[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

摘要

本发明公开一种基于迭代维纳滤波的助听器多通道语音增强算法，算法步骤为：将带噪信号分成多帧；对每一帧带噪信号进行噪声估计；计算后验信噪比；由后验信噪比估计出先验信噪比；由先验信噪比计算出降噪所需要的降噪衰减增益；降噪衰减增益作用于带噪信号得到增强语音信号；使用得到的增强语音信号作为给定的增强语音，继续对下一帧语音信号重复前面步骤。本发明提供的语音增强算法具有算法复杂度低、降噪效果好、在保证听力补偿的同时能提升助听器佩戴者的言语识别能力的优点。

主权项

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。