使用MATLAB的残障人士助听器

在本文中，我们将讨论如何使用MATLAB开发数字助听器。

MATLAB代表Matrix Laboratory。这是一种用于技术计算的高性能语言。它允许矩阵处理，功能绘制，算法实现和用户界面创建。它既是一种编程语言，又是一种编程环境。它允许在命令窗口本身中计算语句。

分步方法：

• 我们将输入语音信号提供给MATLAB模型。
• 然后，我们将噪声添加到语音输入信号中，因为对于该系统，输入信号是纯净信号，为了模拟真实情况，添加了一些噪声。
• 现在我们使用小波滤波器来减少噪声。
• 我们使用频率整形器来纠正某些频率的听力损失。
• 幅度压缩用于改善信号增益。

基于以上方法的流程图：

这里我们使用AWGN(加性高斯白噪声)，因为AWGN是数据假设中用来模拟自然界中任意循环的影响的基本模型。 AWGN在指定频带上具有连续且均匀的频谱，并且该频带的每赫兹功率相等。

算法

MATLAB

clc
  
clear
  
close all
  
% disp('recording...');
% recObj = audiorecorder;
% recordblocking(recObj,5);
% disp('recorded');
% %%
  
% disp('playing recorded sound...');
% play(recObj);
% pause(7);
%%
  
% y = getaudiodata(recObj);
% input= 'Counting-16-44p1-mono-15secs.wav';
  
disp('input sound')
  
% input = 'audio.wav';
% [in,fs] = audioread(input);
% [y,fs] = audioread(input);
  
load handel.mat
  
fs=Fs;
  
y = y(:, 1);
  
% info = audioinfo(input);
  
sound(y);
pause(10);
  
figure,plot(y);
title('input');
xlabel('samples');
ylabel('amplitude');
  
y = awgn(y,40);
noi = y;
figure,plot(y);
  
xlabel('samples');
ylabel('amplitude');
title('awgn');
disp('playing added noise...');
sound(y);
pause(10)
  
%'Fp,Fst,Ap,Ast' (passband frequency, stopband frequency, passband ripple, stopband attenuation)
  
hlpf = fdesign.lowpass('Fp,Fst,Ap,Ast',3.0e3,3.5e3,0.5,50,fs);
D = design(hlpf);
freqz(D);
x = filter(D,y);
  
disp('playing denoised sound');
figure,plot(x);
title('denoise');
sound(x,fs);
  
xlabel('samples');
ylabel('amplitude');
pause(10)
  
% freq shaper using band pass
  
T = 1/fs;
len = length(x);
p = log2(len);
p = ceil(p);
N = 2^p;
f1 = fdesign.bandpass('Fst1,Fp1,Fp2,Fst2,Ast1,Ap,Ast2',2000,3000,4000,5000,60,2,60,2*fs);
hd = design(f1,'equiripple');
y = filter(hd,x);
freqz(hd);
y = y*100;
  
disp('playing frequency shaped...');
sound(y,fs);
pause(10);
  
% amplitude shaper
  
disp('amplitude shaper')
out1=fft(y);
phse=angle(out1);
mag=abs(out1)/N;
[magsig,~]=size(mag);
threshold=1000;
out=zeros(magsig,1);
  
for i=1:magsig/2
  
   if(mag(i)>threshold)
       mag(i)=threshold;mag(magsig-i)=threshold;
  
   end
  
   out(i)=mag(i)*exp(j*phse(i));
   out(magsig-i)=out(i);
  
end
  
outfinal=real(ifft(out))*10000;
disp('playing amplitude shaped...');
sound(outfinal,fs);
pause(10);
  
load handel.mat
figure;
subplot(2,1,1);
specgram(noi);
title('Spectrogram of Original Signal');
  
subplot(2,1,2);
specgram(outfinal);
title('Spectrogram of Adjusted Signal');

输出：