I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI)   Vo l.  1 3 ,   No .   4 ,  Dec em b er   2 0 2 4 ,   p p .   4 9 9 8 ~ 5 0 0 4   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 1 3 . i 4 . p p 4 9 9 8 - 5 0 0 4          4998     J o ur na l ho m ep a g e :   h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   Spectral spli tt ing   o f  speech  sig na l using  t ime v a ry ing   recursiv e  filt ers  for bina ura l hearing  aids       Apa rna   Chila k a wa d,  P a nd ura ng a ra o   N.   K ulk a rni   D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c s  a n d   C o mm u n i c a t i o n   En g i n e e r i n g ,   B a sa v e sh w a r   En g i n e e r i n g   C o l l e g e   ( a f f i l i a t e d   t o   V i s v e s v a r a y a   Te c h n o l o g i c a l   U n i v e r si t y ) ,  B a g a l k o t e ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   No v   2 2 ,   2 0 2 3   R ev is ed   Ma r   2 3 ,   2 0 2 4   Acc ep ted   Ap r   1 7 ,   2 0 2 4       S p e e c h   p e rc e p ti o n   i n   n o isy   e n v ir o n m e n ts   is  re d u c e d   in   h u m a n   wit h   se n so rin e u ra l  h e a rin g   lo ss   (S NH L)  d u e   t o   m a sk in g .   M o d e ra te  S N HL  c a n n o t   b e   c u re d   m e d ica ll y   h e n c e   m a sk in g   e ffe c ts  sh o u l d   b e   re d u c e d   t o   e n h a n c e   sp e e c h   p e rc e p ti o n .   T o   re d u c e   m a sk in g ,   p ro c e ss in g   d e lay   a n d   h a rd wa re   c o m p lex it y   th e   p re se n t  p a p e r  is  p ro p o se d   a   sc h e m e   to   p a rti ti o n   th e   v o ice   sig n a l   in t o   two   sig n a ls  w h ich   a re   c o m p lem e n tary   t o   e a c h   o t h e r  b y   u si n g   t h e   fil ter - b a n k   s u m m a ti o n   m e th o d   (F BS M )  with   a   se t  o f  ti m e - v a ry i n g   re c u rsiv e   b a n d   p a ss   fil ters .   P e rfo rm a n c e   o f  th e   fil ter  is  e v a lu a ted   with   fo ll o wi n g   m e a su re s:  p e rc e p tu a l  e v a lu a ti o n   o f  sp e e c h   q u a li t y   (P ES Q),  m e a n   o p in i o n   sc o re   (M OS)   fo r   sp e e c h   q u a li ty   a n d   m o d ifi e d   r h y m e   tes t  (M R T)  fo r  s p e e c h   in telli g ib il it y .   Th e   tes t  sig n a ls  u se d   fo r  th e   e v a l u a ti o n   o f  q u a li ty   a re   a   sy ll a b le  a n d   a   wo r d   a n d   f o r  t h e   e v a lu a ti o n   o f  i n telli g ib il it y   3 0 0   m o n o sy l lab ic   wo rd s  a re   u se d .   Th e   re su lt s  d e m o n stra ted   a n   in c re a se   in   th e   q u a li ty   a n d   in telli g ib il it y   o f   p r o c e ss e d   sp e e c h   i n   a   n o isy   e n v ir o n m e n t.   As   a   r e su lt ,   t h e re   is an   e n h a n c e m e n t  in   p e rc e p ti o n   o f  p ro c e ss e d   sp e e c h   i n   a   n o isy   e n v i ro n m e n t .    K ey w o r d s :   Ma s k in g   Mo d if ied   r h y m e  test   Sen s o r in eu r al  h ea r in g   lo s s   Sp ee ch   q u ality   T im e - v ar y in g   r ec u r s iv e  f ilter s   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Ap ar n a  C h ilak awa d   Dep ar tm en t o f   E lectr o n ics an d   C o m m u n icatio n   E n g in ee r i n g ,   B asav esh war   E n g in ee r in g   C o lleg e   af f iliated   to   Vis v esv ar ay a  T ec h n o lo g ical  U n iv er s ity   B ag alk o te ,   B elag av i,  I n d ia   E m ail:  ap ar n a c _ 1 2 @ r ed if f m ai l.c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h er e  ar e  d if f er e n t   k in d s   o f   h e ar in g   lo s s ;  s en s o r in eu r al  h ea r in g   lo s s   ( SNHL )   co n d u ctiv e  h e ar in g   lo s s   an d   m ix ed   h ea r i n g   lo s s   [ 1 ] .   SNHL   ar is es  o w in g   to   th e  b r o a d en in g   o f   au d ito r y   f ilter s   o f   th e  co ch lea  in ev itab ly   lead in g   to   th e  m ask in g   o f   f r eq u en cy   c o m p o n en ts   o f   ad ja ce n t  au d ito r y   f ilter   b a n d s .   A s   a  r esu lt,  s p ee ch   p er ce p tio n   d im in is h es  in   h u m an   with   SNHL .   Du e   to   th is ,   th e  s en s o r y   s y s tem ' s   ca p ac ity   o f   f r eq u en c y   r eso lu tio n   d ec r ea s es  an d   s p ee c h   d etec tio n   in   n o is y   e n v ir o n m en ts   b ec o m es  ch allen g in g   [ 2 ] ,   [ 3 ] .   E a r lier   s tu d ies  d em o n s tr ated   th at  th e  u s e  o f   a  p air   o f   co m b   f ilter s   an d   tim e - v ar y i n g   co m b   f ilter s   ( f in i te  im p u ls e  r esp o n s e  ( FIR) )   to   p ar titi o n   th e  v o ice  s ig n al  in to   two   co m p lem en tar y   s p ec tr a  f o r   b in au r al  h ea r i n g   a id   was  ef f ec tiv e  in   d ec r ea s in g   th e  im p ac t  o f   f r e q u en cy   m ask in g   [ 4 ] – [ 8 ] .   Alth o u g h   it  was  d is co v er e d   th at  th e  ea r lier   m eth o d s   wer e  s u cc ess f u l  in   tack lin g   f r eq u en cy   m ask in g ,   th e  s tep   alter   in   th e  m ag n itu d e  r esp o n s es  w ith   a  f ix ed   am o u n t   o f   s ep ar ate  tim e  s h if ts   af f ec ts   th e  ab ilit y   to   id en tify   g ap s .   Fu r th er ,   s in ce   FIR  f ilter s   u s ed   in   th e  ea r lier   s tu d ies  g en er ally   r eq u ir e   h ig h er   o r d er ,   th er eb y   in cr ea s in g   th e  p r o ce s s in g   d elay   a n d   h ar d war e   co m p lex ity   th u s   m a k in g   it  d if f icu lt  f o r   r ea l - tim e  im p l em en tatio n .   Hen ce ,   we  p r o p o s ed   th e  im p lem en tatio n   o f   th e  s p ec tr al  s p litt in g   u s in g   th e  f ilter - b an k   s u m m atio n   m eth o d   ( FB SM)   with   a  s et  o f   tim e - v a r y in g   in f in ite  im p u ls e  r esp o n s e  ( I I R )   b an d - p ass   f ilter s   f o r   b in au r al  h ea r in g   aid s ,   wh ich   g en er ally   r eq u ir e  m u c h   less   o r d er   an d   h ar d war e     co m p lex ity   [ 9 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif  I n tell    I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8       S p ec tr a l sp litt in g   o f sp ee ch   s ig n a l u s in g   time  va r yin g   r ec u r s i ve   filt ers   fo r   b in a u r a l …   ( A p a r n a   C h ila ka w a d )   4999   T h e  o b jectiv e  o f   t h is   p ap e r   is   to   r ed u ce   t h e  h a r d war e   c o m p lex ity   o f   b in a u r al  h ea r in g   aid s   a n d   im p r o v e   s p ee ch   p er ce p tio n   in   SNHL   p er s o n s   b y   r ed u cin g   m ask in g   as  th is   l o s s   ca n n o t   b e  m ed ically   cu r ed .   T h is   is   ac h iev ed   u s in g   a   b a n k   o f   tim e - v ar y i n g   I I R   b a n d - p ass   f ilter s   to   p ar titi o n   v o ic e  s ig n al  in to   two   co m p lem en tar y   s p ec tr a  f o r   b in au r al  d ic h o tic  h ea r i n g   ai d .   Usi n g   m o d if ied   r h y m e  te s t  ( MRT)   [ 1 0 ]   f o r   in tellig ib ilit y   an d   p er ce p tu al  ev alu atio n   o f   s p ee ch   q u ality   ( PESQ)   [ 1 1 ] ,   an d   m ea n   o p i n io n   s co r e  ( MO S)     [ 1 2 ] – [ 1 4 ]   f o r   q u ality   th e  ef f icien cy   o f   th e  ap p r o ac h   in   en h an cin g   s p ee ch   p er ce p tio n   was  as s es s ed .   T o   m in im ize  f r eq u en cy   m ask in g ,   it  h as  b ee n   p r o p o s ed   t o   u s e  a  s et  o f   tim e - v a r y in g   b a n d - p a s s   ( I I R )   f ilter s   with   FB SM  th at  s wee p s   co n tin u o u s ly   in   m ag n itu d e  r esp o n s es,  wh ich   u ltima tely   en h a n ce s   s p ee ch   p er ce p tio n .   Acc o r d in g   to   San g ee th a  a n d   Kan n an   [ 1 5 ] ,   v a r io u s   d ig ital  f ilter s   ar e  d is cu s s ed .   T h e   in p u t  s ig n al  is   th e  v o ice  s ig n al.   W ith   th e  i n p u t  v o ice  s ig n al,   a d d itiv e  wh ite  Gau s s ian   n o is e  ( AW GN)   is   ad d ed .   Usi n g   s am p lin g   r ate   co n v er s io n ,   th e  n o is y   s p ee ch   s ig n al  s p ec tr u m   is   d o wn - s am p led   in to   m an y   s am p lin g   r ates.  T h e   n o is y   au d io   s ig n al  an d   its   s u b - b a n d s   ar e   s u b jecte d   to   a  n u m b er   o f   tr a n s f o r m s   i n clu d in g   th e   f ast  f o u r ie r   tr an s f o r m   ( FF T ) ,   f ast  walsh   h ad am ar d   t r an s f o r m   ( FW HT ) ,   an d   d is cr ete  wav elet  tr an s f o r m   ( DW T ) .   T h e   r ec tan g u lar ,   h a n n in g ,   h am m in g ,   b lac k m an ,   an d   k aiser   win d o ws  ar e  u s ed   in   th e   d esig n   o f   FIR  f ilter s ,   wh er ea s   b u tter wo r th   an d   ch e b y s h ev   f ilter s   ar e  u s ed   i n   th e   d esig n   an d   im p lem en tatio n   o f   I I R   f ilter s .   T h e   f ilter   co ef f icien ts   ar e  th e n   s u b jecte d   to   q u an tizatio n .   L astl y ,   th e   s ig n al  to   q u an tizatio n   r atio   ( SQNR )   is   u s ed   to   ev alu ate  th e  p er f o r m an ce   o f   th e  f ilter s .   Acc o r d in g   to   th e  p er f o r m an ce   m ea s u r es,  DW T   ap p lied   s ig n als f ilter ed   b y   th e  ch eb y s h ev   h ig h   p ass   f ilter   ( HPF)  g iv e  h ig h   SQNR   i n   I I R   f ilter in g ,   a n d   DW T   ap p lied   s ig n als  f ilter ed   b y   th e  b lack m an   win d o w  p r o v id e  h ig h   SQNR   in   FIR  f ilte r in g .   T h e  ass ess m en t  o f   th e  p er f o r m an ce   o f   th e   f ilter   co ef f icien ts   is   b ased   o n   t h e  SQNR .   T h e  r esear ch er s   in   [ 1 6 ] ,   [ 1 7 ]   co m p ar ed   o f   b i n au r al  h ea r i n g   aid   with   th e  m o n au r al  h ea r in g   aid   is   d is cu s s ed .   Am in i  et  a l.  [ 1 8 ]   p r o p o s ed   a  n o is e  r ed u ctio n   m eth o d   th at  p r eser v e d   th e  b in a u r al  s p atial  cu es  o f   p o in t  s o u r ce s   an d   s im u ltan e o u s ly   d eter m in ed   th e  b est  r ate  allo ca tio n   an d   th e  o p tim al  e s tim atio n   weig h ts   ac r o s s   all  s en s o r s   an d   f r eq u en cies.  T o   r etain   th e  b in au r al  s p atial  cu es   o f   p o in t  s o u r ce s ,   th e  s u g g ested   tech n iq u e  tak es  in to   ac co u n t  b o th   lin ea r   an d   r ate  c o n s tr ain ts .   T h e  in ter - a u r al  lev el  d if f er en ce   ( I L D)   er r o r ,   t h e   in ter - au r al   tim e  d if f er en ce   ( I T D)   er r o r ,   an d   th e   av er a g ed   b i n au r al  SNR   wer e   u s ed   t o   ass ess   th e  ef f icien cy   o f   th e  s u g g ested   ap p r o ac h .   T h e  r esu lts   d em o n s tr ated   th at  th e  s u g g ested   ap p r o ac h   p er f o r m ed   b etter   th an   s p atially   ac cu r ate  n o is e  r ed u ctio n   tech n iq u es  u tili zin g   r an d o m   r ate  allo ca tio n   s ch em es.  T h e  d e v e lo p m en t  o f   s ev er al  ef f icien t  s p ee ch   p r o ce s s in g   al g o r ith m s   f o r   p o r tab le  d ev ices  is   f ac ilit ated   b y   t h e  c u r r en t   t r en d   o f   lo w  p o wer   an d   ar ea   co n s u m p tio n   [ 1 9 ] .   Hi g h   p er f o r m a n ce   is   n o t  th e  m ai n   ar ea   o f   em p h asis   in   b io lo g ic al  ap p licatio n s   lik e  h ea r in g   aid s .   Po wer   an d   v icin i ty   ar e  eq u ally   im p o r tan t f ac to r s .   T h e  m ar k et  p en etr atio n   is   af f ec ted   b y   a  v ar iety   o f   th in g s .   T h e  s y s tem   ca n   th u s   o p er ate  as  s lo wly   as  p o s s ib le  to   tr ad e  s p ee d   f o r   p o we r   an d   v icin ity .   A n   ef f ec tiv e  f o ld e d   I I R   f ilter   is   d ev elo p ed .   T h e  f o ld ed   d esig n   e m p lo y s   th e  id ea   o f   tem p o r al  m u ltip lex in g ,   a n d   all  o p er atio n s   ar e  h an d led   b y   ju s t   o n e  m u ltip lier   an d   o n e  ad d er .   I ts   ef f ec tiv en ess   is   ev alu ated   in   co m p ar is o n   with   a  ty p ical  I I R   f ilter   im p lem en te d   in   d ir ec t f o r m - 2   s tr u ctu r e.   I n   v iv ad o   h ig h - lev el  s y n th esis   ( HL S)  a  FIR f ilter   is   im p lem en ted   an d   in s tan tiated   in   th e  b lo ck   d esig n .   T h e  lo o k   u p   tab le  ( L UT )   u tili za tio n   is   r ed u ce d   f r o m   0 . 1 3   to   0 . 0 9 .   T h e  L UT   u tili za tio n   in   I O  an d   g lo b al  clo ck   b u f f er   ( B UFG )   r em ain s   th e  s am e.       2.   M E T H O DO L O G Y    I n   co ch lea   s p ec tr al  co m p o n e n ts   o f   n ea r b y   b a n d s   ar e  lik ely   t o   o v er la p   lead in g   to   f r eq u e n c y   m ask in g .   Fo r   th is   r ea s o n ,   o d d   b an d s   ar e   p r esen ted   to   th e  lef t  ea r   an d   ev en   b an d s   to   th e  r ig h t  ea r   to   less en   m ask in g .   T o   p r esen t  s p ee ch   s ig n al   d ich o ti ca lly   ( to   th e   lef t  an d   r i g h t  ea r s )   with   co m p le m en tar y   s p ec tr al  co m p o n en ts ,   a   FB SM   with   a  s et  ( b an k   o f   2 2 )   o f   tim e - v ar y in g   b an d - p ass   ( r ec u r s iv e)   f ilter s   o f   o r d er   2 5   w ith   co m p lem e n tar y   m ag n itu d e   r esp o n s es  is   u s ed .   I n   th is   tech n iq u e,   s p ee ch   s i g n al  is   p r o ce s s ed   with   b an k   o f   b a n d - p ass   f ilter s   ( with   d if f er e n t  b a n d wid th s   alt er n ately   s u m m e d )   to   p r esen t  s ig n al  to   SNHL   lis ten er s .   T h e   m ag n itu d e   r esp o n s e  |H m ( f ) |   an d   im p u ls e  r esp o n s e  h m ( n )   o f   a  tim e - v ar y in g   b an d - p ass   f ilter s   ar e  d y n am ic  an d   a r e  f u n ctio n s   o f   tim e   ' m ' .   T h e  p r o p o s ed   ap p r o ac h   e m p lo y s   a  s et  o f   tim e - v ar y i n g   b an d - p ass   I I R   f ilter s   with   m ag n itu d e  r esp o n s es  th at  ar e  s wep t  alo n g   th e  f r eq u en cy   ax is   with   r esp ec t  to   tim e  to   p ar titi o n   th e  s p ee ch   in to   two   s ig n als  wit h   co m p lem en tar y   s p ec tr a   f o r   b i n au r al  d ich o tic  h ea r in g   aid .   F ig u r e  1   s h o ws  a   b lo c k   s ch em atic  o f   t h e  p r o p o s ed   wo r k ' s   m eth o d o lo g y .   T h e  v o i ce   s ig n al  is   d iv id ed   in to   two   p o r tio n s   with   co m p lem e n tar y   s p ec tr al  co m p o n en ts   u s in g   FB SM  with   a  s et  o f   tim e - v ar y i n g   b an d - p ass   r ec u r s iv e  f ilter s   o f   o r d e r   2 5   w ith   co m p lem e n tar y   m ag n itu d e  r esp o n s es.  T h is   all o ws  th e  s p ee ch   s ig n al  to   b e  p r esen ted   d ich o tically .   T h e  r ec u r s iv e  f ilter   in   th e   p r o p o s ed   s ch em e  u s es  less   o r d er   h en ce   d ec r ea s es  p r o ce s s in g   d elay   an d   h a r d war e  co m p le x ities   co m p ar ed   to   h ea r in g   ai d s   with   FIR  f ilter .   T h e  Yu le - W alk er   a p p r o ac h   [ 2 0 ]   is   u tili ze d   to   d ev elo p   th e  f ilter s ,   an d   th e   MA T L AB   p r o g r am m in g   lan g u ag e  is   u s ed   to   im p lem en t  th em .   E ac h   b an d - p ass   f ilter   is   b ased   o n   1 /3   o ctav e   b an d s   ( to tal  2 2   b an d s )   [ 2 1 ] .   T h e  Yu le - W alk er   m eth o d   o f   d esig n in g   I I R   f ilter s   is   u s ed   b ec au s e  ar b itra r y   m ag n itu d e  r esp o n s e  ca n   b e  d e s ig n ed   with   th is   m eth o d .   T h e  s y s tem   f u n ctio n   o f   I I R   f ilter   is   g iv en   as in   ( 1 ) .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif  I n tell ,   Vo l.  1 3 ,   No .   4 ,  Dec em b er   2 0 2 4 :  4 9 9 8 - 5 0 0 4   5000   H  ( Z ) = ∑   − 1 0 − 1 + ∑   − 1 1 −   ( 1 )     Her e  N  is   o r d er ,   a  an d   b   ar e   r esp ec tiv ely   p o les  an d   ze r o s   o f   th e   f ilter .   |H m ( Z ) |   is   th e  m ag n itu d e   r esp o n s e  o f   tim e - v a r y in g   I I R   f ilter   wh ich   is   d y n am ic .   Fig u r e  2   is   s h o w s   a  s et  o f   tim e - v a r y in g   b an d - p ass   I I R   f ilter s '   co m p lem en tar y   m ag n itu d e  r esp o n s es  f o r   Fig u r e  2 ( a)   lef t  ea r   an d   f o r   Fig u r e   2 ( b )   r ig h t  ea r   ar e   d ep icte d   at  v ar io u s   p o in ts   o f   tim e.   T o   r ed u ce   p h ase  d is to r tio n   in tr o d u ce d   b y   t h e  f ilter   all  p ass   f ilter   is   u s ed   [ 2 2 ] ,   [ 2 3 ] .            Fig u r e  1 .   Sch em atic  r ep r esen t atio n   u s in g   FB SM           ( a)         ( b )     Fig u r e  2 .   Set o f   tim e - v ar y in g   b an d - p ass   I I R   f ilter s '   co m p le m en tar y   m a g n itu d e  r esp o n s es  f o r :   ( a)   lef t e ar   an d   ( b )   r ig h t e ar   at  v ar io u s   p o in ts   o f   tim e       3.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N   I n   th is   ap p r o ac h ,   a  s p ee ch   s ig n al  u n d er g o es  s p ec tr al  s ep ar atio n   th r o u g h   th e  ap p licatio n   o f   a  s et  o f   tim e - v ar y in g   b a n d - p ass   f ilter s   with   co n tin u o u s   s wee p s   in   m a g n itu d e  r esp o n s es.  T h e   tim e  s h if ts   b etwe en   th ese   f ilter s   ar e  k ep t  s m aller   th an   th e  ju s t  n o ticea b le  d if f er e n ce   ( J ND) ,   en s u r in g   s ea m less   tr an s itio n s   b etwe en   s p ec tr al  co m p o n e n ts .   T h e  r esu ltin g   s ig n als,  ch ar ac ter ized   b y   co m p lem en tar y   s p ec tr al  co m p o n e n ts ,   ar e  th en   ev alu ated   f o r   q u ality   o f   v o ice   s ig n al  u s in g   PESQ  an d   MO S   m etr ics,  wh ile   in tellig ib ilit y   i s   ass es s ed   th r o u g h   th e  u s e  o f   th e   MRT  m ea s u r e.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif  I n tell    I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8       S p ec tr a l sp litt in g   o f sp ee ch   s ig n a l u s in g   time  va r yin g   r ec u r s i ve   filt ers   fo r   b in a u r a l …   ( A p a r n a   C h ila ka w a d )   5001   3 . 1 .     Sp ee ch  qu a lity   3 . 1 . 1 .   P er ce ptua l e v a lua t i o n o f   s peec h qua lity   T h e  PESQ  m o d el,   wh ich   em p lo y s   th e  PESQ  alg o r ith m   to   e v alu ate  s p ee ch   q u ality ,   is   r ep r esen ted   in   Fig u r e  3 .   An   I n te r n atio n al  T el ec o m m u n icatio n   Un io n   s tan d a r d   ( I T U - T   P.8 6 2 )   f o r   ev alu ati n g   s p ee ch   q u ality   is   ca lled   PESQ.   PE SQ  v alu es  ar e  g en er ated   b y   an   alg o r ith m   th at  r esem b les  a  h u m an   s en s o r y   s y s tem .   T o   d eter m in e  th e  PESQ  v alu es  o f   th e  p r o ce s s ed   s ig n al,   th e  PESQ  alg o r ith m   u s es  a  r ef er en ce   s ig n al  i.e .   an   u n p r o ce s s ed   s ig n al,   an d   a  p r o ce s s ed   s ig n al  i.e .   te s t  s ig n al  as  in p u ts .   Stu d y   m ater ials   th e  VC   s y llab le s   /aa - b /   an d   wo r d   /g r e y /  ar e  c o n s id er ed   to   ass ess   th e  q u ality   o f   th e  s p ee ch .   T h e  PESQ  v a lu es  ( u n p r o ce s s ed ,   p r o ce s s ed )   o f   th e   /aa - b /   an d   / g r ey /  s ig n als  at   v ar io u s   SNR s   ar e  g iv en   in   T a b les  1   a n d   2 ,   r esp ec tiv ely .   T h ese   f in d in g s   ar e  ac q u ir ed   u s in g   t h e  PESQ  alg o r ith m ,   wh ich   c alcu lates  PESQ  v alu es  u s in g   b o th   u n p r o ce s s ed   ( r ef er en ce   s ig n al)   an d   p r o ce s s ed   ( test   s ig n al)   s ig n als.  On   co m p ar in g   th e  PESQ  v alu e s   o f   p r o ce s s ed   an d   u n p r o ce s s ed   s ig n als,  p r o ce s s e d   s ig n als  s h o w  im p r o v em en t  a t  lo wer   SNR s .   T h er e  is   an   im p r o v em en t  in   PESQ   v alu es  f o r   /aa - b /  f o r   SNR   v alu es  b etwe en   6   d B   an d   - 6   d B   in   s tep s   o f   3   d B   ar e  0 . 0 9 2 7 , 0 . 1 2 6 1 ,   0 . 1 8 3 6 ,   0 . 4 6 3 6 ,   0 . 3 9 7 9   r esp ec tiv ely ,   an d   f o r   w o r d   /g r ey /  ar e  0 . 0 0 2 5 ,   0 . 2 6 ,   0 . 4 6 9 9 ,   0 . 8 3 4 8 ,   1 . 1 2 5 9   r esp ec tiv ely .   At  lo w  v alu es  o f   SNR ,   im p r o v em e n ts   in   PESQ  v alu es a r e  o b s er v e d   to   b e  m o r e.             Fig u r e  3 .   PESQ  m o d el  [ 2 4 ]       T ab le  1 .   Sco r es ( PESQ)   f o r   V C   s y llab le  /aa - b/   S N R   v a l u e s   i n   d B   / a a - b /   si g n a l   U n p r o c e sse d   P r o c e ss e d   I mp r o v e m e n t .   ∞   4 . 5   2 . 3 5 9 8   - 2 . 1 4 0 2   6   2 . 0 5 7 3   2 . 1 5   0 . 0 9 2 7   3   2 . 0 6 9 4   2 . 1 9 5 5   0 . 1 2 6 1   0   2 . 0 0 5 5   2 . 1 8 9 1   0 . 1 8 3 6   - 3   1 . 9 8 3 9   2 . 4 4 7 5   0 . 4 6 3 6   - 6   1 . 9 1 2 9   2 . 3 1 0 8   0 . 3 9 7 9       T ab le  2 .   Sco r es ( PESQ)   f o r   w o r d   /g r ey /   S N R   v a l u e s   i n   d B   / g r e y / si g n a l   U n p r o c e sse d   P r o c e ss e d   I mp r o v e m e n t .   ∞   4 . 5   1 . 6 6   - 2 . 8 4   6   1 . 8 2 6 4   1 . 8 2 8 9   0 . 0 0 2 5   3   1 . 5 9 7   1 . 8 5 7   0 . 2 6   0   1 . 4 4 4 9   1 . 9 1 4 8   0 . 4 6 9 9   - 3   1 . 3 1 0 1   2 . 1 4 4 9   0 . 8 3 4 8   - 6   1 . 2 2 4 3   2 . 3 5 0 2   1 . 1 2 5 9       3 . 1 . 2 .   M ea n o pin io n sco re   An   ass ess m en t  o f   s p ee ch   q u ality   is   also   m ad e  u s in g   t h e  MO S   m ea s u r e  o n   th r ee   m ale   an d   th r ee   f em ale  s u b jects  ag ed   b etwe en   2 1   to   4 5   y ea r s   with   n o r m a l  h ea r in g .   W ith   in itial  tr ain in g   in   th e  ass ess m en t  m eth o d ,   p ar ticip an ts   wer e   ask ed   to   p r o v id e  t h eir   o p in io n   ( o n   a  s ca le  0 - 5 ,   b ad - 1 ,   p o o r - 2 ,   f air - 3 ,   g o o d - 4 ,   an d   ex ce llen t - 5  [ 2 5 ] )   a b o u t   t h e   q u al it y   o f   u n p r o c ess e d   a n d   p r o ce s s e d   m ate r i als   at   v a r i o u s   S NR   le v els.   T h e  f i r s t   co l u m n   o f   b o t h   T a b les   3   a n d   4   lis ts   d i f f e r e n t   s u b jec ts   al o n g   wi th   t h eir   ag e   a n d   s e x .   T h e  f o ll o w in g   c o l u m n s   p r ese n t   t h ei r   o p i n i o n s   b ase d   o n   t h e   p e r ce iv e d   q u ali ty   o f   b o t h   u n p r o c ess e d   a n d   p r o ce s s ed   m at er ials   at   v ar io u s   SNR   le v e ls   ( i n f in it y ,   6 ,   3 ,   0 ,   - 3 ,   a n d   - 6   d B ) .   B y   d et er m i n i n g   t h e  a v e r ag e  o f   o p in io n   s c o r es,  MO S  v a lu es  ar e   o b tai n ed .   I m p r o v em e n t c a n   b e   s ee n   in   MO S   v al u es o f   p r o ce s s ed   test   m ate r i als at  lo we r   SN R   o n   c o m p a r i n g   t h e   MO S  o f   u n p r o ce s s ed   s i g n a l  wit h   p r o ce s s ed .   A n   e n h a n c em en t   in   M OS   v al u es   f o r   t h e   V C   s i g n al   / aa - b /   a f te r   p r o ce s s i n g   is   0 . 5 8 ,   0 . 9 2 ,   1 . 0 0 ,   1 . 0 8 ,   a n d   1 . 1 7   f o r   S NR   6   t o   - 6   i n   s t ep s   o f   3   d B   r es p e cti v e ly .   Si m il ar   t o   t h is ,   MO S  is   u s e d   to   e x a m i n e  th e  v o ic e  q u al it y   o f   th e  w o r d   / g r ey /   o n   t h e   s a m e  p a r t ici p a n ts ,   an d   th e   r esu lts   s h o we d   an   im p r o v em en t  f o r   SNR   6   t o   - 6   i n   s te p s   o f   3   d B   is   0 . 6 7 ,   0 . 9 2 ,   1 . 0 8 ,   1 . 1 7 ,   a n d   1 . 2 5   r es p ec ti v el y   ( p r o c ess e d   s p e ec h ) .   Fo r   b o t h   tes t s ig n a ls ,   p r o ce s s e d   s i g n als   h a v e   h ig h er   MO S s co r es   c o m p a r e d   to   u n p r o c ess e d   s ig n a ls .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif  I n tell ,   Vo l.  1 3 ,   No .   4 ,  Dec em b er   2 0 2 4 :  4 9 9 8 - 5 0 0 4   5002   T ab le  3 .   Sco r es ( MO S)  f o r   u n p r o ce s s ed   an d   p r o ce s s ed   /aa - b / sig n al   S u b j e c t s w i t h   s e x ,   a g e   S N R   i n   d B   ∞   6   3   0   - 3   - 6   * U n p r   ** Pro   U n p r   Pro   U n p r   Pro   U n p r   Pro   U n p r   Pro   U n p r   Pro   S 1 ,   [ M , 2 0 ]   4 . 5   3   2 . 5   3   2 . 5   3   2 . 5   3   2 . 5   3 . 5   2   3 . 5   S 2 ,   [ F , 2 5 ]   4 . 5   2 . 5   2 . 5   3 . 5   2   3   2   2 . 5   2   3   1   2   S 3 ,   [ F , 2 1 ]   4   3   3   3   1 . 5   2 . 5   2 . 5   3 . 5   2 . 5   3 . 5   2   3   S 4 ,   [ F , 3 3 ]   4   3   2 . 5   3   2   3 . 5   2   3 . 5   2   3   1   2   S 5 ,   [ M , 4 5 ]   4   3 . 5   2   3 . 5   1 . 5   2 . 5   1   2 . 5   1   2 . 5   1   2 . 5   S 6 ,   [ M , 2 7 ]   4   2 . 5   3   3   2   2 . 5   2   3   2   3   2   3   M O S   4 . 1 7   2 . 9 2   2 . 5 8   3 . 1 7   1 . 9 2   2 . 8 3   2 . 0 0   3 . 0 0   2 . 0 0   3 . 0 8   1 . 5 0   2 . 6 7   I mp r o v e m e n t   - 1 . 2 5   0 . 5 8   0 . 9 2   1 . 0 0   1 . 0 8   1 . 1 7   * U n p r :   U n p r o c e ss e d   sp e e c h ,   ** P r o :   P r o c e sse d   s p e e c h       T ab le  4 .   Sco r es ( MO S)  f o r   u n p r o ce s s ed   an d   p r o ce s s ed   /g r e y / sig n al   S u b j e c t s w i t h   s e x ,   a g e   S N R   i n   d B   ∞   6   3   0   - 3   - 6   U n p r   Pro   U n p r   Pro   U n p r   Pro   U n p r   Pro   U n p r   Pro   U n p r   Pro   S 1 ,   [ M , 2 0 ]   4 . 5   3   2 . 5   3   2   2 . 5   2 . 5   3   2 . 5   3   2   3   S 2 ,   [ F , 2 5 ]   4   2 . 5   2   3 . 5   2   3   2   2 . 5   2   3 . 5   1   2 . 5   S 3 ,   [ F , 2 1 ]   4   3   3   3 . 5   1 . 5   2 . 5   2 . 5   3 . 5   2 . 5   3 . 5   1   2 . 5   S 4 ,   [ F , 3 3 ]   4   3   2 . 5   3   2   3   2   3 . 5   2   3   2   2 . 5   S 5 ,   [ M , 4 5 ]   4 . 5   3   2   3 . 5   1   2 . 5   1   2 . 5   1   3   1   3   S 6 ,   [ M , 2 7 ]   4   2 . 5   3 . 5   3   1 . 5   2   2   3 . 5   2   3   2   3   M O S   4 . 1 7   2 . 8 3   2 . 5 8   3 . 2 5   1 . 6 7   2 . 5 8   2 . 0 0   3 . 0 8   2 . 0 0   3 . 1 7   1 . 5 0   2 . 7 5   I mp r o v e m e n t   - 1 . 3 3   0 . 6 7   0 . 9 2   1 . 0 8   1 . 1 7   1 . 2 5       3 . 2 .     Sp ee ch  inte llig ibi lity   T h e  MRT  is   u s ed   t o   ass ess   s p ee ch   in tellig ib ilit y .   3 0 0   co n s o n an t - v o wel - co n s o n a n t  ( C VC )   wo r d s   m ad e  u p   th e  s tu d y   m ater ials   f o r   MRT.   E ac h   wo r d   is   p r ec e d ed   b y   "wo u l d   y o u   wr ite".   T h e  wo r d s   wer e  u tter ed   b y   a  g u y   in   a n   au d io m et r y   r o o m   an d   r ec o r d ed   at  1 0   k ilo   s am p les  p er   s ec .   with   1 6 - b it  q u an tizatio n   u s in g   a   B & K  m icr o p h o n e  m o d el  No .   2 , 2 1 0 .   Six   test   s ets  o f   5 0   wo r d s   ea ch   wer e  m ad e  f r o m   all  3 0 0   C VC   wo r d s .   All  test   wo r d s   wer e  ch o s en   u s in g   a  two - lev el  r an d o m izatio n   p r o ce s s   to   o v er c o m e  b iasi n g .   F o r   lis ten in g   test s   to   d eter m in e  in tellig ib ilit y ,   s u b je cts  with   m o d er ate  b ilater al  S NHL   ( s ix   in   n u m b e r ,   3   m en   an d   3   wo m e n ,   ag es    3 2   to   5 1 )   p ar ticip ated .   T h e  s u b jects  wer e  f ir s t  g iv en   d ir ec ti o n s   o n   th e   test in g   p r o ce s s   an d   s tim u li.  On ce   th ey   wer e  u s ed   to   th e  test in g   p r o ce s s ,   th e  C VC   wo r d s   wer e  p r ese n ted   to   th em .   T h e  wh o le  test in g   p r o ce s s   was d o n e  u s in g   an   au t o m ated   test   ad m in is tr atio n   s etu p .   I n   th e  test in g   p r o ce s s ,   1 , 8 0 0   w o r d s   ( 3 0 0   wo r d s   x   6   le v els o f   SNR )   wer e  p r esen ted   to   ea ch   p ar ticip an t   to   r ep ly   to .   I n   th e   MRT  test   win d o w,   3 0 0   MRT  wo r d s   we r e  lo ad ed   a n d   cr ea te d   a  r an d o m   f ile  to   s to r e  th e   r ec o g n itio n   s co r e  o f   p ar ticip a n ts .   E ac h   s u b ject  was  in s tr u cted   to   s it  in   f r o n t  o f   th e  c o m p u ter   s cr ee n ,   an d   to   click   th e  test   win d o w' s   "p lay "  b u tto n .   T h e  s ix   o p tio n s   p r esen ted   in   th e  test   win d o w,   th e  s u b ject  ch o s e  th e  b est  m atch   af ter   h ea r in g   th e  p r esen tatio n .   R esp o n s e  tim e   ( s ec )   a n d   s p ee ch   r ec o g n itio n   s co r e   ( % )   wer e   r ec o r d ed   in   a  r an d o m   f ile.   T h is   p r o ce d u r e  was  d o n e   f o r   all  MRT  wo r d s   with   d if f er e n t  SNR   lev els.  Dep en d in g   o n   th e   p ar ticip an ts ’   av ailab ilit y   an d   willin g n ess ,   th e  test   was  r u n   f o r   ar o u n d   a  m o n th .   T h e  au d i o m etr ic  th r esh o ld   f o r   th e  p ar ticip an ts   with   b ilater al  m o d er ate  SNHL   is   g iv en   in   T ab le  5 .       T ab le  5 .   T h r esh o ld   le v el  f o r   th e  h u m an s   with   SNHL   ( m o d er a te  b ilater al)   in   au d i o g r am   S u b j e c t   Ea r   H e a r i n g   t h r e s h o l d   l e v e l   ( d B   H L)   F r e q u e n c y   2 5 0   H z   5 0 0   H z   1 0 0 0   H z   2 0 0 0   H z   4 0 0 0   H z   8 0 0 0   H z   S 1   [ M , 4 2 ]   * R   60   45   55   40   60   65   ** L   40   55   55   50   60   60   S 2   [ M , 5 1 ]   R   50   55   50   45   55   60   L   55   50   45   55   50   55   S 3   [ M , 4 3 ]   R   20   30   60   40   50   50   L   20   30   60   50   40   50   S 4   [ F , 3 5 ]   R   65   60   55   50   40   45   L   60   55   55   50   45   50   S 5   [ F , 3 2 ]   R   25   30   40   50   60   90   L   20   30   40   50   60   85   S 6   [ F , 4 0 ]   R   35   45   55   60   65   70   L   25   40   45   50   60   60   * R :   R i g h t   e a r ,   ** L:   Le f t   e a r     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif  I n tell    I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8       S p ec tr a l sp litt in g   o f sp ee ch   s ig n a l u s in g   time  va r yin g   r ec u r s i ve   filt ers   fo r   b in a u r a l …   ( A p a r n a   C h ila ka w a d )   5003   T h e  r esu lts   o f   lis ten in g   test s   c o n d u cte d   o n   p ar ticip a n ts   u s in g   MRT  m ater ials   ar e  s h o wn   in   T ab le  6 ,   with   th e  av e r ag e   au d io   r ec o g n itio n   s co r e   ( %)  f o r   b o t h   u n p r o ce s s ed   an d   p r o ce s s ed   s p ee ch   at  v ar io u s   SNR   lev els.  T h e  av er ag e   r ec o g n itio n   s co r es  o f   p r o ce s s ed   s p ee c h   h av e  im p r o v ed   b y   - 1 . 7 8 %,   1 5 . 0 6 %,  1 8 . 2 2 %,   2 0 . 6 2 %,   2 4 . 1 7 %,  a n d   2 6 . 6 1 %  r esp ec tiv ely ,   wh e n   c o m p ar e d   to   th e   u n p r o ce s s ed   r ec o g n itio n   s co r es  with   SNR   lev els  ( ∞  d B ,   6   d B   to   +6   d B   in   in cr em en ts   o f   3   d B ) .   T a b le  7   s h o ws  th e  av er ag e  r esp o n s e   tim es  o f   th e  s am e  s u b jects f o r   th e  s p ec if ied   SNR   lev els,  an d   it c an   b e  s ee n   th at  r esp o n s e  tim e  is   d ec r ea s ed   f o r   p r o ce s s ed   s p ee ch .         T ab le  6 .   Sp ee ch   r ec o g n itio n   s co r es ( %)  f o r   SNHL   ( b ilater al)   s u b jects   S u b j e c t s w i t h   s e x ,   a g e   S N R   V a l u e s   i n   d B   ∞   6   3   0   - 3   - 6   U n p r   Pro   U n p r   Pro   U n p r   Pro   U n p r   Pro   U n p r   Pro   U n p r   Pro   S 1   [ M , 4 2 ]   9 2 . 0 0   9 1 . 6 7   6 5 . 3 3   8 1 . 3 3   5 7 . 0 0   7 5 . 0 0   5 3 . 6 0   7 7 . 0 0   4 6 . 6 7   6 7 . 0 0   4 2 . 6 7   7 1 . 0 0   S 2   [ M , 5 1 ]   9 2 . 3 3   9 0 . 3 3   6 5 . 3 3   8 0 . 6 7   5 7 . 6 7   7 7 . 0 0   5 2 . 4 0   7 4 . 0 0   4 9 . 3 3   7 8 . 0 0   4 3 . 6 7   7 1 . 3 3   S 3   [ M , 4 3 ]   9 4 . 6 7   9 4 . 3 3   6 6 . 3 3   7 8 . 6 7   5 8 . 6 7   7 9 . 0 0   5 5 . 6 7   7 6 . 3 3   4 9 . 3 3   7 3 . 6 7   4 5 . 3 3   7 2 . 0 0   S 4   [ F , 3 5 ]   9 4 . 0 0   9 2 . 6 7   6 6 . 3 3   8 1 . 6 7   6 1 . 0 0   7 6 . 3 3   5 6 . 0 0   7 6 . 4 0   4 7 . 6 7   7 2 . 3 3   4 7 . 0 0   7 2 . 6 7   S 5   [ F , 3 2 ]   9 2 . 0 0   8 6 . 3 3   6 6 . 3 3   8 0 . 0 0   5 8 . 6 7   7 8 . 0 0   5 5 . 3 3   7 2 . 6 7   4 7 . 6 7   7 3 . 0 0   4 5 . 3 3   7 2 . 3 3   S 6   [ F , 4 0 ]   9 2 . 6 7   9 1 . 6 7   6 5 . 3 3   8 3 . 0 0   6 1 . 0 0   7 8 . 0 0   5 8 . 3 3   7 8 . 6 7   5 0 . 3 3   7 2 . 0 0   4 5 . 3 3   6 9 . 6 7   AVG.   9 2 . 9 4   9 1 . 1 7   6 5 . 8 3   8 0 . 8 9   5 9 . 0 0   7 7 . 2 2   5 5 . 2 2   7 5 . 8 4   4 8 . 5 0   7 2 . 6 7   4 4 . 8 9   7 1 . 5 0   I mp r o v e m e n t   - 1 . 7 8   1 5 . 0 6   1 8 . 2 2   2 0 . 6 2   2 4 . 1 7   2 6 . 6 1       T ab le  7 .   R esp o n s e  tim e  in   s ec o n d s   f o r   b ilater al  SNHL   s u b jects   S u b j e c t   R e s p o n se   T i me   S N R   ( d B )   ∞ d B   + 6 d B   + 3 d B   0 d B   - 3 d B   - 6 d B   U n p r   Pro   U n p r   Pro   U n p r   Pro   U n p r   Pro   U n p r   Pro   U n p r   Pro   S1   4 . 5 4 3   4 . 5 8 5   4 . 8 6 5   4 . 4 6 5   4 . 4 7 6   4 . 9 8 1   4 . 7 5 4   4 . 8 7 6   4 . 3 1 8   4 . 7 4 3   5 . 7 6 2   4 . 7 6 6   S2   4 . 4 5 6   4 . 6 4 5   4 . 5 4 3   4 . 4 5 4   5 . 4 3 5   4 . 7 6 8   4 . 6 6 5   4 . 5 4 6   4 . 7 6 1   4 . 3 2 4   5 . 7 6 2   4 . 7 2 3   S3   4 . 8 7 9   4 . 7 6 5   4 . 8 5 4   4 . 7 8 6   5 . 9 8 7   4 . 5 4 3   5 . 9 4 3   4 . 9 8 5   5 . 8 7 2   4 . 1 9 8   5 . 1 2 8   4 . 1 8 1   S4   4 . 8 6 5   4 . 9 5 4   4 . 5 4 3   4 . 4 3 5   4 . 3 4 5   4 . 9 8 4   4 . 8 7 4   4 . 7 5 4   4 . 8 2 1   4 . 6 4 3   4 . 9 8 4   4 . 2 4 1   S5   4 . 5 4 2   4 . 5 4 3   4 . 9 4 3   4 . 7 6 5   4 . 8 7 2   4 . 5 6 7   4 . 8 7 6   4 . 8 9 7   4 . 8 4 3   4 . 7 6 5   5 . 8 4 5   4 . 9 4 1   S6   4 . 7 8 6   4 . 3 4 5   4 . 3 4 2   4 . 5 4 3   4 . 7 6 5   4 . 8 9 4   4 . 6 5 4   4 . 6 3 4   4 . 6 5 4   4 . 4 3 5   5 . 7 5 5   4 . 9 5 4   M e a n   4 . 6 7 9   4 . 6 4 0   4 . 6 8 2   4 . 5 7 5   4 . 9 8 0   4 . 7 9 0   4 . 9 6 1   4 . 7 8 2   4 . 8 7 8   4 . 5 1 8   5 . 5 3 9   4 . 6 3 4   R e d u c t i o n   0 . 0 4   0 . 1 1   0 . 1 9   0 . 1 8   0 . 3 6   0 . 9 1       4.   CO NCLU SI O N   T h e   t e c h n i q u e   p r o p o s e d   i n   t h i s   p a p e r   i n v o l v e s   d i v i d i n g   t h e   v o i c e   s i g n a l   i n t o   t w o   p a r t i t i o n s   w i t h   c o m p l e m e n t a r y   s p e c t r a l   c o m p o n e n t s   f o r   a   b i n a u r a l   d i c h o t i c   h e a r i n g   a i d .   T h i s   i s   c a r r i e d   o u t   b y   u s i n g   a   s e t   o f   t i m e - v a r y i n g   b a n d - p a s s   ( I I R )   f i l t e r s   w i t h   o n e - t h i r d   o c t a v e   b a n d s   h a v i n g   c o n t i n u o u s   s w e e p   i n   m a g n i t u d e   r e s p o n s e s   w i t h   t i m e   s h i f t   c h o s e n   l e s s   t h a n   J N D .   T h e   m e t h o d   d e c r e a s e s   t h e   i m p a c t   o f   s p e c t r a l   m a s k i n g   a n d   e n h a n c e s   t h e   a b i l i t y   o f   p e o p l e   w i t h   S N H L   t o   d e t e c t   g a p s   i n   a   v o i c e   s i g n a l .   T h e   s c h e m e   i s   e v a l u a t e d   u s i n g   m e a s u r e s :   P E S Q ,   M O S   t e s t   f o r   q u a l i t y ,   a n d   M R T   f o r   s p e e c h   i n t e l l i g i b i l i t y .   T h e   r e s u l t s   o f   t h e   P E S Q   a n d   M O S   s t u d i e s   i n d i c a t e d   a n   i m p r o v e m e n t   i n   t h e   P E S Q   v a l u e   o f   0 . 3 9 7 9   a n d   M O S   t e s t   s c o r e   o f   1 . 1 7   f o r   / a a - b /   a t   S N R   - 6   d B   o n   c o m p a r i n g   u n p r o c e s s e d   s p e e c h   w i t h   p r o c e s s e d   s p e e c h .   S i m i l a r l y ,   i m p r o v e m e n t   i n   P E S Q   v a l u e   o f   1 . 1 2 5 9   a n d   M O S   t e s t   s c o r e   o f   1 . 2 5   f o r   / g r e y /   a t - 6   d B   S N R   o n   c o m p a r i n g   u n p r o c e s s e d   s p e e c h   w i t h   p r o c e s s e d   s p e e c h .   T h e   M R T   r e s u l t   s h o w e d   2 6 . 6 1 %   i m p r o v e m e n t   i n   r e c o g n i t i o n   s c o r e   a n d   a   d e c r e a s e d   r e s p o n s e   t i m e   o f   0 . 9 1   s e c   i n   t h e   c a s e   o f   b i l a t e r a l   S N H L   p e r s o n s   w h e n   p r o c e s s e d   s p e e c h   i s   c o m p a r e d   w i t h   t h a t   o f   u n p r o c e s s e d   s p e e c h   a t   t h e   s a m e   v a l u e   o f   S N R .   T h e   q u a l i t y   a n d   i n t e l l i g i b i l i t y   o f   p r o c e s s e d   s p e e c h   ( p r o c e s s e d   u s i n g   t h e   p r o p o s e d   s c h e m e )   h a v e   i m p r o v e d   m o r e   a t   l o w e r   S N R   i m p l i e s   s p e e c h   p e r c e p t i o n   i n c r e a s e s   i n   S N H L   h u m a n s .   H e n c e   t h e   p r o p o s e d   m e t h o d   i s   m o r e   e f f e c t i v e   u n d e r   a d v e r s e   l i s t e n i n g   c o n d i t i o n s .   I n   f u t u r e   m o r e   n u m b e r   o f   p a r t i c i p a n t s   a n d   m u l t i b a n d   c o m p r e s s i o n   r e q u i r e   t o   b e   c o n s i d e r e d .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   J.  E.   C .   L i e u ,   M .   K e n n a ,   S .   A n n e ,   a n d   L.   D a v i d s o n ,   “ H e a r i n g   l o ss  i n   c h i l d r e n :   a   r e v i e w , ”   J AM A  -   J o u r n a l   o f   t h e   Am e r i c a n   Me d i c a l   Ass o c i a t i o n ,   v o l .   3 2 4 ,   n o .   2 1 ,   p p .   2 1 9 5 – 2 2 0 5 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 1 / j a ma. 2 0 2 0 . 1 7 6 4 7 .   [ 2 ]   R .   S .   P u j a r   a n d   P .   N .   K u l k a r n i ,   “ C a sc a d e d   s t r u c t u r e   o f   n o i se   r e d u c t i o n   a n d   mu l t i b a n d   f r e q u e n c y   c o mp r e ssi o n   o f   sp e e c h   si g n a l   t o  i mp r o v e   s p e e c h   p e r c e p t i o n   f o r   mo n a u r a l   h e a r i n g   a i d s , ”   2 0 1 9   I EEE  1 6 t h   I n d i a   C o u n c i l   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e ,   I N D I C O N   2 0 1 9   -   S y m p o s i u m   Pr o c e e d i n g s ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I N D I C O N 4 7 2 3 4 . 2 0 1 9 . 9 0 3 0 3 6 6 .   [ 3 ]   R .   S .   P u j a r   a n d   P .   N .   K u l k a r n i ,   “ W i e n e r   f i l t e r - b a se d   n o i s e   r e d u c t i o n   a l g o r i t h m  w i t h   p e r c e p t u a l   p o st   f i l t e r i n g   f o r   h e a r i n g   a i d s, ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   I m a g e ,   G ra p h i c s  a n d   S i g n a l   P ro c e ss i n g ,   v o l .   1 1 ,   n o .   7 ,   p p .   6 9 – 8 1 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 5 8 1 5 / i j i g sp . 2 0 1 9 . 0 7 . 0 6 .   [ 4 ]   A .   N .   C h e e r a n ,   P .   C .   P a n d e y ,   a n d   D .   S .   Jan g a mas h e t t i s,  “ D e si g n   o f   c o mb   f i l t e r s  b a se d   o n   a u d i t o r y   f i l t e r   b a n d w i d t h s  f o r   b i n a u r a l   d i c h o t i c   p r e se n t a t i o n   f o r   p e r s o n s   w i t h   se n s o r i n e u r a l   h e a r i n g   i mp a i r me n t , ”   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   D i g i t a l   S i g n a l   Pro c e ss i n g ,   D S P ,   v o l .   2 ,   p p .   9 7 1 – 9 7 4 ,   2 0 0 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C D S P . 2 0 0 2 . 1 0 2 8 2 5 2 .   [ 5 ]   P .   N .   K u l k a r n i   a n d   P .   C .   P a n d e y ,   “ O p t i m i z i n g   t h e   c o m b   f i l t e r s   f o r   s p e c t r a l   s p l i t t i n g   o f   s p e e c h   t o   r e d u c e   t h e   e f f e c t   o f   s p e c t r a l   m a s k i n g , ”   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   S i g n a l   P r o c e s s i n g   C o m m u n i c a t i o n s   a n d   N e t w o r k i n g ,   p p .   6 9 – 7 3 ,   2 0 0 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C S C N . 2 0 0 8 . 4 4 4 7 1 6 3 .   [ 6 ]   S .   G .   K a m b a l i ma t h ,   P .   N .   K u l k a r n i ,   P .   C .   P a n d e y ,   S .   S .   M .  - S h e t t i ,   a n d   S .   G .   H i r e m a t h ,   “ F P G A   b a s e d   i m p l e m e n t a t i o n   o f   c o m b   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif  I n tell ,   Vo l.  1 3 ,   No .   4 ,  Dec em b er   2 0 2 4 :  4 9 9 8 - 5 0 0 4   5004   f i l t e r s  f o r   u se   i n   b i n a u r a l   h e a r i n g   a i d s  f o r   r e d u c i n g   i n t r a s p e e c h   s p e c t r a l   m a sk i n g , ”   2 0 1 3   A n n u a l   I EEE   I n d i a   C o n f e re n c e ,   I N D I C O N   2 0 1 3 ,   2 0 1 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I N D C O N . 2 0 1 3 . 6 7 2 6 0 1 2 .   [ 7 ]   P .   P u j a r ,   A .   K u m a r ,   a n d   V .   K u mar ,   “ Ef f i c i e n t   p l a n t   l e a f   d e t e c t i o n   t h r o u g h   ma c h i n e   l e a r n i n g   a p p r o a c h   b a se d   o n   c o r n   l e a f   i ma g e   c l a ss i f i c a t i o n ”   I AES   I n t e rn a t i o n a l   J o u rn a l   o f   Art i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   ( I J AI ) ,  v o l .   1 3 ,   n o .   1 ,   2 0 2 4 ,   p p .   1 1 3 9 - 1 1 4 8 ,   d o i :  1 0 . 1 1 5 9 1 / i j a i . v 1 3 . i 1 . p p 1 1 3 9 - 1 1 4 8 .   [ 8 ]   S .   H .   S r e e d h a r a ,   V.   K u mar,   a n d   S .   S a l ma ,   “ Ef f i c i e n t   b i g   d a t a   c l u s t e r i n g   u si n g   a d h o c   f u z z y   c   me a n s   a n d   a u t o - e n c o d e r   C N N , ”   i n   I n v e n t i v e   C o m p u t a t i o n   a n d   I n f o rm a t i o n   T e c h n o l o g i e s ,   v o l   5 6 3 ,   pp .   353 – 36 ,  2 0 2 3 ,   d o i :  1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 9 8 1 - 19 - 7 4 0 2 - 1 _ 2 5 .   [ 9 ]   C .   R a o   a n d   X .   Lo u ,   “ M u l t i p l i c a t i o n   a n d   a c c u m u l a t i o n   c o - o p t i mi z a t i o n   f o r   l o w   c o m p l e x i t y   F I R   f i l t e r   i mp l e m e n t a t i o n , ”   El e c t r o n i c s ,   v o l .   1 1 ,   n o .   1 1 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e l e c t r o n i c s 1 1 1 1 1 7 2 1 .   [ 1 0 ]   N .   P a n ,   Y .   W a n g ,   J.   C h e n ,   a n d   J.   B e n e st y ,   “ A   si n g l e - i n p u t / b i n a u r a l - o u t p u t   a n t i p h a si c   s p e e c h   e n h a n c e me n t   m e t h o d   f o r   sp e e c h   i n t e l l i g i b i l i t y   i mp r o v e m e n t , ”   I EEE   S i g n a l   Pr o c e ssi n g   L e t t e rs ,   v o l .   2 8 ,   p p .   1 4 4 5 – 1 4 4 9 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / LSP . 2 0 2 1 . 3 0 9 5 0 1 6 .   [ 1 1 ]   A .   P r o d e u s,  V .   D i d k o v s k y i ,   M .   D i d k o v s k a ,   I .   K o t v y t s k y i ,   D .   M o t o r n i u k ,   a n d   A .   K h r a p a c h e v s k y i ,   “ O b j e c t i v e   a n d   s u b j e c t i v e   a ssessm e n t   o f   t h e   q u a l i t y   a n d   i n t e l l i g i b i l i t y   o f   n o i s e d   sp e e c h , ”   2 0 1 8   I n t e r n a t i o n a l   S c i e n t i f i c - Pr a c t i c a l   C o n f e re n c e   o n   Pr o b l e m s  o f   I n f o c o m m u n i c a t i o n s  S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   p p .   7 1 – 7 4 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I N F O C O M M S T. 2 0 1 8 . 8 6 3 2 1 2 5 .   [ 1 2 ]   S .   P e z z u l l i ,   M .   G .   M a r t i n i ,   a n d   N .   B a r man ,   “ Est i ma t i o n   o f   q u a l i t y   s c o r e s   f r o m  s u b j e c t i v e   t e s t s - b e y o n d   su b j e c t s’   M O S , ”   I E EE   T ra n s a c t i o n s  o n   M u l t i m e d i a ,   v o l .   2 3 ,   p p .   2 5 0 5 – 2 5 1 9 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T M M . 2 0 2 0 . 3 0 1 3 3 4 9 .   [ 1 3 ]   R .   S .   P u j a r   a n d   P .   N .   K u l k a r n i ,   “ C a sca d e d   s t r u c t u r e   o f   w i e n e r   f i l t e r   w i t h   F B S   b a s e d   sp e c t r a l   s p l i t t i n g   a n d   d y n a mi c   r a n g e   c o m p r e ss i o n   f o r   l i st e n e r s  w i t h   se n so r i n e u r a l   h e a r i n g   l o ss, ”   I N D I C O N   2 0 1 8   -   1 5 t h   I EEE   I n d i a   C o u n c i l   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e ,  2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I N D I C O N 4 5 5 9 4 . 2 0 1 8 . 8 9 8 7 0 5 8 .   [ 1 4 ]   Y .   L e n g ,   X .   T a n ,   S .   Z h a o ,   F .   S o o n g ,   X .   Y .   L i ,   a n d   T .   Q i n ,   “ M B N e t :   M O S   p r e d i c t i o n   f o r   s y n t h e s i z e d   s p e e c h   w i t h   m e a n - b i a s   n e t w o r k , ”   I E E E   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   A c o u s t i c s ,   S p e e c h   a n d   S i g n a l   P r o c e s s i n g ,   p p .   3 9 1 – 3 9 5 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C A S S P 3 9 7 2 8 . 2 0 2 1 . 9 4 1 3 8 7 7 .   [ 1 5 ]   S .   S a n g e e t h a   a n d   P .   K a n n a n ,   “ D e s i g n   a n d   a n a l y s i s  o f   d i g i t a l   f i l t e r s  f o r   s p e e c h   si g n a l   u si n g   m u l t i r a t e   si g n a l   p r o c e ssi n g , ”   I C T A C T   J o u rn a l   o n   M i c r o e l e c t r o n i c s ,   v o l .   3 ,   n o .   4 ,   p p .   4 8 0 – 4 8 7 ,   2 0 1 8 .   [ 1 6 ]   P .   D e r l e t h   e t   a l . ,   “ B i n a u r a l   si g n a l   p r o c e ss i n g   i n   h e a r i n g   a i d s , ”   S e m i n a rs   i n   H e a ri n g ,   v o l .   4 2 ,   n o .   3 ,   p p .   2 0 6 – 2 2 3 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 5 5 / s - 0 0 4 1 - 1 7 3 5 1 7 6 .   [ 1 7 ]   P .   P r a k a sh ,   A .   S r e e d h a r ,   J.   R .   B a l a n ,   a n d   A .   M .   V a r g h e s e ,   “ B e n e f i t   o n   d a i l y   l i st e n i n g   w i t h   t e c h n o l o g i c a l   a d v a n c e me n t s :   c o m p a r i so n   o f   b a s i c   a n d   p r e m i u m  c a t e g o r y   h e a r i n g   a i d s,”   Eu r o p e a n   Arc h i v e s  o f   O t o - R h i n o - L a ry n g o l o g y ,   v o l .   2 7 9 ,   n o .   6 ,   p p .   3 1 7 9 – 3 1 8 7 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 0 0 4 0 5 - 0 2 1 - 0 7 2 4 0 - 3.   [ 1 8 ]   J.  A mi n i ,   R .   C .   H e n d r i k s ,   R .   H e u sd e n s,   M .   G u o ,   a n d   J .   Je n s e n ,   “ S p a t i a l l y   c o r r e c t   r a t e - c o n s t r a i n e d   n o i s e   r e d u c t i o n   f o r   b i n a u r a l   h e a r i n g   a i d s   i n   w i r e l e ss  a c o u st i c   s e n s o r   n e t w o r k s,”   I EEE / A C M   T ra n s a c t i o n s  o n   A u d i o   S p e e c h   a n d   L a n g u a g e   Pr o c e ssi n g ,   v o l .   2 8 ,   p p .   2 7 3 1 – 2 7 4 2 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T A S LP.2 0 2 0 . 3 0 2 8 2 6 4 .   [ 1 9 ]   B .   S .   L .   C h a i t a n y a   a n d   K .   R a j a l a k s h mi ,   “ F i r   a n d   f o l d e d   i i r   f i l t e r   d e si g n s   f o r   sp e e c h   p r o c e ss i n g   i n   h e a r i n g   a i d , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   N o n l i n e a r  An a l y si s   a n d   A p p l i c a t i o n s ,   v o l .   1 2 ,   p p .   1 6 3 1 – 1 6 3 8 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 2 2 0 7 5 / I JN A A . 2 0 2 1 . 5 8 4 9 .   [ 2 0 ]   G .   Y a o ,   L .   Li ,   W .   L v ,   a n d   H .   Zh a n g ,   “ A   d e g e n e r a t e   s p a t i a l   A R M A   p r o c e s s  o f   e x t e r n a l   s o u r c e s   i mp i n g i n g   u p o n   a n   a z i m u t h - o n l y   U LA   a n d   t h e   e s t i m a t i o n   o f   d o e s  a n d   n o i se  v a r i a n c e s , ”   I EE E  Ac c e ss ,   v o l .   8 ,   p p .   2 2 1 8 7 1 – 2 2 1 8 8 5 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 0 . 3 0 4 1 0 1 2 .   [ 2 1 ]   C .   T .   C h e n ,   L.   M .   C h a n g ,   a n d   C .   H .   Lo h ,   “ A   r e v i e w   o f   sp e c t r a l   a n a l y s i s  f o r   l o w - f r e q u e n c y   t r a n s i e n t   v i b r a t i o n s, ”   J o u r n a l   o f   L o w   Fre q u e n c y   N o i se   Vi b r a t i o n   a n d   A c t i v e   C o n t r o l ,   v o l .   4 0 ,   n o .   2 ,   p p .   6 5 6 – 6 7 1 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 7 7 / 1 4 6 1 3 4 8 4 2 0 9 4 2 0 0 8 .   [ 2 2 ]   P .   O k o n i e w s k i   a n d   J .   P i s k o r o w s k i ,   “ A   c o n c e p t   o f   I I R   f i l t e r s  w i t h   t i m e - v a r y i n g   c o e f f i c i e n t s  a n d   e q u a l i se d   g r o u p   d e l a y   r e s p o n s e , ”   Me a su r e m e n t ,   v o l .   6 0 ,   p p .   1 3 – 2 4 ,   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . mea su r e me n t . 2 0 1 4 . 0 9 . 0 7 7 .   [ 2 3 ]   W .   Y a o ,   Y .   Y a n g ,   Y .   X u ,   F .   B l a a b j e r g ,   S .   Li u ,   a n d   G .   W i l s o n ,   “ P h a se  r e s h a p i n g   v i a   a l l - p a ss  f i l t e r s  f o r   r o b u st   LC L - f i l t e r   a c t i v e   d a m p i n g , ”   I EEE   T ra n s a c t i o n s   o n   Po w e r  El e c t r o n i c s ,   v o l .   3 5 ,   n o .   3 ,   p p .   3 1 1 4 – 3 1 2 6 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TP EL. 2 0 1 9 . 2 9 2 7 2 7 2 .   [ 2 4 ]   A .   W .   R i x ,   J.   G .   B e e r e n d s ,   M .   P .   H o l l i e r ,   a n d   A .   P .   H e k st r a ,   “ P e r c e p t u a l   e v a l u a t i o n   o f   sp e e c h   q u a l i t y   ( P ESQ )   -   A   n e w   me t h o d   f o r   sp e e c h   q u a l i t y   a ss e ssm e n t   o f   t e l e p h o n e   n e t w o r k s  a n d   c o d e c s, ”   I C A S S P,   I E EE  I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   A c o u st i c s ,   S p e e c h   a n d   S i g n a l   Pr o c e ssi n g   -   Pr o c e e d i n g s ,   v o l .   2 ,   p p .   7 4 9 – 7 5 2 ,   2 0 0 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / i c a ssp . 2 0 0 1 . 9 4 1 0 2 3 .   [ 2 5 ]   I TU - T,   “ M e t h o d s f o r   su b j e c t i v e   d e t e r mi n a t i o n   o f   t r a n s mi ss i o n   q u a l i t y , ”   I n t e rn a t i o n a l   T e l e c o m m u n i c a t i o n   U n i o n ,  p p .   1 - 2 8 ,   1 9 9 6 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       Apa rna   Chila k a wa d           co m p leted   h er   B . E .   d eg r e e  f r o m   Kar n ata k a   Un iv er s ity ,   Dh ar wad   an d   M . T ec h .   d eg r ee   in   Dig ital  E lectr o n ics  f r o m   Vis v esv ar ay a   T ec h n o lo g ical  Un iv er s ity ,   B elg au m .   Kar n atak a,   I n d ia.   Sh e  is   p u r s u in g   h e r   Ph . D.   in   Dep ar tm en t  o f   E C E ,   B asav esh war   E n g in ee r in g   C o lleg e   ( Au to n o m o u s ) ,   B ag alk o te,   Vis v esv ar ay a  T ec h n o lo g ical  Un iv er s ity ,   B elag av i .   Kar n atak a,   I n d ia.   Her   r esear c h   in ter ests   ar e  s p ee ch   p r o ce s s in g   an d   d ig ital  s ig n al  p r o ce s s in g .   Sh e  ca n   b e  co n tacte d   a t   em ail: a p ar n a c _ 1 2 @ r ed if f m ail . co m .         Dr.   P a nd ura ng a ra o   N.   K ulk a rni           h as  co m p leted   h is   Ph . D .   f r o m   I n d ia n   I n s titu te  o f   T ec h n o lo g y   B o m b ay ,   I n d ia,   in   th e   y ea r   2 0 1 0 .   He  h as  th ir ty - f o u r   y ea r s   o f   teac h in g   e x p er ien ce   an d   f o u r teen   y ea r s   o f   r esear ch   ex p er ien ce .   C u r r en tly   h e   is   wo r k in g   as  ac ad em ic  Dea n   an d   Pro f ess o r ,   Dep ar tm en t  o f   E lectr o n ics  an d   C o m m u n icatio n   E n g in ee r in g ,   at  B asav esh war   E n g in ee r in g   C o lleg e,   B ag alk o te .   He  ca n   b e  co n tacte d   at   em ail: p n k _ b ewo o r @ y ah o o . c o m .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.