[发明专利]一种方向性助听方法、系统、助听器及存储介质

权利要求书

1.一种方向性助听方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过麦克风阵列拾取音频信号并进行预处理；

对所述音频信号进行方向性处理，并对方向性处理后的音频信号进行降噪和放大；

将降噪和放大后的所述音频信号输出。

2.根据权利要求1所述的一种方向性助听方法，其特征在于，所述预处理是指对麦克风阵列采集到的音频信号做分帧、加窗后再做快速傅里叶变换处理。

3.根据权利要求1所述的一种方向性助听方法，其特征在于，所述方向性处理是对麦克风阵列拾取音频信号进行波束形成算法处理，确定感兴趣角度的增大和抑制角度的消减，具体包括以下步骤：

假设在没有回声平面波的环境下，声波传输速度为c＝340m/s，气导麦克风数量为M，麦克风间距为δ，声波的入射夹角为θ，则M个麦克风的转向向量为

其中，T为转置操作，为复数单位，ω＝2πf为角频率，f0为采样频率，τ₀＝δ/c为相对于阵列零点相邻两个麦克风之间的时延；

假设波束形成的主瓣在角度θ＝0，信号源的入射角也在该方向，则麦克风阵列拾取的信号表示为：

其中，Y_m(ω)表示第m个麦克风拾取的信号，x(ω)＝d(ω,0)X(ω)，X(ω)是零均值期望信号，d(ω,0)是信号传播矢量，v(ω)是零均值加性噪声矢量，噪声和期望信号不相关；则进行波束形成处理的输出为：

其中，Z(ω)是估计得到的期望信号，

h(ω)＝[H₁(ω) H₂(ω)…H_M(ω)]^T (4)

h(ω)是线性滤波器矢量，角标*和H分别代表复数共轭和共轭转置；则无失真约束条件为

h^H(ω)d(ω,0)＝1 (5)。

4.根据权利要求1所述的一种方向性助听方法，其特征在于，所述降噪和放大是指滤除环境中的底噪，通过语音活动检测，检测出语音段，对波束形成放大范围内的语音信号进行自动增益控制输出。

5.根据权利要求1所述的一种方向性助听方法，其特征在于，所述麦克风阵列包括4个气导全向麦克风，相邻麦克风间隔等距离设置，麦克风阵列以眼镜腿向前的方向为阵列零点固定在同一条眼镜腿上。

6.根据权利要求1或5所述的一种方向性助听方法，其特征在于，所述麦克风阵列采用气导全向性麦克风，气导全向性麦克风的感兴趣方向范围为-60°～+60°。

7.根据权利要求4所述的一种方向性助听器，其特征在于，还包括骨导麦克风，所述骨导麦克风设置在所述眼镜腿内侧且贴近耳朵的部位。

8.一种方向性助听系统，其特征在于，包括：

音频信号拾取模块，用于通过麦克风阵列拾取音频信号并进行预处理；

波束形成滤波模块，用于对所述音频信号进行方向性处理，并对方向性处理后的音频信号进行降噪和放大；

助听信号输出模块，用于将降噪和放大后的所述音频信号输出。

9.一种助听器，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7任一项所述的一种方向性助听方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的一种方向性助听方法。