CN109806498B - 一种电子耳蜗信号处理的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于信号处理的技术领域，提供了一种电子耳蜗信号处理的方法及装置，包括：分别获取所述第一声管和所述第二声管和所述第三声管和所述第四声管采集的声音信号；将所述第二声管的声音信号赋予第一延迟得到第一延迟信号；将所述第四声管的声音信号赋予第一延迟得到第二延迟信号；将所述第一指向性信号和所述第二指向性信号和所述第一声管的声音信号和第三声管的声音信号赋予不同的增益系数并叠加形成第一叠加信号；计算所述第一叠加信号波束图的最大方位；将所述第一叠加信号作为第一输出信号。本发明在所述双麦克风保持预设距离下，通过赋予信号不同的增益系统以及延迟处理，增强目标信号，与传统的技术相比，具有更高的言语识别率。
Description
技术领域
本发明属于信号处理技术领域，尤其涉及一种电子耳蜗信号处理的方法及装置、计算机可读存储介质。
背景技术
人工耳蜗是一种电子装置，由体外言语处理器将声音转换为一定编码形式的电信号，通过植入体内的电极系统直接兴奋听神经来恢复、提高及重建聋人的听觉功能。近二十多年来，随着高科技的发展，人工耳蜗进展很快，已经从实验研究进入临床应用。现在全世界已把人工耳蜗作为治疗重度聋至全聋的常规方法。人工耳蜗是目前运用最成功的生物医学工程装置。
目前的电子耳蜗在安静环境下有较高的言语识别率，但在噪声环境和应用场景中的各种失配情况下会大幅度降低言语识别率。而电子耳蜗使用者最为常见和最为迫切的需求是提高正在交谈时所面对的目标信号的言语识别率，而干扰噪声往往源于其他方位，导致电子耳蜗在噪声环境和各种失配场景条件下的言语识别率仍然较低。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种电子耳蜗信号处理的方法及装置，以解决现有技术中电子耳蜗在噪声环境和各种失配场景条件下的言语识别率较低的技术问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种电子耳蜗信号处理的方法，包括：
分别获取所述第一声管和所述第二声管和所述第三声管和所述第四声管采集的声音信号；
当所述第一声管和所述第二声管和所述第三声管和所述第四声管采集的声音信号的言语识别率均小于第一阈值时，将所述第二声管的声音信号赋予第一延迟得到第一延迟信号；将所述第四声管的声音信号赋予第一延迟得到第二延迟信号；
将所述第一声管的声音信号与所述第一延迟信号相减得到第一指向性信号；将所述第三声管的声音信号与所述第二延迟信号相减得到第二指向性信号；
将所述第一指向性信号和所述第二指向性信号和所述第一声管的声音信号和第三声管的声音信号赋予不同的增益系数并叠加形成第一叠加信号；
计算所述第一叠加信号对应波束图中波束最大时的方位；
当所述方位大于或等于第二阈值时，将所述第一叠加信号作为第一输出信号。
本发明实施例的第二方面提供了一种电子耳蜗信号处理的装置，包括：
采集单元，用于分别获取所述第一声管和所述第二声管和所述第三声管和所述第四声管采集的声音信号分别获取四个所述声管采集的声音信号；
计算单元，用于当所述第一声管和所述第二声管和所述第三声管和所述第四声管采集的声音信号的言语识别率均小于第一阈值时，将所述第二声管的声音信号赋予第一延迟得到第一延迟信号；将所述第四声管的声音信号赋予第一延迟得到第二延迟信号当四个所述声管采集的声音信号的言语识别率均小于第一阈值时，将所述第二声管的声音信号赋予第一延迟得到第一延迟信号；将所述第四声管的声音信号赋予第一延迟得到第二延迟信号；
将所述第一声管的声音信号与所述第一延迟信号相减得到第一指向性信号；将所述第三声管的声音信号与所述第二延迟信号相减得到第二指向性信号；
将所述第一指向性信号和所述第二指向性信号和所述第一声管的声音信号和第三声管的声音信号赋予不同的增益系数并叠加形成第一叠加信号；
计算所述第一叠加信号波束图的最大方位；
第一判断单元，用于当所述第一叠加信号波束图的最大方位大于或等于第二阈值时，将所述第一叠加信号作为第一输出信号。
本发明实施例的第三方面提供了一种电子耳蜗，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面和/或第二方面所述方法的步骤。
本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面和/或第二方面所述方法的步骤。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：在本发明中，通过双垂直声管采集四个不同的信号，对所述信号进行延迟处理并赋予不同的增益系数，将不同的增益系数赋予至所述信号，通过赋予信号不同的增益系统以及延迟处理，增强目标信号，与传统的技术相比，具有更高的言语识别率。
附图说明
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，在不付出创造性劳的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种电子耳蜗结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种电子耳蜗信号处理的方法实现流程示意图；
图3是本发明实施例提供的另一种电子耳蜗信号处理的方法的实现流程示意图；
图4是本发明实施例提供的另一种电子耳蜗信号处理的方法实现流程示意图；
图5是本发明实施例提供的一种电子耳蜗信号处理的装置的示意图；
图6是本发明实施例提供的一种电子耳蜗的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
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。
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。
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。
如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
本发明所述的电子耳蜗是一种电子装置，由体外言语处理器将声音转换为一定编码形式的电信号，通过植入体内的电极系统直接刺激听觉神经来恢复或重建聋人的听觉功能。本发明所采用的电子耳蜗与传统的电子耳蜗装置不同，本发明所述的电子耳蜗采用垂直型双声管结构，即每个麦克风都设有两个声管且两个声管互相垂直，为了更好得区分左右两侧的麦克风以及声管，将所述电子耳蜗的双麦克风系统分为第一麦克风和第二麦克风，所述第一麦克风设有双垂直型的第一声管和第二声管，所述第二麦克风设有双垂直型的第三声管和第四声管。如图1所示，图1是本发明实施例提供的一种电子耳蜗结构示意图，所述第一麦克风设有双垂直型的第一声管和第二声管，所述第二麦克风设有双垂直型的第三声管和第四声管。在上述装置的基础上，本发明提出了一种电子耳蜗信号处理的方法，请参见图2，图2是本发明实施例提供的一种电子耳蜗信号处理的方法实现流程示意图。如图2所示的一种电子耳蜗信号处理的方法包括：
S201，分别获取所述第一声管和所述第二声管和所述第三声管和所述第四声管采集的声音信号。
所述双麦克风可调整彼此的距离，而所述距离决定了四个所述声管的信号的内部延迟时长，进而产生不同的输出信号。可根据不同的场景选用合适的距离。
S202，当所述第一声管和所述第二声管和所述第三声管和所述第四声管采集的声音信号的言语识别率均小于第一阈值时，将所述第二声管的声音信号赋予第一延迟得到第一延迟信号；将所述第四声管的声音信号赋予第一延迟得到第二延迟信号。
获取所述第一声管和所述第二声管和所述第三声管和所述第四声管采集的声音信号的言语识别率，所述言语识别率是指受试者耳朵能听懂所测词汇的百分比，根据不同的百分比来可以来预判助听器佩戴的效果，为患者建立合理的期望值。而当所述言语识别率低于所述第一阈值时表示当前的噪声过大或者目标信号的辨识度较低。需要通过增强声音信号的目标方位的响应幅度或者抑制干扰噪音来提高所述言语识别率。可通过以下步骤103至106增强信号目标方位的响应幅度，首先，将所述第二声管信号赋予第一延迟，所述第一延迟的范围是0～L/c，L表示所述第一麦克风或所述第二麦克风的两个垂直型声管的距离。而所述第一延迟可以赋予每个所述麦克风中任一声管，在本实施例中为了更好得说明技术方案，选取所述第一麦克风的第二声管和所述第二麦克风的第四声管进行延迟处理，在实际计算过程中对声管的选择可根据计算方式而定，在此不做限定。
S203，将所述第一声管的声音信号与所述第一延迟信号相减得到第一指向性信号；将所述第三声管的声音信号与所述第二延迟信号相减得到第二指向性信号。
为了得到每个所述麦克风的指向性信号，本发明实施例分别通过将每个麦克风中未经过延迟处理的声音信号(即所述第一麦克风的第一声管的声音信号和第二麦克风的第三声管的声音信号)与经过延迟处理的所述第一延迟信号和所述第二延迟信号，分别得到所述第一指向性信号和所述第二指向性信号。所述第一声管的声音信号来自一定的方位，与两个所述麦克风连线所在直线的夹角为θ。设所述第一麦克风的第一声管采集到的信号为x(t)，由于空间方位上的差异，到达所述第二声管(所述第一延迟信号为所述第二声管信号经过延迟处理而来)的信号有一个延迟
其中L表示是所述第一声管和所述第二声管的间距，c表示声音在空气中传播速度，所以麦克风采集到的信号为
对所述第二声管采集到的声音信号赋予一个延迟τ，得到
两声管的信号相减得到所述第一指向性信号y(t)：
其中，c声音在空中的传播速度，如图1所示，d表示所述第一麦克风和所述第二麦克风之间的距离。
所述第一指向性信号对应的系统幅频响应为：
系统幅频响应所包含的参数θ，决定了不同角度的系统幅频响应是不同的，由此形成了对不同方位的指向性结果。系统幅频响应所包含的延迟τ则决定了波束图(也称极性图)的指向特征。常见极性图如：双极型、超心型和心型所对应的τ分别为0、0.342d/c和d/c，这三个不同的τ值显示了不同特征的极性图。在应用中，常常需要对目标方位信号给予较大的系统响应，而对需要抑制的噪声方位的信号给予较小的响应。不同类型的极性图可用在不同的场合，而系统幅频响应为零的点称为零点(Null)，比如双极型波束的零点在90°和270°位置，超心型的零点大致在110°和250°的位置，心型的零点在180°的位置。由于零点和零点附近位置的系统响应很小，如果零点指向噪声到达的方位(direction of arrival，DOA)，则可以用于抑制噪声。
S204，将所述第一指向性信号和所述第二指向性信号和所述第一声管的声音信号和第三声管的声音信号赋予不同的增益系数并叠加形成第一叠加信号。
所述第一叠加信号如下：
如图1所示，a表示所述第一声管或所述第三声管的长度，b表示所述第二声管或所述第四声管的长度，c声音在空中的传播速度，l表示所述第一声管与所述第一麦克风边缘的距离，所述第三声管与所述第二麦克边缘的距离，L表示所述第一声管和所述第二声管的距离或所述第三声管和第四声管的距离，θ是所述声音信号方位，T表示所述第一延迟，d表示所述第一麦克风和所述第二麦克风之间的距离，w1和w2、w3、w4分别表示所述第一声管信号和所述第二声管信号、所述第三声管信号、所述第四声管信号的增益系数。
在本发明实施例中通过6个参数(包括：T、d、w1、w2、w3和w4)的调节来设计用于特定场景的波束，这6个参数组成的参数向量是：[T d w1 w2 w3 w4]。通过设置6种参数的不同组合可以设计不同的波束用于特定的应用。
S205，计算所述第一叠加信号对应波束图中波束最大时的方位。
具体地，所述计算所述第一叠加信号对应波束图中波束最大时的方位计算所述第一叠加信号波束图的最大方位，包括：
计算所述第一叠加信号在波束图中不同方位的幅频幅度响应值，所述幅度响应值反映了所述波束的大小。
通过幅度响应函数H(θ)计算波束图中不同方位的幅度响应值：
计算每个方位所对应的幅度响应值，选取幅度响应值最大值时对应的θ作为所述波束最大时的方位。
S206，当所述方位大于或等于第二阈值时，将所述第一叠加信号作为第一输出信号。
在此步骤中对所述方位进行判别，当所述方位大于或等于所述第二阈值时，将所述第一叠加信号作为第一输出信号，当所述方位小于所述第二阈值时，则进行另一种信号处理的方法。
在本实施例中，通过通过双垂直声管采集四个不同的信号，对所述信号进行延迟处理并赋予不同的增益系数，将不同的增益系数赋予至所述信号，通过赋予信号不同的增益系统以及延迟处理，增强目标信号，与传统的技术相比，具有更高的言语识别率。
可选地，电子耳蜗在实际使用过程中，大多数电子耳蜗都是充电式电池，若持续采用如图2所示的实施例的信号处理方式，可能会造成功耗的提高。故，为了减少功耗的提高，本发明实施例提供了对声音信号的第二种处理方式，在步骤101后本实施例提供了另一种电子耳蜗信号处理的方法，请参见图3，图3是本发明实施例提供的另一种电子耳蜗信号处理的方法的实现流程示意图。如图3所示，该方法包括步骤201至202。图2所示实施例与图1所示实施例相同之处，在本实施例中不再赘述，请参见图1所示实施例的相应描述。
S201，分别获取所述第一声管和所述第二声管和所述第三声管和所述第四声管采集的声音信号。
本实施例中S201与图1所述实施例中S201相同，具体请参阅该实施例中关于S201的相关描述，此处不赘述。
S201，判断所述第一声管和所述第二声管和所述第三声管和所述第四声管采集的声音信号的言语识别率是否小于所述第一阈值。
当所述第一声管和所述第二声管和所述第三声管和所述第四声管采集的声音信号的言语识别率小于所述第一阈值时，则执行步骤102至106。
当所述第一声管和所述第二声管和所述第三声管和所述第四声管采集的声音信号的言语识别率大于或等于所述第一阈值时，则执行步骤202。
S202，当所述第一声管和所述第二声管和所述第三声管和所述第四声管采集的声音信号的言语识别率均大于或等于所述第一阈值时，则将四个所述声管采集的声音信号叠加作为第二输出信号。
当所述言语识别率较高时，表示当前的声音信号可以满足用户日常沟通，可直接将所述第一声管和所述第二声管和所述第三声管和所述第四声管采集的声音信号叠加形成第二输出信号。
S202，当所述第一声管和所述第二声管和所述第三声管和所述第四声管采集的声音信号的言语识别率均小于第一阈值时，将所述第二声管的声音信号赋予第一延迟得到第一延迟信号；将所述第四声管的声音信号赋予第一延迟得到第二延迟信号。
S203，将所述第一声管的声音信号与所述第一延迟信号相减得到第一指向性信号；将所述第三声管的声音信号与所述第二延迟信号相减得到第二指向性信号。
S204，将所述第一指向性信号和所述第二指向性信号和所述第一声管的声音信号和第三声管的声音信号赋予不同的增益系数并叠加形成第一叠加信号。
S205，计算所述第一叠加信号对应波束图中波束最大时的方位。
S206，当所述方位大于或等于第二阈值时，将所述第一叠加信号作为第一输出信号。
本实施例中S201至106与图1所述实施例中S201至106相同，具体请参阅该实施例中关于S201至106的相关描述，此处不赘述。
在本实施例中，通过在获取声音信号后，对所述声音信号的言语识别率进行判断，当所述言语识别率大于或等于阈值，直接将所述声音信号叠加并输出，对不同信号采取不同的处理方式，提高了电子耳蜗处理声音信号的效率。
可选地，为了让电子耳蜗适应于不同的声音信号，本发明实施例提供了对声音信号的第三种处理方式，所述方式用于抑制干扰噪声信号，本实施例提供了另一种电子耳蜗信号处理的方法。请参见图4，图4是本发明实施例提供的另一种电子耳蜗信号处理的方法实现流程示意图，在图1所示实施例步骤105后还包括步骤401至407。
S201，分别获取所述第一声管和所述第二声管和所述第三声管和所述第四声管采集的声音信号。
S202，当所述第一声管和所述第二声管和所述第三声管和所述第四声管采集的声音信号的言语识别率均小于第一阈值时，将所述第二声管的声音信号赋予第一延迟得到第一延迟信号；将所述第四声管的声音信号赋予第一延迟得到第二延迟信号。
S203，将所述第一声管的声音信号与所述第一延迟信号相减得到第一指向性信号；将所述第三声管的声音信号与所述第二延迟信号相减得到第二指向性信号。
S204，将所述第一指向性信号和所述第二指向性信号和所述第一声管的声音信号和第三声管的声音信号赋予不同的增益系数并叠加形成第一叠加信号。
S205，计算所述第一叠加信号对应波束图中波束最大时的方位。
S401，当所述方位小于所述第二阈值时，将所述第二声管的声音信号赋予第二延迟得到第三延迟信号；将所述第四声管的声音信号赋予第二延迟得到第四延迟信号。
当所述方位小于所述第二阈值时，表示所述第一输出信号不符合输出条件，需要通过步骤402至407处理所述第一声管和所述第二声管和所述第三声管和所述第四声管采集的声音信号。首先对所述第二声管和所述第四声管赋予所述第二延迟，所述第二延迟是的值是固定的，固定为-T，其中T＝L/c，L表示所述第一麦克风或所述第二麦克风的两个垂直型声管的间距，而所述第一延迟在S202中范围是0～L/c，在本实施例中所述第一延迟的固定为T。所述第三延迟信号和第四延迟信号用于获取对应声管的指向性信号。
S402，将所述第一声管的声音信号与所述第三延迟信号相减得到第三指向性信号；将所述第三声管的声音信号与所述第四延迟信号相减得到第四指向性信号。
所述第一声管的声音信号和所述第三延迟信号都是属于所述第一麦克风的声音信号，即上述两个信号相减得到的所述第三指向性信号为所述第一麦克风的指向性信号；所述第三声管的声音信号和所述第四延迟信号都是属于所述第二麦克风的声音信号，即即上述两个信号相减得到的所述第四指向性信号为所述第二麦克风的指向性信号。
S403，将所述第一指向性信号和所述第二指向性信号叠加形成第二叠加信号；将所述第三指向性信号和所述第四指向性信号叠加形成第三叠加信号。
所述第一指向性信号和所述第二指向性信号是不同麦克风中的声管延迟信号，将两者叠加得到第二叠加信号；所述第三指向性信号和所述第四指向性信号是不同麦克风中的声管延迟信号，将两者叠加得到第三叠加信号。
S404，计算频域中所述第二叠加信号的第一功率谱和所述第三叠加信号的第二功率谱。
分别将所述第二叠加信号和第三叠加信号进行傅立叶变换，将时域转为频域得到频域的所述第二叠加信号和第三叠加信号，然后计算所述第二叠加信号和第三叠加信号的幅度(频域信号的绝对值，也就是频域信号的模)，再计算所述幅度的平方得到功率谱。
S405，判断所述第一功率谱和所述第二功率谱是否均小于第三阈值。
当所述第一功率谱和所述第二功率谱均小于所述第三阈值时，执行S406；当所述第一功率谱和所述第二功率谱均大于或等于所述第三阈值时，执行S407。
S406，当所述第一功率谱和所述第二功率谱均小于所述第三阈值时，计算所述第一功率谱和所述第二功率谱的比值，将所述比值作为下一帧声音信号处理的第一预设比值。
当所述第一功率谱和所述第二功率谱均小于所述第三阈值，表示当前声音信号帧为噪声帧。仅用于计算所述第一功率谱和所述第二功率谱的比值，所述比值作为下一帧声音信号处理的预设比值。
作为本发明一个实施例，当所述第一功率谱和所述第二功率谱均小于所述第三阈值时，也可以选择输出当前信号，所述信号在输出时可产生微弱的声音，两种方式可根据实际需求而定。
具体地，所述根据上一帧声音信号的第二预设比值以及所述第一功率谱和所述第二功率谱计算第三功率谱，包括：将所述第二功率谱乘以所述第二预设比值得到第四功率谱；将所述第一功率谱减去所述第四功率谱得到所述第三功率谱。
S407，当所述第一功率谱和所述第二功率谱均大于或等于所述第三阈值时，根据上一帧声音信号的第二预设比值以及所述第一功率谱和所述第二功率谱计算第三功率谱；将所述第三功率谱转换为时域后作为第三输出信号。
当所述第一功率谱和所述第二功率谱均大于或等于所述第三阈值时，可通过上一帧声音信号的第二预设比值计算所述第三功率谱，而所述第二预设比值可指通过上一帧信号的第一功率谱和第二功率谱计算比值或上一帧声音信号处理所采用的预设比值(此预设比值为通过最近的噪声帧计算的比值)。
所述第三功率谱通过傅立叶反变换得到所述第三输出信号。具体的计算过程为：
FFT()表示“时->频”的傅立叶变换的信号处理过程，IFFT()表示“频->时”的傅立叶变换的信号处理过程，angle()表示通过傅立叶变换求信号的相位的信号处理过程，∠是相位符号。
本实施例中S201至105与图1所述实施例中S201至105相同，具体请参阅该实施例中关于S201至105的相关描述，此处不赘述。
本实施例中，通过计算每个叠加信号幅频响应的平方值，进而根据预设的幅频响应的平方值的比值计算第三输出信号，通过上述方式抑制干扰噪声信号，进而提高了电子耳蜗的言语识别率。
需要说明的是，如图2所述的处理声音信号的方法是为了增强声音信号目标方位的幅度值，而如图4所示的处理声音信号的方法是为了抑制干扰噪声信号，无论是增强声音信号目标方位的幅度值，还是抑制干扰噪声信号，最终都是为了提高电子耳蜗的言语识别率。
如图5本发明提供了一种电子耳蜗信号处理的装置5，请参见图5，图5是本发明实施例提供的一种电子耳蜗信号处理的装置的示意图，如图5所示一种电子耳蜗信号处理的装置包括：
采集单元51，用于分别获取所述第一声管和所述第二声管和所述第三声管和所述第四声管采集的声音信号；
计算单元52，用于当所述第一声管和所述第二声管和所述第三声管和所述第四声管采集的声音信号的言语识别率均小于第一阈值时，将所述第二声管的声音信号赋予第一延迟得到第一延迟信号；将所述第四声管的声音信号赋予第一延迟得到第二延迟信号；
将所述第一声管的声音信号与所述第一延迟信号相减得到第一指向性信号；将所述第三声管的声音信号与所述第二延迟信号相减得到第二指向性信号；
将所述第一指向性信号和所述第二指向性信号和所述第一声管的声音信号和第三声管的声音信号赋予不同的增益系数并叠加形成第一叠加信号；
计算所述第一叠加信号波束图的最大方位；
第一判断单元53，用于当所述第一叠加信号波束图的最大方位大于或等于第二阈值时，将所述第一叠加信号作为第一输出信号。
所述装置5，还包括：
第二判断单元，用于当所述第一声管和所述第二声管和所述第三声管和所述第四声管采集的声音信号的言语识别率均大于或等于所述第一阈值时，则将四个所述声管采集的声音信号叠加作为第二输出信号。
所述计算单元52，具体用于：
计算所述第一叠加信号波束图不同方位的幅度响应值；
将最大所述幅度响应值时的方位作为所述第一叠加信号波束图的最大方位。
本发明提供的一种电子耳蜗信号处理的装置，通过通过双垂直声管采集四个不同的信号，对所述信号进行延迟处理并赋予不同的增益系数，将不同的增益系数赋予至所述信号，通过赋予信号不同的增益系统以及延迟处理，增强目标信号，与传统的技术相比，具有更高的言语识别率。
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。
图6是本发明一实施例提供的一种电子耳蜗的示意图。如图6所示，该实施例的一种电子耳蜗6包括：处理器60、存储器61以及存储在所述存储器61中并可在所述处理器60上运行的计算机程序62，例如一种电子耳蜗信号处理的程序。所述处理器60执行所述计算机程序62时实现上述各个一种电子耳蜗信号处理的方法实施例中的步骤，例如图2所示的步骤S201至S206。或者，所述处理器60执行所述计算机程序62时实现上述各装置实施例中各单元的功能，例如图5所示单元51至53的功能。
示例性的，所述计算机程序62可以被分割成一个或多个单元，所述一个或者多个单元被存储在所述存储器61中，并由所述处理器60执行，以完成本发明。所述一个或多个单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序62在所述一种电子耳蜗6中的执行过程。例如，所述计算机程序62可以被分割成获取单元和计算单元各单元具体功能如下：
采集单元，用于分别获取所述第一声管和所述第二声管和所述第三声管和所述第四声管采集的声音信号分别获取四个所述声管采集的声音信号；
计算单元，用于当所述第一声管和所述第二声管和所述第三声管和所述第四声管采集的声音信号的言语识别率均小于第一阈值时，将所述第二声管的声音信号赋予第一延迟得到第一延迟信号；将所述第四声管的声音信号赋予第一延迟得到第二延迟信号当四个所述声管采集的声音信号的言语识别率均小于第一阈值时，将所述第二声管的声音信号赋予第一延迟得到第一延迟信号；将所述第四声管的声音信号赋予第一延迟得到第二延迟信号；
将所述第一声管的声音信号与所述第一延迟信号相减得到第一指向性信号；将所述第三声管的声音信号与所述第二延迟信号相减得到第二指向性信号；
将所述第一指向性信号和所述第二指向性信号和所述第一声管的声音信号和第三声管的声音信号赋予不同的增益系数并叠加形成第一叠加信号；
计算所述第一叠加信号波束图的最大方位；
第一判断单元，用于当所述第一叠加信号波束图的最大方位大于或等于第二阈值时，将所述第一叠加信号作为第一输出信号。
所述一种电子耳蜗6可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述一种电子耳蜗可包括，但不仅限于，处理器60、存储器61。本领域技术人员可以理解，图6仅仅是一种电子耳蜗6的示例，并不构成对一种电子耳蜗6的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述一种电子耳蜗还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器60可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器61可以是所述一种电子耳蜗6的内部存储单元，例如一种电子耳蜗6的硬盘或内存。所述存储器61也可以是所述一种电子耳蜗6的外部存储设备，例如所述一种电子耳蜗6上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(SecureDigital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器61还可以既包括所述一种电子耳蜗6的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器61用于存储所述计算机程序以及所述一种电子耳蜗所需的其他程序和数据。所述存储器61还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
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间。
Claims (8)
1.一种电子耳蜗信号处理的方法，其特征在于，所述电子耳蜗设有第一麦克风和第二麦克风，所述第一麦克风设有双垂直型的第一声管和第二声管，所述第二麦克风设有双垂直型的第三声管和第四声管，所述方法包括：
分别获取所述第一声管和所述第二声管和所述第三声管和所述第四声管采集的声音信号；
当所述第一声管和所述第二声管和所述第三声管和所述第四声管采集的声音信号的言语识别率均大于或等于第一阈值时，则将四个所述声管采集的声音信号叠加作为第二输出信号；
当所述第一声管和所述第二声管和所述第三声管和所述第四声管采集的声音信号的言语识别率均小于所述第一阈值时，将所述第二声管的声音信号赋予第一延迟得到第一延迟信号；将所述第四声管的声音信号赋予第一延迟得到第二延迟信号；
将所述第一声管的声音信号与所述第一延迟信号相减得到第一指向性信号；将所述第三声管的声音信号与所述第二延迟信号相减得到第二指向性信号；
将所述第一指向性信号和所述第二指向性信号和所述第一声管的声音信号和第三声管的声音信号赋予不同的增益系数并叠加形成第一叠加信号；
计算所述第一叠加信号对应波束图中波束最大时的方位；
当所述方位大于或等于第二阈值时，将所述第一叠加信号作为第一输出信号。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述第一叠加信号对应波束图中波束最大时的方位后，还包括：
当所述方位小于所述第二阈值时，将所述第二声管的声音信号赋予第二延迟得到第三延迟信号；将所述第四声管的声音信号赋予第二延迟得到第四延迟信号；
将所述第一声管的声音信号与所述第三延迟信号相减得到第三指向性信号；将所述第三声管的声音信号与所述第四延迟信号相减得到第四指向性信号；
将所述第一指向性信号和所述第二指向性信号叠加形成第二叠加信号；将所述第三指向性信号和所述第四指向性信号叠加形成第三叠加信号；
计算频域中所述第二叠加信号的第一功率谱和所述第三叠加信号的第二功率谱；
判断所述第一功率谱和所述第二功率谱是否均小于第三阈值；
当所述第一功率谱和所述第二功率谱均小于所述第三阈值时，计算所述第一功率谱和所述第二功率谱的比值，将所述比值作为下一帧声音信号处理的第一预设比值；
当所述第一功率谱和所述第二功率谱均大于或等于所述第三阈值时，根据上一帧声音信号的第二预设比值以及所述第一功率谱和所述第二功率谱计算第三功率谱；将所述第三功率谱转换为时域后作为第三输出信号。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述第一叠加信号对应波束图中波束最大时的方位，包括：
计算所述第一叠加信号在波束图中不同方位的幅度响应值，所述幅度响应值反映了所述波束的大小；
将最大的所述幅度响应值对应的方位作为所述波束最大时的方位。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据上一帧声音信号的第二预设比值以及所述第一功率谱和所述第二功率谱计算第三功率谱，包括：
将所述第二功率谱乘以所述第二预设比值得到第四功率谱；
将所述第一功率谱减去所述第四功率谱得到所述第三功率谱。
5.一种电子耳蜗信号处理的装置，其特征在于，所述电子耳蜗设有第一麦克风和第二麦克风，所述第一麦克风设有双垂直型的第一声管和第二声管，所述第二麦克风设有双垂直型的第三声管和第四声管，包括：
采集单元，用于分别获取所述第一声管和所述第二声管和所述第三声管和所述第四声管采集的声音信号；
第二判断单元，用于当所述第一声管和所述第二声管和所述第三声管和所述第四声管采集的声音信号的言语识别率均大于或等于第一阈值时，则将四个所述声管采集的声音信号叠加作为第二输出信号；
计算单元，用于当所述第一声管和所述第二声管和所述第三声管和所述第四声管采集的声音信号的言语识别率均小于所述第一阈值时，将所述第二声管的声音信号赋予第一延迟得到第一延迟信号；将所述第四声管的声音信号赋予第一延迟得到第二延迟信号；
将所述第一声管的声音信号与所述第一延迟信号相减得到第一指向性信号；将所述第三声管的声音信号与所述第二延迟信号相减得到第二指向性信号；
将所述第一指向性信号和所述第二指向性信号和所述第一声管的声音信号和第三声管的声音信号赋予不同的增益系数并叠加形成第一叠加信号；
计算所述第一叠加信号波束图的最大方位；
第一判断单元，用于当所述第一叠加信号波束图的最大方位大于或等于第二阈值时，将所述第一叠加信号作为第一输出信号。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述计算单元，具体用于：
计算所述第一叠加信号波束图不同方位的幅度响应值；
将最大所述幅度响应值时的方位作为所述第一叠加信号波束图的最大方位。
7.一种电子耳蜗，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述方法的步骤。
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