[发明专利]一种用于噪声环境下声源分离和定位方法有效

专利信息
申请号: 201410249428.X 申请日: 2014-06-06
公开(公告)号: CN104053107B 公开(公告)日: 2018-06-05
发明(设计)人: 柴毅;屈剑锋;王坤朋;杨志敏;董勇 申请(专利权)人: 重庆大学
主分类号: H04R25/00 分类号: H04R25/00;H04R27/02;G10L21/0272
代理公司: 北京同恒源知识产权代理有限公司 11275 代理人: 赵荣之
地址: 400044 重庆市沙坪*** 国省代码: 重庆;50
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摘要:
搜索关键词: 声源 麦克风阵列 交谈对象 噪声环境 麦克风信号 定位模块 声源位置 助听装置 显示器 模拟信号放大器 采集 信号采集器 语音信号源 定位功能 键盘选择 空间搜索 盲源分离 说话声音 语音信号 准确方位 自动分离 互相关 源选择 和声 键盘
【说明书】:

发明涉及助听装置及方法,具体指一种用于噪声环境下声源分离和定位的助听装置及方法,包括麦克风阵列、声源位置显示器、声源分离与定位模块、信号采集器、模拟信号放大器和声源选择键盘,声源分离与定位模块采用互相关法对采集的麦克风信号进行处理,得到8个声源相对于麦克风阵列的初始方位,采用基于空间搜索的盲源分离方法对采集的麦克风信号进行处理,得到包含交谈对象和其他人说话声音的声源,用户通过声源选择键盘选择出属于交谈对象的声源,根据选择的声源计算出交谈对象相对于麦克风阵列的准确方位,并在声源位置显示器中显示该声源的方位;实现噪声环境下交谈双方语音信号自动分离,同时增加了语音信号源的定位功能,使用方便。

技术领域

本发明涉及助听装置及方法,具体指一种用于噪声环境下声源分离和定位的助听装置及方法。

背景技术

在户外或工业现场等嘈杂环境的语音交流中,助听装置是增强语音品质提高沟通效果的重要设备。在嘈杂环境下用户所感兴趣的有用信号会受到环境噪音或其它语音干扰,有用信号的信噪比较低,进而严重影响用户之间的正常交流。现有的助听设备大多数仍采用简单的信号放大功能,少数具有语音清晰功能的设备也仅对环境背景噪声有效,对于交流现场中其它语音的干扰无能为力。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题,本发明解决的技术问题是:实现噪声环境下交谈双方语音信号自动分离,同时增加了语音信号源的定位功能,操作方便。

解决该技术问题,本发明是这样实现的:一种用于噪声环境下声源分离和定位的助听装置,其特征在于:包括麦克风阵列(1006)、声源位置显示器(1001)、声源分离与定位模块(1002)、信号采集器(1003)、模拟信号放大器(1004)和声源选择键盘(1005);

所述麦克风阵列(1006)、模拟信号放大器(1004)、信号采集器(1003)、声源分离与定位模块(1002)和声源位置显示器(1001)依次连接;

所述声源选择键盘(1005)与声源分离与定位模块(1002)连接;

所述声源分离与定位模块(1002)采用互相关法对采集的麦克风信号进行处理,得到8个声源相对于麦克风阵列的初始方位;采用基于空间搜索的盲源分离方法对采集的麦克风信号进行处理,得到包含交谈对象(1009)和其他人(1010)说话声音的声源,用户通过声源选择键盘(1005)选择出属于交谈对象(1009)的声源,根据选择的声源计算出交谈对象(1009)相对于麦克风阵列(1006)的准确方位,并在声源位置显示器(1001)中显示该声源的方位。

进一步,所述麦克风阵列(1006)由微型麦克风(1007)构成;

所述麦克风阵列(1006)由8个独立的微型麦克风(1007)按照图中方式均匀排列在正方形的边上,正方形边长为10厘米,任意两个微型麦克风(1007)中心点之间的距离(1008)为5厘米;

所述微型麦克风(1007)的指向性为全向型(无指向),直径小于1厘米。

本发明噪声环境下声源分离和定位方法,其特征在于:包括如下步骤:

a.采用权利要求1所述的助听装置对交谈过程中的语音信号进行采集;

a1.所述助听装置采用模拟信号放大器(1004)对麦克风阵列(1006)中8个微型麦克风(1007)的语音信号进行放大,放大后的信号传输至信号采集器(1003);

a2.所述信号采集器(1003)对模拟信号放大器(1004)放大后的信号进行滤波、模/数转换和采集,采样频率为16KHz,采样精度为16位,并对采集的信号进行储存;

b.所述声源分离与定位模块(1002)采用基于空间搜索的盲源分离方法对采集的麦克风信号进行处理,具体步骤如下:

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