[发明专利]适用于人工耳蜗的风噪抑制方法及其系统

说明书

本发明公开了一种适用于人工耳蜗的风噪抑制方法及其系统，该风噪抑制方法包括如下步骤：1、将数字信号分割成信号帧；2、首先将信号帧转换成初始频域信号，其次计算能量谱，再次探测风噪特征并进行是否含有风噪的判断，最后更新风噪探测数值；3、设定初始值及风噪阈值，通过风噪探测数值判断是否开启风噪状态；4、通过舒适水平值和能量谱进行抑制风噪用的增益计算，对初始频域信号施加增益获得新频域信号；将新频域信号变换到新时域信号，获得降噪后的声音信号帧。该风噪抑制方法及其系统通过实时探测风噪进而对声音信号进行风噪抑制处理，提高了在风噪环境下声音信号中语音的清晰度、识别率，从而改善了使用者的使用体验。

技术领域

本发明涉及一种风噪抑制方法及其系统，尤其涉及一种适用于人工耳蜗的风噪抑制方法及其系统。

背景技术

风噪源于起风时气流与麦克风振膜之间的碰撞，空气湍流中含有气压波动，触碰到麦克风时，这股波动便会被麦克风转换为电流信号的波动，因此风噪对麦克风的收入信息影响非常大，能够重度干扰人工耳蜗使用者对言语的识别。为了提高人工耳蜗的用户体验，风噪抑制功能是不可或缺的，市面上有很多风噪抑制方法，但是绝大部分方法都无法直接应用于人工耳蜗上。首先，人工耳蜗的语音处理器一般置于使用者的耳背，机体轻小是重点，无法进行硬件上的抗风噪改装；其次，风噪抑制只是人工耳蜗语音处理器功能的一小部分，大部分运算空间及时间需要留给其它功能，例如言语策略、电极脉冲安排和其它语音增强功能(包括未来应需求所新增的功能)，这一系列功能都必须实时完成。许多应用于手机以及耳机上的风噪抑制方法在人工耳蜗上计算量过高并不理想。因此，开发一个计算量要求低但是又有效的风噪抑制方法很重要。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于人工耳蜗的风噪抑制方法及其系统，其能对声音信号进行动态风噪抑制处理。

为实现上述目的，本发明提供了一种适用于人工耳蜗的风噪抑制方法，其包括如下步骤：(A)将输入的数字信号分割成信号帧；(B)首先，通过WOLA分析滤波器组将信号帧从初始时域信号转换成初始频域信号，其次，计算初始频域信号各频带的能量值，得到能量谱，再次，探测初始频域信号的风噪特征并进行是否含有风噪的判断，最后，风噪特征的判断结果构成风噪探测数值，并且不同风噪特征的判断结果以不同的幅度更新风噪探测数值；(C)设定初始值及风噪阈值，当风噪探测数值从初始值增涨至风噪阈值，不再增涨，此时开启风噪状态，当风噪探测数值从风噪阈值降低至初始值时，不再降低，此时关闭风噪状态，以此周而往复；(D)将能量谱转为dB值；计算能量谱的中心频率区域的平均能量值作为舒适水平值；设定风噪频率，将低于风噪频率的频带进行分组；计算每个频带组的最小能量值；利用舒适水平值与每个频带组最小能量值之间的差获得与频带组数量相同的dB增益，并转为线性增益；每个低于风噪频率的频带分配其所属频带组的对应的线性增益，高于风噪频率的频带则分配增益1，各频带都获得对应的最终增益；对初始频域信号各频带施加对应的最终增益，获得新频域信号；通过WOLA分析的反向操作WOLA合成函数将新频域信号变换到新时域信号，获得风噪抑制后的信号帧。

在步骤B中，风噪特征包括低频能量比，子带频谱质心及其谐波特征三种中的任意几种。

风噪特征还包括初始时域信号的过零率。进一步，设定过零率阈值，当过零率小于过零率阈值时，判断当下信号帧含有风噪，反之为无风噪。

低频能量比的判断方法：设定低频能量比阈值，当低频能量比大于低频能量比阈值时，判断当下信号帧含有风噪，反之为无风噪。

子带频谱质心的判断方法：设定子带频谱质心阈值，当子带频谱质心小于子带频谱质心阈值时，判断当下信号帧含有风噪，反之为无风噪。