[发明专利]一种基于迭代维纳滤波的助听器多通道语音增强算法

权利要求书

1.一种基于迭代维纳滤波的助听器多通道语音增强算法，其特征在于：步骤如下：

步骤一：初始化：将带噪语音信号x(n)分解为M帧，帧长为n(由实际情况取值)，每一帧语音带噪信号序列用x_i(n)表示；

步骤二：在第i次迭代中(i＝0，1，2，…M)，对于给定的第i帧语音信号x_i(n)进行噪声估计；x_i(n)经频段解析模块分成多频率段信号成分，然后对各频率段信号进行噪声功率谱估计，具体步骤为：

(1)计算各频率段信号的实时功率谱P(i，k)，其中i为帧数，k为频点；

(2)对实时功率谱进行时间平滑处理：

P_s(i,k)＝αP_s(i-1，k)+(1-α)P(i,k)

其中，P_s(i，k)为平滑后的第i帧、k频点的语音信号功率谱；α为平滑系数；

(3)跟踪各频率段信号的功率谱的最小值，进行最小值统计：

其中，γ和β为经验系数；

(4)由预估的信号功率与噪声功率的比值来决定通道内是否存在语音：

其中，δ为门限值；

(5)通过I(i，k)更新频率段内语音出现的概率p(i，k)：

p(i，k)＝τp(i-1，k)+(1-τ)I(i，k)

其中，τ为概率更新系数；

(6)估计频段内噪声功率谱：

其中，为更新后的噪声功率谱，η为加权因子(0<η<1)；

步骤三：计算后验信噪比：

其中，为第i帧、k频点的语音信号的后验信噪比；

步骤四：由后验信噪比估计出先验信噪比：

其中，为第i帧、k频点的语音信号的先验信噪比，a为噪音衰减程度系数(0<a<1)，G(i-1，k)为第i-1帧、k频点所使用的降噪衰减增益，为对后验信噪比估计值进行的直接判决算法处理，ξ_min为先验信噪比估计值所允许的最小值，用来控制降噪程度，ξ_min越小，降噪程度越高，语音信号失真度也越高；

步骤五：由先验信噪比计算出降噪所需要的降噪衰减增益：

步骤六：将步骤五得到的增益作用于增强语音x_i(n)得到增强语音x_i′(n)：

x′_i(n)＝G(i，k)x_i(n)

步骤七：使用x_i′(n)作为给定的增强语音，继续对下一帧语音信号重复步骤二至步骤六，迭代会保持一直进行直至语音增强处理关闭。

2.根据权利要求1所述的基于迭代维纳滤波的助听器多通道语音增强算法，其特征在于：所述步骤二第(2)步中平滑系数α的取值范围为0<α<1。

3.根据权利要求1所述的基于迭代维纳滤波的助听器多通道语音增强算法，其特征在于：所述步骤二第(3)步中经验系数γ和β的取值范围为0<γ<1，0<β<1。

4.根据权利要求1所述的基于迭代维纳滤波的助听器多通道语音增强算法，其特征在于：所述步骤二第(4)步中门限值δ的取值范围为δ>0。

5.根据权利要求1所述的基于迭代维纳滤波的助听器多通道语音增强算法，其特征在于：所述步骤二第(5)步中概率更新系数τ的取值范围为0<τ<1。

6.根据权利要求1所述的基于迭代维纳滤波的助听器多通道语音增强算法，其特征在于：所述步骤三中概率更新系数ξ₀的取值范围为1e-12<ξ₀<1e-9。

7.根据权利要求1所述的基于迭代维纳滤波的助听器多通道语音增强算法，其特征在于：所述步骤四中噪音衰减程度系数a的取值范围为0<a<1，先验信噪比估计值的最小值ξ_min的取值范围为-30dB≤ξ_min≤0dB。