一种骨导语音信号修正方法

摘要

本发明涉及一种骨导语音信号修正方法，通过对采集的骨导信号S进行峰值处理得到特征频率ω

说明书

技术领域

本发明涉及声电信号转换和数字信号处理领域，具体为一种骨导语音信号修正方法。

背景技术

环境噪声的存在会对语音通讯造成诸多困扰和不便，相对于传统气导处理方法，骨导语音主要采集说话人发声部位的振动信号，可以屏蔽说话人周边环境的强噪声，具有良好的降噪效果。

但是，骨导语音具有清晰度低、辨识度差等问题，需要对骨导语音进行修正处理，现有的骨导信号修正方法主要分为两类：机器学习和模拟电路方法。两种方法各有利弊，机器学习方法效果好，但是需要庞大的样本数据和较高的运算量；模拟电路方法简易且成本较低，但是抗干扰能力差且电路不稳定。

发明内容

本发明解决的问题是如何减少骨导信号修正方法的计算量，提升抗干扰能力和稳定性。

为解决上述问题，本发明提供一种骨导语音信号修正方法，包括如下步骤：

步骤1、采集并处理得到骨导信号S；

步骤2、对骨导信号S进行峰值处理得到特征频率ω

步骤3、对骨导信号S进行加权滤波处理得到信号S

步骤4、对信号S

本发明的有益效果是：通过采用数字信号处理技术对骨导信号进行修正，修正后的信号辨识度清晰，稳定性强，同时还能减少骨导信号修正的计算量。

作为优选，所述步骤1具体包括：

步骤101、通过传感器采集人体头部至少1个位置的振动信号；

步骤102、判断振动信号的个数是否等于1路，若是，则该路振动信号直接作为信噪比最大的振动信号x(t)，若否，则通过判决器从振动信号中选取信噪比最大的振动信号x(t)；

步骤103、对振动信号x(t)进行整体放大后进行短时傅里叶变换，得到骨导信号S；

由于采集的振动信号较为微弱，因此需要通过对振动信号进行整体放大，在不失真的前提下，将微弱的振动信号放大后进行短时傅里叶变换。

作为优选，所述特征频率ω

步骤201、基于人体发声频带的下限和上限，检测基频频率ω

步骤202、基于基频频率ω

步骤203、预设人耳最大接收频率值ω

步骤204、n＝n+1，并返回203。

作为优选，所述步骤3中对骨导信号S进行加权滤波处理的公式为：

式中，a

作为优选，所述步骤4具体包括：

步骤401、基于步骤103中的短时傅里叶变换

步骤402、基于相位信息

附图说明

图1为本发明的流程框图；

图2为本发明骨导信号S与语音信号频谱对比图；

图3为本发明语音修正处理后的骨导信号Y与语音信号频谱对比图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

如图1所示的一种骨导语音信号修正方法，包括如下步骤：

步骤1、采集并处理得到骨导信号S；具体包括

步骤101、通过传感器采集人体头部至少1个位置的振动信号，本具体实施例通过压电片或振动传感器等方式采集人体喉头、额头和耳后位置的振动信号；

步骤102、判断振动信号的个数是否等于1路，若是，则该路振动信号直接作为信噪比最大的振动信号x(t)，若否，则通过判决器从振动信号中选取信噪比最大的振动信号x(t)；本具体实施例中判决器选取信噪比最大的振动信号x(t)为现有技术，此处不做过多赘述；

步骤103、由于采集的振动信号较为微弱，因此需要通过对振动信号进行整体放大，在不失真的前提下，对振动信号x(t)进行整体放大后进行短时傅里叶变换，得到骨导信号S，如图2所示；

步骤2、对骨导信号S进行峰值处理得到特征频率ω

步骤201、基于人体发声频带的下限和上限，检测基频频率ω

步骤202、基于基频频率ω

步骤203、预设人耳最大接收频率值ω

步骤204、n＝n+1，并返回203；

步骤3、为了克服骨导信号S和对应的语音信号频谱特征差异较大的问题，对骨导信号S进行加权滤波处理得到信号S

式中，a

步骤4、对信号S

步骤401、基于步骤103中的短时傅里叶变换

步骤402、基于相位信息

本具体实施例先通过峰值检测能够获取基频频率和谐波频率，但是，由于骨导信号S相对于语音信号频谱而言，基频成分占比过重，谐波峰值衰减过多，导致骨导信号S听起来非常沉闷，因此采用加权滤波处理，需要利用加权滤波处理，对骨导信号S的基频频率和谐波频率进行修正，从而恢复到与语音信号频率分布一致的程度，使其听起来更加清晰；本具体实时中，加权滤波器的中心频率为峰值检测得出的基频和谐波频率；

经过加权滤波处理后的骨导信号会丢失原有的相位信息，导致清晰度降低，产生一定程度的噪声，因此，本具体实施例根据原骨导信号的相位信息对加权滤波后的骨导信号进行修正处理，从而获得清晰的骨导信号Y输出。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。