CN113473345A - 一种穿戴设备辅听控制方法、装置、系统及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种穿戴设备辅听控制方法、装置、系统及计算机可读存储介质，应用于设有前馈麦克风和反馈麦克风的穿戴设备，该方法包括：获取前馈麦克风拾取的第一声音信号和反馈麦克风拾取到的喇叭声音信号；判断第一声音信号中是否包括用户语音信号，若否，则对第一声音信号进行增益处理，得到处理后的第二声音信号；根据喇叭声音信号对第二声音信号进行滤波处理，将第二声音信号中放大后的喇叭声音信号滤除，得到第三声音信号；根据第三声音信号控制扬声器发出相应的声音；本发明在使用过程中能够减少喇叭产生的噪声啸叫，提升用于体验。

Description

一种穿戴设备辅听控制方法、装置、系统及可读存储介质

技术领域

本发明实施例涉及穿戴设备技术领域，特别是涉及一种穿戴设备辅听控制方法、装置、系统及计算机可读存储介质。

背景技术

随着听力受损人数的不断增加，人们对辅听功能的需求越来越大，穿戴设备下的辅助听力功能也愈来愈重要，辅助听力是对听损患者所缺失的频带下进行增益的放大，以使听损患者听到外界声音，这些听损人群的主要特点是听阀增高、痛阀下降，并且由于助听器普遍的传声器和传感器之间的距离较近，针对在特定频段的听力缺失，采用提高增益的方式会诱发噪声啸叫，啸叫的发生是对听力的二次伤害，并且会给用户带来极度不便的体验。

鉴于此，如何提供一种解决上述技术问题的穿戴设备辅听控制方法、装置、系统及计算机可读存储介质成为本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种穿戴设备辅听控制方法、装置、系统及计算机可读存储介质，在使用过程中能够减少喇叭产生的噪声啸叫，提升用于体验。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种穿戴设备辅听控制方法，应用于设有前馈麦克风和反馈麦克风的穿戴设备，所述方法包括：

获取前馈麦克风拾取的第一声音信号和反馈麦克风拾取到的喇叭声音信号；

判断所述第一声音信号中是否包括用户语音信号，若否，则对所述第一声音信号进行增益处理，得到处理后的第二声音信号；

根据所述喇叭声音信号对所述第二声音信号进行滤波处理，将所述第二声音信号中放大后的喇叭声音信号滤除，得到第三声音信号；

根据所述第三声音信号控制所述扬声器发出相应的声音。

可选的，所述判断所述第一声音信号中是否包括用户语音信号的过程为：

对所述第一语音信号进行语音活动检测，以判断所述第一声音信号中是否包括用户语音信号。

可选的，所述根据所述喇叭声音信号对所述第二声音信号进行滤波处理的过程为：

通过自适应滤波器依据所述喇叭声音信号对所述第二声音信号进行滤波处理。

可选的，在所述通过自适应滤波器依据所述喇叭声音信号对所述第二声音信号进行滤波处理之前，还包括：

判断所述自适应滤波器的状态是否收敛，若是，则进入所述通过自适应滤波器依据所述喇叭声音信号对所述第二声音信号进行滤波处理的步骤，若否，则将所述喇叭声音信号作为参考声音信号对所述自适应滤波器的系数进行更新。

可选的，所述判断所述自适应滤波器的状态是否收敛的过程为：

依据所述自适应滤波器在上一时刻的系数和当前时刻的系数进行误差计算，得到误差值；

将所述误差值与预设误差阈值进行比较，当所述误差值大于所述预设误差阈值时，所述自适应滤波器的状态非收敛；当所述误差值小于等于所述预设误差阈值时，所述自适应滤波器的状态收敛。

可选的，所述对所述第一声音信号进行增益处理，得到处理后的第二声音信号的过程为：

根据与所述用户对应的预设增益对所述第一声音信号进行增益处理，得到处理后的第二声音信号。

本发明实施例还提供了一种穿戴设备辅听控制装置，应用于设有前馈麦克风和反馈麦克风的穿戴设备，所述装置包括：

获取模块，用于获取前馈麦克风拾取的第一声音信号和反馈麦克风拾取到的喇叭声音信号；

判断模块，用于判断所述第一声音信号中是否包括用户语音信号，若否，则触发增益模块；

所述增益模块，用于对所述第一声音信号进行增益处理，得到处理后的第二声音信号；

滤波模块，用于根据所述喇叭声音信号对所述第二声音信号进行滤波处理，将所述第二声音信号中放大后的喇叭声音信号滤除，得到第三声音信号；

控制模块，用于根据所述第三声音信号控制所述扬声器发出相应的声音。

可选的，所述判断模块，具体用于对所述第一语音信号进行语音活动检测，以判断所述第一声音信号中是否包括用户语音信号。

本发明实施例还提供了一种穿戴设备辅听控制系统，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述所述穿戴设备辅听控制方法的步骤。

本发明实施例还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上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述穿戴设备辅听控制方法的步骤。

本发明实施例中提供了一种穿戴设备辅听控制方法、装置、系统及计算机可读存储介质，该方法应用于设置有前馈麦克风和反馈麦克风的穿戴设备，通过前馈麦克风拾取第一声音信号，通过反馈麦克风拾取喇叭声音信号，并且在根据第一声音信号判定出不包括用户语音信号时，说明当前时刻用户没有在说话，此时可以对第一声音信号进行增益处理，然后得到处理后的第二声音信号，然后在根据喇叭声音信号对第二声音信号进行滤波处理以便将第二声音信号中放大后的喇叭声音信号滤除得到第三声音信号，然后再控制喇叭根据第三声音信号进行声音播放，由于第三声音信号中与喇叭声音信号对应的那部分声音信号被滤除，因此可以减少喇叭产生的噪声啸叫，提升用于体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种穿戴设备辅听控制方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种穿戴设备辅听控制装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种穿戴设备辅听控制方法、装置、系统及计算机可读存储介质，在使用过程中能够减少喇叭产生的噪声啸叫，提升用于体验。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种穿戴设备辅听控制方法的流程示意图。该方法应用于设有前馈麦克风和反馈麦克风的穿戴设备，包括：

S110：获取前馈麦克风拾取的第一声音信号和反馈麦克风拾取到的喇叭声音信号；

需要说明的是，本发明实施例中通过穿戴设备上的前馈麦克风拾取第一声音信号，其中，第一声音信号包括用户所在环境的环境声音信号，反馈麦克风设置于喇叭附近，因此喇叭播放的声音信号会被反馈麦克风所拾取。

S120：判断第一声音信号中是否包括用户语音信号，若否，则进入S130；

具体的，在获取到第一声音信号后，可以对以声音信号进行判断，来进一步确定第一声音信号中是否存在用户声音信号，也即当前时刻用户是否在说话，若存在用户声音信号，则可以确定当前时刻用户在说话，此时可以不对第一声音信号进行增益处理，以免用户自己说话的声音被放大后会通过喇叭播放出来，从而减少用户说话带来的啸叫。具体在确定出第一声音信号中不包括用户语音信号时，再进入下一步对第一声音信号进行增益处理。

其中，上述判断第一声音信号中是否包括用户语音信号的过程具体可以为：

对第一语音信号进行语音活动检测，以判断第一声音信号中是否包括用户语音信号。

具体的，可以通过骨传感器对第一声音信号进行语音活动检测，确定出用户是否在说话，若用户在说话则出第一声音信号中是否包括用户语音信号，若用户没有在说话好，则第一声音信号中不包括用户语音信号。

S130：对第一声音信号进行增益处理，得到处理后的第二声音信号；

具体的，当第一声音信号中不包括用户语音信号时，第一声音信号中主要包括的是环境声音信号，具体可以根据与用户对应的预设增益对第一声音信号进行增益处理，得到处理后的第二声音信号。其中，预设增益可以为多个频段分别对应的增益值，并且与用户对应的预设增益具体可以通过对用户进行听力测试得到测试数据，然后根据测试数据计算出每个频段分别对应的增益值，然后在对第一声音信号进行增益处理时，可以根据每个频段分别对应的增益值对第一声音信号中不同频段的声音信号分别进行增益处理。

需要说明的是，在实际应用中在对第一声音信号进行增益处理之前，还可以对第一声音信号进行降噪处理，提出去从第一声音信号中提取出有用的声音信号，然后对有用的声音信号进行增益处理，得到处理后的第二声音信号，其中有用的声音信号可以为环境声音中的人声、音乐声等。

S140：根据喇叭声音信号对第二声音信号进行滤波处理，将第二声音信号中放大后的喇叭声音信号滤除，得到第三声音信号；

需要说明的是，在用户使用穿戴设备过程中，穿戴设备上的喇叭在不停的播放声音信号，并且前馈麦克风所拾取到的声音信号中也会存在一部分喇叭声音信号，若直接对增益处理后的第二声音信号进行滤波处理，则滤波处理后的声音信号中依旧会存在与喇叭声音信号对应的那部分放大的声音信号，将滤波后的声音信号传输至喇叭，喇叭根据该声音信号进行声音播放时，喇叭上一时刻播放的声音会再次被放大，从而产生啸叫，因此，本发明实施例中在得到增益处理后的第二声音信号后，会根据反馈麦克风拾取到的喇叭声音信号对第二声音信号进行滤波处理，将第二声音信号中与喇叭声音信号对应的声音信号(也即放大后的喇叭声音信号)滤除，从而得到第三声音信号，该第三声音信号中已不包括与喇叭声音信号对应的那部分放大的声音信号。

S150：根据第三声音信号控制扬声器发出相应的声音。

具体的，在得到第三声音信号后，具体根据与第三声音信号对应的音频信号控制扬声器发出相应的声音，由于是将第二声音信号中与喇叭声音信号对应的声音信号滤除，从而得到第三声音信号的，因此喇叭根据与第三声音信号对应的音频信号进行声音播放时将会减少啸叫的产生。

进一步的，上述S140中根据喇叭声音信号对第二声音信号进行滤波处理的过程，具体可以为：

通过自适应滤波器依据喇叭声音信号对第二声音信号进行滤波处理。

也即，在实际应用中可以将第二声音信号和反馈麦克风拾取到的喇叭声音信号均传输至自适应滤波器，自适应滤波器根据喇叭声音信号对第二声音信号进行滤波处理，将第二声音信号中与喇叭声音信号对应的声音信号滤除，得到第三声音信号。具体的，可以通过自适应滤波器基于当前时刻的系数对喇叭声音信号进行处理，得到第一幅值，然后根据第二声音信号的幅值与第一幅值相减得到第三声音信号的幅值，从而得到滤波后的第三声音信号。

更进一步的，上述在通过自适应滤波器依据喇叭声音信号对第二声音信号进行滤波处理之前，该方法还可以包括：

判断自适应滤波器的状态是否收敛，若是，则进入通过自适应滤波器依据喇叭声音信号对第二声音信号进行滤波处理的步骤，若否，则将喇叭声音信号作为参考声音信号对自适应滤波器的系数进行更新。

具体的，由于前馈麦克风拾取到的第一声音信号和反馈麦克风拾取到的喇叭声音信号的相关性，导致自适应滤波器在估计的回路路径是不可估计的，可能会导致自适应滤波器发散，或和实际的路径不符合，导致喇叭声音信号的不准确估计，因此为了更好的使自适应滤波器对第二声音信号进行滤除处理，减少自适应滤波器因为收敛带来的偏差估计，本发明实施例中可以在通过自适应滤波器依据喇叭声音信号对第二声音信号进行滤波处理之前先对自适应滤波器的收敛状态进行判断，当自适应滤波器处于收敛状态时，进行通过自适应滤波器依据喇叭声音信号对第二声音信号进行滤波处理的过程，当自适应滤波器处于非收敛状态(也即处于发散状态)时，可以将喇叭声音信号作为参考信号对自适应滤波器的系数进行更新，并且在系数更新完成后进行通过自适应滤波器依据喇叭声音信号对第二声音信号进行滤波处理的过程。

具体的在实际应用中逐点进行计算，例如当前t时刻，判断出自适应滤波器为收敛状态，则第n个点的喇叭声音信号为Fb(n)，第二声音信号为X(n)，则滤波后的第n个点的第三声音信号为e(n)＝X(n)-W(n)*Fb(n)，其中，W(n)为当前时刻自适应滤波器在第n个点对应的系数，e(n)也为误差信号，也即滤波后的第三声音信号。

例如，当判断出自适应滤波器处于非收敛状态时，可以通过以下方式对自适应滤波器的系数进行更新：

具体的，例如当前t时刻接收到的一帧信号共有N个点，则认为第1个点的系数不用更新，并可以根据与第n个点对应的系数W(n)、误差信号e(n)、喇叭声音信号Fb(n)对第n+1个点的系数进行更新，更新关系式为W(n+1)＝W(n)+u*(Fb(n)*e(n))/(FbT(n)*Fb(n))，其中，u为步长，FbT(n)为Fb(n)的转置，n＝1……N-1。

更进一步的，上述判断自适应滤波器的状态是否收敛的过程，具体可以为：

依据自适应滤波器在上一时刻的系数、当前时刻的系数以及系数阈值判断自适应滤波器的状态是否收敛。

其中，可以根据自适应滤波器在上一时刻的系数和当前时刻的系数进行误差计算得到误差值，将误差值与预设误差阈值进行比较，当误差值大于所述预设误差阈值时，自适应滤波器的状态非收敛；当误差大于预设系数无偿阈值时，说明自适应滤波器发散，此时需要对自适应滤波器的系数进行更新，当误差值小于等于预设误差阈值时，自适应滤波器的状态收敛，此时不需要对吸声进行更新。

可见，该方法通过前馈麦克风拾取第一声音信号，通过反馈麦克风拾取喇叭声音信号，并且在根据第一声音信号判定出不包括用户语音信号时，说明当前时刻用户没有在说话，此时可以对第一声音信号进行增益处理，然后得到处理后的第二声音信号，然后在根据喇叭声音信号对第二声音信号进行滤波处理以便将第二声音信号中与喇叭声音信号对应的那部分声音信号滤除得到第三声音信号，然后再控制喇叭根据第三声音信号对应的音频信号进行声音播放，由于第三声音信号中与喇叭声音信号对应的那部分声音信号被滤除，因此可以减少喇叭产生的噪声啸叫，提升用于体验。

在上述实施例的基础上，本发明实施例还提供了一种穿戴设备辅听控制装置，应用于设有前馈麦克风和反馈麦克风的穿戴设备，具体请参照图2。该装置包括：

获取模块21，用于获取前馈麦克风拾取的第一声音信号和反馈麦克风拾取到的喇叭声音信号；

判断模块22，用于判断第一声音信号中是否包括用户语音信号，若否，则触发增益模块23；

增益模块23，用于对第一声音信号进行增益处理，得到处理后的第二声音信号；

滤波模块24，用于根据喇叭声音信号对第二声音信号进行滤波处理，将第二声音信号中放大后的喇叭声音信号滤除，得到第三声音信号；

控制模块25，用于根据第三声音信号控制扬声器发出相应的声音。

进一步的，判断模块22，具体用于对第一语音信号进行语音活动检测，以判断第一声音信号中是否包括用户语音信号。

需要说明的是，本发明实施例中所提供的穿戴设备辅听控制装置具有与上述实施例中所提供的穿戴设备辅听控制方法相同的有益效果，并且对于本发明实施例中所涉及到的穿戴设备辅听控制方法的具体介绍请参照上述实施例，本发明实施例在此不再赘述。

在上述实施例的基础上，本发明实施例还提供了一种穿戴设备辅听控制系统，该系统包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行计算机程序时实现如上述穿戴设备辅听控制方法的步骤。

例如，本发明实施例中的处理器具体可以用于实现获取前馈麦克风拾取的第一声音信号和反馈麦克风拾取到的喇叭声音信号；判断第一声音信号中是否包括用户语音信号，若否，则对第一声音信号进行增益处理，得到处理后的第二声音信号；根据喇叭声音信号对第二声音信号进行滤波处理，将第二声音信号中放大后的喇叭声音信号滤除，得到第三声音信号；根据第三声音信号控制扬声器发出相应的声音。

在上述实施例的基础上，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项穿戴设备辅听控制方法的步骤。

该计算机可读存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种穿戴设备辅听控制方法，其特征在于，应用于设有前馈麦克风和反馈麦克风的穿戴设备，所述方法包括：

获取前馈麦克风拾取的第一声音信号和反馈麦克风拾取到的喇叭声音信号；

判断所述第一声音信号中是否包括用户语音信号，若否，则对所述第一声音信号进行增益处理，得到处理后的第二声音信号；

根据所述喇叭声音信号对所述第二声音信号进行滤波处理，将所述第二声音信号中放大后的喇叭声音信号滤除，得到第三声音信号；

根据所述第三声音信号控制所述扬声器发出相应的声音。

2.根据权利要求1所述的穿戴设备辅听控制方法，其特征在于，所述判断所述第一声音信号中是否包括用户语音信号的过程为：

对所述第一语音信号进行语音活动检测，以判断所述第一声音信号中是否包括用户语音信号。

3.根据权利要求1所述的穿戴设备辅听控制方法，其特征在于，所述根据所述喇叭声音信号对所述第二声音信号进行滤波处理的过程为：

通过自适应滤波器依据所述喇叭声音信号对所述第二声音信号进行滤波处理。

4.根据权利要求3所述的穿戴设备辅听控制方法，其特征在于，在所述通过自适应滤波器依据所述喇叭声音信号对所述第二声音信号进行滤波处理之前，还包括：

判断所述自适应滤波器的状态是否收敛，若是，则进入所述通过自适应滤波器依据所述喇叭声音信号对所述第二声音信号进行滤波处理的步骤，若否，则将所述喇叭声音信号作为参考声音信号对所述自适应滤波器的系数进行更新。

5.根据权利要求4所述的穿戴设备辅听控制方法，其特征在于，所述判断所述自适应滤波器的状态是否收敛的过程为：

依据所述自适应滤波器在上一时刻的系数和当前时刻的系数进行误差计算，得到误差值；

将所述误差值与预设误差阈值进行比较，当所述误差值大于所述预设误差阈值时，所述自适应滤波器的状态非收敛；当所述误差值小于等于所述预设误差阈值时，所述自适应滤波器的状态收敛。

6.根据权利要求1所述的穿戴设备辅听控制方法，其特征在于，所述对所述第一声音信号进行增益处理，得到处理后的第二声音信号的过程为：

根据与所述用户对应的预设增益对所述第一声音信号进行增益处理，得到处理后的第二声音信号。

7.一种穿戴设备辅听控制装置，其特征在于，应用于设有前馈麦克风和反馈麦克风的穿戴设备，所述装置包括：

获取模块，用于获取前馈麦克风拾取的第一声音信号和反馈麦克风拾取到的喇叭声音信号；

判断模块，用于判断所述第一声音信号中是否包括用户语音信号，若否，则触发增益模块；

所述增益模块，用于对所述第一声音信号进行增益处理，得到处理后的第二声音信号；

滤波模块，用于根据所述喇叭声音信号对所述第二声音信号进行滤波处理，将所述第二声音信号中放大后的喇叭声音信号滤除，得到第三声音信号；

控制模块，用于根据所述第三声音信号控制所述扬声器发出相应的声音。

8.根据权利要求6所述的穿戴设备辅听控制装置，其特征在于，所述判断模块，具体用于对所述第一语音信号进行语音活动检测，以判断所述第一声音信号中是否包括用户语音信号。

9.一种穿戴设备辅听控制系统，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述穿戴设备辅听控制方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述穿戴设备辅听控制方法的步骤。

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