听觉是人们在社会生活中进行交流沟通的最重要途径,然而随着工业化的发展以及老龄化的加剧,患有听力损失疾病的人数在持续的增加。在现有医疗水平条件下,通过选配助听器来改善听损患者的听力能力是最方便快捷,同时也是最常用的手段。数字助听器的各大关键算法中,响度补偿算法是最核心的技术,它依据患者的不同听损情况获得满足他们各自所需要的补偿值,实现对原信号的压缩放大,使得补偿后的语音信号声压级维持在患者的听觉动态范围内,从而让患者既能听到未佩戴数字助听器时所听不到的声音,同时又不会感觉到不舒适。本文重点研究了应用于数字助听器的语音信号响度补偿算法,在总结前人工作和已有算法的基础上,结合人耳的听觉特性,提出了一种更加符合患者实际需求的响度补偿算法,取得了一些研究成果,主要研究工作如下：1.研究了数字助听器的基本工作原理,听觉的产生机制以及听力损失的产生原因,并对常用的听力测试方法以及听力治疗的相关策略进行了归纳总结。2.研究了数字助听器中的响度补偿技术基本原理,并对宽动态压缩、移频压缩以及多通道补偿这三种常见的响度补偿算法进行了详细的研究,包括其各自的算法原理、算法流程以及具体的数学实现过程,并对比分析了三种算法各自的优缺点。3.提出了一种基于Gammatone滤波器的多通道滤波器组设计算法。通过研究人耳的听觉特性,从耳蜗基底膜的频率选择特性出发,引出用于模拟人耳耳蜗的Gammatone听觉滤波器,随后在对多通道滤波器组研究的基础上,提出了一种基于Gammatone滤波器的非等宽滤波器组的设计方法,将100Hz～8000Hz的常用频率段分成不同带宽大小的16个频段,以更好的满足人耳的听觉特性。仿真实验表明了该改进算法可以用作数字助听器中的多通道响度补偿滤波器组设计。4.提出了一种基于声压级分段的多通道响度补偿算法。研究了声压级的测量方法,对于计算得到的声压级结果与实际测得的声压级值的不同进行了统计修正,获得了更加准确的计算结果。随后针对传统低、中、高三段补偿的不足,在对各种验配处方公式进行研究的基础上,提出了一种基于声压级分段的多通道响度补偿算法,将0dB SPL～120dB SPL的声压级等分成八段,每段根据患者的实际需要进行不一样的补偿,以提高患者的言语辨识率以及舒适度。仿真结果证明了该改进算法的可行性和有效性。5.设计实现了一种基于嵌入式开发平台的数字助听器系统。在实际应用中,声学环境复杂多变,为了验证前述所提出的多通道响度补偿算法的实时性和有效性,通过搭建嵌入式平台,选用本实验室所研制的YT360A悦听数字助听器专用芯片对语音进行实时处理,将算法实时化并移植到嵌入式系统中,形成一个数字助听器模型,并通过该模型观测和评估本文所设计的多通道响度补偿算法的性能。结果显示,该数字助听器系统在实时性方面完全满足正常数字助听器的要求,且能够较好的应用于实际的数字助听器产品中。