CN114640937B - 一种基于穿戴设备系统的助听功能实现方法及穿戴设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于穿戴设备系统的助听功能实现方法及穿戴设备，方法包括：基于穿戴设备上的麦克风采集外界声音信号，并将采集到的外界声音信号输入至预先安装的助听软件中；基于助听软件对外界声音信号进行声音信号处理，得到处理后的声音信号，其中，处理后的声音信号满足听障用户的助听需求；将处理后的声音信号基于蓝牙模块传输至与蓝牙模块连接的蓝牙耳机中，以使得听障用户基于蓝牙耳机接收并听取处理后的声音信号。本发明可将助听软件安装至穿戴设备中，从而使得穿戴设备具有助听功能，基于该助听软件可实现对外界声音信号进行声音处理，并通过蓝牙模块发送至蓝牙耳机，无需使用价格高昂的助听器芯片，给听障用户带来了方便。

Description

一种基于穿戴设备系统的助听功能实现方法及穿戴设备
技术领域
本发明涉及助听技术领域，尤其涉及一种基于穿戴设备系统的助听功能实现方法及穿戴设备。
背景技术
目前有很多听障人群，他们无法像正常人一样听到或者听清楚他人说话、音乐、广播或者如警报、门铃、喇叭、提示音等各种声音。目前听障难于治愈，只能通过佩戴助听器解决。目前助听器中的关键部件即为助听器芯片，它负责适度削弱无用的背景杂音、噪音，智能即按需放大（根据用户的听损程度），再根据听障用户的声学失真情况反向修正，最后输入到喇叭还原成声音信号（或者骨传导方式：输入到振子通过脸颊的骨骼）。这就弥补听觉障碍者的听力损失。
但是，目前的助听器芯片价格高不可攀，无法被大多数听障患者所接受，导致助听器芯片无法得到普及。虽然，现有技术中也存在将蓝牙耳机进行改装，使之成为助听器的技术，但是一般都是直接在蓝牙耳机中嵌入助听器芯片来实现，同样是使用助听器芯片来实现助听功能，价格昂贵。
因此，现有技术还有待改进和提高。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于穿戴设备系统的助听功能实现方法及穿戴设备，旨在解决现有技术中的助听器芯片价格昂贵，无法被大多数听障用户所接受，并且现有的助听设备同样是使用助听芯片来实现助听功能，并没有给听障用户提供便利的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
第一方面，本发明提供一种基于穿戴设备系统的助听功能实现方法，其中，所述方法包括：
基于穿戴设备上的麦克风采集外界声音信号，并将采集到的外界声音信号输入至预先安装的助听软件中；
基于所述助听软件对所述外界声音信号进行声音信号处理，得到处理后的声音信号，其中，所述处理后的声音信号满足听障用户的助听需求；
将所述处理后的声音信号基于蓝牙模块传输至与所述蓝牙模块连接的蓝牙耳机中，以使得听障用户基于所述蓝牙耳机接收并听取处理后的声音信号；
其中，所述助听软件包括助听算法模块，所述基于所述助听软件对所述外界声音信号进行声音信号处理，得到处理后的声音信号，包括：
基于所述外界声音信号，进行声场识别，确定所述外界声音信号所对应声场环境，并确定与所述声场环境所对应的算法处理流程，以基于所述算法处理流程对所述外界声音信号进行声音信号处理；
对经过声场识别过程的外界声音信号进行实时噪声估计处理与分级噪声抑制处理，以提高外界声音信号的信噪比与可懂度；
对经过实时噪声估计处理与分级噪声抑制处理后的外界声音信号进行动态范围压缩处理，以使得外界声音信号所对应的声音频段满足听障用户的听阈范围；
对经过动态范围压缩处理的外界声音信号进行频谱搬移处理，以将外界声音信号中的高频声音信号转移至中低频区域；
对经过频谱搬移处的外界声音信号进行反馈抑制处理，以将检测出的啸叫频点进行陷波处理，消除啸叫；
对经过反馈抑制处理的外界声音信号根据设定的增益目标进行增益放大处理，得到所述处理后的声音信号。
在一种实现方式中，所述方法还包括：
预先将所述助听算法模块制作成软件应用程序，并将所述软件应用程序安装至所述穿戴设备的系统中。
在一种实现方式中，所述基于所述外界声音信号，进行声场识别，确定所述外界声音信号所对应声场环境，并确定与所述声场环境所对应的算法处理流程，包括：
对所述外界声音信号进行模数转换，得到数字声音信号；
从所述数字声音信号中提取声场特征，并根据所述声场特征，确定与所述声场特征所对应的声场环境；
基于所述声场环境，读取预设的算法库，确定与所述声场环境所对应的算法处理流程，其中，所述算法库中设置有若干声场环境以及与所述声场环境匹配的算法处理流程。
在一种实现方式中，所述对经过实时噪声估计处理与分级噪声抑制处理后的外界声音信号进行动态范围压缩处理，以使得外界声音信号所对应的声音频段满足听障用户的听阈范围，包括：
获取经过实时噪声估计处理与分级噪声抑制处理后的外界声音信号的频段信息；
通过压缩的方式限制最大输出功率，以使得外界声音信号所对应的声音频段满足听障用户的听阈范围。
在一种实现方式中，所述方法还包括：
接收用户的输入指令，并基于输入指令启动所述助听软件，以使得所述助听软件对所述外界声音信号进行声音信号处理。
第二方面，本发明实施例还提供一种基于穿戴设备系统的助听功能实现装置，其特中，所述装置包括：
信号采集模块，用于基于穿戴设备上的麦克风采集外界声音信号，并将采集到的外界声音信号输入至预先安装的助听软件中；
助听算法模块，用于基于所述助听软件对所述外界声音信号进行声音信号处理，得到处理后的声音信号，其中，所述处理后的声音信号满足听障用户的助听需求；
信号输出模块，用于将所述处理后的声音信号基于蓝牙模块传输至与所述蓝牙模块连接的蓝牙耳机中，以使得听障用户基于所述蓝牙耳机接收并听取处理后的声音信号；
其中，所述助听算法模块包括：
声场识别单元，用于基于所述外界声音信号，进行声场识别，确定所述外界声音信号所对应声场环境，并确定与所述声场环境所对应的算法处理流程，以基于所述算法处理流程对所述外界声音信号进行声音信号处理；
噪声抑制单元，用于对经过声场识别过程的外界声音信号进行实时噪声估计处理与分级噪声抑制处理，以提高外界声音信号的信噪比与可懂度；
动态范围压缩单元，用于对经过实时噪声估计处理与分级噪声抑制处理后的外界声音信号进行动态范围压缩处理，以使得外界声音信号所对应的声音频段满足听障用户的听阈范围；
频谱搬移单元，用于对经过动态范围压缩处理的外界声音信号进行频谱搬移处理，以将外界声音信号中的高频声音信号转移至中低频区域；
反馈抑制单元，用于对经过频谱搬移处的外界声音信号进行反馈抑制处理，以将检测出的啸叫频点进行陷波处理，消除啸叫；
增益放大单元，用于对经过反馈抑制处理的外界声音信号根据设定的增益目标进行增益放大处理，得到所述处理后的声音信号。
在一种实现方式中，，所述装置还包括：
软件制作与安装模块，用于预先将所述助听算法模块制作成软件应用程序，并将所述软件应用程序安装至所述穿戴设备的系统中。
在一种实现方式中，，所述声场识别单元，包括：
信号转换子单元，用于对所述外界声音信号进行模数转换，得到数字声音信号；
声场环境匹配子单元，用于从所述数字声音信号中提取声场特征，并根据所述声场特征，确定与所述声场特征所对应的声场环境；
算法处理流程匹配子单元，用于基于所述声场环境，读取预设的算法库，确定与所述声场环境所对应的算法处理流程，其中，所述算法库中设置有若干声场环境以及与所述声场环境匹配的算法处理流程。
第三方面，本发明实施例还提供一种穿戴设备，穿戴设备包括存储器、处理器及存储在存储器中并可在处理器上运行的基于穿戴设备系统的助听功能实现程序，处理器执行基于穿戴设备系统的助听功能实现程序时，实现如上述方案中任一项的基于穿戴设备系统的助听功能实现方法的步骤。
第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有基于穿戴设备系统的助听功能实现程序，基于穿戴设备系统的助听功能实现程序被处理器执行时，实现如上述方案中任一项的基于穿戴设备系统的助听功能实现方法的步骤。
有益效果：与现有技术相比，本发明提供了一种基于穿戴设备系统的助听功能实现方法，本发明首先基于穿戴设备上的麦克风采集外界声音信号，并将采集到的外界声音信号输入至预先安装的助听软件中。然后基于所述助听软件对所述外界声音信号进行声音信号处理，得到处理后的声音信号，其中，所述处理后的声音信号满足听障用户的助听需求。最后将所述处理后的声音信号基于蓝牙模块传输至与所述蓝牙模块连接的蓝牙耳机中，以使得听障用户基于所述蓝牙耳机接收并听取处理后的声音信号。本发明中的助听软件包括助听算法模块，该助听算法模块可对外界声音进行声场识别、噪声抑制、动态范围压缩、频谱搬移、反馈抑制、增益放大等处理，从而使得处理后的声音信号能够满足听障用户的助听需求。由此可见，本发明可将助听软件安装至穿戴设备中，从而使得穿戴设备具有助听功能，基于该助听软件可实现对外界声音信号进行声音处理，并通过蓝牙模块发送至蓝牙耳机，满足听障用户的助听需求，无需使用价格高昂的助听器芯片，且也无需对穿戴设备的硬件做出任何的处理，给听障用户带来了方便。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基于穿戴设备系统的助听功能实现方法的具体实施方式的流程图。
图2为本发明实施例提供的基于穿戴设备系统的助听功能实现方法的应用原理图。
图3为本发明实施例提供的基于穿戴设备系统的助听功能实现装置的原理框图。
图4为本发明实施例提供的穿戴设备的原理框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本实施例提供一种基于穿戴设备系统的助听功能实现方法，通过本实施例的方法，可使得穿戴设备具有助听功能，无需使用现有的昂贵的助听器芯片，只需要在穿戴设备上安装助听软件即可满足听障用户的助听需求。具体实施时，本实施例首先基于穿戴设备上的麦克风采集外界声音信号，并将采集到的外界声音信号输入至预先安装的助听软件中。然后基于所述助听软件对所述外界声音信号进行声音信号处理，得到处理后的声音信号，其中，所述处理后的声音信号满足听障用户的助听需求。最后将所述处理后的声音信号基于蓝牙模块传输至与所述蓝牙模块连接的蓝牙耳机中，以使得听障用户基于所述蓝牙耳机接收并听取处理后的声音信号。本发明中的助听软件包括助听算法模块，该助听算法模块可对外界声音进行声场识别、噪声抑制、动态范围压缩、频谱搬移、反馈抑制、增益放大等处理，从而使得处理后的声音信号能够满足听障用户的助听需求。由此可见，本实施例可将助听软件安装至穿戴设备中，从而使得穿戴设备具有助听功能，基于该助听软件可实现对外界声音信号进行声音处理，并通过蓝牙模块发送至蓝牙耳机，满足听障用户的助听需求，无需使用价格高昂的助听器芯片，给听障用户带来了方便。
举例说明，本实施例中的穿戴设备为智能手环或者智能手表，该智能手环上设置有麦克风，可通过该麦克风采集外界声音信号，比如接受周边的环境声音包括噪音、噪音、他人讲话声音、音乐等。在该智能手环上安装有助听软件，该助听软件可用于对麦克风采集到的外界声音信号进行声音信号处理。比如，如图2中所示，智能手环基于麦克风采集到外界声音信号后，自动输入至助听软件，该助听软件就对接收到外界声音信号依次进行声场识别、噪声抑制、动态范围压缩、频谱搬移、反馈抑制、增益放大等处理，得到处理后的声音信号。该处理后的声音信号基于智能手环上内嵌的蓝牙模块发送至蓝牙耳机，听障用户佩戴该蓝牙耳机就可以听到外界声音了。
示例性方法
本实施例中的基于穿戴设备系统的助听功能实现方法可应用于穿戴设备，所述穿戴设备可为智能手环、智能手表、VR眼镜以及手机等终端设备。所述穿戴设备可搭载安卓或者苹果系统，并且该穿戴设备上还设置有麦克风以及内置有蓝牙模块，具体地，如图1中所示，本实施例中的基于穿戴设备系统的助听功能实现方法包括如下步骤：
步骤S100、基于穿戴设备上的麦克风采集外界声音信号，并将采集到的外界声音信号输入至预先安装的助听软件中。
在本实施例中，穿戴设备中预先安装有助听软件，开发者预先将所述助听算法模块制作成软件应用程序，并将所述软件应用程序安装至所述穿戴设备的系统中。该助听软件是基于软件运行的方式来实现整个助听算法处理流程。在本实施例，助听软件中搭载了助听算法模块，该助听算法模块可用于对外界声音信号进行声音信号处理，处理的目的是使得外界声音可以被听障用户听到。为此，当穿戴设备上的麦克风采集到外界声音信号后，就会将采集到的外界声音信号自动输入至该助听软件，以便该助听软件来对外界声音信号进行声音信号处理。
在一种实现方式中，本实施例中安装的助听软件可基于用户的使用需求进行启动与关闭，即实现按需启动。具体地，本实施例可接收用户的输入指令，并基于输入指令启动所述助听软件，以使得所述助听软件对所述外界声音信号进行声音信号处理。对于听障用户来说，当然是希望所有的外界声音信号都可以被自动输入至助听软件中进行声音信号处理，为此，对于听障用户来说，只要在第一次使用该助听软件，并在该助听软件中完成用户注册，则该助听软件就会一直呈工作状态，这样，当麦克风无论何时何地接收到外界声音信号，都会自动输入至该助听软件中，使得所有的外界声音信号都能被听障用户听到。
此外，为了保证所有的外界声音信号都会被自动输入至助听软件，本实施例中麦克风与该助听软件之间建立唯一且独立的通信信道，并且该助听软件在安装时会自动获取访问麦克风的权限，此外，本实施例还控制麦克风一直呈工作状态，这样就可以保证麦克风与助听软件同步工作，有利于满足听障用户的助听需求。在本实施例中，助听软件可在穿戴设备出厂时就已经安装，也可以在后续用户使用过程中从应用商城中购买下载，这样对于听障用户来说，不需要购买昂贵的助听器，就可以满足助听功能，并且还可以按需购买，给听障用户提供了极大的便利。
步骤S200、基于所述助听软件对所述外界声音信号进行声音信号处理，得到处理后的声音信号，其中，所述处理后的声音信号满足听障用户的助听需求。
在本实施例中，助听软件在接收到外界声音信号后，就会对该外界声音信号进行声音信号处理。具体地，本实施例中的助听软件包括助听算法模块，该助听算法模块包括声场识别单元、噪声抑制单元、动态范围压缩单元、频谱搬移单元、反馈抑制单元以及增益放大单元等，也就是说，助听软件内嵌了这6个单元，使得助听软件依次对外界声音信号进行声场识别、噪声抑制、动态范围压缩、频谱搬移、反馈抑制、增益放大等处理，得到处理后的声音信号。
在一种实现方式中，本实施例的助听软件在对外界声音信号进行声音信号处理时，包括如下步骤：
步骤S201、基于所述外界声音信号，进行声场识别，确定所述外界声音信号所对应声场环境，并确定与所述声场环境所对应的算法处理流程，以基于所述算法处理流程对所述外界声音信号进行声音信号处理；
步骤S202、对经过声场识别过程的外界声音信号进行实时噪声估计处理与分级噪声抑制处理，以提高外界声音信号的信噪比与可懂度；
步骤S203、对经过实时噪声估计处理与分级噪声抑制处理后的外界声音信号进行动态范围压缩处理，以使得外界声音信号所对应的声音频段满足听障用户的听阈范围；
步骤S204、对经过动态范围压缩处理的外界声音信号进行频谱搬移处理，以将外界声音信号中的高频声音信号转移至中低频区域；
步骤S205、对经过频谱搬移处的外界声音信号进行反馈抑制处理，以将检测出的啸叫频点进行陷波处理，消除啸叫；
步骤S206、对经过反馈抑制处理的外界声音信号根据设定的增益目标进行增益放大处理，得到所述处理后的声音信号。
具体地，本实施例中助听软件对外界声音信号进行模数转换，得到数字声音信号。接着，本实施例从所述数字声音信号中提取声场特征，并根据所述声场特征，确定与所述声场特征所对应的声场环境。本实施例中，预先对声场环境进行分类，并设置每个声场环境所对应的声场特征。所述声场环境反映的是此时外界声音信号所处的环境，比如声场环境可为室内环境或者室外环境，或者声场环境还可以基于场景分为餐厅环境、影院环境以及户外公园环境等。当基于声场特征确定出声场环境后，本实施例可基于该声场环境，读取预设的算法库。本实施例中算法库中预先设置有若干声场环境以及与所述声场环境匹配的算法处理流程，该算法处理流程即为上述噪声抑制、动态范围压缩、频谱搬移、反馈抑制、增益放大等处理流程。由于算法库中预先设置每一种声场环境所对应的算法处理流程，这样就为后续进行声音信号处理提供了有利基础，且由于不同的声场环境具有不同的算法处理流程，这样就可以对外界声音信号进行个性化处理。此外，本实施例中的声场识别单元是基于大数据训练后得到的精简模块，采用声场环境与算法处理流程进行对应的方式，资源消耗很低，且可最大程度的提取到声场特征，然后快速地匹配后续相应的算法处理流程。
在一种实现方式中，本实施例在对外界声音信号完成声场识别后，对经过声场识别过程的外界声音信号进行实时噪声估计处理与分级噪声抑制处理，以提高外界声音信号的信噪比与可懂度。在本实施例中，助听软件中的噪声抑制单元自适应且快速追踪环境噪声的变化，并且抑制噪声，特别是针对一些难处理的非稳态噪声的处理，通过该噪声一直单元可达到很小的延时，达到很好的跟踪和处理效果。经过噪声抑制单元处理后的声音信号，信噪比和可懂度得到极大的提升。
在一种实现方式中，本实施例在完成噪声抑制后，对经过实时噪声估计处理与分级噪声抑制处理后的外界声音信号进行动态范围压缩处理，以使得外界声音信号所对应的声音频段满足听障用户的听阈范围。具体地，本实施例获取经过实时噪声估计处理与分级噪声抑制处理后的声音信号的频段信息。然后通过压缩的方式限制最大输出功率，最大程度的把声音到压缩到听障用户的听阈范围，以使得外界声音信号所对应的声音频段可以被听障用户听到。
在一种实现方式中，本实施例在完成态范围压缩后，对经过动态范围压缩处理的外界声音信号进行频谱搬移处理，以将外界声音信号中的高频声音信号转移至中低频区域。具体地，本实施例中的频谱搬移处理过程主要针对高频区损失较重或者高频区没有残余听力的听障用户，通过移频的方式将听障用户无法接收的高频声信号转移至残余听力较好的中低频区域，也就是，将外界声音信号中的高频声信号转移至残余听力较好的中低频区域，从而达到较好的补偿效果，在不丢失声音信息的前提下，让特定的听障用户可以听到外界声音信号。值得说明的是，本实施例中的频谱搬移处理过程只是针对特定听损人群适用。因为频谱的搬移实际上人为的做了声音频率的更改，一般人群会感觉到声音失真。为此，本实施例中的助听软件上可设置选择按钮来选择频谱搬移单元的处理流程，以使得听障用户可按需选择。当然，本实施例中的助听软件在首次使用时需要注册用户信息，在注册时助听软件可基于用户输入的听力信息自动检测出该用户的听损程度，并可给予听损程度自动开启或者关闭频谱搬移单元的处理流程。
在一种实现方式中，本实施例在完成频谱搬移处理后，对经过频谱搬移处的外界声音信号进行反馈抑制处理，以将检测出的啸叫频点进行陷波处理，消除啸叫。由于穿戴设备的麦克风和喇叭距离太近，也不能做到完全的隔绝，所以当外界声音信号的增益大的时候很容易引起反馈啸叫。为此，本实施例可检测出外界声音信号中的啸叫点，并且可同时检测20个啸叫频点并做陷波处理（最大60dB），以达到消除啸叫的目的。
在一种实现方式中，本实施例在完成反馈抑制处理后，对经过反馈抑制处理的外界声音信号根据设定的增益目标进行增益放大处理，得到处理后的声音信号。本实施例预先设置增益目标，然后将经过反馈抑制处理的外界声音信号按照设置的增益目标，控制输出增益的幅度，以实现增益放大处理。
步骤S300、将处理后的声音信号基于蓝牙模块传输至与蓝牙模块连接的蓝牙耳机中，以使得听障用户基于蓝牙耳机接收并听取处理后的声音信号。
在本实施例中，当得到处理后的声音信号后，本实施例将处理后的声音信号基于蓝牙模块传输至与蓝牙模块连接的蓝牙耳机中，处理后的声音信号满足听障用户的助听需求，听障用户佩戴该蓝牙耳机就可以听取处理后的声音信号，如图2中所示。当然，由于助听算法模块在对外界声音信号进行处理时，首先对外界声音信号进行了模数转换，转换成了数字声音信号，助听算法模块是基于数字声音信号进行处理的。此时在助听算法模块完成声音信号处理流程后，还可将数字声音信号转换成声音信号，再将声音信号传输至蓝牙耳机中。
综上，本实施例首先基于穿戴设备上的麦克风采集外界声音信号，并将采集到的外界声音信号输入至预先安装的助听软件中。然后基于所述助听软件对所述外界声音信号进行声音信号处理，得到处理后的声音信号，其中，所述处理后的声音信号满足听障用户的助听需求。最后将所述处理后的声音信号基于蓝牙模块传输至与所述蓝牙模块连接的蓝牙耳机中，以使得听障用户基于所述蓝牙耳机接收并听取处理后的声音信号。本实施例中的助听软件包括助听算法模块，该助听算法模块可对外界声音进行声场识别、噪声抑制、动态范围压缩、频谱搬移、反馈抑制、增益放大等处理，从而使得处理后的声音信号能够满足听障用户的助听需求。由此可见，本实施例可将助听软件安装至穿戴设备中，从而使得穿戴设备具有助听功能，基于该助听软件可实现对外界声音信号进行声音处理，并通过蓝牙模块发送至蓝牙耳机，满足听障用户的助听需求，无需使用价格高昂的助听器芯片，且也无需对穿戴设备的硬件做出任何的处理，给听障用户带来了方便。
示例性装置
基于上述实施例，本发明还公开了一种基于穿戴设备系统的助听功能实现装置，所述基于穿戴设备系统的助听功能实现装置上设置有麦克风，该麦克风用于采集外界声音信号，并且所述基于穿戴设备系统的助听功能实现装置内置有蓝牙模块，该蓝牙模块用于与蓝牙耳机连接。如图3中所示，本实施例中的所述基于穿戴设备系统的助听功能实现装置包括：信号采集模块10、助听算法模块20以及信号输出模块30。具体地，所述信号采集模块10，用于基于穿戴设备上的麦克风采集外界声音信号，并将采集到的外界声音信号输入至预先安装的助听软件中。所述助听算法模块20，用于基于助听软件对外界声音信号进行声音信号处理，得到处理后的声音信号，其中，处理后的声音信号满足听障用户的助听需求。所述信号输出模块30，用于将处理后的声音信号基于蓝牙模块传输至与蓝牙模块连接的蓝牙耳机中，以使得听障用户基于蓝牙耳机接收并听取处理后的声音信号。
在一种实现方式中，本实施例中的助听算法模块20包括：声场识别单元21、噪声抑制单元22、动态范围压缩单元23、频谱搬移单元24、反馈抑制单元25以及增益放大单元26。具体地，所述声场识别单元21，用于基于外界声音信号，进行声场识别，确定外界声音信号所对应声场环境，并确定与声场环境所对应的算法处理流程，以基于所述算法处理流程对外界声音信号进行声音信号处理。所述噪声抑制单元22，用于对经过声场识别过程的外界声音信号进行实时噪声估计处理与分级噪声抑制处理，以提高外界声音信号的信噪比与可懂度。所述动态范围压缩单元23，用于对经过实时噪声估计处理与分级噪声抑制处理后的外界声音信号进行动态范围压缩处理，以使外界声音信号所对应的声音频段满足听障用户的听阈范围。所述频谱搬移单元24，用于对经过动态范围压缩处理的外界声音信号进行频谱搬移处理，以将外界声音信号中的高频声音信号转移至中低频区域。所述反馈抑制单元25，用于对经过频谱搬移处的外界声音信号进行反馈抑制处理，以将检测出的啸叫频点进行陷波处理，消除啸叫。所述增益放大单元26，用于对经过反馈抑制处理的外界声音信号根据设定的增益目标进行增益放大处理，得到处理后的声音信号。
在一种实现方式中，所述装置还包括：
软件制作与安装模块，用于预先将助听算法模块制作成软件应用程序，并将软件应用程序安装至穿戴设备的系统中。
在一种实现方式中，所述声场识别单元21，包括：
信号转换子单元，用于对外界声音信号进行模数转换，得到数字声音信号；
声场环境匹配子单元，用于从数字声音信号中提取声场特征，并根据声场特征，确定与声场特征所对应的声场环境；
算法处理流程匹配子单元，用于基于声场环境，读取预设的算法库，确定与声场环境所对应的算法处理流程，其中，算法库中设置有若干声场环境以及与声场环境匹配的算法处理流程。
在一种实现方式中，所述动态范围压缩单元23，包括：
频段信息获取子单元，用于获取经过实时噪声估计处理与分级噪声抑制处理后的外界声音信号的频段信息；
频段压缩子单元，用于通过压缩的方式限制最大输出功率，以使得外界声音信号所对应的声音频段满足听障用户的听阈范围。
本实施例的基于穿戴设备系统的助听功能实现装置中各个模块的工作原理与上述方法实施例中各个步骤的原理相同，此处不再赘述。
基于上述实施例，本发明还提供了一种穿戴设备，所述穿戴设备可为智能手环、智能手表、VR眼镜以及手机等终端设备。所述穿戴设备可搭载安卓或者苹果系统，并且该穿戴设备上还设置有麦克风以及内置有蓝牙模块，该麦克风用于采集外界声音信号，该蓝牙模块用于与蓝牙耳机连接。此外，本实施例中的穿戴设备上安装有助听软件，助听软件中搭载了助听算法模块，该助听算法模块可用于对外界声音信号进行声音信号处理，处理的目的是使得外界声音可以被听障用户听到。该穿戴设备的原理框图可以如图4所示。该穿戴设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器，处理器与存储器设置在主机中。其中，该穿戴设备的处理器用于提供计算和控制能力。该穿戴设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该穿戴设备的网络接口用于与外部的终端通过网络通讯连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种基于穿戴设备系统的助听功能实现方法。
本领域技术人员可以理解，图4中示出的原理框图，仅仅是与本发明方案相关的部分结构的框图，并不构成对本发明方案所应用于其上的穿戴设备的限定，具体的穿戴设备以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种穿戴设备，穿戴设备包括存储器、处理器及存储在存储器中并可在处理器上运行的基于穿戴设备系统的助听功能实现方法程序，处理器执行基于穿戴设备系统的助听功能实现方法程序时，实现如下操作指令：
基于穿戴设备上的麦克风采集外界声音信号，并将采集到的外界声音信号输入至预先安装的助听软件中；
基于助听软件对外界声音信号进行声音信号处理，得到处理后的声音信号，其中，处理后的声音信号满足听障用户的助听需求；
将处理后的声音信号基于蓝牙模块传输至与蓝牙模块连接的蓝牙耳机中，以使得听障用户基于蓝牙耳机接收并听取处理后的声音信号；
其中，助听软件包括助听算法模块，基于助听软件对外界声音信号进行声音信号处理，得到处理后的声音信号，包括：
基于外界声音信号，进行声场识别，确定外界声音信号所对应声场环境，并确定与声场环境所对应的算法处理流程，以基于所述算法处理流程对外界声音信号进行声音信号处理；
对经过声场识别过程的外界声音信号进行实时噪声估计处理与分级噪声抑制处理，以提高外界声音信号的信噪比与可懂度；
对经过实时噪声估计处理与分级噪声抑制处理后的外界声音信号进行动态范围压缩处理，以使得外界声音信号所对应的声音频段满足听障用户的听阈范围；
对经过动态范围压缩处理的外界声音信号进行频谱搬移处理，以将外界声音信号中的高频声音信号转移至中低频区域；
对经过频谱搬移处的外界声音信号进行反馈抑制处理，以将检测出的啸叫频点进行陷波处理，消除啸叫；
对经过反馈抑制处理的外界声音信号根据设定的增益目标进行增益放大处理，得到处理后的声音信号。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成的，计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、运营数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双运营数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink） DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。
综上，本发明公开了一种基于穿戴设备系统的助听功能实现方法及穿戴设备，方法包括：基于穿戴设备上的麦克风采集外界声音信号，并将采集到的外界声音信号输入至预先安装的助听软件中；基于助听软件对外界声音信号进行声音信号处理，得到处理后的声音信号，其中，处理后的声音信号满足听障用户的助听需求；将处理后的声音信号基于蓝牙模块传输至与蓝牙模块连接的蓝牙耳机中，以使得听障用户基于蓝牙耳机接收并听取处理后的声音信号。本发明可将助听软件安装至穿戴设备中，从而使得穿戴设备具有助听功能，基于该助听软件可实现对外界声音信号进行声音处理，并通过蓝牙模块发送至蓝牙耳机，无需使用价格高昂的助听器芯片，给听障用户带来了方便。
最后应说明的是：以上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。

Claims (5)

1.一种基于穿戴设备系统的助听功能实现方法，其特征在于，方法包括：
基于穿戴设备上的麦克风采集外界声音信号，并将采集到的外界声音信号输入至预先安装的助听软件中；
基于助听软件对外界声音信号进行声音信号处理，得到处理后的声音信号，其中，处理后的声音信号满足听障用户的助听需求；
将处理后的声音信号基于蓝牙模块传输至与蓝牙模块连接的蓝牙耳机中，以使得听障用户基于蓝牙耳机接收并听取处理后的声音信号；
其中，助听软件包括助听算法模块，基于助听软件对外界声音信号进行声音信号处理，得到处理后的声音信号，包括：
基于外界声音信号，进行声场识别，确定外界声音信号所对应声场环境，并确定与声场环境所对应的算法处理流程，以基于所述算法处理流程对外界声音信号进行声音信号处理；
对经过声场识别过程的外界声音信号进行实时噪声估计处理与分级噪声抑制处理，以提高外界声音信号的信噪比与可懂度；
对经过实时噪声估计处理与分级噪声抑制处理后的外界声音信号进行动态范围压缩处理，以使得外界声音信号所对应的声音频段满足听障用户的听阈范围；
对经过动态范围压缩处理的外界声音信号进行频谱搬移处理，以将外界声音信号中的高频声音信号转移至中低频区域；
对经过频谱搬移处的外界声音信号进行反馈抑制处理，以将检测出的啸叫频点进行陷波处理，消除啸叫；
对经过反馈抑制处理的外界声音信号根据设定的增益目标进行增益放大处理，得到处理后的声音信；
所述方法还包括：
预先将助听算法模块制作成软件应用程序，并将软件应用程序安装至穿戴设备的系统中；
所述助听软件基于用户的使用需求进行启动与关闭，或者，对于听障用户来说，若在第一次使用该助听软件，并在所述助听软件中完成用户注册，则所述助听软件一直呈工作状态；
所述麦克风与所述助听软件之间建立唯一且独立的通信信道，并且所述助听软件在安装时会自动获取访问所述麦克风的权限，所述麦克风一直呈工作状态，以保证所述麦克风与所述助听软件同步工作；
所述基于外界声音信号，进行声场识别，确定外界声音信号所对应声场环境，并确定与声场环境所对应的算法处理流程，包括：
预先对声场环境进行分类，并设置每个声场环境所对应的声场特征，所述声场环境反映的是此时外界声音信号所处的环境；
对外界声音信号进行模数转换，得到数字声音信号；
从数字声音信号中提取声场特征，并根据声场特征，确定与声场特征所对应的声场环境；
基于声场环境，读取预设的算法库，确定与声场环境所对应的算法处理流程，其中，算法库中设置有若干声场环境以及与声场环境匹配的算法处理流程；所述算法处理流程为噪声抑制处理流程、动态范围压缩处理流程、频谱搬移处理流程、反馈抑制处理流程、增益放大处理流程；所述助听软件上设置选择按钮来选择频谱搬移单元的处理流程，以使得听障用户按需选择；所述助听软件在首次使用时需要注册用户信息，在注册时所述助听软件基于用户输入的听力信息自动检测出该用户的听损程度，并可基于听损程度自动开启或者关闭频谱搬移单元的处理流程；
对经过实时噪声估计处理与分级噪声抑制处理后的外界声音信号进行动态范围压缩处理，以使得外界声音信号所对应的声音频段满足听障用户的听阈范围，包括：
获取经过实时噪声估计处理与分级噪声抑制处理后的外界声音信号的频段信息；
通过压缩的方式限制最大输出功率，以使得外界声音信号所对应的声音频段满足听障用户的听阈范围。
2.根据权利要求1所述的基于穿戴设备系统的助听功能实现方法，其特征在于，方法还包括：
接收用户的输入指令，并基于输入指令启动助听软件，以使得助听软件对外界声音信号进行声音信号处理。
3.一种基于穿戴设备系统的助听功能实现装置，其特征在于，装置包括：
信号采集模块，用于基于穿戴设备上的麦克风采集外界声音信号，并将采集到的外界声音信号输入至预先安装的助听软件中；
助听算法模块，用于基于助听软件对外界声音信号进行声音信号处理，得到处理后的声音信号，其中，处理后的声音信号满足听障用户的助听需求；
信号输出模块，用于将处理后的声音信号基于蓝牙模块传输至与蓝牙模块连接的蓝牙耳机中，以使得听障用户基于蓝牙耳机接收并听取处理后的声音信号；
其中，所述助听算法模块包括：
声场识别单元，用于基于外界声音信号，进行声场识别，确定外界声音信号所对应声场环境，并确定与声场环境所对应的算法处理流程，以基于所述算法处理流程对外界声音信号进行声音信号处理；
噪声抑制单元，用于对经过声场识别过程的外界声音信号进行实时噪声估计处理与分级噪声抑制处理，以提高外界声音信号的信噪比与可懂度；
动态范围压缩单元，用于对经过实时噪声估计处理与分级噪声抑制处理后的外界声音信号进行动态范围压缩处理，以使外界声音信号所对应的声音频段满足听障用户的听阈范围；
频谱搬移单元，用于对经过动态范围压缩处理的外界声音信号进行频谱搬移处理，以将外界声音信号中的高频声音信号转移至中低频区域；
反馈抑制单元，用于对经过频谱搬移处的外界声音信号进行反馈抑制处理，以将检测出的啸叫频点进行陷波处理，消除啸叫；
增益放大单元，用于对经过反馈抑制处理的外界声音信号根据设定的增益目标进行增益放大处理，得到处理后的声音信号；
装置还包括：
软件制作与安装模块，用于预先将助听算法模块制作成软件应用程序，并将软件应用程序安装至穿戴设备的系统中；
所述助听软件基于用户的使用需求进行启动与关闭，或者，对于听障用户来说，若在第一次使用该助听软件，并在所述助听软件中完成用户注册，则所述助听软件一直呈工作状态；
所述麦克风与所述助听软件之间建立唯一且独立的通信信道，并且所述助听软件在安装时会自动获取访问所述麦克风的权限，所述麦克风一直呈工作状态，以保证所述麦克风与所述助听软件同步工作；
所述声场识别单元，包括：
信号转换子单元，用于对外界声音信号进行模数转换，得到数字声音信号；
声场环境匹配子单元，用于从数字声音信号中提取声场特征，并根据声场特征，确定与声场特征所对应的声场环境；
算法处理流程匹配子单元，用于基于声场环境，读取预设的算法库，确定与声场环境所对应的算法处理流程，其中，算法库中设置有若干声场环境以及与声场环境匹配的算法处理流程；
所述声场识别单元，还包括：
预先对声场环境进行分类，并设置每个声场环境所对应的声场特征，所述声场环境反映的是此时外界声音信号所处的环境；所述算法处理流程为噪声抑制处理流程、动态范围压缩处理流程、频谱搬移处理流程、反馈抑制处理流程、增益放大处理流程；
所述助听软件上设置选择按钮来选择频谱搬移单元的处理流程，以使得听障用户按需选择；所述助听软件在首次使用时需要注册用户信息，在注册时所述助听软件基于用户输入的听力信息自动检测出该用户的听损程度，并可基于听损程度自动开启或者关闭频谱搬移单元的处理流程；
所述动态范围压缩单元，包括：
获取经过实时噪声估计处理与分级噪声抑制处理后的外界声音信号的频段信息；
通过压缩的方式限制最大输出功率，以使得外界声音信号所对应的声音频段满足听障用户的听阈范围。
4.一种穿戴设备，其特征在于，穿戴设备包括存储器、处理器及存储在存储器中并可在处理器上运行的基于穿戴设备系统的助听功能实现程序，处理器执行基于穿戴设备系统的助听功能实现程序时，实现如权利要求1-2任一项的基于穿戴设备系统的助听功能实现方法的步骤。
5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，计算机可读存储介质上存储有基于穿戴设备系统的助听功能实现程序，基于穿戴设备系统的助听功能实现程序被处理器执行时，实现如权利要求1-2任一项的基于穿戴设备系统的助听功能实现方法的步骤。
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