DK2629550T3 - Høreindretning med et adaptivt filter og fremgangsmåde til filtrering af et audio-signal - Google Patents

Høreindretning med et adaptivt filter og fremgangsmåde til filtrering af et audio-signal Download PDF

Info

Publication number
DK2629550T3
DK2629550T3 DK13152490.2T DK13152490T DK2629550T3 DK 2629550 T3 DK2629550 T3 DK 2629550T3 DK 13152490 T DK13152490 T DK 13152490T DK 2629550 T3 DK2629550 T3 DK 2629550T3
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
subchannel
signal
channel
filter
weighting factor
Prior art date
Application number
DK13152490.2T
Other languages
English (en)
Inventor
Rainer Prof Martin
Thomas Pilgrim
Henning Dr Puder
Alexander Schasse
Wolfgang Sörgel
Original Assignee
Sivantos Pte Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sivantos Pte Ltd filed Critical Sivantos Pte Ltd
Application granted granted Critical
Publication of DK2629550T3 publication Critical patent/DK2629550T3/da

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R25/00Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
    • H04R25/50Customised settings for obtaining desired overall acoustical characteristics
    • H04R25/505Customised settings for obtaining desired overall acoustical characteristics using digital signal processing
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H21/00Adaptive networks
    • H03H21/0012Digital adaptive filters
    • H03H21/0025Particular filtering methods
    • H03H2021/0041Subband decomposition
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H21/00Adaptive networks
    • H03H21/0012Digital adaptive filters
    • H03H2021/0085Applications
    • H03H2021/0094Interference Cancelling
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H2240/00Indexing scheme relating to filter banks
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2225/00Details of deaf aids covered by H04R25/00, not provided for in any of its subgroups
    • H04R2225/43Signal processing in hearing aids to enhance the speech intelligibility
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2430/00Signal processing covered by H04R, not provided for in its groups
    • H04R2430/03Synergistic effects of band splitting and sub-band processing
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2460/00Details of hearing devices, i.e. of ear- or headphones covered by H04R1/10 or H04R5/033 but not provided for in any of their subgroups, or of hearing aids covered by H04R25/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2460/03Aspects of the reduction of energy consumption in hearing devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Stereophonic System (AREA)
  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Description

Opfindelsen angår en høreindretning og en fremgangsmåde, ved hjælp af hvilken et audiosignal transformeres ved hjælp af en transformationsindretning af første trin til flere delbåndsignaler, og i det mindste nogle af disse delbåndsignaler transformeres ved hjælp af en transformationsindretning af andet trin til subdelbånd-signaler. En høreindretning og en fremgangsmåde af denne type er kendt fra tysk patentansøgning med sagsnummeret 10 2010 026 884. Ved en høreindretning forstås her ethvert i eller på øret bærbart lydudsendende apparat, især et høreapparat, et høresæt og en hovedtelefon. Derudover kan det ved høreindretningen ifølge opfindelsen især også dreje sig om en mobiltelefon. Høreapparater er bærbare høreindretninger, som tjener til forsyningen af tunghørende. For at imødekomme de talrige individuelle behov tilvejebringes der forskellige konstruktioner af høreapparater, såsom bag-øret-høreapparater (HdO), høreapparater med ekstern telefon (RIC: receiver in the canal) og i-øret-høreapparater (IdO) f.eks. også concha-høreapparater eller kanal-høreapparater (ITE, CIC). De eksempelvis anførte høreapparater bæres uden på øret eller i øregangen. Derudover står der på markedet imidlertid også knogleledende hørehjælpe-midler, implanterbare eller vibrotaktile hørehjælpemidler, til rådighed. Derved sker stimuleringen af den beskadigede hørelse enten mekanisk eller elektrisk. Høreapparater har principielt som væsentlige komponenter en indgangsomformer, en forstærker og en udgangsomformer. Indgangsomformeren er i reglen en lydmodtager, f.eks. en mikrofon, og/eller en elektromagnetisk modtager, f.eks. en induktionsspole. Udgangsomformeren er for det meste realiseret som elektroakustisk omformer, f.eks. miniaturehøjttalere, eller som elektromekanisk omformer, f.eks. knogleledningstelefon. Forstærkningerne er normalt integreret i en signalforarbejdningsenhed. Denne principielle opbygning er, som eksempel vist i figur 1 i form af et bag-ø ret-høreapparat. I et høreapparathus 1 til bæring bag øret er der indbygget en eller flere mikrofoner 2 til optagelse af lyden fra omgivelserne. En signalforarbejdningsenhed 3, som ligeledes er integreret i høreapparathuset, forarbejder mikrofonsignalerne og forstærker disse. Signalforarbejdningsenhedens 3 udgangssignal overføres til en højttaler eller en telefon 4, som udsender et akustisk signal. Lyden overføres ligeledes via en lydslange, som er fikseret med en otoplastik i øregangen, til apparatbærerens trommehinde. Høreapparatets energiforsyning og især signalforarbejdningsenhedens 3 energiforsyning foregår ved hjælp af et ligeledes i høreapparathuset 1 integreret batteri 5.
Ved signalforarbejdningsindretningen 3 er dennes behov for elektrisk ydelse afhængig af, hvor mange regneoperationer den skal gennemføre inden for en bestemt tid. For ikke unødvendigt at forkorte batteriets 5 brugstid bestræbes der derfor efter at indrette forarbejdningen af et audiosignal, altså indgangsomformerens signal eller et telekommunikationssignal, så effektivt som muligt for at undgå unødvendige regneoperationer. I den oven for nævnte patentansøgning er der beskrevet en fremgangsmåde, ved hjælp af hvilken audiosignalet på grundlag af en spektral totrinstransformation først opdeles i delbåndsignaler, og derpå under et andet trin efter behov transformeres nogle af delbåndsignalerne på ny til subdelbåndsignaler. Delbåndsigna-lerne kan derved forarbejdes på den for høreapparater kendte måde med henblik på derved f.eks. at forstærke de enkelte delbåndsignalers niveau i overensstemmelse med en høreevne ved høreindretningens bruger. Ved opdeling af et del-båndsignal i subdelbåndsignalerne udvides denne typiske opbygning af en hore-indretning i retning af, at subdelbåndssignalerne er tilstrækkeligt smalbåndede til f.eks. målrettet at kunne undertrykke en generende støj i et talesignal i nogle af subdelbåndsignalerne uden signifikant at implicere et samtidigt i de øvrige subdelsbåndssignaler indeholdt talesignal. Denne baggrundsstøjproduktion er derved baseret på princippet at beregne en dæmpningsfaktor for hvert af subdelbåndsignalerne, altså det andet transformationstrins signaler, hvor denne dæmpningsfaktors værdi afhænger af om der i subdelbåndsignalet i overvejende grad er indeholdt en uønsket støj eller et nyttesignal, såsom f.eks. tale. Beregningen af vægtningsfaktoren gennemføres herved i afhængighed af forløbet af subdelbåndsignalet, dvs. de enkelte dæmpningsfaktorer er adaptive.
Hvis nu mange af delbåndsignalerne opdeles ved hjælp af det andet transformationstrin i subdelbåndsignaler, og der for hvert af disse subdelbåndsignaler be- regnes en dæmpningsfaktor, kan dette indebære at forarbejdningen af et audio-signal kræver mange regnetrin per givet tidsenhed. I afhængighed af den anvendte signalforarbejdningsindretning og det anvendte batteris kapacitet kan det derfor i nogle tilfælde ske, at signalforarbejdningen enten er overbelastet eller batteriet skal udskiftes meget hyppigt.
Formålet med den foreliggende opfindelse består i ved en høreindretning, som forarbejder et audiosignal ved hjælp af et adaptivt filter, at åbne mulighed for en effektiv drift.
Dette opnås ved hjælp af en fremgangsmåde ifølge krav 1 samt en høreindretning ifølge krav 12. Fordelagtige udførelsesformer for opfindelsen fremgår af underkravene.
Fremgangsmåden ifølge opfindelsen tjener til adaptiv filtrering af et audiosignal, dvs. til filtrering i afhængighed af selve audiosignalets forløb. Herved kan f.eks. en støjandel i audiosignalet undertrykkes, medens samtidig en nyttesignaldel bibeholdes. På samme måde kan der ved hjælp af en adaptiv filtrering opnås en betoning af enkelte signalandele, f.eks. af konsonanter i et talesignal. Fremgangsmåden er herved baseret på en flertrinnet filterbankindretning, dvs. at audiosignalet transformeres ved hjælp af et første transformationstrin, hvorved der i flere kanaler hver for sig fremstilles et delbåndsignal. Ved et delbåndsignal skal der herved forstås et signal fra kanalen, som repræsenterer de informationer, som er indeholdt i et forudbestemt spektralt bånd (kanal) i audiosignalet. Ved det første transformationstrin kan det f.eks. dreje sig om en filterbank som den, der typisk anvendes i et høreapparat til at opdele et audiosignal f.eks. i 33 eller flere delbåndsignaler for derpå at hæve enkelte delbåndsignaler med hensyn til niveau i overensstemmelse med en høreevne ved en bruger af høreapparatet. I i det mindste nogle af disse kanaler filtreres det respektive signalbåndsignal adaptivt af en filterindretning i kanalen. Det skal ikke angå alle kanaler. Til den adaptive filtrering er det nyttigt med en frekvensopløsning til adskillelsen imellem nyttesignalet og støjsignalet, hvor denne frekvensopløsning er større end den, der opnås ved hjælp af det første transformationstrin. Hertil transformeres i hvert af de kanaler, hvori delbåndsignalet filtreres af en filterindretning, disses delbånd-signal først af et andet transformationstrin og opdeles på flere subkanaler i den respektive kanal. I hver subkanal fastlægges der så af kanalens filterindretning en vægtningsfaktor for denne subkanals signal. Ved hjælp af denne vægtningsfaktor fastlægges der i hvert tilfælde om denne subkanals signal skal forstærkes eller dets niveau i det mindste skal bibeholdes, eller om signalet i stedet skal dæmpes, da det f.eks. hovedsageligt er et støjsignal, altså udgør støj. Deler man nu et audiosignal først op i kanaler og derpå flere af disse kanaler igen i subkanaler indebærer dette, at der til den adaptive filtrering af audiosignalet skal fastlægges et tilsvarende stort antal af vægtningsfaktorer, nemlig en per subkanal. Ved den ovenfor beskrevne filterbank med 32 kanaler og en ledsagende opdeling af disse kanaler i hver for sig f.eks. 16 subkanaler, kan dette betyde, at der skal bestemmes 512 vægtningsfaktorer. En signalforarbejdningsindretning som den, der typisk er tilvejebragt i et høreapparat eller en mobiltelefon, kan der alt efter den herved anvendte filteralgoritme derved nås en grænse fordens regneydelse. Fremgangsmåden ifølge opfindelsen åbner imidlertid mulighed for at gennemføre den adaptive filtrering særligt effektivt, således at antallet af de benyttede regne-trin til bestemmelsen af vægtningsfaktorerne lader sig reducere 50% eller mere. Herved fastlægges ved i det mindste én af filterindretningerne (dvs. også i i det mindste en kanal) vægtningsfaktoren i det mindste i én subkanal ganske vist i afhængighed af selve subkanalens signal ved beregning, således som det ligeledes er nyttigt til bestemmelsen af en adaptiv vægtningsfaktor. Denne beregnede vægtningsfaktor anvendes så imidlertid ikke af denne filterindretning blot til filtrering af selve subkanalen, men også til at overføre til i det mindste en anden filterindretning. Ved den i det mindste en anden filterindretning fastlægges så i i det mindste en af dennes subkanaler vægtningsfaktoren ikke ved beregning af en enkelt vægtningsfaktor på basis af dens egen subkanals signal, men på basis af den modtagne vægtningsfaktor, som allerede er beregnet af den anden filterindretning. En og samme af den første filterindretning beregnet vægtningsfaktor anvendes altså i flere subkanaler. I det følgende anvendes i sammenhængen med overføringen af en vægtningsfaktor formuleringen ”til en filterindretning i en anden kanal” og ”til en anden kanal” og ”til en subkanal i en anden kanal” synonymt. De beskriver som sluteffekt samme proces.
Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen lader der sig opnå en adaptiv filtrering med en auditiv kvalitet, som under høretest afskærer lige så godt som en adaptiv filtrering. Vægtningsfaktoren til hver subkanal beregnes enkelvis og i afhængighed af subkanalens respektive signal. Opfindelsen drager herved nytte af den erkendelse, at ved en flertrinnet filterbank er det oprindelige audiosignal repræsenteret ved subkanalernes signaler på redundant måde. Med andre ord lader der sig til en bestemt subkanal, for hvilken der selv beregnes en vægtningsfaktor i afhængighed af subkanalens signal, finde en anden subkanal, hvis signal forholder sig på meget lignende måde. Hvis beregningen af vægtningsfaktoren giver en meget lille værdi, da der omtrent ved den pågældende filterindretning erkendes, at det ved signalet i subkanalen hovedsageligt drejer sig om en uønsket støj, lader der sig på grund af den erkendelse, at audiosignalet er repræsenteret redundant, også finde en yderligere subkanal, ved hvilken der ligeledes gås ud fra, at det hovedsageligt drejer sig om en støj. Tilsvarende skal vægtningsfaktoren til denne yderligere subkanal ikke beregnes på ny, men den allerede beregnedes vægtningsfaktor kan overtages. Således kan det f.eks. i en flertrinnet filterbank forekomme, at to subkanaler overlapper hinanden spektralt. Med andre ord repræsenterer de to subkanaler i det mindste delvis samme spektrale andel af audiosignalet. I et sådant tilfælde kan vægtningsfaktoren, som blev beregnet til en af subkanalerne, uden signifikant tab af audiokvalitet også anvendes til den anden subkanal. Særligt gunstigt for audiokvaliteten er det, hvis de to subkanaler har samme midterfrekvens.
For at finde ud af, til hvilke subkanaler en beregnet vægtningsfaktor hensigtsmæssigt kan overføres, beregnes ifølge en udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen i hvert tilfælde krydskorrelationerne imellem et signal i en første kanals subkanal på den ene side og signalerne i den anden kanals subkanal på den anden side. Den til den første subkanal beregnede vægtningsfaktor overføres så hensigtsmæssigt til de subkanaler i den anden kanal, hvor en værdi for krydskorrelationen er større end en på forhånd bestemt tærskelværdi. Krydskorrelationen beregnes herved hensigtsmæssigt på basis af testsignaler eller på basis af en matematisk analyse allerede ved høreapparatets udvikling. I en subkanal, hvori vægtningsfaktoren ikke skal beregnes, men skal overtages fra en anden subkanal, kan vægtningsfaktoren dannes ud fra en eller også flere modtagne allerede beregnede vægtningsfaktorer. For eksempel kan det tænkes at skalere (såsom at multiplicere med en værdi fra nul til en) de modtagne vægtningsfaktorer i det omfang, hvori subkanaler korrelerer med de tilsvarende sub-kanaler. De skalerede vægtningsfaktorer kan kombineres til den søgte vægtningsfaktor. Som særlig effektivt har det vist sig kun at tage en enkelt modtaget vægtningsfaktor og også at overtage denne uforandret som vægtningsfaktor for den aktuelle subkanal.
En yderligere særlig effektiv implementering af fremgangsmåden ifølge opfindelsen opnås, hvis beregnede vægtningsfaktorer overføres gruppevis til en anden filterindretning fra flere nærliggende subkanaler i en første kanal. Dette sker fortrinsvis ifølge et forudbestemt kopimønster, ifølge hvilket de beregnede vægtningsfaktorer overføres til et lager i den anden filterindretning, hvor de så danner vægtningsfaktorerne for tilsvarende nærliggende subkanaler i den anden kanal. Særligt drastisk lader beregningsomfanget til den adaptive filtrering sig reducere, når i det mindste en af de beregnede vægtningsfaktorer overføres til flere andre filterindretninger. På samme måde har det vist sig hensigtsmæssigt, hvis også en vægtningsfaktor inden for i det mindste en af filterindretningerne overføres til en anden subkanal i samme filterindretning. Også inden for en kanal kan nemlig en allerede beregnet vægtningsfaktor anvendes flere gange. Hvilke subkanaler der egner sig hertil kan f.eks. erkendes ved beregning af krydskorrelationerne imellem kanalens subkanaler.
Til det filtrerede audiosignals auditive kvalitet har det vist sig særlig gunstigt at overføre vægtningsfrekvenserne permanent alle med hensyn til frekvensen enten kun opad eller kun nedad, altså til sådanne kanalers filterindretninger, som har en højere (frekvens opad) eller en lavere (frekvens nedad) midterfrekvens end den kanal, i hvilken subkanalens vægtningsfaktor blev beregnet. I hvilke af subkanalerne vægtningsfaktorerne selv blev beregnet i afhængighed af subkanalernes respektive signaler og i hvilke subkanaler de allerede beregnede vægtningsfaktorer blev modtaget og overtaget til filtreringen kan fastlægges frit på basis af de beskrevne kriterier. Det er også muligt at i en bestemt filterindretning fastlægges vægtningsfaktorerne i nogle af subkanalerne ved beregning og andre subkanalers vægtningsfaktorer modtages fra i det mindste en anden filterindretning. Som yderligere mulighed kan en subkanal vægtes med en på forhånd bestemt konstant værdi, hvis denne subkanals signals andel af det totale audiosignal f.eks. er ubetydeligt. Som allerede nævnt kan en vægtningsfaktor også overføres imellem subkanaler inden for en og samme filterindretning.
Den egentlige filtrering af en kanals delbåndsignal ved hjælp af de enkelte vægtningsfaktorer til subkanalerne kan foregå på to forskellige måder. Ifølge en udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen multipliceres hver subkanals signal med den til denne subkanal fastlagte vægtningsfaktor altså enten direkte eller også skaleres det på en sammenlignelig måde. Derpå transformeres så alle kanalens subkanalers vægtede signaler sammen ved hjælp af et tilbagetransformationstrin og kombineres til et filtreret delbåndsignal (første trin). Ved tilbagetransformationen drejer det sig herved om en proces, som er omvendt i forhold til transformationsprocessen i det andet transformationstrin, ved hjælp af hvilket delbåndsignalet opdeles til subkanalerne. Totalt set giver denne form for adaptiv filtrering den fordel, at hver subkanal kan påvirkes målrettet ved hjælp af en hertil bestemt vægtningsfaktor og dermed undertrykkes (støjsignal) målrettet bestemte signalandele i audiosignalet eller også overføres det ubrugt (nyttesignal).
En anden mulighed for filtreringen på basis af vægtningsfaktorerne opnås, hvis ikke signalerne selv, men alle subkanalernes vægtningsfaktorer tilbagetransformeres samlet ved hjælp af et tilbagetransformationstrin og kombineres til en filterfunktion. Denne filterfunktion benyttes da til at fremstille et filtreret delbåndsig- nal ved filtrering af delbåndsignalet ved hjælp af filterfunktionen. Denne udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen har den fordel, at ved tilsvarende fjernstyring af filterfunktionen for det første lader omkostningerne til beregningen af det filtrerede delbåndsignal sig endnu en gang reducere signifikant, og for det andet er der også mulighed for en filtrering med en meget kort tidsforsinkelse. Derudover baserer denne udførelsesform for fremgangsmåden sig på den erkendelse, at f.eks. fremgangsmåden af Lollmann og Vary (H.W. Lollmann og P. Vary ’’Low delay filter-banks fur speech und audio processing” i Eberhard Hånsler og Gerhard Schmidt: Speech and Audio Processing in Adverse Environments, Springer Berlin, Heidelberg, 2008) kan anvendes ikke blot til tidssignalet, som det sker hos Lollmann og Vary, men også til et spektralt signal eller delbåndsignal, som det foreligger i kanalerne ved udgangen af det første transformationstrin. Især skal det bemærkes, at fremgangsmåden også kan anvendes til de i reglen komplekse delbåndsignaler ved et sådant transformationstrin.
Ud over den beskrevne fremgangsmåde ifølge opfindelsen omfatter opfindelsen også en høreindretning ifølge opfindelsen. Ved denne er der tilvejebragt alle de komponenter, som benyttes til omsætningen af fremgangsmåden ifølge opfindelsen. Således er der tilvejebragt en transformationsindretning af første trin, som er indrettet til at opdele et signal på flere kanaler ved transformering. Til i det mindste to af disse kanaler er der til hver tilvejebragt en transformationsindretning af andet trin, som er indrettet til at opdele den respektive kanals signal (ovenfor betegnet delbåndsignal) på kanalens subkanaler ved transformering. Ved transformationsindretningerne kan det i hvert tilfælde dreje sig om f.eks. en spektral transformation, især en diskret Fourier-transformation, eller også om en filterbank, såsom en polyfasefilterbank. Også en kombination er anvendelig, såsom i form af en filterbank på basis af en diskret Fourier-transformation. I hver kanal, som omfatter en transformationsindretning af andet trin, er der endvidere tilvejebragt en filterindretning, som hver er indrettet til at filtrere kanalens signal. Som allerede beskrevet foregår filtreringen herved på basis af vægtningsfaktorer, som bestemmes til kanalens enkelte subkanaler. For herved at holde beregningsforbruget ved den adaptive filtrering nede har en kanals filterindretning i kun nogle af subkanalerne en respektiv beregningsindretning, som er indrettet til faktisk at beregne subkanalens vægtningsfaktor og så også i afhængighed af subkanalens signal. En sådan beregningsindretning omtales her som en vurderingsindretning. I i det mindste nogle af de andre subkanaler har filterindretningen ikke nogen sådan vurderingsindretning, men kun en modtageindretning, som er indrettet til at modtage en beregnet vægtningsfaktor fra en anden filterindretning og fastlægge denne som vægtningsfaktoren for den pågældende subkanal.
Ved vurderingsindretningerne drejer det sig fortrinsvis om en statistisk vurderingsindretning for en nyttesignalandel af den respektive subkanals signal, altså om et Wiener-filter. Vægtningsfaktorerne er i så fald hver for sig såkaldte filtergevinster. Statistiske vurderingsindretninger har vist sig som meget hensigtsmæssige til den adaptive filtrering af audiosignaler.
For at kunne udnytte en beregnet vægtningsfaktor så virkningsfuldt som muligt i flere subkanaler er der hensigtsmæssigt sikret, at nærliggende kanaler overlapper hinanden spektralt ved transformationsindretningen af første trin. I sammenhæng med opfindelsen skal dette betyde, at overføringsfaktorerne fra to nærliggende kanaler hver har et gennemgangsområde, og at disse gennemgangsområder overlapper hinanden. Som gennemgangsområde skal der forstås det frekvensområde, hvis midterfrekvens fastlægges ved hjælp af kanalens overføringsfunktions hovedmaksimum, og hvis båndbredde er begrænset ved hjælp af det første nulpunkt til højre og venstre fra hovedmaksimummet. Som en fordel ved overlappende gennemgangsområder opnås, at den totale overføringsfunktion for transformationsindretningen af første trin har et særlig glat spektralt forløb, og dermed at audiosignalet ikke selv forvrænges for meget ved transformeringen. Samtidigt opnås der som yderligere fordel imidlertid også den redundante repræsentation, som kan benyttes på den beskrevne måde til besparelsen af regneoperationer. Høreindretningen er herved fortrinsvis således indrettet, at en første kanals subkanal og en anden sekundær kanals subkanal overlapper hinanden spektralt på den måde, at de har samme midterfrekvens. Herved opnås at overføringen af vægtningsfaktoren i forbindelse med den første kanals subkanal til den anden kanals subkanal kun giver en meget lille, i reglen ikke registrerbar forvridning, når man sammenligner denne type af filtrering med den gængse filtrering, ved hvilken vægtningsfaktorerne beregnes eksplicit i begge kanaler.
Alt efter anvendelsesformålet kan høreindretningen også omfatte en tilbagetransformationsindretning, som er indrettet til at transformere filterindretningernes udgangssignaler tilbage og herved fremstille et filtreret audiosignal som så kan udstråles, f.eks. via en telefon på et øre på brugeren af høreindretningen. Ved hjælp af tilbagetransformationen realiseres der herved især en transformation af de filtrerede delbåndsignaler, som er omvendt i forhold til det første trins transformation.
Til opfindelsen hører der også yderligere udførelsesformer for indretningen ifølge opfindelsen. Disse videreudviklinger har træk, som allerede er blevet beskrevet i forbindelse med fremgangsmåden ifølge opfindelsen. Som følge heraf er disse øvrige videreudviklinger af høreindretningen ifølge opfindelsen ikke gentaget her. På samme måde hører der til opfindelsen også videreudviklinger af fremgangsmåden ifølge opfindelsen, som har træk, som er beskrevet her i forbindelse med høreindretningen ifølge opfindelsen. Også disse videreudviklinger af fremgangsmåden ifølge opfindelsen er derfor ikke belyst nærmere her endnu en gang.
Endelig gøres der her også opmærksom på, at den beskrevne analysef ilterbank også kan omfatte flere end to transformationstrin, hvorved så tilsvarende heller ikke fremgangsmåden ifølge opfindelsen nødvendigvis skal gennemføres på basis af signaler fra to direkte efter hinanden følgende transformationstrin.
Udførelsesformer for opfindelsen beskrives nærmere nedenfor under henvisning til tegningen, hvor figur 1 viser en skematisk opbygning af et høreapparat ifølge den kendte teknik, figur 2 et skematisk blokdiagram over en signalforarbejdningsindretning i en udførelsesform for høreindretningen ifølge opfindelsen, figur 3 et diagram med et skematisk forløb af overføringsfunktioner i en transformationsenhed af første trin i den i figur 2 viste høreindretning, figur 4 et diagram med et skematisk forløb af en overføringsfunktion i en transformationsindretning af andet trin i den i figur 2 viste høreindretning, figur 5 et skematisk blokdiagram over to filterindretninger i den i figur 2 viste høreindretning, figur 6 et diagram til skematisk at vise overføringsfunktioner i forbindelse med to subkanaler med fælles midterfrekvens, således som det kan være forbundet med den i figur 2 viste høreindretning, figur 7 et diagram til korrelationsværdier imellem subkanaler i den i figur 2 viste høreindretning, figur 8 et diagram til et kopieringsmønster til vægtningsfaktorer, figur 9 et diagram til et yderligere kopieringsmønster til vægtningsfaktorer, figur 10 et diagram til et tredje kopieringsmønster til vægtningsfaktorer, og figur 11 resultatet af en høretest.
De viste udførelseseksempler udgør foretrukne udførelsesformer for opfindelsen. I figur 2 er der vist en signalforarbejdningsindretning 12 fra en høreindretning 10. Ved høreindretningen kan det dreje sig om et audioapparat, såsom en mobiltelefon eller et høreapparat. Generelt skal der ved en høreindretning her forstår ethvert apparat, hvori der kan indsættes en i det mindste totrins-agtig filterbank til en spektral signalanalyse (analysefilterbank). Ved signalforarbejdningsindretningen 12 kan det herved f.eks. dreje sig om en digital signalprocessor (DSP), en ASIC (application specific integrated circiut), en FPGA (field programmable gate array) eller en CPU( general purpose processing unit) i dette apparat eller også en kombination af en eller flere af disse. I den i figur 2 viste udførelsesform filtreres et digitaliseret indgangssignal y (t) adaptivt, og det således filtrerede signal udsendes som udgangssignal s (t) i form af et lydsignal til en bruger af høreindretningen 10. Ved indgangssignalet y (t) drejer det sig om et audiosignal (dvs. et signal i området imellem 0 Hz og 20 kHz), som filtreres adaptivt af signalforarbejdningsindretningen. Ved udgangssignalet s (t) er en støjandel formindsket i forhold til indgangssignalet y (t), medens samtidigt en nyttesignalandel, såsom en talesignalandel eller en musikandel, kun er forvrænget i uvæsentlig grad. Indgangssignalet y (t) opdeles hertil af en transformationsindretning 14 på totalt N kanaler, i hvilke audiosignalet er repræsenteret ved hjælp af (kompleksvurderede) delbåndsignaler Y (0), ..., Y (K-1), Y (K), Y (k+1),..., Y (m-1). For tydeligheds skyld er der i figur 2 kun vist nogle af kanalerne og de tilhørende delbåndsignaler. De øvrige kanaler er antydet ved hjælp af udeladelsestegn (...). I det følgende henvises der til de enkelte kanaler ved hjælp af deres indeks, dvs. transformationsindretningen 14 har på udgangssiden kanalerne 0 til (M-1).
Signalforarbejdningsindretningen 12 kan enten i nogle af kanalerne eller også i alle kanalerne 0 til (M-1) omfatte en kaskade af en transformationsindretning 16 af andet trin, en filterindretning 18 og en tilbagetransformationsindretning 20 af andet trin. I figur 3 er der for tydeligheds skyld kun vist en sådan kaskade for kanalen K.
Tilbagetransformationsindretningen 20 fremstiller et udgangssignal S (K) af første trin, som sammen med de øvrige bearbejdede eller også ikke bearbejdede delbåndsignaler S (0) til S (M-1) fra de øvrige kanaler 0 til (M-1) overføres til en tilbagetransformationsindretning 22 af første trin. Tilbagetransformationsindretningen 22 fremstiller ud fra sine indgangssignaler S (0) til S (M-1) udgangssignalet s (t) ved hjælp af tilbagetransformering. I figur 2 er der kun vist de til belysningen af opfindelsen relevante komponenter. Især kan der imellem transformationsindretningerne 14 og 16 henholdsvis imellem tilbagetransformationsindretningerne 20 og 22 befinde sig yderligere signalforarbejdningskomponenter, som f.eks. kan omfatte en forstærkningsindret til tilpasningen af delbåndsignalets Y (K) henholdsvis S (K) signalniveau og de øvrige delbåndsignaler i afhængighed af en hørekurve i forbindelse med en bruger af høreindretningen 10. På denne måde kan delbåndsignalerne beskrives spektralt ved hjælp af en frekvenskompression.
Med hensyn til transformationsindretningerne 14 og 16 kan det f.eks. dreje sig om polyfasefilterbanker med respektive segmenteringsindretninger 46 og 48 samt en efterindkoblet diskret Fourier-transformation (DFT) 50, 52. I det følgende beskrives den adaptive filtrering af delbåndsignalerne som eksempel ved hjælp af kanalen K. Den egentlige adaptive filtrering for kanalens K del-båndsignal Y (K) foregår ved hjælp af filterindretningen 18. Til den adaptive filtrering i kanalen K transformeres hertil imidlertid først ved hjælp af transformationsindretningen 16 af andet trin delbåndsignalet Y (K) til subdelbåndsignaler Y (K, k), som danner signalerne fra kanalens K subkanaler. Ved hjælp af transformationsindretningen 16 kan kanalen K f.eks. opdeles i N = 8 eller N = 16 subkanaler. Tilsvarende opnås så subdelbåndsignalerne Y (K, 0) til Y (K, N-1).
Ved hjælp af figur 3 og figur 4 beskrives funktionsmåden af transformationsindretningen 14 af første trin og af transformationsindretningen 16 af andet trin endnu en gang mere nøjagtigt. I figur 3 og figur 4 (og også i den senere beskrevne figur 6) er der som abscisse angivet den respektive dæmpning for de enkelte kanaler, således som der opnås i afhængighed af frekvensen f for de spektrale andele af indgangssignalet y (t) i de enkelte kanaler. Overføringsfunktionerne på den anden side af nulgennemgangene, som begrænser gennemgangsområder, er for tydeligheds skyld ikke vist her.
Figur 3 viser skematiske gennemgangsområder 24, 26, 28 for overgangsfunktioner, således som det foregår i kanalerne K-1, K og K+1 med hensyn til indgangssignalet y (t). I figur 3 er de såkaldte nabomaksima for overgangsfunktionerne ikke vist. Gennemgangsområderne 24, 26, 28 strækker sig hver for sig imellem to af overgangsfunktionernes nulpunkter og kan f.eks. hver for sig omfatte en delbåndbredde 30 på 250 Hz. Som det fremgår af figur 3 overlapper de nærliggende kanalers K-1 og K gennemgangsområder 24, 26 hinanden. Det samme gælder for de nærliggende kanaler K og K+1 (26 og 28). I figur 4 er der vist, hvorledes kanalen K kan opdeles i f.eks. otte subkanaler ved hjælp af transformationsindretningen 16 af andet trin. Af disse subkanaler er der i figur 4 kun vist gennemgangsområderne 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44 fra totalt 7 subkanaler. Indekseringen af subkanalerne adskiller sig i forhold til indekseringen af kanalerne (0 til M-1) ved, at indekset 0 anvendes til den (spektrale) centrale subkanal og på begge sider af den centrale subkanal med gennemgangsområdet 38 anvendes negative indekser for små frekvenser og positive indekser for store frekvenser. En subkanal i en bestemt kanal refereres der i det følgende til ved, at der for det første angives kanalens indeks og det andet subkanalens indeks, således at der i figur 4 fremkommer subkanalerne (K, -3), til (K, 3). Hver af disse subkanaler repræsenterer ifølge sit gennemgangsområde 32 til 44 en andel af delbåndsignalet Y (K). Tilsvarende angives også subdelbåndsignalerne på den ovenfor beskrevne måde ved angivelse af kanalens indeks og subindekset -3 til 3 for subkanalen, altså Y (K, -3) til Y (K, 3).
Som vist i figur 5 ved hjælp af subdelbåndsignalerne Y (K, -3) og Y (K, -2) multipliceres kanalens K subdelbåndsignaler hver for sig med en vægtningsfaktor 54, 56, som f.eks. kan omfatte en værdi på imellem 0 og 1. Ved hjælp af en lille værdi dæmpes herved det respektive subdelbåndsignal, medens en værdi i nærheden af 1 sørger for at udgangssignalet S (K, -2) henholdsvis S (K, -3) svarer til det respektive indgangssignal Y (K, -2) henholdsvis Y (K, -3). Vægtningsfaktorerne 54 og 56 beregnes derved ikke selv af filterindretningen 18, men modtages via en modtageindretning 62 fra den nærliggende kanals K-1 filterindretning 64. Filterindretningen 64 har i subkanalerne (K-1,1) og (K-1,2) og yderligere subkana-ler hver for sig en vurderingsindretning 66, 68. Med hensyn til vurderingsindretningerne 66, 68 kan det f.eks. dreje sig om et Wiener-filter eller en anden statistisk vurderingsindretning. Subkanalens (K-1, 1) vurderingsindretning 66 beregner en vægtningsfaktor 70 for subkanalen (K-1,1) i afhængighed af subdelbånd-signalet Y (K-1, 1), hvormed subdelbåndsignalet Y (K-1, 1) multipliceres på den beskrevne måde for at opnå et filtreret subdelbåndsignal S (K-1, 1). Samtidigt overtages vægtningsfaktoren 70 via filterindretningens 18 modtageindretning 62 som vægtningsfaktoren 54. I subkanalen (K-1,2) beregnes ved hjælp af vurderingsindretningen 68 en vægtningsfaktor 72 i afhængighed af subdelbåndsignalet Y (K-1,2), som både anvendes i subkanalen (K-1,2) selv og i filterindretningens 18 subkanal (K, -2) som vægtningsfaktor 56. Som vist i figur 5 uden de anvendte yderligere henvisningstal kan også filterindretningen 18 til andre subkanaler, her vist for (K, 2) og (K, 3), selv omfatte vurderingsindretninger. På samme måde kan filterindretningen 64 også omfatte en modtageindretning 74, via hvilken den kan modtage vægtningsfaktorer fra en filterindretning. I det følgende er der i figur 6 til figur 10 eksempelvis vist, hvorledes i forbindelse med filterindretningerne 18 og 64 og signalbearbejdningsindretningens 12 øvrige filterindretninger opdelingen imellem de subkanaler, hvori vurderingsindretninger, såsom vurderingsindretningen 66 og 68, tilvejebringes, og de subkanaler, hvori vægtningsfaktorer bestemmes via modtageindretninger, såsom modtageindretningen 62 og 64 uden en beregning, fastlægges hensigtsmæssigt. I figur 6 er de to spektrale nærliggende kanalers K-1 og K overgangsområder 24 og 26 vist endnu en gang. Ved hjælp af en (ikke vist) yderligere transformationsindretning af andet trin opdeles delbåndsignalet Y (K-1) i kanalen K-1 i de i figur 5 delvist viste subdelbåndsignaler Y (K-1, -3) til Y (K-1,3). I figur 6 er hertil vist gennemgangsområdet 76 for subkanalen (K-1, 1). Ved hjælp af den spektrale overlapning af de to nærliggende kanaler K-1 og K (se figur 4) opnås en overlap ning af subkanalernes (K-1, 1) og (K, -3) gennemgangsområder 62 og 76. Signalforarbejdningsindretningen 12 er herved indrettet på en sådan måde, at gennemgangsområderne 32 og 76 har en fælles midterfrekvens fm ved hvilken overføringsfunktionerne i de to gennemgangsområder 32, 76 har et maksimum. Vægtningsfaktoren 70, som beregnes ved hjælp af vurderingsindretningen 66, virker på subdelbåndsignalet Y (K-1,1), som befinder sig i gennemgangsområdet 76. Figur 6 viser, at vægtningsfaktoren 70 også kan anvendes til subdelbåndsignalet Y (K, -3) i gennemgangsområdet 32. Tilsvarende overføres ved hjælp af modtageindretningen 62 vægtningsfaktoren 70 i filterindretningen 18 til subkana-len (K, -3) som vægtningsfaktor 54. Tilsvarende gælder også for vægtningsfaktoren 72. I det følgende beskrives under henvisning til figur 7 til figur 10 og for en yderligere udførelsesform for signalforarbejdningsindretningen 12, hvorledes (baseret på beskrivelserne ovenfor) en vægtningsfaktor ikke blot kan overføres til en nærliggende filterindretning, men også til flere hver for sig parvist ved siden af hinanden værende filterindretninger. Hertil skal der f.eks. baseres på den af figur 2 følgende struktur af signalforarbejdningsindretningen 12.
Som transformationsindretning 14 af første trin og transformationsindretning 16 af andet trin anvendes en moduleret DFT-filterbank, hvorved indgangssignalet Y (t) modtages ved en samplingsfrekvens på 16 kHz. Den første transformationsindretnings 14 analysefilterbank fremstiller ved hjælp af segmenteringsindretningen 46 segmenter ud fra M = 64 på hinanden følgende samplingsværdier ved en segmentfremføring på R = 16 samplingsværdier. Segmenternes enkelte samplingsværdier vægtes ved multiplicering hver for sig med en Hann-vinduesfunk-tion af værdier ho til hM-i. Et segments M = 64 samplingsværdier transformeres ved hjælp af transformationsindretningens 14 DFT 50 til delbåndsignalernes Y (K) enkelte samplingsværdier og udleveres med en reduceret samplingsfrekvens på 1 kHz. Her står K almindeligvis for kanalindekset K = 0 til (M-1), således at der menes Y (0) til Y (M-1). Transformationsindretningens 14 filterbank har totalt set en frekvensopløsning på 250 Hz per kanal. Ved hjælp af kanalens K transforma tionsindretning 16 og også ved hjælp af de andre kanalers øvrige transformationsindretninger opdeles hvert delbåndsignal i N = 16 subdelbåndsignaler Y (K, k), hvorved her k i det følgende anvendes som almindeligt indeks for subdelbånd-signalet, altså k = -7 til +7. For at fremstille subdelbåndsignalerne anvendes en segmenteringsindretning 48 med en segmentlængde N = 16 og et Hann-vindue h’o til h’N-i og en DFT 52 med længden N = 16 som analysefilterbanken for transformationsindretningen 16 af andet trin. Flerved opnås en frekvensopløsning på 62,5 Hz per subkanal. Frekvensopløsningen afhænger almindeligvis blandt andet af det første trins kanalers samplingsfrekvens. Subdelbåndsignalerne bearbejdes så f.eks. ved hjælp af en støjreduktion, således som det er muligt ved hjælp af filterindretningen 18 og de øvrige filterindretninger, idet altså spektrale vægtningsfaktorer f.eks. anvendes multiplikativt. Ved hjælp af tilbagetransformationsindretningen 20 dannes en syntesefilterbank af andet trin, som i tilfælde af kanalen K fremstiller et filtreret delbåndsignal S (K) ud fra de filtrerede subdelbåndsignaler S (K, k). Tilbagetransformationsindretningens 20 syntesefilterbank er komplementær til transformationsindretningens 16 syntesefilterbank. På samme måde tilvejebringes der ved hjælp af tilbagetransformationsindretningen 22 en syntesefilterbank, som er komplementær til transformationsindretningens 14 ana-lysefilterbank. Syntesefilterbankerne anvender i dette tilfælde hver for sig rektangel-vindue fra enkelte Taps g’o til g’N-i henholdsvis go til gM-i. Der kan også anvendes andre vinduesfunktioner.
Subkanalerne i det andet forarbejdningstrin i forbindelse med flere kanaler overlapper hinanden spektralt og giver midterfrekvenser fm (K, k) for de enkelte sub-kanalers gennemgangsområde ifølge følgende ligning: fm (K,k) = |K* 250 Hz + k* 62,5 Hz|.
For at fastlægge hvilke vægtningsfaktorer der skal beregnes, og hvilke vægtningsfaktorer der skal modtages ved hjælp af en modtageindretning beregnes hver kanals (K, k) krydskorrelation a (K, k) med alle øvrige subkanaler (K’, k’) med K’ = 0 ... M-1 og k’ = -7 ... 7 på følgende måde: a(K,k) = E{Y(K,k)*Y‘(K',k')} / V[E{ |Y(K,k) I 2}*E{ |Y*(K',k') I2}], hvorved E {} er forventningsværdioperatoren og Y* den konjugerede komplekse værdi af Y. Herved opnås et regelmæssigt mønster, som som eksempel er vist i figur 7 for subkanalens 3, 7 korrelationsværdi a (3, 7). Subbåndene (K’, k’) = (4, 3), (5, -1) og (6, -5) er i en særlig høj grad korreleret med subkanalen (3, 7). I figur 7 er der indført eksempler på mulige korrelationsværdier a1, a2, a3. I de tomme felter findes der her tydeligt dårligere korrelationsværdier (f.eks. 0,2 og mindre). Ved de med subkanalen (3, 7) i høj grad korrelerede subkanaler drejer det sig om sådanne, hvis gennemgangsområde har samme midterfrekvens som subkanalen 3, 7 (se ovennævnte ligning for fm (K, k)).
Almindeligvis opnås at ved den her beskrevne filterstruktur er en subkanal (K, k) og en subkanal (K+1, k-4) korreleret i en særlig høj grad. En undtagelse af dette regelmæssige mønster danner blot subkanalen til kanalen K = 0 med den laveste midterfrekvens. Signalet fra denne ’’nederste” kanal K = 0 er i reglen af reel værdi, hvoraf der i kanalens K = 0 subkanaler opnås signaler, som er spejlsymmetriske i forhold til subkanalen (0, 0), dvs. subkanalerne (0, -1) og (0,1) har signaler med samme bidrag ligesom subkanalerne (0, -2) og (0, 2) osv. På grund af de høje korrelationsværdier af subkanaler med indbyrdes overlappende gennemgangsområder opnås ved en beregning af vægtningsfaktorer ved hjælp af passende vurderingsindretninger for alle disse subkanaler over alt meget lignende vægtningsfaktorer. For at reducere beregningsforbruget beregnes altså kun en vægtningsfaktor i en af disse subkanaler, og den således beregnede vægtningsfaktor kopieres i de øvrige subkanaler. I det ekstreme tilfælde skal der blot beregnes en enkel vægtningsfaktor mulige midterfrekvens fm (K, k).
For at åbne mulighed for en således effektiv drift af signalforarbejdningsindretningen 12 kan samtlige vægtningsfaktorer være indrettet til at blive indlæst i et fælles lager 78, således som det f.eks. er vist i figur 8, figur 9 og figur 10. De enkelte lagerceller er vist i figur 8 til figur 10, hvorved lagercellerne til de enkelte vægtningsfaktorer er gjort synlige ved hjælp af indicier for kanalerne K og disses subkanaler k. Totalt set kan hver lagercelle fyldes med en vægtningsfaktor. Det i figur 8 til figur 10 ikke viste 16. bånd sættes konstant til nul, da det indeholder en kun ubetydelig andel af indgangssignalet y (t).
Til overføringen af beregnede vægtningsfaktorer til andre subkanaler kan der nu anvendes effektive kopieringsmønstre, som udnytter den ovenfor nævnte regelmæssighed ved korrelationen. Dette betyder, at grupper 80, 82, 84 af hver for sig flere vægtningsfaktorer i en bestemt kanal Ktil stadighed kan kopieres fra kanaler K-1, K-2 osv. med lavere midterfrekvens, når de der allerede er blevet beregnet en gang.
Figur 8 anskueliggør hertil et muligt kopieringsmønster ved hjælp af enkelte kopieringsprocesser. I figur 8 befinder der sig i nogle lagerceller hvert sit punkt. I disse lagerceller befinder sig vægtningsfaktorer, som i afhængighed af de tilhørende subkanalers signaler beregnes rent faktisk af en vurderingsindretning (den samme afbildning er også benyttet i figur 9 og figur 10). Ifølge figur 8 beregnes altså vægtningsfaktorerne for subkanalerne k = 0 til 7 til stadighed. Lagercellerne, som er vist uden punkt, har først ingen beregnede vægtningsfaktorer. I kanalen k = 0 kopieres vægtningsfaktorerne spejlsymmetrisk i kanalens K = 0 subkanaler K = -1 til -7. Til de øvrige kanaler K fastlægges de manglende vægtningsfaktorer ifølge et kopieringsmønster, som er anskueliggjort ved kanalens K = 7 eksempel. Vægtningsfaktorerne ved den nærliggende kanal K = 6 med lavere frekvenser og her subkanalerne k = 0 til 3 kopieres i kanalen 7 i subkanalerne k = -4 til -1. De øvrige vægtningsfaktorer ved de resterende subkanaler k = -7 til -5 overføres fra kanalen K = 5 og her fra dennes subkanaler k = 1 til 3 ved hjælp af en dobbelt kopieringsproces, som antydet i figur 8. Figur 8 viser at kun halvdelen af alle vægtningsfaktorer skal beregnes ved hjælp af den forholdsvis beregningskrævende vurderingsproces. Til kopieringsmønsteret ifølge figur 8 viser endvidere en hø retest, at det filtrerede udgangssignal s (t) ved hjælp af testtelefonen ikke kan skelnes i signifikant grad fra et signal, som blev filtreret med vægtningsfaktorer, som blev beregnet separat for hver subkanal. En potentiel hørbar forskel opnås ved, at de enkelte subkanalers gennemgangsområder ganske vist kan have en fælles midterfrekvens fm (se figur 6), men gennemgangsområdernes maksima er forskellige. Af denne årsag er det hidtil heller ikke nået til erkendelse på tydelig måde, at udnyttelsen af vægtningsfaktorer til flere subkanaler giver et således godt resultat ved audiokvaliteten. I høretesten, hvis resultat er vist i figur 11, er totalt set 20 personer blevet opfordret til subjektivt at meddele kvaliteten af et talesignal, som dør bort, og som blev filtreret med forskellige konfigurationer. Resultatet er opdelt i a) talekvaliteten (SQ - Speech Quality), b) kvaliteten af reststøj (RNQ - Residual Noise Quality) og c) det totale indtryk (OV - Overall Impression). Taleeksemplerne blev filtreret med en filterbank med lavere frekvensopløsning (blot et transformationstrin af første trin - LOW) på den ene side og på den anden side med en totrinnet filterbank en gang med en transformationsindretning af andet trin med N = 16 (Lh2 = 16) og en gang med en transformationsindretning af andet trin med N = 8 subkanaler (Lh2 = 8). Resultatet for en totrinnet filterbank som den, der er vist i figur 2, og med N = 8 subkanaler i det andet trin og yderligere anvendelsen af et kopieringsmønster ifølge figur 8 er vist som RC (Reduced Complexity). Høreeksempler omfatter derved både talesignaler ved et signal til støjforhold på 0 dB og på -5 dB. Testpersonerne skal trininddele signalet i et område fra 0 (audiokvalitet dårlig) til 6 (audiokvalitet god). De i figur 11 viste kasser markerer med deres nedre vandrette kant den 25. Perzentil (P25), med deres midterste vandrette linje meridianen (P50) og med deres øvre vandrette kant den 75. Perzentil (P75), således at kassernes højde giver interkvartilområdet (IQR). Den fritstående vandrette streg antyder over den respektive kasse på værdien P75 + 1,5*IQR og under kasserne hver for sig værdien P25 -1,5*IQR. Krydsene udgør forbiere ved vurderingen.
Figur 9 og figur 10 viser yderligere kopieringsmønstre. Ved hjælp af disse er det muligt at reducere antallet af benyttede beregninger endnu mere. Hertil kopieres også inden for en filterindretning subkanalens k = 6 vægtningsfaktor i subkanalen k = 7 (figur 9) henholdsvis subkanalens K = 5 vægtningsfaktor i de to subkanaler k = 6 og 7 (figur 10).
Sammenfattende konstateres det, at ved hjælp af det beskrevne kopieringsmønster kan beregningsforbruget til talesignalforbedringen ved en totrinnet filterband-indretning reduceres 50% eller mere, uden at sprogkvaliteten herved findes påvirket i mærkbar grad af testpersoner i det filtrerede udgangssignal. Kopieringsmønstrene udgør en enkel og let implementerbar mulighed for omsætningen af de her beskrevne erkendelser. De udnytter herved alle de ved hjælp af krydskorrelationerne imellem kanalerne erkendelige signifikante afhængigheder imellem subkanalerne. Ud fra det i figur 11 viste resultat af høretesten fremkommer det tydeligt, at der ved reduceringen af beregningsforbruget ikke opnås nogen signifikante tab ved audiokvaliteten.

Claims (16)

1. Fremgangsmåde til adaptiv filtrering af et audiosignal, idet - audiosignalet transformeres ved hjælp af et første transformationstrin (14) og herved fremstilles i hver af flere kanaler et delbåndsignal, og - i i det mindste nogle af kanalerne filtreres det respektive delbåndsignal adaptivt af en filterindretning (18, 64) i kanalen (24, 26, 28) og hertil i kanalen (24, 26, 28) - transformeres delbåndsignalet af et andet transformatrionstrin (16) og opdeles i flere subkanaler i kanalen (24, 26, 28), og - i hver subkanal (32 til 44, 76) fastlægges af kanalens (24, 26, 28) filterindretning (18, 64) en vægtningsfaktor (54 til 60, 70, 72) til subkanalens (32 til 44, 76) signal, kendetegnet ved, at ved i det mindste en af filterindretningerne (18, 64) fastlægges i det mindste en subkanals vægtningsfaktor (58, 60, 70, 72) selv ved beregning i afhængighed af subkanalens (32 til 44, 76) signal, og den beregnede vægtningsfaktor (58, 60, 70, 72) overføres fra filterindretningen (18, 64) til i det mindste en anden filterindretning (18) og ved den i det mindste en anden filterindretning fastlægges i det mindste en subkanals (32 til 44, 76) vægtningsfaktor (54, 56) ved hjælp af den modtagne beregnede vægtningsfaktor (58, 60, 70, 72, 80 til 84).
2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, hvorved en første subkanals (76) beregnede vægtningsfaktor overføres til en subkanal (32), som med den første subkanal (76) overlapper hinanden spektralt og har den især samme midterfrekvens (fm) som den første subkanal (76).
3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, hvorved en første subkanals (76) beregnede vægtningsfaktor (58, 60, 70, 72) overføres til en subkanal (32), ved hvilken en værdi (a1, a2, a3) for krydskorrelationen imellem dens egen signal og den første subkanals (76) signal er større end en forudbestemt tærskelværdi.
4. Fremgangsmåde ifølge et af de foregående krav, hvorved i det mindste en vægtningsfaktor (54, 56) fastlægges til samme værdi som den modtagne beregnede vægtningsfaktor (70, 72).
5. Fremgangsmåde ifølge et af de foregående krav, hvorved flere beregnede vægtningsfaktorer (80, 82, 84) ved en første kanals nærliggende subkanaler overføres i overensstemmelse med et forudbestemt kopieringsmønster til et lager (78) i en anden kanals filterindretning (18, 64), hvor den danner den anden kanals nærliggende subkanalers vægtningsfaktorer.
6. Fremgangsmåde ifølge et af de foregående krav, hvorved i det mindste en vægtningsfaktor (80) i en første filterindretning (18, 64) overføres totalt set til i det mindste to yderligere filterindretninger (18, 64).
7. Fremgangsmåde ifølge et af de foregående krav, hvorved der også inden for i det mindste en af filterindretningerne (18, 64) overføres en vægtningsfaktor til en anden subkanal i den samme filterindretning.
8. Fremgangsmåde ifølge et af de foregående krav, hvorved filterindretningerne (18, 64) hører til nærliggende kanaler (24 til 28) og alle vægtningsfaktorer (58, 60, 70, 72, 80 til 84), der skal overføres, kun overføres frekvens-opad til en kanals filterindretning med en højere midterfrekvens eller kun frekvens-nedad til en kanals filterindretning med lavere midterfrekvens.
9. Fremgangsmåde ifølge et af de foregående krav, hvorved flere nærliggende kanaler (24 til 28) hver for sig har en filterindretning (18, 64) og ved hver filterindretning (18, 64) a) fastlægges vægtningsfaktorerne (58, 60, 70, 72, 80 til 84) i nogle subkanaler (38 til 44, 76) ved beregning eller ved på forhånd at give en forudbestemt værdi, og b) modtages andre subkanalers (32 til 36) vægtningsfaktorer (54, 56) fra i det mindste en anden filterindretning (18, 64).
10. Fremgangsmåde ifølge et af de foregående krav, hvorved der af i det mindste en kanals (24 til 28) filterindretning (18, 64) til adaptiv filtrering af delbåndsig-nalet a) vægtes hver subkanals (32 til 44, 76) signal ifølge den fastlagte vægtningsfaktor (58, 60, 70, 72, 80 til 84), og b) transformeres alle kanalens (24 til 28) subkanalers (32 til 44, 76) vægtede signaler sammen tilbage ved hjælp af et tilbagetransformationstrin (20) og kombineres til et filtreret delbåndsignal.
11. Fremgangsmåde ifølge et af de foregående krav, hvorved der af filterindretningen i i det mindste en kanal til den adaptive filtrering af delbåndsignalet a) transformeres alle subkanalers vægtningsfaktorer sammen tilbage ved hjælp af et tilbagetransformationstrin og kombineres til en filterfunktion, og b) fremstilles et filtreret delbåndsignal ved filtrering af delbåndsignalet med filterfunktionen.
12. Høreindretning (10) med - en transformationsindretning (14) af første trin, hvorved transformationsindretningen (14) af første trin er således indrettet, at et signal opdeles ved transformering i flere kanaler (24 til 28), - i det mindste to transformationsindretninger (16) af andet trin, hvorved hver transformationsindretning (16) af andet trin er indrettet til at opdele en af kanalernes (24 til 28) signal ved hjælp af transformeringen i kanalens (24 til 26) subkanaler (32 til 44), - en filterindretning (18, 64) i hver kanal (24 til 28), som omfatter en transformationsindretning (16) af andet trin, hvorved hver filterindretning (18, 64) er indrettet til at filtrere kanalens (24 til 28) signal i afhængighed af vægtningsfaktorer (54 til 60, 70, 72), som er bestemt til subkanalerne (32 til 44), og hvorved filterindretningen (18, 64) i nogle subkanaler (32 til 44) har hver sin vurderingsindretning (66, 68), som er indrettet til at beregne subkanalens (32 til 44) vægtningsfaktor (70, 72) i afhængighed af subkanalens (32 til 44) signal, og i andre subkanaler (32 til 44) har hver en modtageindretning (62, 74), som er indrettet til at modtage en beregnet vægtningsfaktor (58, 60, 70, 72) fra en anden filterindretning (18, 64) og fastlægge den som subkanalens (32 til 44) vægtningsfaktor (54, 56).
13. Høreindretning ifølge krav 12, hvorved nærliggende kanaler (24 til 26) overlapper spektralt og herved omfatter især en første kanals (24) subkanal (76) og en anden kanals (26) subkanal (32) samme midterfrekvens (fm).
14. Høreindretning ifølge krav 12 eller 13, hvorved vurderingsindretningerne (66, 68) hver for sig omfatter en statistisk vurderingsindretning til en nyttesignal-andel af den respektive subkanals (32 til 44, 76) signal, især et Wiener-filter, og vægtningsfaktorerne (54, til 60, 70, 72) hver for sig udgør en filtergevinst.
15. Høreindretning ifølge et af kravene 12 til 14, hvorved i det mindste en af transformationsindretningerne (14, 16) omfatter en spektral transformation (50, 52), især en diskret Fourier-transformation (50, 52), og/eller en filterbank (46, 50; 48, 52), især en polyfasefilterbank (46, 50; 48, 52).
16. Høreindretning ifølge et af kravene 12 til 15, hvorved der er tilvejebragt en tilbagetransformationsindretning (20, 22), som er indrettet til at transformere filterindretningernes (18, 64) udgangssignaler tilbage og herved fremstille et filtreret audiosignal.
DK13152490.2T 2012-02-17 2013-01-24 Høreindretning med et adaptivt filter og fremgangsmåde til filtrering af et audio-signal DK2629550T3 (da)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210202469 DE102012202469B3 (de) 2012-02-17 2012-02-17 Hörvorrichtung mit einem adaptiven Filter und Verfahren zum Filtern eines Audiosignal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DK2629550T3 true DK2629550T3 (da) 2016-01-25

Family

ID=47425870

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK13152490.2T DK2629550T3 (da) 2012-02-17 2013-01-24 Høreindretning med et adaptivt filter og fremgangsmåde til filtrering af et audio-signal

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9124963B2 (da)
EP (1) EP2629550B1 (da)
DE (1) DE102012202469B3 (da)
DK (1) DK2629550T3 (da)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015201073A1 (de) 2015-01-22 2016-07-28 Sivantos Pte. Ltd. Verfahren und Vorrichtung zur Rauschunterdrückung basierend auf Inter-Subband-Korrelation
DE102017202480A1 (de) * 2017-02-16 2018-08-16 Sivantos Pte. Ltd. Verfahren zum Betrieb einer Hörvorrichtung und Hörvorrichtung
US10375489B2 (en) 2017-03-17 2019-08-06 Robert Newton Rountree, SR. Audio system with integral hearing test

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001520821A (ja) * 1997-04-14 2001-10-30 レイマー シグナル プロセシング リミテッド 複式処理妨害雑音キャンセル装置および方法
EP1251715B2 (en) * 2001-04-18 2010-12-01 Sound Design Technologies Ltd. Multi-channel hearing instrument with inter-channel communication
DE102010026884B4 (de) 2010-07-12 2013-11-07 Siemens Medical Instruments Pte. Ltd. Verfahren zum Betreiben einer Hörvorrichtung mit zweistufiger Transformation

Also Published As

Publication number Publication date
US9124963B2 (en) 2015-09-01
EP2629550A2 (de) 2013-08-21
US20130216062A1 (en) 2013-08-22
DE102012202469B3 (de) 2013-01-17
EP2629550A3 (de) 2014-08-20
EP2629550B1 (de) 2015-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kollmeier et al. Functionality of hearing aids: State-of-the-art and future model-based solutions
EP2594090B1 (en) Method of signal processing in a hearing aid system and a hearing aid system
KR101837331B1 (ko) 보청기 시스템을 동작시키는 방법 및 보청기 시스템
Wei et al. A reconfigurable digital filterbank for hearing-aid systems with a variety of sound wave decomposition plans
US8948424B2 (en) Hearing device and method for operating a hearing device with two-stage transformation
CN105706466A (zh) 具有概率性的听力损失补偿的助听器
CN107454537B (zh) 包括滤波器组和起始检测器的听力装置
CN107810643A (zh) 操作助听器***的方法和助听器***
DK3245797T3 (da) Fremgangsmåde til at betjene et høreapparatsystem og et høreapparatsystem
DK2629550T3 (da) Høreindretning med et adaptivt filter og fremgangsmåde til filtrering af et audio-signal
US8150081B2 (en) Method for optimizing a multilevel filter bank and corresponding filter bank and hearing apparatus
Souza et al. Amplification and consonant modulation spectra
US9232326B2 (en) Method for determining a compression characteristic, method for determining a knee point and method for adjusting a hearing aid
Subbulakshmi et al. A survey of filter bank algorithms for biomedical applications
Shrivastav et al. Reconfigurable filter bank design techniques for hearing aid performance improvement
DK2437521T4 (da) Fremgangsmåde til frekvenskompression med harmonisk korrektur og tilsvarende apparat
Swamy et al. A non-uniform digital filter bank hearing aid for aged people with hearing disability
Rawandale et al. Study of Audiogram for Speech Processing in Hearing Aid System
US8295518B2 (en) Filter bank system having specific stop-band attenuation components for a hearing aid
DK3048813T3 (da) Fremgangsmåde og indretning til at undertrykke støj baseseret på korrelation mellem underbånd
Vashkevich et al. Petralex: A smartphone-based real-time digital hearing aid with combined noise reduction and acoustic feedback suppression
US10212523B2 (en) Hearing aid system and a method of operating a hearing aid system
EP3896999A1 (en) Systems and methods for a hearing assistive device
US20220240026A1 (en) Hearing device comprising a noise reduction system
Tu Data-driven speech intelligibility enhancement and prediction for hearing aids