[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

说明书

本发明提供一种基于改进子带信噪比估计的数字助听器降噪方法，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，从而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；最后将修正的各子带信号综合得到降噪处理后的语音。该方法更为精准的子带信噪比估计方法使得背景噪声抑制效果更好，减轻助听器用户的听觉疲劳；方法简单高效，避免了傅里叶逆变换使得时间延迟性能获得较大程度的改善，较传统谱减法改善了60.6％，较传统维纳滤波法改善了40.7％。

技术领域

本发明涉及一种基于改进子带信噪比估计的数字助听器降噪方法。

背景技术

听力损失是影响人类生活的严重疾病。长期的听力障碍除了影响日常交流，还会引发心理问题，给社会和家庭带来沉重的负担。佩戴助听器是轻-重度听障患者的最有效的听力干预和康复的手段。在噪声环境中理解语音困难是困扰助听器使用者的最常见问题。为了提高语音理解度和聆听舒适度，助听器语音增强技术大体可归结为两类：定向麦克风和降噪方法。前者是基于语音和噪声在空间上的差异性设计，利用方向性麦克风或波束形成技术来增强特点方向上的语音信号。但是此类方法受麦克风的数量或尺寸限制，性能改善有限，而且不适用于深耳道助听器。第二种方法旨在利用语音和噪声的时间和频谱上的差异，将语音从含噪信号中分离出来。但是，语音和噪声可能在时间和频谱上存在重叠，因此很多研究人员针对这个问题进行了深入研究。

在语音增强方面，研究者提出了很多减噪效果显著的方法。专利US 2012/8204263B2“Method of estimating weighting function of audio signals in a hearing aid”即一种助听器音频信号增强方法，利用多麦克风联合采集环境声音，实现语音增强效果，但对佩戴耳道内或附近的小型定制助听器的患者来说，这一类借助多麦克风进行语音增强却是不适用的；专利US 2014/13198739.8，“Enhanced dynamics processing of streamingaudio by source separation and remixing”即一种使用源分离和混合的增强音频流方法，采用非负矩阵分解理论，通过对纯净语音数据和噪声数据进行学习语音和噪声模型，但该方法复杂度和对设备的要求较高；专利CN 200510086877.8“用于助听器的语音增强方法”利用听觉掩蔽曲线对滤波参数进行调整，但该方法需要对人耳听觉生理模型认识的进一步了解，并且该方法往往包含大量的指数运算、对数运算等一些复杂的运算。上述的这些方法虽然有一定的语音增强效果，但是并不适用于对实时性和功耗要求很高的助听器中。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于改进子带信噪比估计的数字助听器降噪方法，解决现有技术中助听器语音增强技术存在的或受麦克风的数量或尺寸限制，性能改善有限，而且不适用于深耳道助听器，或语音和噪声可能在时间和频谱上存在重叠的问题。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种基于改进子带信噪比估计的数字助听器降噪方法，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。

进一步地，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)(i＝0,1,2,…N-1)；