确定含噪语音信号的客观感知量的方法技术

本发明专利技术在第一发面涉及使用定向声音信息确定含噪语音信号的客观感知量的方法。该方法包括以下步骤：将包括目标语音与干扰噪音的混合体的含噪语音信号施加至带有可调扩音器设备的第一听力仪器并且控制可调扩音器设备以产生分别展示第一方向性指数和第二方向性指数的第一预定方向性图案和第二预定方向性图案，其中在一个或多个参考频率下，第二方向性指数小于第一方向性指数。分别使用第一预定方向性图案和第二预方向性图案从可调扩音器设备记录第一含噪语音片段和第二含噪语音片段，并且通过比较第一含噪语音片段和第二含噪语音片段来确定含噪语音信号的客观感知量的至少一个值。

【技术实现步骤摘要】
确定含噪语音信号的客观感知量的方法
本专利技术在一方面涉及使用定向声音信息确定含噪语音信号的客观感知量的方法。方法包括将包括了目标语音与干扰噪音的混合体的含噪语音信号施加至带有可调扩音器设备的第一听力仪器并且控制可调扩音器设备以产生分别展示第一方向性指数和第二方向性指数的第一预定方向性图案和第二预定方向性图案，其中在一个或多个参考频率下第二方向性指数小于第一方向性指数。分别使用第一预定方向性图案和第二预方向性图案从可调扩音器设备记录第一含噪语音片段和第二含噪语音片段，并且通过比较第一含噪语音片段和第二含噪语音片段确定含噪语音信号的客观感知量的至少一个值
技术介绍
听力受损人员通常遭受听力敏感度的损失，该损失取决于讨论中的声音的频率和等级两者。因此听力受损人员可能与正常听力人员一样能够听到某些频率(例如，低频)，但在其它频率(高频)下不能以与正常听力个体相同的敏感度听到声音。类似地，听力受损人员可以以与正常听力个体相同的敏感度感知例如90dBSPL以上的高声声音，但仍不能以与正常听力个体相同的敏感度听到柔和声音。因此，在后者情况下，听力受损人员在某些频率或频带下遭受动态范围的损失。除上面提到的之外，听力受损人员的频率和等级相关的听力损失常常导致例如在有着多个活跃的说话者和/或噪声声源的含噪声音环境中区分竞争声源或干扰声源的能力降低。健康听力系统依赖于众所周知的鸡尾酒会效应以在此类不利收听条件下区分竞争声源或干扰声源。鸡尾酒会效应尤其依赖于来自竞争声源或干扰声源的听觉空间提示以基于竞争声源的空间定位实行区分。在此类不利收听条件下，在听力受损个体的耳部处接收到的SNR可如此低以至于听力受损个体不能发觉并使用空间听觉提示以区分来自竞争声源的不同声音流。这导致与正常听力受试者相比，对于许多听力受损人员在含噪声音环境中听到和理解语音的能力严重恶化。存在通过将SNR增强技术诸如单通道噪声降低算法或者固定或自适应波束成形算法用于助听器扩音器信号以向助听器用户提供增强的语音可懂度或增强的语音质量来解决问题的若干常用方法。另一方面，存在许多其中助听器用户在没有在助听器中施加任何改进的语音处理算法的情况下能够做得很好的情况。在这些情况下，避免引入多于需要量的处理可能是有益的，这是因为助听器用户可能不受益于这些处理并且改进的算法可能引入恼人的声音假象。因此，能够检测助听器用户需要例如用于噪声抑制目的改进的语音处理算法以能够理解语音并且像正常听力个体一样与其它人员互动的情况或收听条件将是有利的。近年来，语音可懂度的客观评估已经重新受到关注[1][2]。该关注已经产生一些可用于例如当语音信号与噪声混合时或者在信号处理之后例如使用压缩或噪声降低评估语音信号的可懂度的方法。在本上下文中，“客观”意味着使用计算机算法而不牵涉任何人类测试人员。如果使用人类测试受试者，则评估被描述为“主观”评估。客观度量的使用可以被分成在线应用和离线应用。在在线应用中，客观评估为在进行语音信号的信号处理或传输的同时正在进行的过程，而在离线应用中，客观评估在施加信号处理例如在一些不同的算法设置已经被用于处理含噪语音信时以及工程师需要选择使用哪种设置之后进行。客观感知量诸如语音质量和语音可懂度度量可以被分类成两个子组：侵入式度量或非侵入式度量。采用侵入式度量需要访问干净语音信号和含噪语音信号两者。采用非侵入式度量，仅需要访问含噪语音信号。然而，在助听器的正常在线使用期间，不访问干净语音信号而只访问含噪语音信号。含噪语音信号包括目标语音信号与不需要的干扰信号诸如竞争信号、音乐、噪声、混响等的混合体。本专利技术已经解决了确定由干净语音信号或参考信号的不可用性引起的侵入性客观感知量的问题。根据确定含噪语音信号的客观感知量的本方法学以及相应地被修改的听力仪器和助听器系统，使用可调扩音器设备的方向性性能生成的所谓“伪”干净语音信号，得到对干净语音信号例如目标语音信号的良好估计。对干净语音信号的良好估计允许准确地确定和估计各种类型的客观侵入式感知量诸如客观语音可懂度度量。
技术实现思路
本专利技术的第一方面涉及使用定向声音信息确定含噪语音信号的客观感知量。方法包括以下步骤：a)将包括目标语音与干扰噪音的混合体的含噪语音信号施加至第一听力仪器，其中所述第一听力仪器包括可调扩音器设备，b)控制可调扩音器设备以产生展示第一方向性指数的第一预定方向性图案，c)记录由可调扩音器设备使用第一预定方向性图案生成的第一含噪语音片段，d)控制可调扩音器设备以产生展示第二方向性指数的第二预定方向性图案，其中在一个或多个参考频率下所述第二方向性指数小于第一方向性指数，e)记录由可调扩音器设备使用第二预定方向性图案生成的第二含噪语音片段，f)由信号处理器通过比较第一含噪语音片段与第二含噪语音片段来确定含噪语音信号的客观感知量的至少一个值。本专利技术解决了上面讨论的现有技术问题，即在听力仪器和听力系统的正常使用期间缺少与计算含噪语音信号的客观感知量有关的对干净语音信号的访问。本专利技术已经通过利用听力仪器的扩音器设备的空间定向特性产生所谓的“伪”干净语音信号作为对难以获得的“真”干净语音信号的估计，来解决了该问题。可以通过使用第一预定方向性图案记录第一含噪语音片段来估计“伪”干净语音信号，第一预定方向性图案被调节或设置成相对大的方向性指数，即产生主瓣指向目标说话者的窄束宽度。即使在该条件下在“伪”干净语音信号中可能存在有限水平的干扰语音或其它噪声信号，残留噪声水平也可以足够小以允许对所探索的讨论中的客观感知量的值诸如STOI值的准确估计，如以下参考附图进一步详细论证和讨论的。比较第一含噪语音片段和第二含噪语音片段以确定或计算含噪语音信号的客观感知量的至少一个值例如可以包括相关诸如互相关，例如以计算众所周知的短时客观可懂度度量(STOI)。与听力仪器和听力仪器系统中语音信号的接收、处理和放大有关的常常具有重要意义为两个客观感知量：语音质量和语音可懂度。语音质量度量接收到的语音信号的舒适和清楚程度。噪声、滴答声和其它听得见的假音将格外降低接收到的语音信号的质量。另一方面语音可懂度度量收听者诸如助听器用户是否已经正确感知或理解语音信号。在该关系中重要的是注意语音质量和语音可懂度不一定相关。较高的质量本身不会引起较高的可懂度，或反之亦然。事实上，在一些语音处理类型中较低的语音质量展示较高的可懂度。因此，在本方法学的一些实施例中，客观感知量包括下列中的一个或多个：语音可懂度度量、语音质量度量等。在本方法学的一些实施例中，语音可懂度度量可以包括基于侵入式技术的标准化客观可懂度度量，诸如短时客观可懂度度量(STOI)、语音传输指数(STI)、清晰度指数(AI)等。语音质量度量可以包括标准化客观语音质量度量，诸如PESQ、POLQA等。第一含噪语音片段和第二含噪语音片段优选为入射在可调扩音器设备上的含噪语音信号的大体上时间对齐的片段。第一含噪语音片段和第二含噪语音片段可以大体上同时从由可调扩音器设备产生的第一扩音器信号和第二扩音器信号中生成。替换地，第一含噪语音片段和第二含噪语音片段可以相继地生成而不是同时生成。第一含噪语音片段可以在生成和记录第二含噪语音片段之前被生成和记录，或者反之亦然。第一含噪语音片段和第二含噪语音本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用定向声音信息来确定含噪语音信号的客观感知量的方法，包括以下步骤：a)将包括目标语音与干扰噪音的混合体的含噪语音信号施加至第一听力仪器，其中，所述第一听力仪器包括可调扩音器设备，b)控制所述可调扩音器设备，以产生展示第一方向性指数的第一预定方向性图案，c)记录由所述可调扩音器设备使用所述第一预定方向性图案生成的第一含噪语音片段，d)控制所述可调扩音器设备，以产生展示第二方向性指数的第二预定方向性图案，其中，在一个或多个参考频率下，所述第二方向性指数小于所述第一方向性指数，e)记录由所述可调扩音器设备使用所述第二预定方向性图案生成的第二含噪语音片段，f)由信号处理器通过比较所述第一含噪语音片段与所述第二含噪语音片段，来确定所述含噪语音信号的客观感知量的至少一个值。

【技术特征摘要】
2015.09.24 DK PA2015706081.一种使用定向声音信息来确定含噪语音信号的客观感知量的方法，包括以下步骤：a)将包括目标语音与干扰噪音的混合体的含噪语音信号施加至第一听力仪器，其中，所述第一听力仪器包括可调扩音器设备，b)控制所述可调扩音器设备，以产生展示第一方向性指数的第一预定方向性图案，c)记录由所述可调扩音器设备使用所述第一预定方向性图案生成的第一含噪语音片段，d)控制所述可调扩音器设备，以产生展示第二方向性指数的第二预定方向性图案，其中，在一个或多个参考频率下，所述第二方向性指数小于所述第一方向性指数，e)记录由所述可调扩音器设备使用所述第二预定方向性图案生成的第二含噪语音片段，f)由信号处理器通过比较所述第一含噪语音片段与所述第二含噪语音片段，来确定所述含噪语音信号的客观感知量的至少一个值。2.根据权利要求1所述的确定含噪语音信号的客观感知量的方法，其中，所述客观感知量包括下列中的一种或多种：语音可懂度度量和语音质量度量。3.根据权利要求2所述的确定含噪语音信号的客观感知量的方法，其中，所述语音可懂度度量包括标准化的客观可懂度度量。4.根据权利要求2所述的确定含噪语音信号的客观感知量的方法，其中，所述语音质量度量包括标准化的客观语音质量度量。5.根据权利要求1至4中任一项所述的确定含噪语音信号的客观感知量的方法，进一步包括以下步骤：h)基于所述客观感知量的所述至少一个值，激活或停用运行在助听器信号处理器上的至少一种信号处理算法；和/或基于所述客观感知量的所述至少一个值，调节所述至少一种信号处理算法的参数值，g)根据有效的信号处理算法和/或调节后的参数值来处理由所述扩音器设备生成的扩音器信号，以产生所述听力仪器的第一听力损失补偿输出信号，i)通过第一输出换能器向用户的左耳或右耳再现所述第一听力损失补偿输出信号。6.根据权利要求5所述的确定含噪语音信号的客观感知量的方法，进一步包括以下步骤：根据所述客观感知量的值，逐步调节所述至少一种信号处理算法的参数值。7.根据权利要求5所述的确定含噪语音信号的客观感知量的方法，其中，所述至少一种信号处理算法包括下列中的一种：可调波束成形算法、自适应反馈消除算法、单通道噪声降低算法、多通道噪声降低算法、多通道动态范围压缩算法。8.根据权利要求1所述的确定含噪语音信号的客观感知量的方法，进一步包括以下步骤：-经由无线通信链路将所述第一含噪语音片段和所述第二含噪语音片段从所述听力仪器传输到固定终端、便携式终端或第二听力仪器，-将所述第一含噪语音片段和所述第二含噪语音片段记录在所述固定终端、便携式终端或第二听力仪器的数据存储区，-通过所述固定终端、便携式终端或第二听力仪器的信号处理器确定所述含噪语音信号的客观感知量的所述至少一个值，-经由无线通信链路将所述客观感知量的所述至少一个值从所述固定终端、便携式终端或第二听力仪器传输到所述第一听力仪器。9.根据权利要求1所述的确定含噪语音信号的客观感知量的方法，进一步包括以下步骤：-将所述第一含噪语音片段和所述第二含噪语音片段记录在所述第一听力仪器的数据存储器中，-通过所述第一听力仪器的信号处理器确定所述含噪语音信号的客观感知量的所述至少一个值的值。10.根据权利要求1所述的确定含噪语音信号的客观感知量的方法，其中：在1kHz的参考频率下...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·B·博尔特，KF·J·格兰，M·G·克里斯滕森，
申请(专利权)人：GN瑞声达AS，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK