}}\left(j\right),k=1,...,K---\left(23\right)$

步骤6-2：根据单通道单位能量变换量UV查找平均能量变化增长曲线C_ave(k)对应UV倍数值的子带标志值，确定通道分割子带c_down(n),c_up(n)，具体程序流程如图6所示。图中n是通道序号，最大为N＝8，表示WDRC通道总数；k是子带序号，最大值为K＝32，表示子带总数。

图7为本发明采用的目标曲线样本求出的通道分割示意图，(a)和(b)分别为采用了DB和DB SPL目标曲线样本求出的通道分割示意图，采用了步骤6所描述的通道分割方法；其中，Ch1至Ch8分别表示个通道的分割，共8个通道。

步骤7，因每个通道由单个或多个子带组成，因此可以根据子带能量谱P₄₀(k),P₆₀(k),P₈₀(k)与通道分割子带c_down(n),c_up(n)计算目标曲线通道能量谱P_c40(n),P_c60(n),P_c80(n)，如式(24)所示：

$P_{\mathrm{cx}}\left(n\right)=\frac{\underset{f=c_{\mathrm{down}}\left(n\right)}{\overset{c_{\mathrm{up}}\left(n\right)}{\mathrm{\Σ}}}{P}_x\left(f\right)}{c_{\mathrm{up}}\left(n\right)-c_{\mathrm{down}}\left(n\right)+1},n=1,...,N---\left(24\right)$

其中表示通道总能量，c_up(n)-c_down(n)+1表示通道内子带数；

步骤8，根据第一个目标曲线为40dB输入，固定LTh(n)为40dB；

步骤9，根据第二个目标曲线为60dB输入，固定HTh(n)为60dB；

步骤10，通过目标曲线通道能量谱P_c40(n)确定各个通道的WDRC低水平段增益LGain(n),具体步骤如下：

步骤10-1：通过麦克风灵敏度，喇叭灵敏度，A/D,D/A增益，全局增益计算系统增益SGain(f)，如式(25)所示：

SGain(f)＝Mic(f)+Receiver(f)+ADGain+DAGain+GGain    (25)

因本次实例与麦克风灵敏度Mic(f)，喇叭灵敏度Receiver(f)，A/D,D/A增益，全局增益GGain无关，因此均设为0dB；

步骤10-2：通过系统增益SGain(f)求出通道系统增益SGain_channel(n)，如式(26)所示：SGain_channel(n)

SGain_channel(n)＝ref_x(c_fre(n)),n＝1,...,N      (26)

其中c_fre(n)是通道中心频率，在步骤7-1中求出。

步骤10-3：通过第一个目标曲线通道能量谱P_cA(n)通道系统增益SGain_channel(n)计算低水平段增益LGain(n)，如式(27)所示：

LGain(n)＝P_cA(n)-SGain_channel(n),n＝1,...,N      (27)

步骤11，通过目标曲线通道能量谱P_cA(n),P_cB(n)计算各个通道的WDRC压缩比CR1(n),如式(28)所示：

$\mathrm{CR}1\left(n\right)=\frac{B-A}{P_{\mathrm{cB}}\left(n\right)-P_{\mathrm{cA}}\left(n\right)},n=1,...,N---\left(28\right)$

步骤12，通过目标曲线通道能量谱P_cB(n),P_cC(n)计算各个通道的WDRC压缩比CR2(n)，如式(29)所示：

$\mathrm{CR}2\left(n\right)=\frac{C-B}{P_{\mathrm{cC}}\left(n\right)-P_{\mathrm{cB}}\left(n\right)},n=1,...,N---\left(29\right)$

步骤13，通过各通道WDRC参数，计算WDRC输入-输出曲线，如图8所示。具体计算过程如下列步骤a至步骤f所示。其中，i表示输入声压级，小于128dBSPL；n表示通道序号，最大为N＝8；LGain,CR1,CR2分别由式(27)、式(28)、式(29)求出，LTh,HTh分别为低、高水平段拐点,分别通过步骤8，步骤9得出。步骤a：判断i是否小于或等于LTh(n),若是，则执行步骤b，否则执行步骤c，步骤b:计算公式WDRC(n,i)＝i+LGain(n)获得低水平段输入-输出列表。继续执行步骤f。

步骤c：判断i是否小于或等于HTh(n)，若是，则执行步骤d，否则执行步骤e，步骤d：计算公式 $\mathrm{WDRC}(n,i)=\mathrm{WDRC}(n,\mathrm{LTh}\left(n\right))+\frac{i-\mathrm{LTh}\left(n\right)}{\mathrm{CR}1},$ 获得压缩阈1的输入-输出列表。

步骤e：计算公式 $\mathrm{WDRC}(n,i)=\mathrm{WDRC}(n,\mathrm{HTh}\left(n\right))+\frac{i-\mathrm{HTh}\left(n\right)}{\mathrm{CR}2},$ 获得压缩阈2的输入-输出列表。

步骤f:判断i是否小于128，若是，将i增加1，返回步骤a继续执行，若否，将i置1，将n增加1，返回步骤a继续执行，直到n等于N。

步骤14，通过WDRC输入-输出曲线，计算出WDRC输入-增益曲线，如图9所示。获得各通道WDRC输入-增益列表，其输入范围为0-128dB，式(30)所示：

WDRC_Gain(n,i)＝WDRC(n,i)-i；            (30)

其中，i表示输入声压级，n表示通道序号。

步骤15，WDRC输入-增益曲线转换为64个24位16进制列表存入拥有WDRC功能的嵌入式DSP，结合系统各项增益最终实现宽动态范围压缩功能。最佳验配拟合实验样品听力图对应目标曲线的最终效果图如图10所示。图10中，细线分别表示实验样品听力图对应的三条目标曲线ref₄₀(f),ref₆₀(f),ref₈₀(f)。相应的，粗线表示最佳验配应用后系统实际输入-输出曲线，其输入声压级分别为40，60，80[dB SPL]。如图10所示，通过本发明提出的最佳验配算法得出的WDRC系数可很好的拟合目标曲线。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于子带宽动态范围压缩的最佳验配方法，其特征在于：

步骤1，通过输入的三组目标曲线分别插值计算子带能量谱；

步骤2，通过子带能量谱计算子带相邻能量变换谱；

步骤3，通过目标曲线相对应的相邻能量变换谱计算平均相邻能量变换谱；

步骤4，平均相邻能量变换谱计算能量变换总量；

步骤5，根据能量变换总量与总通道数计算单通道单位能量变换量；

步骤6，根据单位能量变换量进行平均相邻能量变换谱的能量分割，确定通道分割点；

步骤7，通过输入目标曲线，根据通道分割点插值计算通道能量谱；

步骤8，根据第一个目标曲线求低水平段拐点；

步骤9，根据第二个目标曲线求高水平段拐点；

步骤10，通过目标曲线通道能量谱与各项系统增益确定各个通道的WDRC低水平段增益；

步骤11，通过目标曲线通道能量谱计算各个通道的WDRC压缩比1；

步骤12，通过目标曲线通道能量谱计算各个通道的WDRC压缩比2。

2.根据权利要求1所述的基于子带宽动态范围压缩的最佳验配方法，其特征在于：所述步骤2中，通过微分计算，求出前向能量变换与反向能量变换曲线，并通过求平均的方法得出能量变换曲线。

3.根据权利要求1所述的基于子带宽动态范围压缩的最佳验配方法，其特征在于：所述步骤6中，通过单个通道的单位能量变换量对能量变换曲线进行通道数的平均分割，确定通道分割点。

4.根据权利要求1所述的基于子带宽动态范围压缩的最佳验配方法，其特征在于：所述步骤10中，通过第一个目标曲线能量谱与通道系统增益SGain_channel(n) 的差值计算低水平段增益LGain(n)，其中，n表示通道序号，SGain_channel(n)表示系统增益，是包括麦克风灵敏度，喇叭灵敏度，A/D,D/A增益，以及全局增益等系统中所有增益的折合量。

5.根据权利要求1所述的基于子带宽动态范围压缩的最佳验配方法，其特征在于：所述步骤11中，通过第一、第二目标曲线的输入声压差值与第一、第二目标曲线输出声压差值的比例得出各个通道的WDRC压缩比CR1(n)。

6.根据权利要求1所述的基于子带宽动态范围压缩的最佳验配方法，其特征在于：所述步骤12中，通过第二、第三目标曲线的输入声压差值与第二、第三目标曲线输出声压差值的比例得出各个通道的WDRC压缩比CR2(n)。

7.一种基于子带宽动态范围压缩的最佳验配系统，运用于权利要求1至权利要求6任一方法，包括：

听力计模块，测试/输入听力图；

目标曲线计算模块，通过验配公式得出目标曲线；

通道分配模块，通过目标曲线进行通道分割；

WDRC参数计算模块，对于每个独立的WDRC通道计算最佳WDRC参数；

WDRC增益曲线解析模块，通过WDRC参数解析各个通道的WDRC输入-增益曲线。

其中，通道分配模块包含上述算法步骤1至步骤6；

其中，WDRC参数计算模块包含上述算法步骤7至步骤12；

另外，通道分配参数与通道的WDRC输入-增益曲线输入到嵌入式DSP中实现WDRC模块，单通道输入音频通过输入-增益曲线进行WDRC压缩。