CN107454537B - 包括滤波器组和起始检测器的听力装置 - Google Patents
包括滤波器组和起始检测器的听力装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107454537B CN107454537B CN201710400519.2A CN201710400519A CN107454537B CN 107454537 B CN107454537 B CN 107454537B CN 201710400519 A CN201710400519 A CN 201710400519A CN 107454537 B CN107454537 B CN 107454537B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- level
- signal
- unit
- time
- hearing device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 63
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 36
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 claims description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 12
- 210000000613 ear canal Anatomy 0.000 description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 description 9
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 7
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 7
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 3
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 3
- 210000003477 cochlea Anatomy 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 3
- 210000000959 ear middle Anatomy 0.000 description 3
- 208000016354 hearing loss disease Diseases 0.000 description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 2
- 210000000860 cochlear nerve Anatomy 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 210000003027 ear inner Anatomy 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 206010011878 Deafness Diseases 0.000 description 1
- 208000032041 Hearing impaired Diseases 0.000 description 1
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 210000003926 auditory cortex Anatomy 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 210000003710 cerebral cortex Anatomy 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 210000000883 ear external Anatomy 0.000 description 1
- 210000005069 ears Anatomy 0.000 description 1
- 210000002768 hair cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 1
- 230000010370 hearing loss Effects 0.000 description 1
- 231100000888 hearing loss Toxicity 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000012421 spiking Methods 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 210000003454 tympanic membrane Anatomy 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
- H04R25/50—Customised settings for obtaining desired overall acoustical characteristics
- H04R25/505—Customised settings for obtaining desired overall acoustical characteristics using digital signal processing
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
- H04R25/50—Customised settings for obtaining desired overall acoustical characteristics
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
- H04R25/43—Electronic input selection or mixing based on input signal analysis, e.g. mixing or selection between microphone and telecoil or between microphones with different directivity characteristics
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
- H04R25/35—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception using translation techniques
- H04R25/353—Frequency, e.g. frequency shift or compression
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
- H04R25/35—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception using translation techniques
- H04R25/356—Amplitude, e.g. amplitude shift or compression
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
- G10L19/02—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using spectral analysis, e.g. transform vocoders or subband vocoders
- G10L19/022—Blocking, i.e. grouping of samples in time; Choice of analysis windows; Overlap factoring
- G10L19/025—Detection of transients or attacks for time/frequency resolution switching
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L21/00—Speech or voice signal processing techniques to produce another audible or non-audible signal, e.g. visual or tactile, in order to modify its quality or its intelligibility
- G10L21/02—Speech enhancement, e.g. noise reduction or echo cancellation
- G10L21/0316—Speech enhancement, e.g. noise reduction or echo cancellation by changing the amplitude
- G10L21/0364—Speech enhancement, e.g. noise reduction or echo cancellation by changing the amplitude for improving intelligibility
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R2225/00—Details of deaf aids covered by H04R25/00, not provided for in any of its subgroups
- H04R2225/41—Detection or adaptation of hearing aid parameters or programs to listening situation, e.g. pub, forest
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R2225/00—Details of deaf aids covered by H04R25/00, not provided for in any of its subgroups
- H04R2225/43—Signal processing in hearing aids to enhance the speech intelligibility
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R2430/00—Signal processing covered by H04R, not provided for in its groups
- H04R2430/03—Synergistic effects of band splitting and sub-band processing
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Neurosurgery (AREA)
- Otolaryngology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
- Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
Abstract
本申请公开了包括滤波器组和起始检测器的听力装置，包括：输入单元，用于将时域电输入信号提供为第一速率下的数字样本；分析滤波器组，配置成提供所述电输入信号的时频表示；信号处理单元，配置成执行一个或多个处理算法；起始检测器，配置成在时域电输入信号进入分析滤波器组之前接收时域电输入信号，及确定时域电输入信号的包络的当前一阶导数，及根据所述一阶导数提供起始控制信号；电平估计单元，用于估计所述子频带信号的当前电平，所述电平估计单元包括电平调节单元，配置成从分析滤波器组接收所述子频带信号，及调节它们的当前电平，及根据所述起始控制信号控制电平调节。
Description
技术领域
本申请涉及听力装置如助听器领域，尤其涉及用于提高时频信号处理的时间性能的装置和方法。
背景技术
滤波器组用在听力装置如助听器中，以提供在频带中进行信号处理的可能性。多个截然不同或重叠的子频带中的个别处理例如在一些信号处理算法中感兴趣。不同的处理类型可对处理在其中执行的频道强加不同的要求。
在时频域运行的信号处理算法遭受用滤波器组滤波为子频带导致时间非常短的输入信号的时间拖尾效应如瞬态。这样的时频处理的例子为助听器中的降噪、动态范围压缩和输出功率限制。所有这些算法使用某些形式的电平估计。
基于滤波器组子频带的电平估计遭受分析级的时间延迟，即使在电平估计器中使用最快的可能时间常数时也是如此。这意味着随输入而变的增益可能不准时，处理后的信号可能因过冲非自然信号破坏。问题随频率分辨率越高和子频带数量越高而增加。
US8929574B2涉及助听器及检测和衰减瞬态的方法。该助听器具有用于检测输入信号中的快速瞬态的装置及用于在将信号呈现给用户之前衰减检测到的瞬态的装置以将具有衰减的瞬态的信号呈现给用户。检测通过测量频带拆分滤波器组的上游信号的峰值差并将该峰值差与至少一峰值差极限比较进行。
发明内容
本发明提出基于滤波器组的输入信号调节电平估计器。电平估计器通常由减少输入处的大差异的预平滑器和给出最终电平估计量的正确的时间常数性态的平滑器组成。这由两部分组成：起始检测和电平调节。
听力装置
在本申请的一方面，听力装置如助听器包括：
-包括下述操作连接的单元的正向通路
--输入单元，用于在形成人听频范围的一部分的全带频率范围提供表示声音信号的时域电输入信号y(n)，n为时间样本指数；
--分析滤波器组，配置成提供所述电输入信号y(n)的时频表示Y(k,m)，其中k＝1,2,…,K为子频带指数，K为子频带数量，及每一子频带信号Y(k,m)表示全带频率范围的子频带FBk，m为时间帧指数；
--信号处理单元，配置成执行用于在多个处理通道处理正向通路的信号并提供多个处理后的通道信号的一个或多个处理算法，每一处理通道包括一个或多个所述子频带。
所述听力装置还包括
-起始检测器，配置成在时域电输入信号y(n)或源自其的信号进入分析滤波器组之前接收时域电输入信号或源自其的信号，及确定时域电输入信号y(n)或源自其的信号的当前一阶导数，及提供起始控制信号；
-电平估计单元，用于估计所述子频带信号或源自其的子频带信号的当前电平，所述电平估计单元包括
--电平调节单元，配置成从分析滤波器组接收所述子频带信号或源自其的信号，及调节它们的当前电平，及根据所述起始控制信号控制电平调节。
从而可提供一种改进的听力装置。
在实施例中，听力装置还包括合成滤波器组，配置成将处理后的通道信号转换为表示声音信号的时域电信号。
在实施例中，输入单元配置成将时域电输入信号y(n)提供为具有对应于采样频率fs的第一速率Fs1的数字化样本。在实施例中，预定数量的样本按时间帧安排，例如64或128个时间样本。在实施例中，采样频率fs为20kHz或更大。
在实施例中，起始检测器配置成以第二速率Fs2提供起始控制信号。在实施例中，起始检测器传送起始控制信号的速率为第二速率Fs2，小于第一速率Fs1。
在实施例中，起始检测器包括包络估计器单元，其包括：
-ABS单元，用于以所述第一速率Fs1提供时域电输入信号y(n)或源自其的信号的量值；
-缓冲区大小为D的缓冲单元，用于缓冲时域电输入信号的量值的D个样本；
-MAX单元，用于确定目前保存在缓冲单元中的、时域电输入信号的量值的D个样本中的最大量值，其中最大值以低于第一速率Fs1的第二速率Fs2提供。
在实施例中，第二速率Fs2等于第一速率Fs1与缓冲区大小D的比(Fs2＝Fs1/D)。
在实施例中，起始检测器包括LOG单元以将输入信号转换到对数域[dB]。在实施例中，LOG单元连接到MAX单元以在对数域[dB]提供时域电输入信号的量值的最大值
在实施例中，起始检测器包括微分器，用于确定时域电输入信号或源自其的信号的包络的一阶导数及根据其提供起始控制信号。
在实施例中，听力装置配置成根据预定判据修改起始控制信号。
在实施例中，听力装置配置成根据预定判据将起始控制信号修改为
-等于恒定值，当一阶导数的当前值低于起始阈值时；及
-等于一阶导数的当前值，当其高于起始阈值时。
在实施例中，恒定值为零。在实施例中，修改在电平检测器中进行。在实施例中，修改在起始检测器中进行。
在实施例中，电平估计单元包括预平滑单元，用于减少子频带信号或源自其的信号中的大差异及提供子频带信号的预平滑的电平。在实施例中，预平滑单元包括ABS单元，用于提供子频带信号或源自其的信号的量值(或量值平方)。在实施例中，预平滑单元电连接到电平调节单元并位于电平调节单元之前。从而在电输入信号中存在大差异的情形下，提供电平估计量的更好的稳定性。在实施例中，电平估计单元包括LOG单元以将输入信号转换到对数域[dB]。
在实施例中，听力装置包括提供动态确定的增高和释放时间常数的可配置的平滑单元，所述时间常数用于确定子频带信号或源自其的信号的最终电平估计量。在实施例中，可配置的平滑单元形成电平估计单元的一部分。在实施例中，可配置的平滑单元形成信号处理单元的一部分。
在实施例中，电平调节单元位于预平滑单元和可配置的平滑单元之间。
在实施例中，电平调节单元配置成使电平调节基于电平变化(其由起始检测器给出)和预平滑单元的输出处观察到的预平滑的电平。
在实施例中，电平调节单元配置成将调节的电平估计量保持在某一电平预定时间。在实施例中，预定时间取决于分析滤波器组的时延。
在实施例中，电平调节单元配置成，当起始检测器检测到的起始段超过某一阈值时，将电平估计量在预平滑器之后在固定电平保持第一时间段(如预定时间)，其中固定电平值根据起始检测器给出的电平增加和预平滑器输出处观察到的实际电平进行确定。
在实施例中，电平调节单元配置成在第一时间段(如预定时间)被超出时或者在预平滑器输出处的电平超出调节的电平时使得电平估计量返回到预平滑器电平。
在实施例中，电平调节单元包括计数器并配置成对小于阈值数量的多个时间帧保持调节的电平估计量。在实施例中，预定时间和/或阈值数量的时间帧被确定以使得所得时间小于分析滤波器组的时延。在实施例中，电平调节单元配置成在计数器已达到阈值数量时或者在超出预定时间时或者在预平滑器输出处的电平超出调节的电平时返回到调节的电平。
在实施例中，信号处理单元配置成从电平估计单元接收所述子频带信号Y(k,m)或者源自其的子频带信号的当前电平及根据其控制一个或多个处理算法。在实施例中，一个或多个处理算法包括压缩算法、最大功率输出算法、瞬态降噪算法等。
在实施例中，听力装置包括助听器(如听力仪器)、头戴式耳机、耳朵保护装置或其组合。
在实施例中，听力装置适于提供随频率而变的增益和/或随电平而变的压缩和/或一个或多个频率范围到一个或多个其它频率范围的移频(具有或没有频率压缩)以补偿用户的听力受损。在实施例中，听力装置包括用于增强输入信号并提供处理后的输出信号的信号处理单元。
在实施例中，听力装置包括输出单元，用于基于处理后的电信号提供由用户感知为声信号的刺激。在实施例中，输出单元包括耳蜗植入物的多个电极或者骨导听力装置的振动器。在实施例中，输出单元包括输出变换器。在实施例中，输出变换器包括用于将刺激作为声信号提供给用户的接收器(扬声器)。在实施例中，输出变换器包括用于将刺激作为颅骨的机械振动提供给用户的振动器(例如在附着到骨头的或骨锚式听力装置中)。
在实施例中，听力装置包括用于提供表示声音的电输入信号的输入单元。在实施例中，输入单元包括用于将输入声音转换为电输入信号的输入变换器如传声器。在实施例中，输入单元包括用于接收包括声音的无线信号并提供表示所述声音的电输入信号的无线接收器。在实施例中，听力装置包括定向传声器***，其适于对来自环境的声音进行空间滤波，因而增强佩戴听力装置的用户的局部环境中的多个声源之中的目标声源。在实施例中，定向***适于检测(如自适应检测)传声器信号的特定部分源自哪一方向。这可以例如现有技术中描述的多种不同方式实现。
在实施例中，听力装置包括用于从另一装置如通信装置或另一听力装置无线接收直接电输入信号的天线和收发器电路。
在实施例中，听力装置和其他装置之间的通信处于基带中(音频频率范围，如0和20kHz之间)。优选地，听力装置和其他装置之间的通信基于高于100kHz频率下的某种调制。优选地，用于在听力装置和其他装置之间建立通信链路的频率低于50GHz，例如位于从50MHz到50GHz的范围中，例如高于300MHz，例如在高于300MHz的ISM范围中，例如在900MHz范围中或在2.4GHz范围中或在5.8GHz范围中或在60GHz范围中(ISM＝工业、科学和医学，这样的标准化范围例如由国际电信联盟ITU定义)。在实施例中，无线链路基于标准化或专有技术。在实施例中，无线链路基于蓝牙技术(如蓝牙低功率技术)。
在实施例中，听力装置为便携装置，例如包括本机能源如电池例如可再充电电池的装置。
在实施例中，听力装置包括输入变换器(传声器***和/或直接电输入(如无线接收器))和输出变换器之间的正向或信号通路。在实施例中，信号处理单元位于正向通路中。在实施例中，信号处理单元适于根据用户的特定需要提供随频率而变的增益。在实施例中，听力装置包括具有用于分析输入信号(如确定电平、调制、信号类型、声反馈估计量等)的功能件的分析通路。在实施例中，分析通路和/或信号通路的部分或所有信号处理在频域进行。在实施例中，分析通路和/或信号通路的部分或所有信号处理在时域进行。
在实施例中，表示声信号的模拟电信号在模数(AD)转换过程中转换为数字音频信号，其中模拟信号以预定采样频率或采样速率fs进行采样，fs例如在从8kHz到48kHz的范围中(适应应用的特定需要)以在离散的时间点tn(或n)提供数字样本xn(或x[n])，每一音频样本通过预定的Ns比特表示声信号在tn时的值，Ns例如在从1到16比特的范围中。数字样本x具有1/fs的时间长度，如50μs，对于fs＝20kHz。在实施例中，多个音频样本按时间帧安排。在实施例中，一时间帧包括64个或128个音频数据样本。根据实际应用可使用其它帧长度。
在实施例中，听力装置包括模数(AD)转换器以按预定的采样速率如20kHz对模拟输入进行数字化。在实施例中，听力装置包括数模(DA)转换器以将数字信号转换为模拟输出信号，例如用于经输出变换器呈现给用户。
在实施例中，听力装置如传声器单元和/或收发器单元包括TF转换单元，用于提供输入信号的时频表示。在实施例中，时频表示包括所涉及信号在特定时间和频率范围的相应复值或实值的阵列或映射。在实施例中，TF转换单元包括滤波器组，用于对(时变)输入信号进行滤波并提供多个(时变)输出信号，每一输出信号包括截然不同的输入信号频率范围。在实施例中，TF转换单元包括用于将时变输入信号转换为频域中的(时变)信号的傅里叶变换单元。在实施例中，听力装置考虑的、从最小频率fmin到最大频率fmax的频率范围包括从20Hz到20kHz的典型人听频范围的一部分，例如从20Hz到12kHz的范围的一部分。在实施例中，听力装置的正向通路和/或分析通路的信号拆分为NI个频带，其中NI例如大于5，如大于10，如大于50，如大于100，如大于500，至少部分频带个别地处理。在实施例中，听力装置适于在NP个不同频道处理正向和/或分析通路的信号(NP≤NI)。频道可以宽度一致或不一致(如宽度随频率增加)、重叠或不重叠。
在实施例中，听力装置包括多个检测器，其配置成提供与听力装置的当前物理环境(如当前声环境)有关、和/或与佩戴听力装置的用户的当前状态有关、和/或与听力装置的当前状态或运行模式有关的状态信号。作为备选或另外，一个或多个检测器可形成与助听器(如无线)通信的外部装置的一部分。外部装置例如可包括另一助听装置、遥控器、音频传输装置、电话(如智能电话)、外部传感器等。
在实施例中，多个检测器中的一个或多个对全带信号起作用(时域)。在实施例中，多个检测器中的一个或多个对频带拆分的信号起作用((时-)频域)。
在实施例中，多个检测器包括电平检测器，用于估计正向通路的信号的当前电平。在实施例中，预定判据包括正向通路的信号的当前电平是高于还是低于给定(L-)阈值。
在特定实施例中，听力装置包括话音检测器(VD)，用于确定输入信号是否包括话音信号(在特定时间点)。在本说明书中，话音信号包括来自人类的语音信号。其还可包括由人类语音***产生的其它形式的发声(如唱歌)。在实施例中，话音检测器单元适于将用户当前的声环境分类为话音或无话音环境。这具有下述优点：包括用户环境中的人类发声(如语音)的电传声器信号的时间段可被识别，因而与仅包括其它声源(如人工产生的噪声)的时间段分离。在实施例中，话音检测器适于还将用户自己的话音检测为话音。作为备选，话音检测器适于从话音检测排除用户自己的话音。
在实施例中，听力装置包括自我话音检测器，用于检测特定输入声音(如话音)是否源自***用户的话音。在实施例中，听力装置的传声器***适于能够在用户自己的话音和另一人的话音之间进行区分及可能与非话音声音区分开。
在实施例中，助听装置包括分类单元，配置成基于来自(至少部分)检测器的输入信号及可能其它输入对当前情形进行分类。在本说明书中，“当前情形”由下面的一个或多个定义：
a)物理环境(如包括当前电磁环境，例如出现计划或未计划由助听器接收的电磁信号(包括音频和/或控制信号)，或者当前环境不同于声学的其它性质)；
b)当前声学情形(输入电平、反馈等)；
c)用户的当前模式或状态(运动、温度等)；
d)助听装置和/或与助听器通信的另一装置的当前模式或状态(所选程序、自上次用户交互之后消逝的时间等)。
在实施例中，听力装置还包括用于所涉及应用的其它适宜功能，如压缩、降噪、反馈抑制等。
在实施例中，听力装置包括听音装置，例如助听器，例如听力仪器，例如适于位于耳朵处或者完全或部分位于用户耳道中的听力仪器，例如头戴式耳机、耳麦、耳朵保护装置或其组合。
用途
此外，本发明提供上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的及权利要求中限定的听力装置的用途。在实施例中，提供在包括音频分布的***中的用途。在实施例中，提供在包括一个或多个听力仪器、头戴式耳机、耳麦、有源耳朵保护***等的***中的用途，例如免提电话***、远程会议***、广播***、卡拉OK***、教室放大***等。
方法
一方面，本申请还提供听力装置如助听器的运行方法。该方法包括
-在形成人听频范围的一部分的全带频率范围提供表示声音信号的时域电输入信号y(n)，n为时间样本指数；
-将所述电输入信号y(n)转换为时频表示Y(k,m)，其中k＝1,2,…,K为子频带指数，K为子频带数量，及每一子频带信号Y(k,m)表示全带频率范围的子频带FBk，m为时间帧指数；
-执行用于在多个处理通道处理正向通路的信号并提供多个处理后的通道信号的一个或多个处理算法，每一处理通道包括一个或多个所述子频带；
所述方法还包括
-在时域电输入信号y(n)或源自其的信号在转换为时频表示Y(k,m)之前确定时域电输入信号或源自其的信号的当前一阶导数，及提供起始控制信号；
-估计所述子频带信号Y(k,m)或源自其的子频带信号的当前电平；
-调节所述子频带信号或源自其的信号的当前电平；及
-根据所述起始控制信号控制电平调节。
当由对应的过程适当代替时，上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的或权利要求中限定的装置的部分或所有结构特征可与本发明方法的实施结合，反之亦然。方法的实施具有与对应装置一样的优点。
在实施例中，该方法包括将处理后的通道信号转换为表示声音信号的时域电信号。
计算机可读介质
本发明进一步提供保存包括程序代码的计算机程序的有形计算机可读介质，当计算机程序在数据处理***上运行时，使得数据处理***执行上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的及权利要求中限定的方法的至少部分(如大部分或所有)步骤。
作为例子但非限制，前述有形计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储器、磁盘存储器或其他磁性存储装置，或者可用于执行或保存指令或数据结构形式的所需程序代码并可由计算机访问的任何其他介质。如在此使用的，盘包括压缩磁盘(CD)、激光盘、光盘、数字多用途盘(DVD)、软盘及蓝光盘，其中这些盘通常磁性地复制数据，同时这些盘可用激光光学地复制数据。上述盘的组合也应包括在计算机可读介质的范围内。除保存在有形介质上之外，计算机程序也可经传输介质如有线或无线链路或网络如因特网进行传输并载入数据处理***从而在不同于有形介质的位置处运行。
数据处理***
一方面，本发明进一步提供数据处理***，包括处理器和程序代码，程序代码使得处理器执行上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的及权利要求中限定的方法的至少部分(如大部分或所有)步骤。
听力***
另一方面，本发明提供包括上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的及权利要求中限定的听力装置及包括辅助装置的听力***。
在实施例中，该听力***适于在听力装置和辅助装置之间建立通信链路以使信息(如控制和状态信号，可能音频信号)能在其间进行交换或从一装置转发给另一装置。
在实施例中，辅助装置是或包括音频网关设备，其适于(如从娱乐装置例如TV或音乐播放器，从电话装置例如移动电话，或从计算机例如PC)接收多个音频信号，及适于选择和/或组合所接收音频信号(或信号组合)中的适当信号以传给听力装置。在实施例中，辅助装置是或包括遥控器，用于控制听力装置的功能和运行。在实施例中，遥控器的功能实施在智能电话中，该智能电话可能运行使能经智能电话控制音频处理装置的功能的APP(听力装置包括适当的到智能电话的无线接口，例如基于蓝牙或一些其它标准化或专有方案)。
在实施例中，辅助装置为另一听力装置。在实施例中，听力***包括适于实施双耳听力***如双耳听力装置***的两个听力装置。
定义
在本说明书中，“听力装置”指适于改善、增强和/或保护用户的听觉能力的装置如听力仪器或有源耳朵保护装置或其它音频处理装置，其通过从用户环境接收声信号、产生对应的音频信号、可能修改该音频信号、及将可能已修改的音频信号作为可听见的信号提供给用户的至少一只耳朵而实现。“听力装置”还指适于以电子方式接收音频信号、可能修改该音频信号、及将可能已修改的音频信号作为听得见的信号提供给用户的至少一只耳朵的装置如头戴式耳机或耳麦。听得见的信号例如可以下述形式提供：辐射到用户外耳内的声信号、作为机械振动通过用户头部的骨结构和/或通过中耳的部分传到用户内耳的声信号、及直接或间接传到用户耳蜗神经的电信号。
听力装置可构造成以任何已知的方式进行佩戴，如作为佩戴在耳后的单元(具有将辐射的声信号导入耳道内的管或者具有安排成靠近耳道或位于耳道中的扬声器)、作为整个或部分安排在耳廓和/或耳道中的单元、作为连到植入在颅骨内的固定结构的单元、或作为整个或部分植入的单元等。听力装置可包括单一单元或几个彼此电子通信的单元。
更一般地，听力装置包括用于从用户环境接收声信号并提供对应的输入音频信号的输入变换器和/或以电子方式(即有线或无线)接收输入音频信号的接收器、用于处理输入音频信号的(通常可配置的)信号处理电路、及用于根据处理后的音频信号将听得见的信号提供给用户的输出装置。在一些听力装置中，放大器可构成信号处理电路。信号处理电路通常包括一个或多个(集成或单独的)存储元件，用于执行程序和/或用于保存在处理中使用(或可能使用)的参数和/或用于保存适合听力装置功能的信息和/或用于保存例如结合到用户的接口和/或到编程装置的接口使用的信息(如处理后的信息，例如由信号处理电路提供)。在一些听力装置中，输出装置可包括输出变换器，例如用于提供空传声信号的扬声器或用于提供结构或液体传播的声信号的振动器。在一些听力装置中，输出装置可包括一个或多个用于提供电信号的输出电极。
在一些听力装置中，振动器可适于经皮或由皮将结构传播的声信号传给颅骨。在一些听力装置中，振动器可植入在中耳和/或内耳中。在一些听力装置中，振动器可适于将结构传播的声信号提供给中耳骨和/或耳蜗。在一些听力装置中，振动器可适于例如通过卵圆窗将液体传播的声信号提供到耳蜗液体。在一些听力装置中，输出电极可植入在耳蜗中或植入在颅骨内侧上，并可适于将电信号提供给耳蜗的毛细胞、一个或多个听觉神经、听觉皮层和/或大脑皮层的其它部分。
“听力***”指包括一个或两个听力装置的***。“双耳听力***”指包括两个听力装置并适于协同地向用户的两只耳朵提供听得见的信号的***。听力***或双耳听力***还可包括一个或多个“辅助装置”，其与听力装置通信并影响和/或受益于听力装置的功能。辅助装置例如可以是遥控器、音频网关设备、移动电话(如智能电话)、广播***、汽车音频***或音乐播放器。听力装置、听力***或双耳听力***例如可用于补偿听力受损人员的听觉能力损失、增强或保护正常听力人员的听觉能力和/或将电子音频信号传给人。
本发明的实施例如可用在下述应用中：助听器、头戴式耳机、耳麦、耳朵保护***或其组合。本发明还可用在包括信号处理子频带的音频处理装置中，其中涉及滤波器组，例如用在通信装置如移动电话等中。
附图说明
本发明的各个方面将从下面结合附图进行的详细描述得以最佳地理解。为清晰起见，这些附图均为示意性及简化的图，它们只给出了对于理解本发明所必要的细节，而省略其他细节。在整个说明书中，同样的附图标记用于同样或对应的部分。每一方面的各个特征可与其他方面的任何或所有特征组合。这些及其他方面、特征和/或技术效果将从下面的图示明显看出并结合其阐明，其中：
图1A示出了用于根据本发明的听力装置的起始检测器的第一实施例。
图1B示出了用于根据本发明的听力装置的起始检测器的第二实施例。
图2示出了根据本发明的包括起始检测器和电平调节单元的听力装置的实施例。
图3A示出了在跨1s(1000ms)时间范围中检测包括调制(如语音)的信号的起始时涉及的信号的例子。
图3B示出了用于利用根据本发明的调节的电平估计量的功率输出限制算法(MPO)的调节的电平和所得的输出信号对图3A的时间范围中的未调节的电平估计量的例子。
图4A示出了图3A的信号的时间＝160ms和时间＝190ms之间的时间段。
图4B示出了图3B的信号的时间160ms和时间＝190ms之间的时间段。
图5示出了根据本发明的助听器的实施例，包括位于用户耳后的BTE部分和位于用户耳道中的ITE部分。
图6示出了根据本发明的听力装置如助听器的运行方法的流程图。
通过下面给出的详细描述，本发明进一步的适用范围将显而易见。然而，应当理解，在详细描述和具体例子表明本发明优选实施例的同时，它们仅为说明目的给出。对于本领域技术人员来说，基于下面的详细描述，本发明的其它实施方式将显而易见。
具体实施方式
下面结合附图提出的具体描述用作多种不同配置的描述。具体描述包括用于提供多个不同概念的彻底理解的具体细节。然而，对本领域技术人员显而易见的是，这些概念可在没有这些具体细节的情形下实施。装置和方法的几个方面通过多个不同的块、功能单元、模块、元件、电路、步骤、处理、算法等(统称为“元素”)进行描述。根据特定应用、设计限制或其他原因，这些元素可使用电子硬件、计算机程序或其任何组合实施。
电子硬件可包括微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、选通逻辑、分立硬件电路、及配置成执行本说明书中描述的多个不同功能的其它适当硬件。计算机程序应广义地解释为指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用、软件应用、软件包、例程、子例程、对象、可执行、执行线程、程序、函数等，无论是称为软件、固件、中间件、微码、硬件描述语言还是其他名称。
在时频域运行的信号处理算法遭受用滤波器组滤波为子频带导致时间非常短的输入信号的时间拖尾效应如瞬态。这样的时频处理的例子为助听器中的降噪、动态范围压缩和输出功率限制。所有这些算法使用某些形式的电平估计。基于滤波器组子频带的电平估计遭受分析级的时间延迟，即使在电平估计器中使用最快的可能时间常数时也是如此。这意味着随输入而变的增益可能不准时，处理后的信号可能因过冲非自然信号破坏。问题随频率分辨率越高和子频带数量越高而增加。
该问题的解决方案可以是基于滤波器组的输入信号调节电平估计器。电平估计器通常由减少输入处的大差异的预平滑器和给出最终电平估计量的正确的时间常数性态的平滑器组成。这由两部分组成：起始检测和电平调节。
1、起始检测
起始检测器用在输入上。起始检测器进行下述动作。如果输入信号包络的一阶导数超出阈值，电平增加作为起始检测器输出传递。
图1A示出了用于根据本发明的听力装置的起始检测器的第一实施例。
输入单元
起始检测器包括输入单元(图1A中记为“输入单元”及图1B中的框符号□)，用于将时域电输入信号y(n)(其中n为时间样本指数)提供为第一速率Fs1(对应于采样频率fs，例如10kHz或更大，例如20kHz或更大)下的数字样本。电输入信号y(n)表示在形成人听频范围(20Hz到20kHz)的一部分的全带频率范围(如～0Hz到8kHz)中的声音信号。输入单元的输出为时域电输入信号y(n)并在图1A和1B中记为(1)。输入信号(1)的例子(振幅-时间[ms])在图3A(对于时间范围0-1000ms)和在图4A(与图3A一样但仅针对时间范围160-190ms)中给出为图3A和4A左上图中的输入信号(1)。
包络估计器
图1A的起始检测器还包括包络估计器单元(图1A中的包络估计器)。包络估计器的目的在于以与起始检测器传送其输出一样的速率提供输入信号量值的快速估计量。所使用的运算为ABS、缓冲器、Max和LOG(参见图1B)。ABS运算计算在采样率Fs下的信号量值，缓冲器收集多个D样本，max运算在缓冲器被新的值填充之前取缓冲器中的最大值。因此，最大值以Fs/D的采样率得到。最后，取对数以将量值转换到dB标尺。包络估计器单元的输出在图1A和1B中记为(2)(@fs/D)。包络估计器单元的输出(量值[dB]-时间[ms])的、表明图3A和4A中给出的时域电输入信号y(n)(输入信号(1))的包络的例子在图3A和4A的左下图中示为输入量值(2)。
慢微分器
图1A的起始检测器还包括慢微分器单元(图1A中的慢微分器)。慢微分器将快速包络估计量取为其输入。其计算包络的平滑版和包络本身之间的差。这意味着包络中所需的快速变化被从包络信号滤出。慢微分器单元的输出在图1A和1B中记为(3)。慢微分器单元的输出(量值[dB]-时间[ms])的源自图3A和4A给出的包络信号输入量值(2)的例子在图3A和4A的中上图中示为差信号(3)。
时间常数映射和一阶IIR LP平滑
图1A的起始检测器还包括时间常数映射单元(图1A中的时间常数映射)，用于确定平滑滤波单元(一阶IIR LP平滑)的适当的时间常数(例如增高和释放时间常数)。包络的快速变化(包络估计器单元的输出)之后用于控制包络信号中的平滑滤波(一阶IIR LP平滑)，使得在包络包含小变化时被平滑及在有大变化时不被平滑，这意味着小变化(噪声方差)被从包络估计量去除，而大变化(信号起始段和截止段)被保持。一阶IIR LP平滑单元的输出在图1A和1B中记为(4)。一阶IIR LP平滑单元的输出(量值[dB]-时间[ms])的源自图3A和4A中给出的差信号(3)和输入量值(2)的例子在图3A和4A的中下图中示为平滑的电平(4)。
微分器
图1A的起始检测器还包括微分器单元(图1A中的微分器)，用于提供输入信号的时间导数。微分器计算当前输入值和先前输入值之间的差。通过这样做，起始段和截止段被从平滑的包络信号捕获并在微分器输出中作为尖峰出现(正尖峰为起始段，负尖峰为截止段)。尖峰的值表示输入信号量值的变化程度。微分器单元的输出在图1A和1B中记为(5)。微分器单元的输出(量值[dB]-时间[ms])的源自图3A和4A中给出的平滑的电平(4)的例子在图3A和4A的右上图中示为微分器输出(5)。
剪裁
图1A的起始检测器还包括剪裁单元(图1A中的剪裁)，用于将输入信号限制到某一量值范围。剪裁例如用于使正尖峰通过及阻止负尖峰，即仅让起始段的信息通过及阻止截止段的信息。剪裁单元的输出在图1A和1B中记为(6)。剪裁单元的输出(量值[dB]-时间[ms])的源自图3A和4A中给出的微分器输出(5)的例子在图3A和4A的右下图中示为剪裁输出(6)。
起始检测器实施的例子
图1B示出了用于根据本发明的听力装置的起始检测器的第二实施例，其中图1A实施例的部分单元进一步细化。在图1B中细化的模块的实施例由点线矩形包围并具有与图1A中一样的名称。多个不同的节点(1)–(6)(其对应信号的例子在图3A和4A中示出)也在图1B中指明。
图1A的包络估计器单元例如体现在单元ABS、缓冲器、MAX和LOG中。这些模块的目的是取得电输入信号(图3A和图4A中的输入信号(1))的包络、缓冲该信号的D样本、每当缓冲器被新的值填充时从缓冲器取得最大值、及最后计算按dB计的量值(参见图3A和图4A中的输入量值(2))。
图1A中的慢微分器单元例如由图1B中的平滑器单元和求和单元+体现。图1B中的慢微分器的实施例(及下面的时间常数映射单元)配置成通过输入控制的平滑使输入信号量值(信号(2))平滑使得起始段直接通过，释放机制控制下一起始段可多快地通过。平滑的量值的一阶导数被取得并作为检测器输出传递。输出值是起始段量值的测度。该值仅在其超过某一阈值时传递，否则检测器输出为零。
图1A中的时间常数映射单元例如在图1B中由记为>的辨别单元、释放时间映射RelMap和增高时间映射Atk Map单元及开关单元体现，用于经组合单元(在此为相乘单元)X向一阶IIR LP平滑单元提供适当的释放时间和增高时间。辨别单元确定输入信号是增大还是减小，因而确定开关单元是处于释放“0”模式还是增高“1”模式。释放时间映射Rel Map和增高时间映射Atk Map单元根据当前增量电平变化(在图1A和1B中记为(3)及在图3A和4A中示为差信号(3))分别(自适应)提供适当的增高和释放时间的当前值。增高时间和释放时间映射例如为梯状映射，其在较小的当前增量电平变化时提供较大的增加和释放时间及在较高的当前增量电平变化时提供较小的增高和释放时间。这导致一阶IIR LP平滑单元在较低增量电平变化时提供较慢的平滑及在较高增量电平变化时提供较快的平滑。增高和释放时间的较低和较高值之间的转变可以是二元(梯状)或者具有预定斜率的线性或者曲线式(时间常数随增量电平变化递增而递减)转变。增高和释放时间的映射可相等或不同。在实施例中，时间常数开始减小时的增量电平变化的值对于释放时间映射高于对于增高时间映射。
图1A中的一阶IIR LP平滑单元例如在图1B中由延迟单元z-1和组合单元+及X体现，其经从时间常数映射单元的开关单元到IIR滤波器的相乘单元X的输出[0,1]实施具有可配置的平滑系数的IIR带通滤波器。
图1A中的微分器单元例如在图1B中由延迟单元z-1和组合单元+体现，其提供在给定时间单位时的值和前一时间单位时的值之间的输入电平差。
图1A中的输入单元、剪裁单元和输出单元在图1B中未进一步细化。
图2示出了根据本发明的包括起始检测器和电平调节单元的听力装置的实施例。
听力装置如助听器例如可包括正向通路，其包含输入单元(参见图2中的输入单元)如传声器和配置成提供电输入信号y(n)的时频表示Y(k,m)的分析滤波器组(参见图2中的分析滤波器组)，其中k＝1,2,…,K为子频带指数，及K为子频带数量。每一子频带信号Y(k,m)表示全带频率范围(如0到8kHz)的子频带FBk，及m为时间帧指数。该正向通路还包括组合单元(参见图2中的相乘单元x)，用于将合成增益(或衰减)施加到电输入信号Y(k,m)并提供处理后的通道信号(例如用于补偿用户的听力受损)，及包括合成滤波器组(参见图2中的合成滤波器组)，配置成将处理后的通道信号转换为表示声音信号的时域电信号。该正向通路还包括输出单元(参见图2中的输出单元)，用于将时域电信号转换为可由用户感知为声音的输出刺激。
电平调节
电平估计器(参见图2中的虚线模块)通常由ABS(或ABS平方)、平滑和dB转换运算组成。电平调节以这样的方式提出，即平滑运算包括预平滑器(参见图2中的预平滑器)和在最终平滑(参见图2中的“平滑器”单元)之前的电平调节级(参见图2中的“电平调节”单元)。最终平滑通常与增益转换算法(图2中的“算法”，如压缩放大算法)一体，如图2中平滑器和算法模块周围的虚线框指明的。最终平滑的时间常数可以固定或自适应(可配置)，例如根据输入信号(如其电平或电平变化)或根据与输入信号有关的参数(例如SNR)进行配置。在实施例中，最终平滑单元(图2中的平滑器)具有固定的增高和释放时间，但在不同的频带不同，和/或频带耦合可自适应确定(例如根据输入信号或者输入信号的特性)。
当检测到起始段时(即来自起始检测器(参见图2中的起始检测器单元)的值超过某一阈值)，在预平滑器之后的电平估计量在某一时间(优选与分析滤波器组的延迟有关)期间保持在某一电平。该固定的电平值基于由起始检测器给出的电平增加和在预平滑器输出处观察到的实际电平。例如针对多个帧保持该电平值，例如使用计数器。当计数器已停止计数或者当预平滑器输出处的电平超过调节的电平时，电平返回到预平滑器电平。
下面的参数可用于控制该机制的性态：
-起始阈值；该参数控制什么样的电平增加将被视为起始；
-帧计数器；该参数控制调节应被保持多少帧(应至少对应于滤波器组时延)。
为精调所述性态，更多参数可被添加到***。
在实施例中，单一起始检测器可被再用于为多个电平估计器提供调节，可能对使用起始检测器的输出具有不同的判据(例如对剪裁单元具有不同的阈值，图1A、1B中的剪裁，其可形成电平估计器而不是起始检测器的一部分)。
图3A示出了在跨1s(1000ms)时间范围中检测包括调制(如语音)的信号的起始时涉及的信号的例子。
图3A的6幅图对应于图1A和1B的框图的节点(1)-(6)的对应信号并结合其进行描述。
图3B示出了用于利用根据本发明的调节的电平估计量的功率输出限制算法(MPO)的调节的电平和所得的输出信号(量值[dB])对图3A的时间范围(1000ms)中的未调节的电平估计量的例子。
图3B的两幅图示出了当暴露于图3A中所示的输入信号(输入信号(1))时，本发明中提出的起始检测和电平调节的影响。
上图以实线示出了由本发明的方案提供的调节的电平估计量，而点线示出了未调节的电平估计量。其显得调节的电平提供信号起始段的电平调节(在图4B的聚焦图中可更清楚地观察到)。
下图示出了未调节的和调节的输出信号。点线示出了未遭受处理的输出信号。虚线示出了遭受处理但未遭受电平调节的输出信号。实线示出了已遭受处理和根据本发明的电平调节的输出信号。显然，根据本发明的起始检测和电平调节消除了未调节的信号(虚线)的尖峰状过冲。换言之，根据本发明的算法或装置能够控制增益使得可在输出处避免过冲(峰突)。
可利用电平调节的算法的例子为动态范围压缩、最大功率输出限制器、快速降噪和瞬态降噪及在时频域处理信号的其它算法。
图4A示出了图3A的信号的时间＝160ms和时间＝190ms之间的时间段，及图4B示出了图3B的信号的时间160ms和时间＝190ms之间的时间段。
图4A的6幅图对应于图1A和1B的框图的节点(1)-(6)的对应信号并结合其进行描述。
图4B的两幅图示出了图3B约160ms到190ms的起始段处的聚焦段。结果已结合图3B讨论，但在图4B中可更清楚地看见。
图5示出了根据本发明的助听器的实施例，包括位于用户耳后的BTE部分和位于用户耳道中的ITE部分。
图5示出了形成为耳内接收器式(RITE)助听器的示例性助听器HD，其包括适于位于耳廓后面的BTE部分(BTE)和适于位于用户耳道中并具有输出变换器(如扬声器/接收器，SPK)的部分(ITE)。BTE部分和ITE部分通过连接元件IC连接(如电连接)。在图5的助听器实施例中，BTE部分包括两个输入变换器MBTE1,MBTE2(在此为传声器)，每一输入变换器提供表示来自环境的输入声音信号SBTE的电输入音频信号。在图5的场合，输入声音信号SBTE包括来自声源S的贡献，S例如足够远离用户(因而远离听力装置HD)，使得其对声学信号SBTE的贡献处于声学远场中。图5的助听器还包括两个无线接收器WLR1,WLR2，用于提供相应的直接接收的辅助音频和/或信息信号。助听器HD还包括衬底SUB，其上安装多个功能上根据所涉及应用进行划分的电子元件(模拟、数字、无源元件等)，但包括彼此连接并经电导体Wx连接到输入和输出单元的可配置的信号处理单元SPU、波束形成器滤波单元BFU和存储器单元MEM。所提及的功能单元(及其它元件)可根据所涉及的应用按电路和元件进行划分(例如为了大小、功耗、模拟-数字处理等)，例如集成在一个或多个集成电路中，或者作为一个或多个集成电路和一个或多个分开的电子元件(如电感器、电容器等)的组合。可配置的信号处理单元SPU提供增强的音频信号，其用于呈现给用户。在图5的助听器装置实施例中，ITE部分包括扬声器(接收器)SPK形式的输出单元，用于将电信号OUT转换为声信号(提供或贡献于耳膜处的声信号SED)。在实施例中，ITE部分还包括包含输入变换器(如传声器)MITE的输入单元，用于将表示来自环境(包括来自声源S)的输入声音信号SITE的电输入音频信号提供在耳道处或耳道中。在另一实施例中，助听器可仅包括BTE传声器MBTE1,MBTE2。在另一实施例中，助听器可仅包括ITE传声器MITE。在又一实施例中，助听器可包括位于不同于耳道处的别处的输入单元IT3与位于BTE部分和/或ITE部分中的一个或多个输入单元结合。ITE部分还包括引导元件如圆顶DO，用于引导并将ITE部分定位在用户耳道中。
图5中例示的助听器HD为便携装置，及还包括用于对BTE部分和ITE部分的电子元件供电的电池BAT。
助听器HD例如可包括定向传声器***(波束形成器滤波单元BFU)，适于增强佩戴助听器装置的用户的局部环境中的多个声源中的目标声源。在实施例中，该定向***适于检测(如自适应检测)传声器信号的特定部分(如目标部分和/或噪声部分)源自哪一方向。在实施例中，波束形成器滤波单元适于从用户接口(如遥控器或智能电话)接收关于目前的目标方向的输入。存储器单元MEM例如可包括预定(或自适应确定)的复值、随频率而变的常数Wij，其定义预定(或自适应确定)的“固定”波束图(如全向、目标抵消等)连同定义波束成形信号YBF。
图5的助听器可构成或形成根据本发明的助听器和/或双耳助听器***的一部分。该助听器包括如上所述的分析滤波器组、开始检测器和电平调节单元。助听器的正向通路中的音频信号的处理例如可完全或部分在时频域进行。同样，助听器的分析或控制通路中的信号的处理可完全或部分在时频域进行。
根据本发明的助听器HD可包括用户接口UI，例如如图5中所示实施在辅助装置AUX如遥控器中，例如实施为智能电话或其它便携(或固定不动的)电子装置中的APP。在图5的实施例中，用户接口UI的屏幕示出了电平调节APP。控制或影响当前的开始检测和自适应电平调节的参数，在此为低通滤波器(图1A中的一阶IIR LP平滑)的增高和释放系数(参见结合图1A、1B的描述)，可经电平调节APP(具有副标题“配置开始检测参数”)进行控制。平滑参数“增高系数”和“释放系数”可经相应的滑动块设定为最小值(0)和最大值(1)之间的值。当前设定的值(在此分别为0.8和0.2)被图示在跨越可配置的值范围的(灰色阴影)条上的滑动块位置处的屏幕上。屏幕底部的箭头使能变到APP的前一和后一屏，及两个箭头之间的圆点上的标签带出使能选择装置的其它APP或特征的菜单。
辅助装置和助听器适于使能经例如无线通信链路(参见图5中的虚线箭头WL2)将表示当前选择的方向(如果偏离预定方向(已经保存在助听器中))的数据传给助听器。通信链路WL2例如可基于远场通信，例如蓝牙或蓝牙低功率(或类似技术)，通过助听器HD和辅助装置AUX中的适当天线和收发器电路实施，由助听器中的收发器单元WLR2指明。
图6示出了根据本发明的听力装置如助听器的运行方法的流程图。
该方法包括
S1，在形成人听频范围的一部分的全带频率范围提供表示声音信号的时域电输入信号y(n)，n为时间样本指数；
S2，将所述电输入信号y(n)转换为时频表示Y(k,m)，其中k＝1,2,…,K为子频带指数，K为子频带数量，及每一子频带信号Y(k,m)表示全带频率范围的子频带FBk，m为时间帧指数；
S3，执行用于在多个处理通道处理正向通路的信号并提供多个处理后的通道信号的一个或多个处理算法，每一处理通道包括一个或多个所述子频带；
S4，将处理后的通道信号转换为表示声音信号的时域电信号；
S5，在时域电输入信号y(n)或源自其的信号在转换为时频表示Y(k,m)之前确定时域电输入信号或源自其的信号的当前一阶导数，及提供起始控制信号；
S6，估计所述子频带信号Y(k,m)或源自其的子频带信号的当前电平；
S7，调节所述子频带信号或源自其的信号的当前电平；及
S8，根据所述起始控制信号控制电平调节。
当由对应的过程适当代替时，上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的和/或权利要求中限定的装置的结构特征可与本发明方法的步骤结合。
除非明确指出，在此所用的单数形式“一”、“该”的含义均包括复数形式(即具有“至少一”的意思)。应当进一步理解，说明书中使用的术语“具有”、“包括”和/或“包含”表明存在所述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。应当理解，除非明确指出，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，可以是直接连接或耦合到其他元件，也可以存在中间***元件。如在此所用的术语“和/或”包括一个或多个列举的相关项目的任何及所有组合。除非另行指明，在此公开的任何方法的步骤不精确限于相应说明的顺序。
应意识到，本说明书中提及“一实施例”或“实施例”或“方面”或者“可”包括的特征意为结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一实施方式中。此外，特定特征、结构或特性可在本发明的一个或多个实施方式中适当组合。提供前面的描述是为了使本领域技术人员能够实施在此描述的各个方面。各种修改对本领域技术人员将显而易见，及在此定义的一般原理可应用于其他方面。
权利要求不限于在此所示的各个方面，而是包含与权利要求语言一致的全部范围，其中除非明确指出，以单数形式提及的元件不意指“一个及只有一个”，而是指“一个或多个”。除非明确指出，术语“一些”指一个或多个。
因而，本发明的范围应依据权利要求进行判断。
参考文献
●US8929574B2(Widex)03.11.2011
Claims (16)
1.一种听力装置，包括：
- 至少包括下述操作连接的单元的正向通路
-- 输入单元，用于将时域电输入信号y(n)提供为第一速率Fs1下的数字样本，所述电输入信号y(n)表示在形成人听频范围的一部分的全带频率范围中的声音信号，n为时间样本指数；
-- 分析滤波器组，配置成提供所述电输入信号y(n)的时频表示Y(k,m)，其中k=1, 2,…, K为子频带指数，K为子频带数量，及每一子频带信号Y(k,m)表示全带频率范围的子频带FBk，m为时间帧指数；
-- 信号处理单元，配置成执行用于在多个处理通道处理正向通路的信号并提供多个处理后的通道信号的一个或多个处理算法，每一处理通道包括一个或多个所述子频带；
其中所述听力装置还包括
- 起始检测器，配置成在时域电输入信号y(n)进入分析滤波器组之前接收时域电输入信号，及确定时域电输入信号y(n)或从时域电输入信号y(n)得出的信号的包络的当前一阶导数，及根据所述一阶导数提供起始控制信号；
- 电平估计单元，用于估计子频带信号或从子频带信号得出的信号的当前电平，所述电平估计单元包括
-- 电平调节单元，配置成从分析滤波器组接收子频带信号或从子频带信号得出的信号，及调节它们的当前电平，及根据所述起始控制信号控制电平调节；及
其中起始检测器配置成以比所述第一速率Fs1小的第二速率Fs2提供起始控制信号。
2.根据权利要求1所述的听力装置，其中起始检测器包括包络估计器单元，其包含：
- ABS单元，用于以所述第一速率Fs1提供时域电输入信号y(n)或从时域电输入信号y(n)得出的信号的量值；
- 缓冲区大小为D的缓冲单元，用于缓冲时域电输入信号的量值的D个样本；
- MAX单元，用于确定目前保存在缓冲单元中的、时域电输入信号的量值的D个样本中的最大量值，其中最大值以低于第一速率Fs1的第二速率Fs2提供。
3.根据权利要求1或2所述的听力装置，其中所述起始检测器包括将输入信号转换到对数域[dB]的LOG单元。
4.根据权利要求1所述的听力装置，其中起始检测器包括微分器，用于确定时域电输入信号或从时域电输入信号得出的信号的包络的一阶导数及根据该一阶导数提供起始控制信号。
5. 根据权利要求1所述的听力装置，配置成根据预定判据将起始控制信号修改为
- 等于恒定值，当一阶导数的当前值低于起始阈值时；及
- 等于一阶导数的当前值，当一阶导数的当前值高于起始阈值时。
6.根据权利要求1所述的听力装置，其中电平估计单元包括预平滑单元，用于减少子频带信号或从子频带信号得出的信号中的大差异及提供子频带信号的预平滑的电平。
7.根据权利要求1所述的听力装置，包括最终平滑单元，用于平滑来自调节单元的调节的电平。
8.根据权利要求7所述的听力装置，其中所述最终平滑单元可配置，其提供动态确定的增高和释放时间常数，所述时间常数用于确定子频带信号或从子频带信号得出的信号的最终电平估计量。
9.根据权利要求6所述的听力装置，其中电平调节单元配置成使电平调节基于起始检测器给出的电平变化和预平滑单元的输出处观察到的预平滑的电平。
10.根据权利要求1所述的听力装置，其中电平调节单元配置成将调节的电平估计量保持在某一电平预定时间。
11.根据权利要求1所述的听力装置，其中电平调节单元包括计数器并配置成对小于阈值数量的多个时间帧保持调节的电平估计量。
12.根据权利要求1所述的听力装置，其中信号处理单元配置成从电平估计单元接收所述子频带信号Y(k,m)或从子频带信号Y(k,m)得出的子频带信号的当前电平，及根据该当前电平控制一个或多个处理算法。
13.根据权利要求6所述的听力装置，配置成当起始检测器检测到的起始段超过某一阈值时，将电平估计量在预平滑器之后在固定电平保持第一时间段，其中固定电平值根据起始检测器给出的电平增加量和预平滑器输出处观察到的实际电平进行确定。
14.根据权利要求13所述的听力装置，其中第一时间段取决于分析滤波器组的时延。
15.根据权利要求13或14所述的听力装置，配置成在第一时间段已消逝时或者在预平滑器输出处的电平超出调节的电平时使得电平估计量返回到预平滑器电平。
16.根据权利要求1所述的听力装置，包括听力仪器、头戴式耳机、耳朵保护装置或其组合。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP16172060.2 | 2016-05-30 | ||
| EP16172060 | 2016-05-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107454537A CN107454537A (zh) | 2017-12-08 |
| CN107454537B true CN107454537B (zh) | 2021-08-03 |
Family
ID=56092825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710400519.2A Active CN107454537B (zh) | 2016-05-30 | 2017-05-31 | 包括滤波器组和起始检测器的听力装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10321243B2 (zh) |
| EP (2) | EP3253074B1 (zh) |
| CN (1) | CN107454537B (zh) |
| DK (1) | DK3253074T3 (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020044362A2 (en) * | 2018-09-01 | 2020-03-05 | Indian Institute Of Technology Bombay | Real-time pitch tracking by detection of glottal excitation epochs in speech signal using hilbert envelope |
| EP3703391A1 (en) * | 2019-02-27 | 2020-09-02 | Oticon A/s | A hearing device comprising a loop gain limiter |
| CN110191406A (zh) * | 2019-05-27 | 2019-08-30 | 深圳市中德听力技术有限公司 | 一种具有无线传输功能的助听器 |
| EP4047955A1 (en) * | 2021-02-17 | 2022-08-24 | Oticon A/s | A hearing aid comprising a feedback control system |
| US20230154481A1 (en) * | 2021-11-17 | 2023-05-18 | Beacon Hill Innovations Ltd. | Devices, systems, and methods of noise reduction |
| CN115412111B (zh) * | 2022-07-12 | 2023-07-04 | 北京中科睿谱科技有限公司 | 一种具有频谱感知能力的自适应时频域接收机 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101203062A (zh) * | 2007-07-20 | 2008-06-18 | 徐利梅 | 数字式声频定向扬声器及数字音频信号处理方法 |
| US8744101B1 (en) * | 2008-12-05 | 2014-06-03 | Starkey Laboratories, Inc. | System for controlling the primary lobe of a hearing instrument's directional sensitivity pattern |
| CN104221400A (zh) * | 2012-04-10 | 2014-12-17 | 皇家飞利浦有限公司 | 用于检查声换能器的方法与*** |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4340817A1 (de) * | 1993-12-01 | 1995-06-08 | Toepholm & Westermann | Schaltungsanordnung für die automatische Regelung von Hörhilfsgeräten |
| US5500902A (en) * | 1994-07-08 | 1996-03-19 | Stockham, Jr.; Thomas G. | Hearing aid device incorporating signal processing techniques |
| US6044162A (en) * | 1996-12-20 | 2000-03-28 | Sonic Innovations, Inc. | Digital hearing aid using differential signal representations |
| US7876909B2 (en) * | 2004-07-13 | 2011-01-25 | Waves Audio Ltd. | Efficient filter for artificial ambience |
| EP1994788B1 (en) * | 2006-03-10 | 2014-05-07 | MH Acoustics, LLC | Noise-reducing directional microphone array |
| US20090028352A1 (en) * | 2007-07-24 | 2009-01-29 | Petroff Michael L | Signal process for the derivation of improved dtm dynamic tinnitus mitigation sound |
| US9313359B1 (en) * | 2011-04-26 | 2016-04-12 | Gracenote, Inc. | Media content identification on mobile devices |
| JP5205510B2 (ja) * | 2008-09-10 | 2013-06-05 | ヴェーデクス・アクティーセルスカプ | 補聴器における音処理方法および補聴器 |
| SG173064A1 (en) * | 2009-01-20 | 2011-08-29 | Widex As | Hearing aid and a method of detecting and attenuating transients |
| US9608588B2 (en) * | 2014-01-22 | 2017-03-28 | Apple Inc. | Dynamic range control with large look-ahead |
| EP2980800A1 (en) * | 2014-07-30 | 2016-02-03 | Dolby Laboratories Licensing Corporation | Noise level estimation |
-
2017
- 2017-05-29 EP EP17173234.0A patent/EP3253074B1/en active Active
- 2017-05-29 EP EP20193599.6A patent/EP3780657B1/en active Active
- 2017-05-29 DK DK17173234.0T patent/DK3253074T3/da active
- 2017-05-30 US US15/608,447 patent/US10321243B2/en active Active
- 2017-05-31 CN CN201710400519.2A patent/CN107454537B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101203062A (zh) * | 2007-07-20 | 2008-06-18 | 徐利梅 | 数字式声频定向扬声器及数字音频信号处理方法 |
| US8744101B1 (en) * | 2008-12-05 | 2014-06-03 | Starkey Laboratories, Inc. | System for controlling the primary lobe of a hearing instrument's directional sensitivity pattern |
| CN104221400A (zh) * | 2012-04-10 | 2014-12-17 | 皇家飞利浦有限公司 | 用于检查声换能器的方法与*** |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US10321243B2 (en) | 2019-06-11 |
| US20170347207A1 (en) | 2017-11-30 |
| EP3780657A1 (en) | 2021-02-17 |
| EP3780657B1 (en) | 2023-07-12 |
| DK3253074T3 (da) | 2021-01-04 |
| EP3253074A1 (en) | 2017-12-06 |
| EP3253074B1 (en) | 2020-11-25 |
| CN107454537A (zh) | 2017-12-08 |
| EP3780657C0 (en) | 2023-07-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102424257B1 (ko) | 오디오 프로세싱 디바이스 및 사운드 신호의 신호-대-잡음비를 추정하는 방법 | |
| CN107454537B (zh) | 包括滤波器组和起始检测器的听力装置 | |
| US10861478B2 (en) | Audio processing device and a method for estimating a signal-to-noise-ratio of a sound signal | |
| CN109951785B (zh) | 听力装置及包括双耳降噪***的双耳听力*** | |
| CN110035367B (zh) | 反馈检测器及包括反馈检测器的听力装置 | |
| CN106507258B (zh) | 一种听力装置及其运行方法 | |
| US10433076B2 (en) | Audio processing device and a method for estimating a signal-to-noise-ratio of a sound signal | |
| EP3471440A1 (en) | A hearing device comprising a speech intelligibilty estimator for influencing a processing algorithm | |
| EP3340657B1 (en) | A hearing device comprising a dynamic compressive amplification system and a method of operating a hearing device | |
| EP4047955A1 (en) | A hearing aid comprising a feedback control system | |
| CN111629313B (zh) | 包括环路增益限制器的听力装置 | |
| EP3249955B1 (en) | A configurable hearing aid comprising a beamformer filtering unit and a gain unit | |
| CN108430002B (zh) | 自适应电平估计器、听力装置、方法及双耳听力*** | |
| US11483663B2 (en) | Audio processing device and a method for estimating a signal-to-noise-ratio of a sound signal | |
| EP3065422B1 (en) | Techniques for increasing processing capability in hear aids | |
| EP4106346A1 (en) | A hearing device comprising an adaptive filter bank |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |