[发明专利]中文语音信号处理方法、装置及助听设备

说明书

技术领域

本发明涉及数字信号处理技术领域，特别是一种中文语音信号处理方法、一种中文语音信号处理装置以及一种助听设备。

背景技术

根据2006年的统计数据，我国大约有2780万人存在听力障碍。助听技术作为听力障碍的有效解决手段，越来越受到人们的关注。而伴随着科技的进步，数字信号处理技术逐步应用到助听领域。

耳聋分为传导性耳聋、感音神经性耳聋及混合型耳聋，其中，罹患感音神经性耳聋的耳聋患者占了相当大的比例。感音神经性耳聋又可以分为蜗性(也叫感音性)耳聋、蜗后耳聋、以及中枢性耳聋。针对感音性耳聋，由于耳蜗的一项重要的功能就是分析处理听觉信息，因此导致感音性耳聋患者缺失语音分析能力，声调识别能力较差。目前的助听器侧重于声音振幅的放大，对于传导性耳聋效果很好，而对于感音性耳聋，不能达到理想的助听效果，尤其噪声环境下这种不理想更为明显。

目前，大部分可用于语音分析能力弥补的助听器是根据西方语音来研究和开发的。而中文语音与西方语音存在多方面不同，如：

(1)中文语音为单音节带调语言；

(2)中文语音为辅音与元音结合的结构，不同于西方语音存在复数个辅音串的结构。

由于中文语音和西方语音存在的差异，迫切需要一种针对中文语音的信号处理技术，增强中文语音的声调，提高中文语音的声调识别率。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种中文语音信号处理方法，用以增强中文语音的声调，提高中文语音的声调识别率。本发明还提供一种中文语音信号处理装置以及一种助听设备。

因此，根据本发明一实施例，提供一种中文语音信号处理方法，包括：

以音节为单位切分待处理中文语音信号；

提取每个音节的基频曲线；

确定每个音节的声调种类，以及

根据预先建立的声调增强模型，确定与每个声调种类对应的基频曲线增强特征参数及所述增强特征参数的调整系数；

根据每个音节的声调种类、以及与所述声调种类对应的增强特征参数和所述增强特征参数的调整系数，对该音节的基频曲线进行调整；

根据调整后的基频曲线合成音节。

根据本发明实施方式，针对中文语音声调具有辨别词意的重要特性，根据声调在声学层面上的表现为基频曲线的原理，将连续的中文语音信号流划分为以音节为单位的中文语音信号，根据音节所属的声调种类，对音节的基频曲线进行调整。通过调整后的基频曲线修改语音波形，增强中文语音的声调特征，并提高中文语音声调的识别率。

根据本发明实施方式，还包括按照每个音节在待处理中文语音信号中的先后顺序，依次输出合成后的每个音节的步骤，保证了输出的中文语音的连续性，从而保证中文语音含义的完整性。

根据本发明实施方式，可以对音节的基频曲线进行三次多项式拟合，并将三次多项式的四个系数作为基频曲线分类的特征，通过模式分类方法确定该音节的声调类型，从而能够准确地确定每个音节的声调种类。

根据本发明实施方式，建立声调增强模型时，针对每个声调种类，均可以通过数据驱动的方式，针对统计样本中属于该声调种类的音节对，分析比较每个音节对中声调增强前音节的基频曲线的调型特征参数与声调增强后音节的基频曲线的调型特征参数之间的差别，从而确定与该声调种类对应的基频曲线的增强特征参数及所述增强特征参数的调整系数。使得建立的声调增强模型可以有效地对声调特征进行增强，提高对中文语音的声调特征进行增强的有效性。

根据本发明实施方式，在确定声调增强模型时，调型特征参数可以从基频曲线的均值、基频曲线的范围、基频曲线的最小值、基频曲线的最大值、基频曲线的最大值位置、基频曲线的最小值位置、基频曲线的初始值和基频曲线的结束值这八个基频曲线特征参数中选择，由于调型特征参数是从可以较好地描述基频曲线的特征参数中选择的，因此，后续通过该调型特征参数对基频曲线进行调整时，可以有效地对基频曲线进行调整，进一步提高声调增强的精度，强化声调增强的效果。