[发明专利]基于改进子带信噪比估计的数字助听器降噪方法

权利要求书

1.一种基于改进子带信噪比估计的数字助听器降噪方法，其特征在于，包括：

采用分解滤波器组将原信号分解成若干个子带，然后计算出每个子带中相邻两帧信号的互相关函数和各自的均方值，来估计出该子带的信噪比；

其次，根据估计出的信噪比计算各子带增益，并与子带信号相乘得到修正的子带信号；

最后，将修正后的各子带信号综合得到降噪处理后的语音；

具体包括以下步骤：

S1、对数字助听器的麦克风输入信号x(n)进行AD转换，并将转换后的数字信号分帧x_i(n)，其中，i＝0,1,2,…N-1；

S2、通过分解滤波器：将每帧信号通过多通道的6阶IIR分解滤波器组h_i(n)，其中，i＝0,1,…M-1，M为通道数，以c_i为降采样系数进行降采样，得到M个子带信号：x(i，m)，其中，i＝0,1,2,…N-1，m＝0,1,…M-1；

S3、子带信噪比估计：第m个子带第i帧的信噪比估计值为

式中，P(i,m)，P(i-1,m)为第m个子带中第i和第i-1帧的纯语音信号功率，σ²(m)为第m个子带中的噪声方差，α为平滑因子，0＜α＜1；

S4、增益值计算：将估计出的信噪比SNR(i,m)带入增益函数g_dB(i,m)中，并将g_dB(i,m)变换到幅度域g(i,m)；步骤S4中，将第m子带中第i帧语音信号的增益g_dB(i,m)变换到幅度域g(i,m)：

S5、子带噪声抑制：通过得到的各子带的增益值对原始语音信号进行噪声衰减，得到增强后的语音信号：y_im(n)＝g(i,m)·x(i,m)；

S6、子带信号综合输出：将M个通道的输出信号y_im(n)，其中i＝0,1,…M-1，先以c_i为升采样系数进行升采样，最后合成得到输出的语音信号y(n)。

2.如权利要求1所述的基于改进子带信噪比估计的数字助听器降噪方法，其特征在于，步骤S3中，子带信噪比估计具体为：

S31、利用每个子带内的L_m个频谱来估计出相关矩阵R(i,m)中的E[X²(i,m)]、E[X²(i-1,m)]和E[X(i-1,m)X(i,m)]，E[X²(i,m)]、E[X²(i-1,m)]分别为第m个子带中的第i帧和第i-1帧的均方值，E[X(i,m)X(i-1,m)]表示第i帧和第i-1帧的互相关函数；

S32、求解出相邻两帧语音信号即第m个子带中第i和第i-1帧的纯语音信号功率P(i,m)、P(i-1,m)，以及第m个子带中的噪声方差σ²(m)，用于估计出第m个子带第i帧的信噪比估计值SNR(i,m)。

3.如权利要求2所述的基于改进子带信噪比估计的数字助听器降噪方法，其特征在于，步骤S31中，当信号经过分析滤波器得到M个子带后，根据每个子带包含L_m个频谱来估计第m个子带相邻帧的相关矩阵R(i,m)：

式(2)中，E[X²(i,m)]、E[X²(i-1,m)]分别为第m个子带中的第i帧和第i-1帧的均方值，E[X(i,m)X(i-1,m)]表示第i帧和第i-1帧的互相关函数。

4.如权利要求1-3任一项所述的基于改进子带信噪比估计的数字助听器降噪方法，其特征在于，步骤S4中，增益函数为

g_dB(i,m)＝λ_im(SNR)f(x_dB(n)) (13)

其中，g_dB(i,m)代表第m子带中第i帧语音信号的增益，λ_im(SNR)为第m子带中第i帧语音信号随SNR变化的衰减值，将λ_im(SNR)限制在[-1,0]中，f(x_dB(n))为最大噪声衰减函数。