[發(fā)明專利]聲音降噪算法及其系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010375480.5
• 申請日: 2020-05-07
• 公開（公告）號: CN111341337B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設計）人: 蔡宜庭;賴飛帆;郭宇瑜;請求不公布姓名
• 申請（專利權）人: 上海力聲特醫(yī)學科技有限公司
• 主分類號: G10L21/0208
• 分類號: G10L21/0208;G10L21/0232
• 代理公司: 上海申浩律師事務所 31280
• 代理人: 唐佳弟;秦華毅

本發(fā)明公開了一種聲音降噪算法及其系統(tǒng)，該算法包括如下步驟：（A）將聲音信號幀轉換成初始頻域信號；（B）計算初始頻域信號的初始能量譜；（C）將初始能量譜合并成新能量譜；首先提取能量特征值，其次選取噪聲幀，最后計算連續(xù)噪聲幀的平均能量譜作為噪聲能量譜；（D）利用譜減法得到初始增益（E）將初始增益進行擴展得到最終增益；（F）對初始頻域信號各頻帶施加對應的最終增益，獲得新頻域信號；（G）將新頻域信號變換到新時域信號，獲得降噪后的聲音信號幀。該聲音降噪算法及其系統(tǒng)通過實時偵測環(huán)境噪聲進而對聲音信號進行降噪處理，提高了在噪聲環(huán)境下聲音信號中語音的清晰度、識別率，從而改善了使用者的使用體驗。

技術領域

本發(fā)明涉及一種聲音降噪算法及其系統(tǒng)，尤其涉及一種適用于人工耳蝸或助聽器的聲音降噪算法及其系統(tǒng)。

背景技術

人工耳蝸是目前世界公認的能使雙側重度或極重度感音神經(jīng)性耳聾患者恢復聽覺的唯一有效方法及裝置?，F(xiàn)有的人工耳蝸運作流程為：聲音先由麥克風采集轉換為電信號，經(jīng)過特殊的數(shù)字化處理，再按照一定的策略編碼，通過載在耳后的發(fā)射線圈傳送到體內，植入體的接收線圈感應到信號后，經(jīng)過解碼芯片解碼，使植入體的刺激電極產生電流，從而刺激聽神經(jīng)產生聽覺。由于使用環(huán)境的限制，聲音中必然摻雜著環(huán)境噪聲，需要對聲音信號進行一定的降噪處理，以達到最佳的聽覺效果。

發(fā)明內容

有鑒于現(xiàn)有技術的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種聲音降噪算法及其系統(tǒng)，其能實時偵測環(huán)境噪聲進而對聲音信號進行降噪處理。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種聲音降噪算法，其包括如下步驟：（A）通過WOLA分析濾波器組將聲音信號幀從初始時域信號轉換成初始頻域信號；（B）計算初始頻域信號各頻帶的能量值，得到相應的初始能量譜；（C）將初始能量譜的多個頻帶合并至一定頻帶數(shù)量的新能量譜，并轉為dB值；同時，首先根據(jù)初始能量譜計算能量特征值，并轉為dB值，其次利用能量特征值選取噪聲幀，最后計算最近一定數(shù)量的連續(xù)噪聲幀的平均能量譜作為當下的噪聲能量譜；（D）利用譜減法得到初始增益；（E）將初始增益擴展至與初始頻域信號頻帶數(shù)對應的個數(shù)，作為最終增益；（F）對初始頻域信號各頻帶施加對應的最終增益，獲得新頻域信號；（G）通過WOLA分析的反向操作WOLA合成函數(shù)將新頻域信號變換到新時域信號，獲得降噪后的聲音信號幀。

在步驟（C）中，合并的方式為：首先根據(jù)需求制定分配表，然后利用分配表選大的方式合并。

在步驟（C）中，能量特征值為初始能量譜各頻帶能量值的平均值。

在步驟（C）中，噪聲幀的選取方法：設置一個波谷曲線，當能量特征值高于波谷曲線時，波谷曲線開始線性增長，當能量特征值低于波谷曲線時，波谷曲線會持續(xù)更新，并跟隨能量特征值下降，波谷曲線的局部谷點對應時間點的聲音信號幀為噪聲幀。

在步驟（D）中，首先計算出當下聲音信號幀的新能量譜與當下噪聲能量譜的差值，得到信噪比，然后將信噪比與設定的閾值做對比，當信噪比小于閾值時，將信噪比減去閾值再乘以增益倍數(shù)得到dB增益，將dB增益轉成線性后，得到初始增益，當信噪比大于等于閾值時，dB增益設為0，即初始增益為1。進一步，低頻頻帶中設增益倍數(shù)為2，高頻頻帶中設增益倍數(shù)為1。

本發(fā)明還提供了一種聲音降噪系統(tǒng)，包括WOLA分析程序模塊，初始能量譜計算程序模塊，增益參數(shù)計算程序模塊，增益計算程序模塊，增益擴展程序模塊，增益施加程序模塊，及其WOLA合成程序模塊，其中，該WOLA分析程序模塊進行WOLA分析處理，該初始能量譜計算程序模塊進行初始能量譜計算處理，該增益參數(shù)計算程序模塊進行增益參數(shù)計算處理，其包括新能量譜計算程序模塊及其噪聲能量譜計算程序模塊，該增益計算程序模塊進行增益計算處理，該增益擴展程序模塊進行增益擴展處理，該增益施加程序模塊進行增益施加處理，該WOLA合成程序模塊進行WOLA合成處理。