一种可调节去噪程度的助听器去噪装置和方法
【专利摘要】本发明提供了一种可调节去噪程度的助听器去噪装置和方法。所述可调节去噪程度的助听器去噪装置包括谱估计模块；谱均值模块；端点检测模块，用于判定当前帧是语音帧、次语音帧、次噪音帧、还是噪声帧并且相应地设置标志；维纳滤波模块，用于进行维纳滤波操作并且求出维纳滤波系数；去噪程度设置模块，用于根据来自端点检测模块的标志和来自维纳滤波模块的维纳滤波系数两者来决定对噪声衰减的程度；以及快速傅里叶逆变换模块，用于将已处理的信号从频域转换回时域，从而得到去噪后的信号。本发明提供的可调节去噪程度的助听器去噪装置和方法能够由用户自主选择控制抑制噪声的强度，从而提高用户的操作灵活性和体验舒适度。
【专利说明】一种可调节去噪程度的助听器去噪装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种助听器的去噪装置和方法，更具体地涉及一种可调节去噪程度的助听器去噪装置和方法。
【背景技术】
[0002]随着现代科技的发展，数字助听器以其强大的信号处理能力而逐渐被越来越多的听力障碍患者所接受。然而，在噪声环境下，助听器佩带者对语音的可懂度会严重下降。因此，去噪电路模块对于助听器的语音处理而言尤为重要。目前常用的一些去噪方法包括谱减法、维纳滤波法、子空间语音增强方法等方法，其中最常用的是维纳滤波法，它可以去除环境中的背景噪声、白噪声以及一些音乐噪声等。
[0003]常用的一种维纳滤波算法是ETSI(欧洲电信标准化协会)的标准ETSI ES 202 050V1.1.5 (2007-01)。图1是现有技术的两级维纳滤波方法的流程框图。如图1所示，两级Mel翘曲维纳滤波应用Mel域三角滤波器组将维纳滤波系数转换到与语音感知相关的Mel域，然后对信号进行滤波。 [0004]在第一级中，通过谱估计模块计算输入帧的谱，谱均值模块用前后帧之间的功率谱均值得到时间平滑的功率谱，端点检测(Voice Activity Detection, VADNest)模块判定当前帧是语音帧还是纯噪声帧。在维纳滤波模块完成线性频率滤波器系数的计算之后，采用美化带模块进行平滑操作而得到Mel翘曲维纳滤波系数，再进行Mel IDCT操作得到Mel翘曲维纳滤波器的时域冲击响应。然后，由滤波模块对滤波器冲击响应和输入语音信号进行卷积，从而实现维纳滤波过程。
[0005]在进行谱估计的时候，需要对256点进行FFT变换，然后对频域进行平方得到频谱。图2是现有技术的两级维纳滤波方法中的端点检测(VADNest)的流程框图，其中求FRAME_EN的公式为:.,_ 16
【权利要求】
1.一种可调节去噪程度的助听器去噪装置，包括: 谱估计模块，用于将输入信号重叠分帧并且求出输入帧的功率谱； 谱均值模块，耦合于所述谱估计模块，用于对前后两帧的功率谱密度进行均值操作从而得到时间平滑的功率谱； 端点检测模块，用于判定当前帧是语音帧、次语音帧、次噪音帧、还是噪声帧并且相应地设置标志； 维纳滤波模块，耦合于所述端点检测模块，用于进行维纳滤波操作并且求出维纳滤波系数； 去噪程度设置模块，耦合于所述端点检测模块和所述维纳滤波模块，用于根据来自所述端点检测模块的所述标志和来自所述维纳滤波模块的所述维纳滤波系数两者来决定对噪声衰减的程度；以及 快速傅里叶逆变换模块，耦合于所述去噪程度设置模块，用于将已处理的信号从频域转换回时域，从而得到去噪后的信号。
2.如权利要求1所述的助听器去噪装置，其特征在于，所述端点检测模块通过比较输入帧能量与多个阈值来判定所述当前帧是语音帧、次语音帧、次噪音帧、还是噪声帧并且相应地设置多个标志。
3.如权利要求2所述的助听器去噪装置，其特征在于，所述多个阈值包括第一阈值、第二阈值、以及第三阈 值，所述第一阈值小于所述第二阈值并且所述第二阈值小于所述第三阈值，其中当所述输入帧能量小于所述第一阈值时，所述当前帧被判断为噪音帧并且将所述标志设置为第一值；当所述输入帧能量大于或等于所述第一阈值并且小于所述第二阈值时，所述当前帧被判断为次噪音帧并且将所述标志设置为第二值；当所述输入帧能量大于或等于所述第二阈值并且小于所述第三阈值时，所述当前帧被判断为次语音帧并且将所述标志设置为第三值；以及当所述输入帧能量大于或等于所述第三阈值时，所述当前帧被判断为语音帧并且将所述标志设置为第四值。
4.如权利要求3所述的助听器去噪装置，其特征在于，当所述标志为第一值时，所述噪声衰减等于衰减参数与所述维纳滤波系数与0.65的乘积；当所述标志为第二值时，所述噪声衰减等于衰减参数与所述维纳滤波系数与0.87的乘积；当所述标志为第三值时，所述噪声衰减等于衰减参数与所述维纳滤波系数与0.95的乘积；以及当所述标志为第四值时，所述噪声衰减等于衰减参数与所述维纳滤波系数的乘积。
5.如权利要求4所述的助听器去噪装置，其特征在于，所述衰减参数的取值范围为0.9~1.5。
6.一种可调节去噪程度的助听器去噪方法，包括: 将输入信号重叠分帧并且求出输入帧的功率谱； 对前后两帧的功率谱密度进行均值操作从而得到时间平滑的功率谱； 判定当前帧是语音帧、次语音帧、次噪音帧、还是噪声帧并且相应地设置标志； 进行维纳滤波操作并且求出维纳滤波系数； 根据所述标志和所述维纳滤波系数两者来决定对噪声衰减的程度；以及 将已处理的信号从频域转换回时域，从而得到去噪后的信号。
7.如权利要求6所述的助听器去噪方法，其特征在于，判定当前帧是语音帧、次语音帧、次噪音帧、还是噪声帧并且相应地设置标志的所述步骤包括: 通过比较输入帧能量与多个阈值来判定所述当前帧是语音帧、次语音帧、次噪音帧、还是噪声帧并且相应地设置多个标志。
8.如权利要求7所述的助听器去噪方法，其特征在于，所述多个阈值包括第一阈值、第二阈值、以及第三阈值，所述第一阈值小于所述第二阈值并且所述第二阈值小于所述第三阈值，其中当所述输入帧能量小于所述第一阈值时，所述当前帧被判断为噪音帧并且将所述标志设置为第一值；当所述输入帧能量大于或等于所述第一阈值并且小于所述第二阈值时，所述当前帧被判断为次噪音帧并且将所述标志设置为第二值；当所述输入帧能量大于或等于所述第二阈值并且小于所述第三阈值时，所述当前帧被判断为次语音帧并且将所述标志设置为第三值；以及当所述输入帧能量大于或等于所述第三阈值时，所述当前帧被判断为语音帧并且将所述标志设置为第四值。
9.如权利要求8所述的助听器去噪方法，其特征在于，当所述标志为第一值时，所述噪声衰减等于衰减参数与所述维纳滤波系数与0.65的乘积；当所述标志为第二值时，所述噪声衰减等于所述衰减参数与所述维纳滤波系数与0.87的乘积；当所述标志为第三值时，所述噪声衰减等于所述衰减参数与所述维纳滤波系数与0.95的乘积；以及当所述标志为第四值时，所述噪声衰减等于所述衰减参数与所述维纳滤波系数的乘积。
10.如权利要求9所述的助听器去噪方法，其特征在于，所述衰减参数的取值范围为0.9~1.5。
【文档编号】H04R25/00GK103813251SQ201410074153
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年3月3日 优先权日:2014年3月3日
【发明者】薛风杰 申请人:深圳市微纳集成电路与系统应用研究院