專利名稱：聽力補(bǔ)償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種音頻信號(hào)處理的方法，特別是涉及一種針對(duì)高頻聽損患者的聽力補(bǔ)償方法。
背景技術(shù)：
中國(guó)有一億三千萬(wàn)人有不同程度聽力損失，而其中很大一部分患者需要配帶合適的助聽器。高頻聽力損失是臨床最常見的聽力損失形式，中國(guó)患者中有90%的人存在高頻聽力損失。高頻聽損意味著患者感知低頻聲音很好，而對(duì)高頻聲音聽不清，甚至聽不到。但是，在語(yǔ)言中，清輔音一般在不低于2000Hz的高頻區(qū)。這些輔音雖然只占2%的能量，但是卻有56%的清晰度。缺失了這些聲音，成人辨識(shí)語(yǔ)言困難。更嚴(yán)重的是，對(duì)于幼兒來說，則無法學(xué)習(xí)發(fā)音和許多語(yǔ)法規(guī)則，變得既聾又 。傳統(tǒng)的聽力增強(qiáng)方法是振幅放大技術(shù)，但是卻不適用于高頻聽損患者。從技術(shù)上來說，高頻處的聽力損失越嚴(yán)重，就需要越多的增益才能獲得可聽性。但是，這些增益要受到回聲、低頻掩蔽特性或者放大系統(tǒng)的輸出性能的限制，幾乎不可能獲得足夠的增益。此外，高頻聽力損失超過70dB時(shí)，內(nèi)毛細(xì)胞的功能已損失殆盡。此時(shí)，振幅放大不但對(duì)語(yǔ)言理解沒有作用，反而會(huì)產(chǎn)生失真，不適及反饋嘯叫。而且，由于聲音的向上擴(kuò)散掩蔽特性，很多助聽器甚至采用降低增益的方法來降低助聽器的噪聲。中國(guó)的老齡化問題日趨嚴(yán)重，老齡化耳聾的比例必然也不斷增加。無手術(shù)危險(xiǎn)，技術(shù)可升級(jí)的降頻助聽技術(shù)必然成為中國(guó)高頻患者的首選技術(shù)。在國(guó)外，降頻助聽技術(shù)研究的較早，并形成四類主要方法聲碼器、慢速回放、頻率轉(zhuǎn)移和頻率壓縮。聲碼器是最早的降頻技術(shù)，但是生成的降頻信號(hào)屏蔽了一些重要的低頻信息，所以并沒體現(xiàn)出顯著的高頻性能改善。最早的商業(yè)助聽技術(shù)是慢速回放，其原理是以比采樣速度慢的速率來播放音頻信號(hào)。該技術(shù)可以保留頻率成分的比例關(guān)系，但是信號(hào)在時(shí)間軸上拉伸，造成輸入輸出間的不同步，從而引起失真。頻率轉(zhuǎn)移技術(shù)的原理將高頻信息轉(zhuǎn)移到低頻部分，并與原來低頻信號(hào)相加。該技術(shù)能較好的保留諧波頻率間的比例關(guān)系，但是由于頻率成分間存在交疊，會(huì)屏蔽有用的低頻信息。此外，還會(huì)移入不需要的高頻背景噪聲。同其它技術(shù)相比，比較直接的降頻技術(shù)是以固定因子降低所有頻率成分，稱為線性壓縮技術(shù)。但是研究顯示該技術(shù)并沒有明顯改善患者的高頻聽力。與之對(duì)應(yīng)的是非線性壓縮技術(shù)，即保持低頻信號(hào)不變，高頻信號(hào)以較大比例壓縮。由于頻率信息間沒有交疊，所以該技術(shù)保留了元音信號(hào)的理解度。在近期一些實(shí)驗(yàn)研究中，該技術(shù)體現(xiàn)出了較顯著的聽覺改善。此外，還有一些結(jié)合的方法，如幅度放大低頻信號(hào)，移動(dòng)中頻信號(hào)，非線性壓縮高頻信號(hào)，也取得了一些成果。上述研究雖然獲得了一些成果，針對(duì)聽障患者的測(cè)試取得了一些有益的反饋。首先，從算法原理上看，頻率轉(zhuǎn)移技術(shù)和頻率壓縮技術(shù)是將高頻信息以不同方式搬移到截止頻率以下的低頻區(qū)。但是，對(duì)于重度聽力患者，其截止頻率一般在1000Hz到2500Hz之間， 這意味著要轉(zhuǎn)移或壓縮的高頻區(qū)域是低頻區(qū)的2倍以上(語(yǔ)音頻率在8000Hz以下)。這些頻率區(qū)域必然要進(jìn)行取舍，但是不同的聲音，其頻率的分布不同，目前還沒有一種方法來進(jìn)行取舍。其次，上述這些方法只是針對(duì)母語(yǔ)為英語(yǔ)的患者進(jìn)行測(cè)試，針對(duì)漢語(yǔ)的降頻技術(shù)的報(bào)道多為綜述或介紹性的論文。然而，研究表明，漢語(yǔ)和英語(yǔ)各有特點(diǎn)，在聽覺感知過程中有很大差別。首先，英語(yǔ)是語(yǔ)調(diào)語(yǔ)言，而漢語(yǔ)是聲調(diào)語(yǔ)言。聲調(diào)信息是漢語(yǔ)的重要組成部分，對(duì)提高漢語(yǔ)語(yǔ)言的可懂度有重要貢獻(xiàn)。其次，漢語(yǔ)中包含較多的清輔音，而清輔音雖然能量較少，但頻率較高，無法被高頻聽損患者感知。其次，像漢語(yǔ)中的/j/、/q/、/x/，在英語(yǔ)中并無相同發(fā)音。由此可見，上述現(xiàn)有的降頻助聽技術(shù)，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決降頻助聽技術(shù)存在的問題，相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員莫不費(fèi)盡心思來謀求解決之道，但長(zhǎng)久以來一直未見適用的方法被發(fā)展完成，而一般現(xiàn)有的降頻助聽技術(shù)又不能適切的解決上述問題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有的降頻助聽技術(shù)存在的缺陷，而提供一種新型的針對(duì)高頻聽損患者的聽力補(bǔ)償方法，所要解決的技術(shù)問題是使其能夠在保證可聽的情況下，維持聲音的自然度，從而更加適于實(shí)用，且具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種針對(duì)高頻聽損患者的聽力補(bǔ)償方法，包括將語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換為輸入信號(hào)；將輸入信號(hào)進(jìn)行降噪以及端點(diǎn)檢測(cè)，從而判斷聲音段和噪音段；將信號(hào)頻譜和噪聲頻譜劃分為六個(gè)頻域0Hz 250Hz，250Hz 500Hz，500Hz IOOHz，IOOOHz 2000Hz，2000Hz 4000Hz和4000Hz 8000Hz，根據(jù)信號(hào)段和噪聲段的不同頻域的頻譜的比例關(guān)系，按大小以1/2的冪次替代進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化；通過慢放因子從所述輸入信號(hào)自適應(yīng)的導(dǎo)出降頻語(yǔ)音輸出信號(hào)，將所述降頻語(yǔ)音輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成降頻語(yǔ)音。前述的聽力補(bǔ)償方法，其中，所述語(yǔ)音信號(hào)通過傅里葉變換為所述輸入信號(hào)。前述的聽力補(bǔ)償方法，其中，所述降頻語(yǔ)音輸出信號(hào)通過傅里葉反變換為所述降
頻語(yǔ)音。 前述的聽力補(bǔ)償方法，所述慢放因子
權(quán)利要求
1.一種針對(duì)高頻聽損患者的聽力補(bǔ)償方法，其特征在于包括 將語(yǔ)音信號(hào)通過傅里葉變換轉(zhuǎn)換為輸入信號(hào)；將輸入信號(hào)進(jìn)行降噪以及端點(diǎn)檢測(cè)，判斷聲音段和噪音段；將信號(hào)頻譜和噪聲頻譜劃分為六個(gè)頻域0Hz 250Hz，250Hz 500Hz，500Hz IOOHz，IOOOHz 2000Hz，2000Hz 4000Hz和4000Hz 8000Hz，根據(jù)信號(hào)段和噪聲段的不同頻域的頻譜的比例關(guān)系，按大小以1/2的冪次替代進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化；通過慢放因子從所述輸入信號(hào)自適應(yīng)的導(dǎo)出降頻語(yǔ)音輸出信號(hào)，將所述降頻語(yǔ)音輸出信號(hào)通過傅里葉反變換轉(zhuǎn)換成降頻語(yǔ)音。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聽力補(bǔ)償方法，其特征在于，所述慢放因子_ ^2^1pback，其中，Yi和巧表示信號(hào)頻譜的歸一化幅度(i和J代表不同的頻域)，J代表截止頻率所在的頻域，C,和Cj表示人耳對(duì)不同聲音區(qū)域所需的慢放比例，此處，J+2代表忽略高于截止頻率的第一個(gè)頻帶對(duì)慢放因子的影響。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種針對(duì)高頻聽損患者的聽力補(bǔ)償方法，包括將語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換為輸入信號(hào)；將輸入信號(hào)進(jìn)行降噪以及端點(diǎn)檢測(cè)，從而判斷聲音段和噪音段；將信號(hào)頻譜和噪聲頻譜劃分為六個(gè)頻域，根據(jù)信號(hào)段和噪聲段的不同頻域的頻譜的比例關(guān)系，按大小以1/2的冪次替代進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化；通過慢放因子從所述輸入信號(hào)自適應(yīng)的導(dǎo)出降頻語(yǔ)音輸出信號(hào)，將所述降頻語(yǔ)音輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成降頻語(yǔ)音。本發(fā)明的聽力補(bǔ)償方法方法能很好的保持漢語(yǔ)語(yǔ)音的聲調(diào)信息，提高聽障患者對(duì)漢語(yǔ)語(yǔ)音的理解度，相對(duì)于現(xiàn)有的降頻技術(shù)來說，對(duì)漢語(yǔ)語(yǔ)音和環(huán)境聲音的識(shí)別率平均高10%到15%。
文檔編號(hào)G10L21/02GK102496374SQ201110422710
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者奚吉, 張卓, 張學(xué)武, 張福濤, 梁瑞宇, 許海燕 申請(qǐng)人:河海大學(xué)常州校區(qū)