一种数字助听器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种数字助听器，包括音频接收装置、A/D转换器、分帧器、元音端点检测器、参数提取器、声调强化器、合成器、助听器处理模块、D/A转换器和音频输出装置，所述的A/D转换器与音频接收装置连接，所述的分帧器与A/D转换器连接，所述的参数提取器与分帧器连接，所述的声调强化器与参数提取器连接，所述的合成器与声调强化器连接，所述的助听器处理模块与合成器连接，所述的D/A转换器与助听器处理模块连接，所述的音频输出装置与D/A转换器连接，所述的分帧器和参数提取器之间连接有元音端点检测器。
【专利说明】一种数字助听器
【技术领域】
[0001]本实用新型所述的的汉语音调增强方法属于数字语音信号处理【技术领域】，它针对中文声调语音的特征对中文声调进行相应的数字信号处理，适用于数字式的助听器。
【背景技术】
[0002]听力损失最直接简易的干预方法就是佩戴助听器。感音神经性听力损失的一个重要的后果是会带来听觉动态范围的降低。具备了现代数字压缩技术的助听器能将全听阈的听觉动态范围压缩到有限的听损患者的听觉范围内。但是这种方法的缺点是，压缩算法会削弱声音信号的幅度差，这种信号幅度信息的损失，会使声音信号的可懂度下降，造成听障患者更加听不清。
[0003]目前数字助听器的主要关键技术仍主要由西方各国所持，其信号处理方法主要为西方用户开发，并不完全符合中文的特征。在一定程度上影响了助听器的助听效果。某些已经开发的助听器用声调增强方法，在确定了元音端后，使用改变增益的方法来对中文效果进行增强。但是，这种增益的改变的效果会被压缩算法部分的削弱。
[0004]汉语是一种声调语言，音相同但声调不同的字很多。普通话中元音部分通过基音周期的改变来形成四种特有的声调。有实验证明。强化汉语信号的声调特征有利于提高中文言语的分辨率。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是设计出一种数字助听器。
[0006]本实用新型要解决的是现有现代数字助听器大多以西方拉丁语系的发音特征为基础进行研究的现状，不符合中文发声特性的问题。
[0007]本实用新型的技术方案是:它包括包括音频接收装置、A/D转换器、分帧器、元音端点检测器、参数提取器、声调强化器、合成器、助听器处理模块、D/A转换器和音频输出装置，所述的A/D转换器与音频接收装置连接，所述的分帧器与A/D转换器连接，所述的参数提取器与分帧器连接，所述的声调强化器与参数提取器连接，所述的合成器与声调强化器连接，所述的助听器处理模块与合成器连接，所述的D/A转换器与助听器处理模块连接，所述的音频输出装置与D/A转换器连接，所述的分帧器和参数提取器之间连接有元音端点检测器。
[0008]本实用新型的有益效果为:本实用新型通过放大基音周期的变化，进而放大语音的声调特征，将这一算法技术运用于数字助听器，能有效的提高使用者中文语音的识别率，使用户对中文获得较好的助听效果。本实用新型另辟蹊径，根据中文普通话的语音语调特点，提出一种用于数字助听器的中文声调增强方法，用数字助听器内部的芯片对中文声调信号进行强化，从而提高听损患者对中文语音的识别率。
【专利附图】
【附图说明】[0009]图1为本实用新型的连接框图。
[0010]图2为本实用新型基音周期调整前后的声调对比图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
[0012]如图所示，本实用新型包括包括音频接收装置1、A/D转换器2、分帧器3、元音端点检测器10、参数提取器4、声调强化器5、合成器6、助听器处理模块7、D/A转换器8和音频输出装置9，所述的A/D转换器2与音频接收装置I连接，所述的分帧器3与A/D转换器2连接，所述的参数提取器4与分帧器3连接，所述的声调强化器5与参数提取器4连接，所述的合成器6与声调强化器5连接，所述的助听器处理模块7与合成器6连接，所述的D/A转换器8与助听器处理模块7连接，所述的音频输出装置9与D/A转换器8连接，所述的分帧器3和参数提取器4之间连接有元音端点检测器10。
[0013]一种数字助听器的增强方法，包括如下步骤:
[0014]a)含有一音频接收装置用于接收声信号；
[0015]b)含有A/D转换器，与音频接收装置连接，将步骤a音频接收装置接收的声信号转化为时域数字输入信号；
[0016]c)含有一分帧器，与A/D转换器连接，对步骤b中的时域数字输入信号进行时间上的分帧，得到分帧信号；
[0017]d)含有一元音端点检测器，与分帧器连接，对步骤c中得到的分帧信号进行是否是元音的判断；若是元音时，进行后续的步骤；若不是元音时，则不进行后续的步骤；
[0018]e)含有一参数提取器，与分帧器连接，对步骤c得到的分帧信号进行分析，得到基音周期和参数。
[0019]f)含有一声调强化器，与参数提取器连接，对步骤e中得到的语音帧信号的基音周期进行强化，得到新基因周期。
[0020]g)含有一合成器，与声调强化器连接，对步骤f中得到的新基音周期和步骤e中的参数进行合成，得到强化声调后的语音输出。
[0021]h)含有一助听器处理模块，与合成器连接，对步骤g中得到强化声调后的语音输出，计算出补偿后的信号。
[0022]i)含有一 D/A转换器，与助听器处理模块连接，对步骤h中计算出补偿后的信号转化为声信号，然后通过一音频输出装置输出。
[0023]所述分帧器将时域数字输入信号分为重叠或不重叠的分帧信号。
[0024]所述元音端点检测器的工作过程是:元音端点检测器对输入的分帧信号是否是元音进行判断。仅在分帧信号被判断为元音时，进行后续的运算。
[0025]所述参数提取器采用了语音合成的技术，用基音同步分析的方法从分帧信号中提取出基音周期。
[0026]所述声调强化器根据基音周期的变化规律，通过扩大频率差的方法，计算出增强后的新基音周期。
[0027]所述合成器也使用了语音合成的技术，利用新基音周期和其他参数，生成强化声调后的语音输出。[0028]所述助听器处理模块，使用了验配公式确定增益，对接收的强化声调后的语音输出进行放大，得到补偿后的信号。
[0029]本实用新型所涉及的带汉语音调增强的助听器，去信号处理方法基于对音频的处理。其过程包括分帧、元音端点检测、参数提取、基音周期调整及语音合成。见图1
[0030]从音频接收装置输入的语音经过A/D模数转换为连续的数字信号，然后输入分帧器。分帧器的工作原理是:数据在经过分帧器后，形成以帧为单位的数据块。块与块之间存在一定的重叠，以保证音频信号还原后声音的连续性。
[0031]所述元音端点检测器的过程是:由于辅音的能量较小而且集中在高频，元音的能量比较大，而且主要集中在人发声的频域范围内。通过这一原则，可将元音从背景噪声中区分开来。
[0032]所述参数提取器的过程是:当判定为元音时，对输入的帧信号进行参数提取。具体流程是，利用语音合成技术，先从分帧信号中提取去除声道信息的残差信号，接着从残差信号中提取该频段的基音周期信息。
[0033]所述声调强化器的过程是:记录下本次元音段的初始基音周期数值，将当前帧的基音周期与其差值进行放大，放大了基音周期的起伏变化，从而实现基音周期的调整。基音周期调整后，第一声的基音信号基本不发生变化，其余三个声调的起伏都被增强了。
[0034]所述合成器的过程是:首先使用调整后的新基音周期和其他参数合成残差信号。然后利用原有的声道信息合成基音调整后的语音帧信号。最后通过重叠相加法得到强化声调后的语音输出。然后输出给助听器处理模块。
[0035]所述助听器处理模块，接收合成器输出的强化声调后的语音输出，然后根据佩戴者的听力损失情况，利用验配公式计算出的补偿方法，对误差帧信号进行相应的放大，可以得到补偿后的信号帧。送往D/A后经由音频输出装置输出，从而完成对中文声调的增强，以实现帮助听障患者提高中文言语的识别率的目的。
【权利要求】
1.一种数字助听器，其特征在于包括音频接收装置、A/D转换器、分帧器、元音端点检测器、参数提取器、声调强化器、合成器、助听器处理模块、D/A转换器和音频输出装置，所述的A/D转换器与音频接收装置连接，所述的分帧器与A/D转换器连接，所述的参数提取器与分帧器连接，所述的声调强化器与参数提取器连接，所述的合成器与声调强化器连接，所述的助听器处理模块与合成器连接，所述的D/A转换器与助听器处理模块连接，所述的音频输出装置与D/A转换器连接，所述的分帧器和参数提取器之间连接有元音端点检测器。
【文档编号】H04R25/00GK203748009SQ201420136391
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年3月25日 优先权日:2014年3月25日
【发明者】陈友元, 黄松华, 冯海泓, 曾凡镔 申请人:嘉兴益尔电子科技有限公司