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    重庆时时彩我中: 用于双麦克风数字助听器的风噪声抑制方法.pdf

    关 键 词:
    用于 麦克风 数字 助听器 噪声 抑制 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201010178333.5

    申请日:

    2010.05.19

    公开号:

    CN102254563A

    公开日:

    2011.11.23

    当前法律状态:

    终止

    有效性:

    无权

    法律详情: 专利权的视为放弃IPC(主分类):G10L 21/0208放弃生效日:20111123|||实质审查的生效IPC(主分类):G10L 21/02申请日:20100519|||公开
    IPC分类号: G10L21/02; H04R25/00 主分类号: G10L21/02
    申请人: 上海聪维声学技术有限公司
    发明人: 殷海庭
    地址: 200235 上海市徐汇区钦州路100号2号楼601室
    优先权:
    专利代理机构: 上海光华专利事务所 31219 代理人: 李仪萍
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201010178333.5

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2014.01.08|||2012.01.04|||2011.11.23

    法律状态类型:

    专利权的视为放弃|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明的用于双麦克风数字助听器的风噪声抑制方法先对左右两个麦克风同时段各自接入的信号分别以预设的帧长进行分帧处理,然后在左组多帧输入信号和右组多帧输入信号中中分别计算一左帧和相应一右帧的信号能量值、及左右两帧之间的互相关系数,并根据预设的单麦克风短时能量阈值以及双麦克风相关性比例阈值、和所计算出的左右两帧各自的信号能量值及互相关系数,判断当前所计算的当前左帧和当前右帧是语音帧还是噪声帧,以作为后一左帧和后一右帧的处理依据,当若所计算的当前左帧和当前右帧各自的前一左帧和右帧为语音帧,则将当前左帧和当前右帧直接作为语音帧输出,否则将当前左帧和当前右帧通过高通滤波后输出,由此减小风噪声,提高助听效果。

    权利要求书

    1.一种用于双麦克风数字助听器的风噪声抑制方法,其特征在于包括步骤:
    1)对左右两个麦克风同时段各自接入的信号分别以预设的帧长进行分帧处理,以形
    成包含多个左帧的左组多帧输入信号和包含多个右帧的右组多帧输入信号,且各
    左帧和右帧一一对应;
    2)在左组多帧输入信号中计算一左帧的信号能量值、在右组多帧输入信号中计算相
    应的一右帧的信号能量值、及左右两帧之间的互相关系数;
    3)根据预设的单麦克风短时能量阈值以及双麦克风相关性比例阈值、和所计算出的
    左右两帧各自的信号能量值及互相关系数,判断当前所计算的当前左帧和当前右
    帧是语音帧还是噪声帧,以作为后一左帧和后一右帧的处理依据;
    4)若所计算的当前左帧和当前右帧各自的前一左帧和右帧为语音帧,则将当前左帧
    和当前右帧直接作为语音帧输出,而若所计算的当前左帧和当前右帧的前一左帧
    和右帧为噪声帧,则将当前左帧和当前右帧通过高通滤波滤除低频信号后输出。
    2.如权利要求1所述的用于双麦克风数字助听器的风噪声抑制方法,其特征在于:若左
    帧和右帧分别为x1(k)和x2(k),k=1,2,...M,则两帧的信号能量值按照公式:
    来计算,按照公式来计算互相关系数,
    其中,E1、E2分别为两帧的信号能量值,E1,2为互相关系数。
    3.如权利要求2所述的用于双麦克风数字助听器的风噪声抑制方法,其特征在于:若单
    麦克风短时能量阈值为Ts,双麦克风相关性比例阈值为Tc,则:
    (a)若E1<Ts且E2<Ts,则判定所计算的当前左帧和右帧为噪声??;
    (b)若E1>Ts或E2>Ts,再进一步地判断:
    若则判定所计算的当前左帧和右帧为噪声??;
    若则判定所计算的当前左帧和右帧为语音帧。
    4.如权利要求2所述的用于双麦克风数字助听器的风噪声抑制方法,其特征在于:若单
    麦克风短时能量阈值为Ts,双麦克风相关性比例阈值为Tc,则:
    (c)若E1<Ts且E2<Ts,则判定所计算的当前左帧和右帧为噪声??;
    (d)若E1>Ts或E2>Ts,再当E1,2>0时进一步地判断:
    若logE1,2-logmax(E1,E2)<1ogTc,则判定所计算的当前左帧和右帧为噪声
    ??;
    若logE1,2-logmax(E1,E2)>logTc,则判定所计算的当前左帧和右帧为语音
    ??;
    而E1,2<0则判定所计算的当前左帧和右帧为噪声帧。
    5.如权利要求1所述的用于双麦克风数字助听器的风噪声抑制方法,其特征在于:左组
    多帧输入信号中的前后两左帧之间具有重叠,右组多帧输入信号中的前后两右帧之间
    也具有重叠。
    6.如权利要求1所述的用于双麦克风数字助听器的风噪声抑制方法,其特征在于:左组
    多帧输入信号和右组多帧输入信号中的第1帧都直接作为语音帧输出。

    说明书

    用于双麦克风数字助听器的风噪声抑制方法

    技术领域

    本发明涉及一种数字助听器的风噪声抑制方法,特别涉及一种用于双麦克风数字助听器
    的风噪声抑制方法。

    背景技术

    噪声问题一直是困扰助听器佩戴者的一个大问题,而提高助听器在噪声环境下的语音清晰
    度和舒适度也一直是助听器研究的重点方向。生活中噪声有很多种,按频谱分类可分为瞬间
    噪音,稳定噪音和言语间的噪音。此外,在某些特定环境,也会出现一些“言语噪音”,比如聚
    会,人多的时候。而还有某些噪音,则是由于配戴助听器后出现的,比如啸叫,本机噪音,
    风噪声等。

    风噪声是由于空气在麦克风口的湍流,引起麦克风不规则震动,通过放大器放大,而产生
    的低频“呜呜”响的声音。风噪声信号和风的速度和方向等因素有关,具有非平稳以及不可预测
    等特性,风噪声的能量主要集中在低频。

    维纳滤波和谱减法是常用的噪声抑制方法,但是两种方法均假设噪声信号是平稳或准平稳
    的,但是风噪声具有高度的非平稳以及不可预测性,因而并不适用。

    其他的方法如基于隐形马尔科夫模型以及非负稀疏编码的噪声抑制方法,这类方法需要对
    语音或者噪声信号建立训练模型,同时运算复杂度较高,往往超出数字助听器的处理器运算
    能力所能接受的范围。

    此外还有一类基于语音和噪声检测的风噪声抑制方法,通过语音与噪声本身特性的不同,
    将语音帧与噪声帧分离开来,区别对待,从而达到抑制噪声的效果。

    常用的语音检测技术有基于短时能量、短时过零率、熵函数、倒谱系数、LPC等。在平
    稳噪声或者高信噪比的情况下效果较好,但对于低信噪比情况下往往容易出现漏检或虚检的
    情况。

    双麦克风助听器是具有两个麦克风录音装置,和单麦克风助听器相比具有很多优点,如可
    以通过改变某一路麦克风接收信号的延迟来实现不同的麦克风指向性,从而达到增强某一方
    向的信号而抑制其他方向信号的效果,并且可以实现全向和方向性模式的自由切换。

    因此,如何降低双麦克风助听器的风噪声,以改善使用者的听力实已成为本领域技术人
    员亟待解决的技术课题。

    发明内容

    本发明的目的在于提供一种用于双麦克风数字助听器的风噪声抑制方法,以提高助听器
    的助听效果。

    为了达到上述目的及其他目的,本发明的用于双麦克风数字助听器的风噪声抑制方法,
    步骤:1)对左右两个麦克风同时段各自接入的信号分别以预设的帧长进行分帧处理,以形成
    包含多个左帧的左组多帧输入信号和包含多个右帧的右组多帧输入信号,且各左帧和右帧一
    一对应;2)在左组多帧输入信号中计算一左帧的信号能量值、在右组多帧输入信号中计算相
    应的一右帧的信号能量值、及左右两帧之间的互相关系数;3)根据预设的单麦克风短时能量
    阈值以及双麦克风相关性比例阈值、和所计算出的左右两帧各自的信号能量值及互相关系数,
    判断当前所计算的当前左帧和当前右帧是语音帧还是噪声帧,以作为后一左帧和后一右帧的
    处理依据;以及4)若所计算的当前左帧和当前右帧各自的前一左帧和右帧为语音帧,则将当
    前左帧和当前右帧直接作为语音帧输出,而若所计算的当前左帧和当前右帧的前一左帧和右
    帧为噪声帧,则将当前左帧和当前右帧通过高通滤波滤除低频信号后输出。

    其中,若左帧和右帧分别为x1(k)和x2(k),k=1,2,...M,则两帧的信号能量值按照公式:
    来计算,按照公式来计算互相关系数,其中,
    E1、E2分别为两帧的信号能量值,E1,2为互相关系数;而若单麦克风短时能量阈值为Ts,双
    麦克风相关性比例阈值为Tc,则:当E1<Ts且E2<Ts,可判定所计算的当前左帧和右帧
    为噪声??;当E1>Ts或E2>Ts时,若可判定所计算的当前左帧和右帧
    为噪声??;若可判定所计算的当前左帧和右帧为语音帧。此外,也可采用
    对数值来判断,即当E1,2>0,若log?E1,2-log?max(E1,E2)<log?Tc,可判定所计算的当前左帧
    和右帧为噪声帧,若log?E1,2-log?max(E1,E2)>log?Tc,则判定所计算的当前左帧和右帧为语音
    ??;而E1,2<0则判定所计算的当前左帧和右帧为噪声帧。

    优选的,左组多帧输入信号中的前后两左帧之间具有重叠,右组多帧输入信号中的前后
    两右帧之间也具有重叠。

    优选的,左组多帧输入信号和右组多帧输入信号中的第1帧都直接作为语音帧输出。

    综上所述,本发明的用于双麦克风数字助听器的风噪声抑制方法通过计算输入信号的能
    量值,并与预设的各阈值进行比较即可判断出信号帧和噪声帧,并将噪声帧进行高通处理后
    输出,可有效减小输入信号中的风噪声,提高助听器的助听效果。

    附图说明

    图1为本发明的用于双麦克风数字助听器的风噪声抑制方法工作流程示意图。

    图2为本发明的用于双麦克风数字助听器的风噪声抑制方法的判断噪声帧和语音帧的流
    程图。

    图3为本发明的用于双麦克风数字助听器的风噪声抑制方法的对噪声帧和语音帧的处理
    流程示意图。

    具体实施方式

    请参阅图1,本发明的用于双麦克风数字助听器的风噪声抑制方法主要包括以下步骤:

    第一步,对左右两个麦克风同时段各自接入的信号分别以预设的帧长进行分帧处理,以
    形成包含多个左帧的左组多帧输入信号和包含多个右帧的右组多帧输入信号,且各左帧和右
    帧一一对应。在本实施例中,每一帧帧长预设为20ms,前后两帧之间有10ms的重叠,若采
    样率为16kHz,则左帧和右帧的帧长都为320采样点,前后帧之间的重叠为160采样点。

    第二步,在左组多帧输入信号中计算一左帧的信号能量值、在右组多帧输入信号中计算
    相应的一右帧的信号能量值、及左右两帧之间的互相关系数。例如,若采样后的一左帧和相
    应右帧分别为x1(k)和x2(k),k=1,2,...M,则两帧的信号能量值分别为
    互相关系数为

    第三步,根据预设的单麦克风短时能量阈值以及双麦克风相关性比例阈值、和所计算出
    的左右两帧各自的信号能量值及互相关系数,判断当前所计算的当前左帧和当前右帧是语音
    帧还是噪声帧,以作为后一左帧和后一右帧的处理依据。例如,若预设的单麦克风短时能量
    阈值为Ts,双麦克风相关性比例阈值为Tc,则:

    (a)若E1<Ts且E2<Ts,则判定所计算的当前左帧和右帧为噪声??;

    (b)若E1>Ts或E2>Ts,再进一步地判断:

    若则判定所计算的当前左帧和右帧为噪声??;

    若则判定所计算的当前左帧和右帧为语音帧。

    由于除法操作耗时较长,而助听器内置的数字信号处理芯片常常没有专门的除法指令,但通
    常都有对数指令,因此也可采用取对数后再相减的方法来避免除法操作。如图2所示,若单
    麦克风短时能量阈值为Ts,双麦克风相关性比例阈值为Tc,则:先比较E1、E2和单麦克风短
    时能量阈值为Ts的关系,即E1和E2是否均小于阈值Ts,若是,则判定当前左帧和右帧都是噪
    声帧,否则,判断E1,2是否小于0,若是则当前左帧和右帧都为噪声帧,否则计算max(E1,E2)
    和E1,2的对数值log?max(E1,E2)和log?E1,2,并比较log?max(E1,E2)和log?E1,2的差和相关对比性比
    例阈值log?Tc的关系,即log?E1,2-log?max(E1,E2)是否小于log?Tc,若否则判定当前左帧和右帧为
    语音帧,若是则判定当前左帧和右帧为噪声帧。

    第四步,若所计算的当前左帧和当前右帧各自的前一左帧和右帧为语音帧,则将当前左
    帧和当前右帧直接作为语音帧输出,而若所计算的当前左帧和当前右帧的前一左帧和右帧为
    噪声帧,则将当前左帧和当前右帧通过高通滤波滤除低频信号后输出。如图3所示,左右麦
    克风接入的信号进行分帧后,由于噪声帧需要经过高通滤波而语音帧不需要滤波,为避免第
    一帧出现误判而造成信号低频损失,可先将第一左帧和第一右帧作为语音帧直接输出,然后
    对第一左帧和第一右帧进行语音和噪声识别,将识别结果保存后,处理第二左帧和第二右帧
    时,先读取第一左帧和第一右帧的识别结果,即是否是噪声帧,若是则将第二左帧和第二右
    帧通过高通滤波后输出,如果不是噪声帧而是语音帧,则将第二左帧和第二右帧直接输出,
    然后判断和识别第二左帧和右帧,以便作为第三左帧和第三右帧的处理依据,以此依序对各
    左帧和右帧进行处理,以减小风噪声。

    综上所述,本发明的用于双麦克风数字助听器的风噪声抑制方法通过简单的计算比较后
    即可识别麦克风接入的信号是否为噪声信号还是语音信号,对噪声信号则进行高通滤波,由
    此可有效减小助听器的风噪声,提高助听器的助听效果。

    上述实施例仅列示性说明本发明的原理及功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此项技
    术的人员均可在不违背本发明的精神及范围下,对上述实施例进行修改。因此,本发明的权
    利?;し段?,应如权利要求书所列。

    关于本文
    本文标题:用于双麦克风数字助听器的风噪声抑制方法.pdf
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