CN108024188A - 一种基于智能终端的高可懂度语音降噪算法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于智能终端的高可懂度语音降噪算法，用于助听器和智能终端之间的通信，助听器从外界接收带噪语音信号并传输到智能终端，经智能终端处理，得到噪声估计，实现输出语音的高可懂度，具体包括以下步骤：(1)助听器从外界接收到语音信号传输到智能终端后，通过数模转换和WOLA分析滤波器分析后形成有两条路径并保存相位；(2)第一条路径是提取所保存的相位，第二条路径是数字化的语音信号传输至智能终端后进行VAD判断，得到连续无语音段序列NSpeech，并进行判别；(3)WOLA分析滤波器综合上述两条路径并重构之后输出得到高可懂度的语音信号，即完成了高可懂度语音降噪算法。本发明实现噪声的精确估计与消除，同时提高语音的可懂度。

Description

一种基于智能终端的高可懂度语音降噪算法

技术领域

本发明属于助听器噪声消除算法设计领域，尤其涉及一种基于智能终端的高可懂度语音 降噪算法，用以实现噪声的精确估计与消除，同时提高语音的可懂度。

背景技术

听力损伤和听力残疾是国内最常见的伤残种类，其中大部分为中度和轻度伤残，数字助 听器是解决中度和轻度听力损伤的重要手段。数字助听器所使用的核心技术之一是其使用的 数字降噪算法，目前大部分的数字语音降噪算法侧重于信噪比的提高，而忽略了输出引得可 懂度，而本文算法理论上能够很好的提高降噪后的语音可懂度，提高佩戴者的舒适程度。

根据世界卫生组织在2015年3月的统计，全世界人口的5％，也就是3.6亿人，患有残疾 性听力损失，随着人口寿命增长和老龄化，老年性耳聋的人数不断增加。对于这些听力障碍 的人群来说，通过助听器来恢复大部分的听觉是十分有效的一种手段。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种基于智能终端的高可懂度语音降 噪算法，本发明是对传统降噪算法的创新以实现噪声的精确估计与消除，同时提高语音的可 懂度，该算法将在智能终端芯片上实现，本发明算法的其中一部分是助听器接受信号并传输 到智能终端，经智能终端处理，得到精准的噪声估计，从而实现输出语音的高可懂度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于智能终端的高可懂度语音降噪算法，用于助听器和智能终端之间的通信，助听 器从外界接收带噪语音信号并传输到智能终端，经智能终端处理，得到噪声估计，实现输出 语音的高可懂度，具体包括以下步骤：

(1)助听器从外界接收到语音信号传输到智能终端后，通过数模转换和WOLA分析滤 波器分析后形成有两条路径并保存相位；

(2)第一条路径是提取所保存的相位，第二条路径是数字化的语音信号传输至智能终端 后进行VAD(语音活动性检测，Voice Activity Detection)判断，得到连续无语音段序列 NSpeech(无语音帧，No Speech)，并进行判别：

a)若NSpeech帧数大于100，则取该无语音段的1/3作为噪声谱估计；

b)若NSpeech帧数小于100且大于30，则取该无语音段的后30帧作为噪声谱估计；

c)若NSpeech帧数小于30，则该语音段忽略；

(3)WOLA分析滤波器综合上述两条路径并重构之后输出得到高可懂度的语音信号， 即完成了高可懂度语音降噪算法。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

1.本发明是助听器与智能终端进行良好协作中的重要部分，它起到了补充两者短板的作 用，完成了助听器、智能终端之间的数据收集、数据处理和数据传输的功能。

2.通过助听器接受信号并传输到智能终端，经智能终端处理，得到精准的噪声估计，从 而实现输出语音的高可懂度。

附图说明

图1是本发明算法应用的系统结构示意图。

图2是本发明的算法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

如图1和图2所示，本发明应用的系统是由两个主要部分组成，即助听器和智能终端。 助听器的受话器从外界接收语音信号，经处理后通过无线通信传输到智能终端，在智能终端 上，根据高可懂度语音降噪算法处理得到相对精准的噪声谱估计，然后进行降噪处理。降噪 后的分帧信号再通过蓝牙等返回到助听器，滤波器综合、数模转换后输出为人耳可听见的语 音信号。

本发明从算法流程上主要分为两条不同的路线，第一条是带噪语音进入后，利用人耳对 语音信号相位不敏感的特性，通过WOLA分析滤波器分析后保存相位，以便合成时使用；第 二条是分帧后的数据进入VAD(语音活动性检测，Voice Activity Detection)进行有话帧和无话 帧的判别，得到连续无语音段序列NSpeech(无语音帧，No Speech)，判别之后的操作是专利 的核心步骤，具体来说，将判别之后的序列分为以下几种情况：

1)如果NSpeech帧数大于100，则取该无语音段的1/3作为噪声谱估计；

2)如果NSpeech帧数小于100且大于30，则取该无语音段的后30帧作为噪声谱估计；

3)如果NSpeech帧数小于30，则该语音段忽略。

然后通过判别之后的结果进行谱减参数计算操作。完成之后通过无线通信返回到助听器， 进行WOLA综合变换、模数转换等。完成判别之后再根据不同的情况进行噪声的估计，最后 进行降噪操作，WOLA综合滤波器重构之后输出。

本发明并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本发 明的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本发明宗 旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本发明的启示下还可做出很多 形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于智能终端的高可懂度语音降噪算法，其特征在于，用于助听器和智能终端之间的通信，助听器从外界接收带噪语音信号并传输到智能终端，经智能终端处理，得到噪声估计，实现输出语音的高可懂度，具体包括以下步骤：

(1)助听器从外界接收到语音信号传输到智能终端后，通过数模转换和WOLA分析滤波器分析后形成有两条路径并保存相位；

(2)第一条路径是提取所保存的相位，第二条路径是数字化的语音信号传输至智能终端后进行VAD判断，得到连续无语音段序列NSpeech，并进行判别：

a)若NSpeech帧数大于100，则取该无语音段的1/3作为噪声谱估计；

b)若NSpeech帧数小于100且大于30，则取该无语音段的后30帧作为噪声谱估计；

c)若NSpeech帧数小于30，则该语音段忽略；

(3)WOLA分析滤波器综合上述两条路径并重构之后输出得到高可懂度的语音信号，即完成了高可懂度语音降噪算法。