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一种电子蜗及噪声去除方法

阅读:1发布:2020-06-07

专利汇可以提供一种电子蜗及噪声去除方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 适用于 电子 耳 蜗技术领域,提供了一种电子耳蜗及噪声去除方法,包括:朝向第一方向的前向声管,用于采集包含目标声源的第一声音 信号 ;朝向第二方向的后向声管,用于采集包含目标声源的第二 声音信号 ;连接件,用于连接前向声管和后向声管; 控制器 ,分别连接所述前向声管和后向声管,用于获取第一声音信号、第二声音信号和连接件的长度并重构出去噪后的包含目标声源的声音信号。本发明 实施例 通过对2个声管采集的声音信号进行结合和降噪,有助于区分目标 语音信号 和其他方位的语音噪声,可以大幅度地减少方向性噪声的干扰,使得电子耳蜗使用者能更清晰准确的听到目标声音,提升了用户的体验感,并且解决了 现有技术 中 算法 计算程度复杂的缺点。,下面是一种电子蜗及噪声去除方法专利的具体信息内容。

1.一种噪声去除方法,其特征在于,包括:
将第一声音信号减去给予延迟值后的第二声音信号作为第一通道输入信号;将第二声音信号减去给予延迟值后的第一声音信号得作为第二通道输入信号,其中,所述第一声音信号为通过电子蜗朝向第一方向的前向声管所采集到的包含目标声源的声音信号,所述第二声音信号为通过所述电子耳蜗朝向第二方向的后向声管所采集的包含目标声源的声音信号,所述延迟值基于连接件的长度及预设的公式所计算得出,所述连接件用于连接所述前向声管和所述后向声管;
计算第一通道输入信号和第二通道输入信号的幅度参数、相位参数和功率参数;
根据第一通道输入信号和第二通道输入信号幅度参数和功率参数计算出噪声方位系数;
根据所述噪声方位系数以及第一通道输入信号的幅度参数和第二通道输入信号的幅度参数计算出去噪后的幅度参数;
根据所述去噪后的幅度参数和第一通道输入信号的相位参数重构出去噪后的包含目标声源的声音信号。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将第一声音信号减去给予延迟值后的第二声音信号作为第一通道输入信号;将第二声音信号减去给予延迟值后的第一声音信号得作为第二通道输入信号之前,还包括:
获取连接件的长度,根据公式 计算延迟值,其中,d为
连接件的长度,延迟值的单位为秒。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述计算第一通道输入信号和第二通道输入信号的幅度参数和相位参数之前,还包括:
将第一通道输入信号和第二通道输入信号进行数字化,计算得到第一通道输入信号的能量值和第二通道输入信号的能量值,分别给予增益系数给第一通道输入信号的能量值和第二通道输入信号的能量值,使得第一通道输入信号的能量值和第二通道输入信号的能量值均达到第一阈值
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述计算第一通道输入信号和第二通道输入信号的幅度参数、相位参数和功率参数,包括:
分别对第一通道输入信号和第二通道输入信号进行傅里叶变换,获得第一通道输入信号和第二通道输入信号的幅度参数和相位参数,将幅度参数进行平方计算得到功率参数。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据第一通道输入信号和第二通道输入信号幅度参数和功率参数计算出噪声方位系数,包括:
对第一通道输入信号和第二通道输入信号的幅度参数和功率参数进行加权求和,分别计算出第一通道输入信号的叠加谱参数和第二通道输入信号的叠加谱参数,根据第一通道输入信号的叠加谱参数和第二通道输入信号的叠加谱参数计算出噪声方位系数。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据第一通道输入信号的叠加谱参数和第二通道输入信号的叠加谱参数计算出噪声方位系数,包括:
筛选出小于第二阈值的第一通道输入信号的叠加谱参数和第二通道输入信号的叠加谱参数;
噪声方位系数=小于第二阈值的第一通道输入信号的叠加谱参数÷小于第二阈值的第二通道输入信号的叠加谱参数。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据噪声方位系数以及第一通道输入信号的幅度参数和第二通道输入信号的幅度参数计算出去噪后的幅度参数,包括:
去噪后的幅度参数=第一通道输入信号的幅度参数-第二通道输入信号的幅度参数×噪声方位系数。
8.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据去噪后的幅度参数和第一通道输入信号的相位参数重构出去噪后的声音信号,包括:
根据傅里叶逆变换,将去噪后的幅度参数和第一通道输入信号的相位参数重构出去噪后的包含目标声源的声音信号。

说明书全文

一种电子蜗及噪声去除方法

技术领域

[0001] 本发明属于电子耳蜗技术领域,尤其涉及一种噪声去除方法及电子耳蜗。

背景技术

[0002] 目前,在电子耳蜗前端噪声去除技术中,主要包括单通道去噪算法和多通道去噪算法,其中,谱估计方法是单通道去噪算法中应用最广泛的一种,麦克阵列语音增强技术是多通道去噪算法中应用最广泛的一种。在最近十几年里,多通道的阵列技术和单通道的语音增强技术的结合诞生了许多算法,例如,Frost算法、MINT算法和MVDR算法等,这些算法虽然能取得较好的语音增强效果,然而,这些算法的计算复杂度很高,而且迭代过程中如果对噪声变化的系数更新和收敛速度不够快的话,会产生噪声的泄露。而且,目前大多数电子耳蜗为了追求获得更高的信噪比,提升了语音增强的性能,会使用数量较多的麦克风,但是,麦克风数量过多会导致电子耳蜗尺寸过大,不适合日常使用。

发明内容

[0003] 有鉴于此,本发明实施例提供了一种噪声去除方法及电子耳蜗,以解决现有技术中电子耳蜗麦克风数量过多和算法计算复杂度高,不适合日常使用的问题。
[0004] 本发明实施例的第一方面提供了一种电子耳蜗,所述电子耳蜗包括:
[0005] 朝向第一方向的前向声管,用于采集包含目标声源的第一声音信号
[0006] 朝向第二方向的后向声管,用于采集包含目标声源的第二声音信号
[0007] 连接件,用于连接前向声管和后向声管;
[0008] 控制器,分别连接所述前向声管和后向声管,用于获取第一声音信号、第二声音信号和连接件的长度并重构出去噪后的包含目标声源的声音信号。
[0009] 进一步的,所述连接件为活动支架,所述活动支架包括间距调整按钮,所述间距调整按钮用于调整活动支架的长度,改变前向声管和后向声管的间距,使得前向声管和后向声管的连线对准目标声源。
[0010] 本发明实施例的第二方面提供了一种噪声去除方法,包括:
[0011] 将第一声音信号减去给予延迟值后的第二声音信号作为第一通道输入信号;将第二声音信号减去给予延迟值后的第一声音信号得作为第二通道输入信号;
[0012] 计算第一通道输入信号和第二通道输入信号的幅度参数、相位参数和功率参数;
[0013] 根据第一通道输入信号和第二通道输入信号幅度参数和功率参数计算出噪声方位系数;
[0014] 根据所述噪声方位系数以及第一通道输入信号的幅度参数和第二通道输入信号的幅度参数计算出去噪后的幅度参数;
[0015] 根据所述去噪后的幅度参数和第一通道输入信号的相位参数重构出去噪后的包含目标声源的声音信号。
[0016] 进一步的,所述将前向声管采集的声音信号减去给予延迟值后的后向声管的声音信号作为第一通道输入信号;将后向声管采集的声音信号减去给予延迟值后的的后向声管的声音信号得作为第二通道输入信号之前,还包括:
[0017] 获取连接件的长度,根据公式 计算延迟值,其中,d为连接件的长度,延迟值的单位为秒。
[0018] 进一步的,所述计算第一通道输入信号和第二通道输入信号的幅度参数和相位参数之前,还包括:
[0019] 将第一通道输入信号和第二通道输入信号进行数字化,计算得到第一通道输入信号的能量值和第二通道输入信号的能量值,分别给予增益系数给第一通道输入信号的能量值和第二通道输入信号的能量值,使得第一通道输入信号的能量值和第二通道输入信号的能量值均达到第一阈值
[0020] 进一步的,所述计算第一通道输入信号和第二通道输入信号的幅度参数、相位参数和功率参数,包括:
[0021] 分别对第一通道输入信号和第二通道输入信号进行傅里叶变换,获得第一通道输入信号和第二通道输入信号的幅度参数和相位参数,将幅度参数进行平方计算得到功率参数。
[0022] 进一步的,所述根据第一通道输入信号和第二通道输入信号幅度参数和功率参数计算出噪声方位系数,包括:
[0023] 对第一通道输入信号和第二通道输入信号的幅度参数和功率参数进行加权求和,分别计算出第一通道输入信号的叠加谱参数和第二通道输入信号的叠加谱参数,根据第一通道输入信号的叠加谱参数和第二通道输入信号的叠加谱参数计算出噪声方位系数。
[0024] 进一步的,所述根据第一通道输入信号的叠加谱参数和第二通道输入信号的叠加谱参数计算出噪声方位系数,包括:
[0025] 筛选出小于第二阈值的第一通道输入信号的叠加谱参数和第二通道输入信号的叠加谱参数;
[0026] 噪声方位系数=小于第二阈值的第一通道输入信号的叠加谱参数÷小于第二阈值的第二通道输入信号的叠加谱参数。
[0027] 进一步的,所述根据噪声方位系数以及第一通道输入信号的幅度参数和第二通道输入信号的幅度参数计算出去噪后的幅度参数,包括:
[0028] 去噪后的幅度参数=第一通道输入信号的幅度参数-第二通道输入信号的幅度参数×噪声方位系数。
[0029] 进一步的,所述根据去噪后的幅度参数和第一通道输入信号的相位参数重构出去噪后的声音信号,包括:
[0030] 根据傅里叶逆变换,将去噪后的幅度参数和第一通道输入信号的相位参数重构出去噪后的包含目标声源的声音信号。
[0031] 本发明实施例通过将第一声音信号减去给予延迟值后的第二声音信号作为第一通道输入信号;将第二声音信号减去给予延迟值后的第一声音信号得作为第二通道输入信号;计算第一通道输入信号和第二通道输入信号的幅度参数、相位参数和功率参数;根据第一通道输入信号和第二通道输入信号幅度参数和功率参数计算出噪声方位系数,根据所述噪声方位系数以及第一通道输入信号的幅度参数和第二通道输入信号的幅度参数计算出去噪后的幅度参数;根据去噪后的幅度参数和第一通道输入信号的相位参数重构出去噪后的包含目标声源的声音信号。本发明实施例通过对2个声管采集的声音信号进行结合和降噪,有助于区分目标语音信号和其他方位的语音噪声,可以大幅度地减少方向性噪声的干扰,使得电子耳蜗使用者能更清晰准确的听到目标声音,提升了用户的体验感,并且解决了现有技术中算法计算程度复杂的缺点。附图说明
[0032] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033] 图1是本发明实施例提供的一种电子耳蜗的结构示意图;
[0034] 图2是本发明实施例提供的另一种电子耳蜗的结构示意图;
[0035] 图3是本发明实施例提供的另一种电子耳蜗的结构示意图;
[0036] 图4是本发明实施例提供的另一种电子耳蜗的结构示意图;
[0037] 图5是本发明实施例提供的一种噪声去除方法的实现流程示意图;
[0038] 图6是本发明实施例提供的另一种噪声去除方法的实现流程示意图;
[0039] 图7是本发明实施例提供的另一种噪声去除方法的实现流程示意图。

具体实施方式

[0040] 以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节,以便透彻理解本发明实施例。然而,本领域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中,省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
[0041] 应当理解,当在本说明书和所附权利要求书中使用时,术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0042] 还应当理解,在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样,除非上下文清楚地指明其它情况,否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
[0043] 还应当进一步理解,在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。
[0044] 由于单通道去噪算法在面对不平稳性噪声时,比如音乐噪声或者竞争性语音噪声,算法的性能会大大降低。而麦克风阵列的方法可以增加空间方位的信息,所以在最近十几年里,单通道去噪算法结合多通道的阵列技术诞生了许多新的算法,例如,Frost算法、MINT算法和MVDR算法等,这些算法虽然能取得较好的语音增强效果,然而,这些算法的计算复杂度很高,而且迭代过程中如果对噪声变化的系数更新和收敛速度不够快的话,会产生噪声的泄露。而且,目前大多数电子耳蜗为了追求获得更高的信噪比,提升了语音增强的性能,会使用数量较多的麦克风,但是,麦克风数量过多会导致电子耳蜗尺寸过大,不适合日常使用。本发明通过2个非对称的声管,通过可伸缩的活动支架调整2个声管的间距,使得前向声管和后向声管的连线对准目标声源,实现目标声源的语音增强,去除其他方位的干扰噪声。为了说明本发明所述的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。
[0045] 参考图1,图1是本发明实施例提供的一种电子耳蜗的示意图,该电子耳蜗包括:前向声管10、后向声管20、连接件30和控制器40。
[0046] 朝向第一方向的前向声管10,用于采集包含目标声源的第一声音信号;
[0047] 朝向第二方向的后向声管20,用于采集包含目标声源的第二声音信号;
[0048] 连接件30,用于连接前向声管10和后向声管20;
[0049] 控制器40,分别连接所述前向声管10和后向声管20,用于获取第一声音信号、第二声音信号和连接件的长度并重构出去噪后的包含目标声源的声音信号。
[0050] 在本发明实施例中,所述声管为采集并传输声音信号的装置,声管由采集声音信号的麦克风和传输声音信号的导声管组成。所述前向和后向只是用于描述方向。
[0051] 如图1所示,所述前向声管10和后向声管20连接在连接件30的左右两端,前向声管10朝向第一方向,后向声管20朝向第二方向,第一方向与第二方向呈一定度(小于180度,大于90度)。前向声管10和后向声管20与控制器40相连。
[0052] 可选的,所述电子耳蜗还包括第一外壳和第二外壳,第一外壳包裹着前向声管除麦克风之外的剩余部分,第二外壳包裹着后向声管除麦克风之外的剩余部分。所述控制器40可以在第一外壳或第二外壳任意一个之中,例如控制器40在第二外壳中,应理解,图1给出的只给出了其中一种实施例的示意图,并不能作为本发明的限定。所述第一外壳和第二外壳可以为塑料或金属等材质,所述第一外壳和第二外壳可以为长方体或圆柱体等形状,应理解,图1给出的形状只是给出的一种示例,不能作为本发明的限定。所述第一外壳和第二外壳用于保护声管和控制器,避免由于声管和控制器裸露在外造成的物理损伤,将麦克风裸露在外是为了更好的采集声音信号。
[0053] 所述控制器40中预置有连接件的长度d的信息,所述控制器40用于根据第一声音信号、第二声音信号和连接件的长度重构出去噪后的包含目标声源的声音信号。
[0054] 本发明实施例通过前向声管和后向声管采集不同方位的目标声源的声音信号,控制器对不同方位的目标声源的声音信号进行处理,可以增强目标声源的语音强度、减少方向性噪声的干扰,使佩戴者更加清晰的听到目标声源的声音。
[0055] 可选的,在本发明的一种实施例中,所述连接件为活动支架,所述活动支架包括间距调整按钮,所述间距调整按钮用于调整活动支架的长度,改变前向声管和后向声管的间距,使得前向声管和后向声管的连线对准目标声源。
[0056] 参考图2,图2是本发明实施例提供的另一种电子耳蜗的结构示意图,该电子耳蜗包括:前向声管10、后向声管20、活动支架30和控制器40。所述活动支架30包括间距调整按钮50。
[0057] 所述活动支架30由佩戴者手动调节长度,例如,所述活动支架30包括用于调整活动支架长度30的电机,所述间距调整按钮50用于控制电机的运行从而调整活动支架的长度,每按一下间距调整按钮50就对应调整活动支架预设长度的距离。又例如,所述间距调整按钮50为排布在活动支架30上的多个按键,每个按键对应预设长度的距离,当活动支架长度调整到预设距离时,活动支架上的按键相应弹起,根据按键弹起的情况可以推测出当前活动支架的长度。
[0058] 参考图3,是本发明实施例给出的一种电子耳蜗的具体尺寸图,所述活动支架的长度d的可调范围为3.3毫米-23.3毫米。
[0059] 调整活动支架30的长度,可以改变前向声管和后向声管的间距,使得前向声管和后向声管的连线对准目标声源。这样可以实现目标声源的语音增强,去除其他方位的干扰噪声。
[0060] 参考图4,图4是电子耳蜗活动支架的长度d与电子耳蜗佩戴者的两耳间距D和电子耳蜗佩戴者与目标声源的距离L的几何关系图。所述活动支架的长度根据公式进行调整,其中,L为电子耳蜗佩戴者与目标声源的距离,D为电子耳蜗佩戴者的两耳间距,d的单位为毫米。由于电子耳蜗佩戴者的两耳间距D是已知且不变的,所以活动支架的长度d是根据电子耳蜗佩戴者与目标声源的距离L来确定并校准的。
[0061] 例如,在本发明的一种实施例中,所述间距调整按钮40包括按钮1、按钮2和按钮3。按钮1对应电子耳蜗佩戴者与目标声源的距离L为1米,按钮2对应电子耳蜗佩戴者与目标声源的距离L为2米,按钮3对应电子耳蜗佩戴者与目标声源的距离L为3米。根据公式,由已知的L和D,可以计算出活动支架的长度d。例如,电子耳蜗佩戴者目测与目标声源的距离为1米时,按下按钮1,使活动支架的长度自动调整到3.3毫米。应理解,只要目标声源与佩戴者的距离不超过3米,电子耳蜗接收到的声音信号都比较强烈,其中由于目测所产生的误差可以忽略不计。
[0062] 在日常使用场景中,电子耳蜗佩戴者大多数情况是与目标声源面对面交谈,交谈的距离大多数不超过3米,一般在1米左右。在本发明实施例中,所述活动支架的长度可调范围是3.3毫米~23.3毫米,其中,3.3毫米对应目标声源距离1米,23.3毫米对应目标声源距离3米,也就是说本发明实施例电子耳蜗与目标声源的最合适距离为3米以内。
[0063] 本发明实施例通过间距调整按钮调整活动支架的长度,使得前向声管和后向声管的连线能对准目标声源,可以实现目标声源的语音增强,去除其他方位的干扰噪声。
[0064] 参考图5,图5是本发明实施例提供的一种噪声去除的方法的示意流程图,该方法执行主体为上述实施例中的控制器,所述控制器执行如步骤S101至S105所述的方法,该方法包括:步骤S101至步骤S105。
[0065] 步骤S101,将第一声音信号减去给予延迟值后的第二声音信号作为第一通道输入信号;将第二声音信号减去给予延迟值后的第一声音信号得作为第二通道输入信号。
[0066] 在本发明实施例中,所述延迟值跟电子耳蜗2个声管之间的间距有关,即活动支架的长度有关,这是因为在麦克风阵列波束形成中,给予不同的延迟值可以形成不同的极性图,极性图就是不同方向的系统响应大小,在本发明实施例中需要形成一个特定形状的极性图,即心型极性图,心型极性图的延迟值需要参数d/c,其中,d是两个声管之间的距离,即活动支架的长度,c是声音速度,c是固定的,那么d和两个声管之间的距离有关,当活动支架的长度调整时,延迟值T也跟着变换。
[0067] 因此,如图6所示,在本发明实施例S101:将第一声音信号减去给予延迟值后的第二声音信号作为第一通道输入信号;将第二声音信号减去给予延迟值后的第一声音信号得作为第二通道输入信号之前,还包括步骤S100:
[0068] 步骤S100,获取连接件的长度,根据公式 计算延迟值,其中,d为连接件的长度,延迟值的单位为秒。
[0069] 若所述连接件为不可伸缩的连接件,则将连接件的长度信息预置在控制器中;若所述连接件为可伸缩的活动支架,例如,若所述活动支架通过电机调整,则可通过获取电机的转动圈数来计算当前活动支架的长度。若所述活动支架通过人为伸缩,则可通过获取间距调整按钮的档位状况从而获取当前活动支架的长度。
[0070] 例如,将前向声管采集的声音信号设为XF(t),将后向声管采集的声音信号设为XR(t),那么第一通道输入信号为XF(t)-XR(t-T),第二通道输入信号为XR(t)-XF(t-T)。形成的两路信号包含的目标语音和干扰噪声的信息有所差别,其中第一通道输入信号同时包含语音和噪声,第二通道输入信号主要包含噪声信息。2个通道信号包含信息不同的原因是:两个通道对应的系统极性图(方向性幅频响应)都是心型的极性图,但是方位正好相反,第一通道输入信号的心型极性图最大的响应朝向正向,幅度为0的方位对着背向,第二通道输入信号的心型极性图最大的响应朝向背向,幅度为0的方位对着正向。对于电子耳蜗实际使用来说,面对面交流时目标信号往往是正向,而其他方位为干扰噪声,所以第一通道输入信号同时包括了目标信号和干扰噪声,而第二通道输入信号由于0的幅度响应正好指向正向的目标信号,所以几乎包含很少的正向目标信号,所以两个通道的信号是不同的。
[0071] 步骤S102,计算第一通道输入信号和第二通道输入信号的幅度参数、相位参数和功率参数。
[0072] 分别对第一通道输入信号和第二通道输入信号进行傅里叶变换,获得第一通道输入信号和第二通道输入信号的幅度参数和相位参数,将幅度参数进行平方计算得到功率参数。
[0073] 步骤S103,根据第一通道输入信号和第二通道输入信号幅度参数和功率参数计算出噪声方位系数。
[0074] 对幅度参数和功率参数分别给予加权参数,分别计算出第一通道输入信号的叠加谱参数和第二通道输入信号的叠加谱参数,根据第一通道输入信号的叠加谱参数和第二通道输入信号的叠加谱参数计算出噪声方位系数。
[0075] 幅度参数和功率参数本身的单位是不同的,在物理上是不可叠加的,但数学上可以,在本发明实施例中,将幅度参数和功率参数给予加权参数后叠加只是为了用于区分出目标语音和噪声帧,只用一个幅度参数或者一个功率参数也可以进行判别,但在去噪效果上有细微的差别,所以本发明实施例设置了2个加权参数将2者组合,默认是两个参数一样重要,各给0.5倍,当然,在具体噪声场景下可以进行测试,得到一个最优的经验值。给予加权参数的意义是同时利用了幅度参数和功率参数的优点,判别结果比单独使用一个更加准确,对不同的应用场景测试一个更合适的加权参数更能提高性能。例如,当干扰噪声是音乐环境或干扰噪声是旁边人的说话声时,加权参数就会有所不同。
[0076] 对幅度参数给予第一加权参数,对功率参数给予第二加权参数,第一加权参数+第二加权参数=1;
[0077] 第一通道输入信号的叠加谱参数=第一通道输入信号的幅度参数×第一加权参数+第一通道输入信号的功率参数×第二加权参数;
[0078] 第二通道输入信号的叠加谱参数=第二通道输入信号的幅度参数×第一加权参数+第二通道输入信号的功率参数×第二加权参数。
[0079] 例如,将第一加权参数设为B1,第二加权参数设为B2,B1+B2=1。那么,第一通道输入信号的叠加谱参数=第一通道输入信号的幅度参数×B1,第二通道输入信号的叠加谱参数=第二通道输入信号的幅度参数×B2。
[0080] 筛选出小于第二阈值的第一通道输入信号的叠加谱参数和第二通道输入信号的叠加谱参数。
[0081] 第二阈值是技术人员通过测试得到的一个经验值,用于区分出目标语音帧和噪声帧,因为信号是分帧处理的,将一段信号中小于第二阈值的声音信号判断为噪声帧,大于第二阈值的判断为目标语音帧。根据第一通道输入信号和第二通道输入信号中的噪声帧对应的叠加谱参数可以计算出噪声方位系数。
[0082] 噪声方位系数=小于第二阈值的第一通道输入信号的叠加谱参数÷小于第二阈值的第二通道输入信号的叠加谱参数。
[0083] 步骤S104,根据噪声方位系数以及第一通道输入信号的幅度参数和第二通道输入信号的幅度参数计算出去噪后的幅度参数。
[0084] 得到噪声方位系数后,根据第一通道输入信号和第二通道输入信号的幅度参数可以计算出去噪后的幅度参数。
[0085] 去噪后的幅度参数=第一通道输入信号的幅度参数-第二通道输入信号的幅度参数×噪声方位系数。
[0086] 步骤S105,根据去噪后的幅度参数和第一通道输入信号的相位参数重构出去噪后的包含目标声源的声音信号。
[0087] 根据傅里叶逆变换,将去噪后的幅度参数和第一通道输入信号的相位参数重构出去噪后的包含目标声源的声音信号。
[0088] 由于电子耳蜗对相位相对不敏感,在信号重建中使用前向声管采集的声音信号的相位参数的相位就可以近似代表目标信号的相位,结合该相位以及计算出来的目标信号的去噪后的幅度参数,通过傅立叶逆变换变成时域信号,然后经过去交叠(帧交叠的逆过程)最后恢复出清晰的去噪信号。
[0089] 可选的,在本发明的一种实施例中,实时对噪声方位系数进行更新,以适应噪声方位的变化,提高噪声方位系数估计的稳健性。
[0090] 本发明实施例通过将第一声音信号减去给予延迟值后的第二声音信号作为第一通道输入信号;将第二声音信号减去给予延迟值后的第一声音信号得作为第二通道输入信号;计算第一通道输入信号和第二通道输入信号的幅度参数、相位参数和功率参数;根据第一通道输入信号和第二通道输入信号幅度参数和功率参数计算出噪声方位系数,根据所述噪声方位系数以及第一通道输入信号的幅度参数和第二通道输入信号的幅度参数计算出去噪后的幅度参数;根据去噪后的幅度参数和第一通道输入信号的相位参数重构出去噪后的包含目标声源的声音信号。本发明实施例通过对2个声管采集的声音信号进行结合和降噪,有助于区分目标语音信号和其他方位的语音噪声,可以大幅度地减少方向性噪声的干扰,使得电子耳蜗使用者能清晰准确的听到目标声音,提升了用户的体验感,并且解决了现有技术中算法计算程度复杂的缺点。
[0091] 如图7所示,在上述实施例步骤S102:所述计算第一通道输入信号和第二通道输入信号的幅度参数和相位参数之前,还包括步骤S1021。
[0092] 步骤S1021,将第一通道输入信号和第二通道输入信号进行数字化,计算得到第一通道输入信号的能量值和第二通道输入信号的能量值,分别给予增益系数给第一通道输入信号的能量值和第二通道输入信号的能量值,使得第一通道输入信号的能量值和第二通道输入信号的能量值均达到第一阈值。
[0093] 每个声管采集的声音信号经过数字化后都是一组数,将每个数值平方后再相加即得到该段信号的能量值,每一段信号都得到一个能量数值,然后设置一个阈值,通过给予增益系数给第一通道输入信号和第二通道输入信号可以让两个通道的能量均衡调整到该阈值。
[0094] 例如,给予增益系数A1给第一通道输入信号,给予增益系数A2给第二通道输入信号,使得第一通道输入信号的能量值×A1=第一阈值,第二通道输入信号的能量值×A2=第一阈值,如果声音本身合适,则A1设置为1,主要是计算并调整增益系数A2。如果采集的信号过大或者过小,则增益系数A1和A2都要调整。给予增益系数的目的是均衡两通道的能量,方便后续算法进行比较,给予增益系数并不会影响信号本身。
[0095] 应理解,上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
[0096] 以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本发明的保护范围之内。
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