確定含噪語音信號的客觀感知量的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)在第一發(fā)面涉及使用定向聲音信息確定含噪語音信號的客觀感知量的方法。該方法包括以下步驟：將包括目標(biāo)語音與干擾噪音的混合體的含噪語音信號施加至帶有可調(diào)擴(kuò)音器設(shè)備的第一聽力儀器并且控制可調(diào)擴(kuò)音器設(shè)備以產(chǎn)生分別展示第一方向性指數(shù)和第二方向性指數(shù)的第一預(yù)定方向性圖案和第二預(yù)定方向性圖案，其中在一個或多個參考頻率下，第二方向性指數(shù)小于第一方向性指數(shù)。分別使用第一預(yù)定方向性圖案和第二預(yù)方向性圖案從可調(diào)擴(kuò)音器設(shè)備記錄第一含噪語音片段和第二含噪語音片段，并且通過比較第一含噪語音片段和第二含噪語音片段來確定含噪語音信號的客觀感知量的至少一個值。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
確定含噪語音信號的客觀感知量的方法
本專利技術(shù)在一方面涉及使用定向聲音信息確定含噪語音信號的客觀感知量的方法。方法包括將包括了目標(biāo)語音與干擾噪音的混合體的含噪語音信號施加至帶有可調(diào)擴(kuò)音器設(shè)備的第一聽力儀器并且控制可調(diào)擴(kuò)音器設(shè)備以產(chǎn)生分別展示第一方向性指數(shù)和第二方向性指數(shù)的第一預(yù)定方向性圖案和第二預(yù)定方向性圖案，其中在一個或多個參考頻率下第二方向性指數(shù)小于第一方向性指數(shù)。分別使用第一預(yù)定方向性圖案和第二預(yù)方向性圖案從可調(diào)擴(kuò)音器設(shè)備記錄第一含噪語音片段和第二含噪語音片段，并且通過比較第一含噪語音片段和第二含噪語音片段確定含噪語音信號的客觀感知量的至少一個值
技術(shù)介紹
聽力受損人員通常遭受聽力敏感度的損失，該損失取決于討論中的聲音的頻率和等級兩者。因此聽力受損人員可能與正常聽力人員一樣能夠聽到某些頻率(例如，低頻)，但在其它頻率(高頻)下不能以與正常聽力個體相同的敏感度聽到聲音。類似地，聽力受損人員可以以與正常聽力個體相同的敏感度感知例如90dBSPL以上的高聲聲音，但仍不能以與正常聽力個體相同的敏感度聽到柔和聲音。因此，在后者情況下，聽力受損人員在某些頻率或頻帶下遭受動態(tài)范圍的損失。除上面提到的之外，聽力受損人員的頻率和等級相關(guān)的聽力損失常常導(dǎo)致例如在有著多個活躍的說話者和/或噪聲聲源的含噪聲音環(huán)境中區(qū)分競爭聲源或干擾聲源的能力降低。健康聽力系統(tǒng)依賴于眾所周知的雞尾酒會效應(yīng)以在此類不利收聽條件下區(qū)分競爭聲源或干擾聲源。雞尾酒會效應(yīng)尤其依賴于來自競爭聲源或干擾聲源的聽覺空間提示以基于競爭聲源的空間定位實(shí)行區(qū)分。在此類不利收聽條件下，在聽力受損個體的耳部處接收到的SNR可如此低以至于聽力受損個體不能發(fā)覺并使用空間聽覺提示以區(qū)分來自競爭聲源的不同聲音流。這導(dǎo)致與正常聽力受試者相比，對于許多聽力受損人員在含噪聲音環(huán)境中聽到和理解語音的能力嚴(yán)重惡化。存在通過將SNR增強(qiáng)技術(shù)諸如單通道噪聲降低算法或者固定或自適應(yīng)波束成形算法用于助聽器擴(kuò)音器信號以向助聽器用戶提供增強(qiáng)的語音可懂度或增強(qiáng)的語音質(zhì)量來解決問題的若干常用方法。另一方面，存在許多其中助聽器用戶在沒有在助聽器中施加任何改進(jìn)的語音處理算法的情況下能夠做得很好的情況。在這些情況下，避免引入多于需要量的處理可能是有益的，這是因?yàn)橹犉饔脩艨赡懿皇芤嬗谶@些處理并且改進(jìn)的算法可能引入惱人的聲音假象。因此，能夠檢測助聽器用戶需要例如用于噪聲抑制目的改進(jìn)的語音處理算法以能夠理解語音并且像正常聽力個體一樣與其它人員互動的情況或收聽條件將是有利的。近年來，語音可懂度的客觀評估已經(jīng)重新受到關(guān)注[1][2]。該關(guān)注已經(jīng)產(chǎn)生一些可用于例如當(dāng)語音信號與噪聲混合時或者在信號處理之后例如使用壓縮或噪聲降低評估語音信號的可懂度的方法。在本上下文中，“客觀”意味著使用計算機(jī)算法而不牽涉任何人類測試人員。如果使用人類測試受試者，則評估被描述為“主觀”評估。客觀度量的使用可以被分成在線應(yīng)用和離線應(yīng)用。在在線應(yīng)用中，客觀評估為在進(jìn)行語音信號的信號處理或傳輸?shù)耐瑫r正在進(jìn)行的過程，而在離線應(yīng)用中，客觀評估在施加信號處理例如在一些不同的算法設(shè)置已經(jīng)被用于處理含噪語音信時以及工程師需要選擇使用哪種設(shè)置之后進(jìn)行。客觀感知量諸如語音質(zhì)量和語音可懂度度量可以被分類成兩個子組：侵入式度量或非侵入式度量。采用侵入式度量需要訪問干凈語音信號和含噪語音信號兩者。采用非侵入式度量，僅需要訪問含噪語音信號。然而，在助聽器的正常在線使用期間，不訪問干凈語音信號而只訪問含噪語音信號。含噪語音信號包括目標(biāo)語音信號與不需要的干擾信號諸如競爭信號、音樂、噪聲、混響等的混合體。本專利技術(shù)已經(jīng)解決了確定由干凈語音信號或參考信號的不可用性引起的侵入性客觀感知量的問題。根據(jù)確定含噪語音信號的客觀感知量的本方法學(xué)以及相應(yīng)地被修改的聽力儀器和助聽器系統(tǒng)，使用可調(diào)擴(kuò)音器設(shè)備的方向性性能生成的所謂“偽”干凈語音信號，得到對干凈語音信號例如目標(biāo)語音信號的良好估計。對干凈語音信號的良好估計允許準(zhǔn)確地確定和估計各種類型的客觀侵入式感知量諸如客觀語音可懂度度量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的第一方面涉及使用定向聲音信息確定含噪語音信號的客觀感知量。方法包括以下步驟：a)將包括目標(biāo)語音與干擾噪音的混合體的含噪語音信號施加至第一聽力儀器，其中所述第一聽力儀器包括可調(diào)擴(kuò)音器設(shè)備，b)控制可調(diào)擴(kuò)音器設(shè)備以產(chǎn)生展示第一方向性指數(shù)的第一預(yù)定方向性圖案，c)記錄由可調(diào)擴(kuò)音器設(shè)備使用第一預(yù)定方向性圖案生成的第一含噪語音片段，d)控制可調(diào)擴(kuò)音器設(shè)備以產(chǎn)生展示第二方向性指數(shù)的第二預(yù)定方向性圖案，其中在一個或多個參考頻率下所述第二方向性指數(shù)小于第一方向性指數(shù)，e)記錄由可調(diào)擴(kuò)音器設(shè)備使用第二預(yù)定方向性圖案生成的第二含噪語音片段，f)由信號處理器通過比較第一含噪語音片段與第二含噪語音片段來確定含噪語音信號的客觀感知量的至少一個值。本專利技術(shù)解決了上面討論的現(xiàn)有技術(shù)問題，即在聽力儀器和聽力系統(tǒng)的正常使用期間缺少與計算含噪語音信號的客觀感知量有關(guān)的對干凈語音信號的訪問。本專利技術(shù)已經(jīng)通過利用聽力儀器的擴(kuò)音器設(shè)備的空間定向特性產(chǎn)生所謂的“偽”干凈語音信號作為對難以獲得的“真”干凈語音信號的估計，來解決了該問題。可以通過使用第一預(yù)定方向性圖案記錄第一含噪語音片段來估計“偽”干凈語音信號，第一預(yù)定方向性圖案被調(diào)節(jié)或設(shè)置成相對大的方向性指數(shù)，即產(chǎn)生主瓣指向目標(biāo)說話者的窄束寬度。即使在該條件下在“偽”干凈語音信號中可能存在有限水平的干擾語音或其它噪聲信號，殘留噪聲水平也可以足夠小以允許對所探索的討論中的客觀感知量的值諸如STOI值的準(zhǔn)確估計，如以下參考附圖進(jìn)一步詳細(xì)論證和討論的。比較第一含噪語音片段和第二含噪語音片段以確定或計算含噪語音信號的客觀感知量的至少一個值例如可以包括相關(guān)諸如互相關(guān)，例如以計算眾所周知的短時客觀可懂度度量(STOI)。與聽力儀器和聽力儀器系統(tǒng)中語音信號的接收、處理和放大有關(guān)的常常具有重要意義為兩個客觀感知量：語音質(zhì)量和語音可懂度。語音質(zhì)量度量接收到的語音信號的舒適和清楚程度。噪聲、滴答聲和其它聽得見的假音將格外降低接收到的語音信號的質(zhì)量。另一方面語音可懂度度量收聽者諸如助聽器用戶是否已經(jīng)正確感知或理解語音信號。在該關(guān)系中重要的是注意語音質(zhì)量和語音可懂度不一定相關(guān)。較高的質(zhì)量本身不會引起較高的可懂度，或反之亦然。事實(shí)上，在一些語音處理類型中較低的語音質(zhì)量展示較高的可懂度。因此，在本方法學(xué)的一些實(shí)施例中，客觀感知量包括下列中的一個或多個：語音可懂度度量、語音質(zhì)量度量等。在本方法學(xué)的一些實(shí)施例中，語音可懂度度量可以包括基于侵入式技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化客觀可懂度度量，諸如短時客觀可懂度度量(STOI)、語音傳輸指數(shù)(STI)、清晰度指數(shù)(AI)等。語音質(zhì)量度量可以包括標(biāo)準(zhǔn)化客觀語音質(zhì)量度量，諸如PESQ、POLQA等。第一含噪語音片段和第二含噪語音片段優(yōu)選為入射在可調(diào)擴(kuò)音器設(shè)備上的含噪語音信號的大體上時間對齊的片段。第一含噪語音片段和第二含噪語音片段可以大體上同時從由可調(diào)擴(kuò)音器設(shè)備產(chǎn)生的第一擴(kuò)音器信號和第二擴(kuò)音器信號中生成。替換地，第一含噪語音片段和第二含噪語音片段可以相繼地生成而不是同時生成。第一含噪語音片段可以在生成和記錄第二含噪語音片段之前被生成和記錄，或者反之亦然。第一含噪語音片段和第二含噪語音本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種使用定向聲音信息來確定含噪語音信號的客觀感知量的方法，包括以下步驟：a)將包括目標(biāo)語音與干擾噪音的混合體的含噪語音信號施加至第一聽力儀器，其中，所述第一聽力儀器包括可調(diào)擴(kuò)音器設(shè)備，b)控制所述可調(diào)擴(kuò)音器設(shè)備，以產(chǎn)生展示第一方向性指數(shù)的第一預(yù)定方向性圖案，c)記錄由所述可調(diào)擴(kuò)音器設(shè)備使用所述第一預(yù)定方向性圖案生成的第一含噪語音片段，d)控制所述可調(diào)擴(kuò)音器設(shè)備，以產(chǎn)生展示第二方向性指數(shù)的第二預(yù)定方向性圖案，其中，在一個或多個參考頻率下，所述第二方向性指數(shù)小于所述第一方向性指數(shù)，e)記錄由所述可調(diào)擴(kuò)音器設(shè)備使用所述第二預(yù)定方向性圖案生成的第二含噪語音片段，f)由信號處理器通過比較所述第一含噪語音片段與所述第二含噪語音片段，來確定所述含噪語音信號的客觀感知量的至少一個值。

【技術(shù)特征摘要】
2015.09.24 DK PA2015706081.一種使用定向聲音信息來確定含噪語音信號的客觀感知量的方法，包括以下步驟：a)將包括目標(biāo)語音與干擾噪音的混合體的含噪語音信號施加至第一聽力儀器，其中，所述第一聽力儀器包括可調(diào)擴(kuò)音器設(shè)備，b)控制所述可調(diào)擴(kuò)音器設(shè)備，以產(chǎn)生展示第一方向性指數(shù)的第一預(yù)定方向性圖案，c)記錄由所述可調(diào)擴(kuò)音器設(shè)備使用所述第一預(yù)定方向性圖案生成的第一含噪語音片段，d)控制所述可調(diào)擴(kuò)音器設(shè)備，以產(chǎn)生展示第二方向性指數(shù)的第二預(yù)定方向性圖案，其中，在一個或多個參考頻率下，所述第二方向性指數(shù)小于所述第一方向性指數(shù)，e)記錄由所述可調(diào)擴(kuò)音器設(shè)備使用所述第二預(yù)定方向性圖案生成的第二含噪語音片段，f)由信號處理器通過比較所述第一含噪語音片段與所述第二含噪語音片段，來確定所述含噪語音信號的客觀感知量的至少一個值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定含噪語音信號的客觀感知量的方法，其中，所述客觀感知量包括下列中的一種或多種：語音可懂度度量和語音質(zhì)量度量。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的確定含噪語音信號的客觀感知量的方法，其中，所述語音可懂度度量包括標(biāo)準(zhǔn)化的客觀可懂度度量。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的確定含噪語音信號的客觀感知量的方法，其中，所述語音質(zhì)量度量包括標(biāo)準(zhǔn)化的客觀語音質(zhì)量度量。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的確定含噪語音信號的客觀感知量的方法，進(jìn)一步包括以下步驟：h)基于所述客觀感知量的所述至少一個值，激活或停用運(yùn)行在助聽器信號處理器上的至少一種信號處理算法；和/或基于所述客觀感知量的所述至少一個值，調(diào)節(jié)所述至少一種信號處理算法的參數(shù)值，g)根據(jù)有效的信號處理算法和/或調(diào)節(jié)后的參數(shù)值來處理由所述擴(kuò)音器設(shè)備生成的擴(kuò)音器信號，以產(chǎn)生所述聽力儀器的第一聽力損失補(bǔ)償輸出信號，i)通過第一輸出換能器向用戶的左耳或右耳再現(xiàn)所述第一聽力損失補(bǔ)償輸出信號。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的確定含噪語音信號的客觀感知量的方法，進(jìn)一步包括以下步驟：根據(jù)所述客觀感知量的值，逐步調(diào)節(jié)所述至少一種信號處理算法的參數(shù)值。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的確定含噪語音信號的客觀感知量的方法，其中，所述至少一種信號處理算法包括下列中的一種：可調(diào)波束成形算法、自適應(yīng)反饋消除算法、單通道噪聲降低算法、多通道噪聲降低算法、多通道動態(tài)范圍壓縮算法。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定含噪語音信號的客觀感知量的方法，進(jìn)一步包括以下步驟：-經(jīng)由無線通信鏈路將所述第一含噪語音片段和所述第二含噪語音片段從所述聽力儀器傳輸?shù)焦潭ńK端、便攜式終端或第二聽力儀器，-將所述第一含噪語音片段和所述第二含噪語音片段記錄在所述固定終端、便攜式終端或第二聽力儀器的數(shù)據(jù)存儲區(qū)，-通過所述固定終端、便攜式終端或第二聽力儀器的信號處理器確定所述含噪語音信號的客觀感知量的所述至少一個值，-經(jīng)由無線通信鏈路將所述客觀感知量的所述至少一個值從所述固定終端、便攜式終端或第二聽力儀器傳輸?shù)剿龅谝宦犃x器。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定含噪語音信號的客觀感知量的方法，進(jìn)一步包括以下步驟：-將所述第一含噪語音片段和所述第二含噪語音片段記錄在所述第一聽力儀器的數(shù)據(jù)存儲器中，-通過所述第一聽力儀器的信號處理器確定所述含噪語音信號的客觀感知量的所述至少一個值的值。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定含噪語音信號的客觀感知量的方法，其中：在1kHz的參考頻率下...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：J·B·博爾特，KF·J·格蘭，M·G·克里斯滕森，
申請(專利權(quán))人：GN瑞聲達(dá)AS，
類型：發(fā)明
國別省市：丹麥,DK