基于等响度曲线的移频实时响度补偿方法与流程

2021-01-28 16:01:31|

321|

起点商标网

本发明涉及助听器技术领域，具体涉及基于等响度曲线的移频实时响度补偿方法。

背景技术：

助听器是一个小型扩音器，把原本听不到的声音加以扩大，再利用听障者的残余听力，使声音能送到大脑听觉中枢，而感觉到声音。主要由传声器、放大器、耳机、电源和音量调控五部分组成。助听器按传导方式分为气导助听器和骨导助听器；按使用方式分类为盒式、眼镜式、发夹式、耳背式、耳内式、耳道式、深耳道式助听器。

为了解决重度及极度感音神经性听损患者的听力问题，很多厂家推出了各种频率转移、频率压缩算法，将听损者不可听阈内的高频成分压缩或搬移至残存可听低频区域，它对有听觉残余的重度感音神经性听障的人是有益的。但是该类型移频系统没有针对频率点做响度补偿，有的只补偿了原始的能力，信号的响度是主观感受，受频率大小的影响很大。相同声压级的声音，不同的频率下，听者所感受到的响度也是不一样的。因此当信号从高频区域被移到低频时，即使保证了原来的信号能量，但对听者来说响度已然不同。

基于此，本发明设计了基于等响度曲线的移频实时响度补偿方法，以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决上述背景技术中提出的问题，提供了基于等响度曲线的移频实时响度补偿方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于等响度曲线的移频实时响度补偿方法，包括以下步骤：

步骤一：输入信号经过wola分析窗输出n个频带，根据听损者听力图可计算得到移频参数拐点频率及截止频率，根据选定的拐点频率及截止频率，可得频率移动步长fre_step，根据拐点频率即压缩比可得到非移频信号x[1:a]与移频信号x[a+1:n]；

步骤二：通过声压级检测装置实时计算出移频信号x[a+1:n]各频带声压级bin_dbspl及原信号频率所在的通道索引ch0，移频信号x[a+1:n]通过移频装置得到移频后的信号shift_x[:]及其目标通道索引ch1；

步骤三：根据声压级bin_dbspl、原信号频率所在的通道索引ch0和目标通道索引ch1搜索等响度曲线阵列loundnessspl[10,n]，得到得到信号声压级索引phon_index，从而得到移频前后的等响度声压级对应的补偿增益loundness_gain，根据等响度声压级差值对移频后信号进行补偿，获得补偿后的移频信号com_shift_x[:]；

步骤四：将补偿后的移频信号com_shift_x[:]与非移频信号x[1:a]合成，形成助听器输出信号y[1:n]。

进一步地，所述步骤二中目标通道索引ch1为原信号频率所在的通道索引ch0加上频率移动步长fre_step，计算公式为：

ch1＝ch0+fre_step；

所述移频后的信号shift_x[:]计算公式为：

shift_x[a+1-fre_step]＝x[a+1]。

进一步地，所述步骤三中声压级bin_dbspl的计算公式为：

bin_dbspl＝20log10(x[a+1:n]/(wola_n/2))+cali；

式中：wola_n为傅里叶级数，cali为系统声压级校准值。

进一步地，所述步骤三中信号声压级索引phon_index的计算公式为：

phon_index＝min(abs(loundnessspl[:,ch0]-bin_dbspl))；

所述补偿增益loundness_gain的计算公式为：

所述补偿增益loundness_gain能够转换为线性增益补偿值linear_gain，转换公式为：

linear_gain＝10^{loundess_gain/20}；

所述补偿后的移频信号com_shift_x[:]的计算公式为：

com_shift_x[:]＝shift_x[:]*linear_gain。

进一步地，所述步骤四中输出信号y[1:n]的计算公式为：

y[1:n]＝x[1:a]+com_shift_x[:]。

进一步地，所述步骤三中等响度曲线阵列loundnessspl[10,n]为通过将gbt4963-2007标准等响度曲线折合成与信号n个子带对应而形成的阵列。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本专利发明了一种基于等响度曲线的移频补偿方法，使得移频助听器可以在任何环境下简单有效的保证了佩戴者拥有信号移频前后的感知能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为gbt4963-2007标准等响度级曲线；

图2为本发明中一种具有移频响度补偿的助听器系统；

图3为本发明流程示意框图；

图4为本发明等响度曲线阵列表a；

图5为本发明等响度曲线阵列表b；

图6为本发明等响度曲线阵列表c。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，gbt4963-2007标准等响度级曲线，横坐标表示频率(hz)，纵坐标表示声压级(dbspl)，每条曲线表示相同的响度级，单位为方(phon)。由图1可看出，最下方虚线为0phon，表示正常听力下的标准可听域。随着声音强度的增大，响度级也随之增大，直至听者感到耳朵不适、疼痛为止，此时所有频率的声压级值的连线即为痛域，即最上面120phon表示正常听力下的痛域。同一响度感知下，不同频率的声压级也是不一样的。因此当利用移频助听器将不可听域内的高频信号移至可听域的低频域后，即使保证了信号的能量，但是对于佩戴者来说信号的响度已发生很大不同，有时候可能会响度变大，有时候会响度变小。而且信号是实时在变化的，即信号能量也是实时变化，需要对移频信号进行实时的响度补偿，才能有效且稳定地保证佩戴者对信号的感知能力。图2示意了一种简单的具有移频响度补偿的助听器系统。

如图3所示，本发明提供了基于等响度曲线的移频实时响度补偿方法，包括以下步骤：

步骤四：将补偿后的移频信号com_shift_x[:]与非移频信号x[1:a]合成，形成助听器输出信号y[1:n]。

具体的实施方式如下：根据选定的拐点频率及截止频率，可得频率移动步长fre_step。进而计算出目标通道索引ch1为原信号频率所在的通道索引加上频率移动步长，其中频率移动步长可正可负，即该方法适用于信号频从低频段移至高频，也适用于信号从高频移至低频：

ch1＝ch0+fre_step(1)

因此目标信号shift_x[:]为：

shift_x[a+1-fre_step]＝x[a+1](2)

通过声压级检测装置实时计算出移频信号x[a+1:n]进入移频装置前各频带声压级bin_dbspl为：

bin_dbspl＝20log10(x[a+1:n]/(wola_n/2))+cali(3)

式中，wola_n为傅里叶级数，cali为系统声压级校准值。

将gbt4963-2007标准等响度曲线折合为与信号n个子带对应的等响度阵列loundnessspl[10,n]，如图4-6所示，根据上述得到的原信号频率所在的通道索引和移频装置前各频带声压级可得到信号声压级索引phon_index为：

phon_index＝min(abs(loundnessspl[:,ch0]-bin_dbspl))(4)

则根据移频后信号所在通道索引及移频前信号所在的通道索引可得信号移频后声压级对应的补偿增益loundness_gain为：

为了便于计算，将补偿增益loundness_gain转为线性增益补偿值linear_gain：

linear_gain＝10^{loundess_gain/20}(6)

则补偿后移频信号com_shift_x[:]为移频后信号乘以线性增益补偿值：

com_shift_x[:]＝shift_x[:]*linear_gain(7)

则最终输出信号y[1:n]为非移频信号与补偿后移频信号合成：

y[1:n]＝x[1:a]+com_shift_x[:](8)

通过上述方法，移频助听器就可以在任何环境下简单有效的保证了佩戴者拥有信号移频前后的感知能力，特别是一些鸟叫声和清辅音/s/、/ch/等等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击【在线咨询】或添加微信【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。