本申請涉及聽力裝置如助聽器中的音頻處理。本發(fā)明尤其涉及從輸出到輸入變換器的聲或機械反饋，具體地，涉及前述反饋的減少或消除。一方面，本發(fā)明涉及聽力裝置。本申請還涉及聽力裝置的運行方法及聽力裝置的用途。

本申請還涉及包括處理器和程序代碼的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，程序代碼使得處理器執(zhí)行本發(fā)明方法的至少部分步驟。

本發(fā)明例如可用在下述應用中：助聽器、耳機、耳麥、有源耳朵保護系統(tǒng)、免提電話系統(tǒng)、移動電話、遠程會議系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、卡拉OK系統(tǒng)、教室放大系統(tǒng)等。

背景技術：

包括正向通路和輸出變換器的音頻系統(tǒng)中聲反饋問題眾所周知，其中正向通路用于放大聲輸入變換器從環(huán)境拾取的輸入聲音，輸出變換器用于將輸入信號的放大版本作為輸出聲音呈現(xiàn)給環(huán)境如呈現(xiàn)給一個或多個用戶。

之所以出現(xiàn)聲反饋，是因為來自音頻系統(tǒng)的輸出變換器(如揚聲器)信號經(jīng)通過空氣或其它媒介的聲耦合部分返回到傳聲器，其中音頻系統(tǒng)提供輸入變換器(如傳聲器)拾取的信號的放大。返回到傳聲器的揚聲器信號部分之后在其再次出現(xiàn)在揚聲器之前被系統(tǒng)再次放大，及再次返回到傳聲器。隨著該循環(huán)繼續(xù)，當系統(tǒng)變得不穩(wěn)定時，聲反饋效應變成聽得見的非自然信號，甚至更糟的嘯聲。該問題通常在傳聲器和揚聲器靠近地放在一起時出現(xiàn)，例如在助聽器或其它音頻系統(tǒng)中。具有反饋問題的一些其它典型情形為電話學、廣播系統(tǒng)、頭戴式耳機、音頻會議系統(tǒng)等。反饋抵消(或減少)通常通過從輸入信號減去反饋信號的估計量以提供反饋校正的輸入信號而實現(xiàn)。自適應反饋估計具有跟蹤反饋通路隨時間變化的能力。其基于線性時不變?yōu)V波器估計反饋通路，但其濾波器權重隨時間更新。濾波器更新可使用隨機梯度算法進行計算，例如包括一些形式的最小均方(LMS)或歸一化LMS(NLMS)算法。它們均具有使誤差信號(如反饋校正的輸入信號)的均方最小化的性質(zhì)，NLMS另外使濾波器更新相對于一些參考信號(如輸出信號)的歐幾里得范數(shù)的平方歸一化。上面提及的方法的成功取決于其在動態(tài)聲環(huán)境中提供最新反饋通路估計量的能力(包括能夠區(qū)分源自環(huán)境的音成分和因反饋引起的音成分)?？刂谱赃m應算法的自適應速率以跟隨聲環(huán)境的動態(tài)變化是一個難題。

EP2148527A1公開了一種包括左和右助聽器裝置的助聽器系統(tǒng)，其通過使用耳間信號傳輸(相應傳聲器信號橫越到對側(cè)裝置)及在相應助聽器裝置中應用二元(互補)增益圖而完全消除聲反饋。

US2015011266A1公開了在遠程會議裝備中使用的喇叭擴音器，其中分別在傳聲器和揚聲器通路中應用互補濾波方案。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供解決聲反饋問題的獨立解決方案，但其也可結合其它已知的反饋控制系統(tǒng)如包括用于估計當前外部反饋通路的自適應濾波器的反饋抵消系統(tǒng)一起使用。

本發(fā)明的目標在于提供用于減少或消除聽力裝置中的外部反饋的備選方案。

本申請的目標由所附權利要求及下面的描述中限定的發(fā)明實現(xiàn)。

聽力裝置

在本申請的一方面，本申請的目標由聽力裝置如助聽器實現(xiàn)，其包括用于將輸入聲音轉(zhuǎn)換為表示聲音的電輸入信號的輸入變換器、用于將處理后的電輸出信號轉(zhuǎn)換為輸出聲音或機械振動的輸出變換器、及在工作時連接到輸入和輸出變換器并配置成將請求的正向增益應用于電輸入信號或源自其的信號的信號處理單元，輸入變換器、信號處理單元和輸出變換器形成聽力裝置的正向通路的一部分。正向通路將合成(所得)正向增益應用于電輸入信號并提供合成(所得)信號。聽力裝置還包括反饋減少單元，用于降低因從輸出變換器到輸入變換器的外部反饋通路的聲或機械反饋引起嘯聲的風險。正向通路和外部反饋通路形成展現(xiàn)往返環(huán)路延遲的環(huán)形通路。反饋減少單元配置成按時間調(diào)制請求的正向增益以使得合成正向增益在第一時間段T_H展現(xiàn)第一增大的增益A_H及在第二時間段T_L展現(xiàn)第二減小的增益A_L，其中第一增益A_H、第二增益A_L、第一時間段T_H和第二時間段T_L中的至少一個根據(jù)預定或自適應確定的判據(jù)進行確定。

從而，可實現(xiàn)外部反饋的減少或消除。

術語“第一增大的增益A_H”和“第二減小的增益A_L”意為(在特定時間點(時域表示)或在特定時間和頻率點(時頻表示))分別相對于所請求的增益增大和減小。在本說明書中，術語“請求的增益”意為將應用于電輸入信號以提供電輸入信號的計劃放大(從而例如補償用戶的聽力受損和/或補償有噪聲環(huán)境等)的增益。

總的來說，反饋減少單元配置成按時間調(diào)制請求的隨頻率而變的正向增益，以使得合成正向增益在一些時間段比請求的增益高及在其它時間段比請求的增益低。

在實施例中，由反饋減少單元提供的所請求的正向增益的調(diào)制隨時間展現(xiàn)預定增益圖，在對應的時間段T₁,T₂,T₃,…,T_N具有預定和/或自適應確定及調(diào)節(jié)的增益A₁,A₂,A₃,…,A_N。

在實施例中，所應用的增益圖包括預定增益圖A₁,A₂,A₃,…,A_N的重復出現(xiàn)，其中重復時間(或周期)為T₁+T₂+T₃+…+T_N。總的來說，N大于或等于2。在實施例中，N等于2，如等于3。

在實施例中，第一和第二時間段分別細分為多個子時間段T_H1,T_H2,…,T_HNH和T_L1,T_L2,…,T_LNL，其中NH和NL分別為子時間段T_H和T_L的數(shù)量，及其中每一時間段分別具有其對應的(可能不同的)相對高(A_H1,A_H2,…,A_HNH)和相對低(A_L1,A_L2,…,A_LNL)增益。在實施例中，應用的增益圖包括預定增益圖(A_H1,A_H2,…,A_HNH,A_L1,A_L2,…,A_LNL)的重復出現(xiàn)，其中重復時間(或周期)為T_H1+T_H2+…+T_HNH+T_L1+T_L2+…+T_LNL。

在實施例中，預定(或動態(tài)確定的)判據(jù)包括第一時間段T_H和/或第二時間段T_L根據(jù)正向通路和外部反饋通路的可能平均的往返環(huán)路時延確定。在實施例中，第一和第二時間段根據(jù)往返環(huán)路時延(或者平均往返環(huán)路時延)確定。在實施例中，調(diào)制周期性發(fā)生。在實施例中，第一和第二時間段彼此相繼(第二時間段隨第一時間段之后，及第一時間段隨第二時間段之后)。在實施例中，第一和第二時間段重復(在其間具有或沒有停頓)。在實施例中，第一和第二時間段重復并彼此緊隨在另一個之后(在其間沒有停頓，即T_H,T_L,T_H,T_L,….)。在實施例中，增益調(diào)制僅在特定反饋抵消運行模式下應用。在實施例中，在第一和第二時間段之間有衰落，如圖2B中所示。

在實施例中，第二時間段T_L選擇成類似于或小于環(huán)路時延或者平均往返環(huán)路時延T_loop或者選擇成與環(huán)路時延具有關系T_loop/2<T_L<T_loop*2。在實施例中，第二時間段T_L選擇成與環(huán)路時延或者平均往返環(huán)路時延具有關系T_loop/10<T_L<T_loop*10。在實施例中，第二時間段T_L大于或等于環(huán)路時延或平均往返環(huán)路時延T_loop。在實施例中，第一時間段T_H選擇成(實質(zhì)上)等于環(huán)路時延(或平均往返環(huán)路時延)T_loop或者選擇成與環(huán)路時延具有關系如T_loop/2<T_H<T_loop*2或者T_loop/10<T_H<T_loop*10。

環(huán)路時延在不同的時間點可以不同，例如取決于信號處理單元中當前應用的算法。

在實施例中，聽力裝置包括控制單元，用于估計當前環(huán)路或平均環(huán)路時延或者與典型環(huán)路時延或典型平均環(huán)路時延之間的偏差。在實施例中，控制單元配置成測量環(huán)路時延，其包括正向通路時延與反饋通路時延的和。在實施例中，預定測試信號(或可認出的(優(yōu)選聽不見的)調(diào)制，如下沉或尖峰)通過控制單元插入在正向通路中，其往返行程時間例如通過在測試信號(或調(diào)制)在單一(或多次)環(huán)路傳播之后到達正向通路時識別測試信號進行測量(或估計)。在實施例中，典型的環(huán)路時延為ms級，如約10ms。通常，環(huán)路時延的聲學部分遠小于環(huán)路時延的電學(處理)部分。在實施例中，環(huán)路時延的電學(處理)部分在2ms和10ms之間的范圍中，例如在5ms和8ms之間的范圍中，如約7ms。環(huán)路時延可隨時間相對恒定(及例如在聽力裝置運行之前確定)或者在不同時間點可以不同，例如取決于信號處理單元中當前應用的算法(例如在使用期間動態(tài)確定(估計))。聽力裝置(HD)例如可包括存儲單元，其中保存聽力裝置在不同運行模式下的典型環(huán)路時延。

在實施例中，預定或自適應確定的判據(jù)包括第一和第二時間段及第一和第二增益配置成相較于所請求正向增益的調(diào)制之前的信號節(jié)約合成信號中的能量。在實施例中，第一和第二時間段及第一和第二增益配置成相較于所請求正向增益的調(diào)制之前的信號節(jié)約合成信號中的能量。在實施例中，所應用的增益圖(包括預定增益圖A₁,A₂,A₃,…,A_N的重復出現(xiàn)(其中重復時間(或周期)為T₁+T₂+T₃+…+T_N))配置成相較于所請求正向增益的調(diào)制之前的信號節(jié)約合成信號中的能量。這具有不改變信號能量即可防止反饋問題的優(yōu)點。在實施例中，首先確定第一和第二時間段T_H,T_L及減小的增益A_L，隨后確定增大的增益A_H以節(jié)約合成信號中的能量(相較于未根據(jù)本發(fā)明施加增大的和減小的增益的情形)。在實施例中，第一增大的增益A_H從第二減小的增益A_L、第一和第二時間段T_H和T_L確定。在實施例中，A_H＝f(A_L,T_H,T_L)，約束條件為節(jié)約合成信號中的能量(相較于增益修改之前的信號)。在實施例中，第一增大的增益A_H等于SQRT(2)，及第二減小的增益A_L等于0。在實施例中，第一和第二時間段T_H和T_L實質(zhì)上相等。在實施例中，A_L為A_H,T_H和T_L的函數(shù)(即A_L＝f(A_H,T_H,T_L))。在實施例中，T_H＝f(A_L,A_H,T_L)。在實施例中，T_L＝f(A_L,A_H,T_H)。在實施例中，這些關系滿足另外的約束條件，即節(jié)約合成信號中的能量。

在實施例中，預定或自適應確定的判據(jù)包括第一時間段T_H和第二時間段T_L隨機選擇，而第一增大的增益A_H和第二減小的增益A_L選擇成節(jié)約輸出信號能量。

在實施例中，預定和自適應確定的判據(jù)包括第一時間段T_H和第二時間段T_L隨機選擇但與環(huán)路時延(或平均環(huán)路時延)T_loop具有關系如T_H+T_L＝2*T_loop，而第一增大的增益A_H和第二減小的增益A_L選擇成節(jié)約輸出信號能量。

在實施例中，聽力裝置配置成使得增大的增益A_H和/或減小的增益A_L在第一和第二時間段T_H和T_L期間可變。在實施例中，聽力裝置配置成使得增大的增益A_H從最小值(如A_H0)朝向最大值(如A_H1)(如單調(diào)地)漸增(例如在第一時間段T_H的前半段)，然后朝向最小值(如單調(diào)地)漸減(例如在第一時間段T_H的第二半段期間)。在實施例中，聽力裝置配置成使得減小的增益A_L從最大值(如A_L1)朝向最小值(如A_L0)(如單調(diào)地)漸減(例如在第二時間段T_L的前半段)，然后朝向最大值(如單調(diào)地)漸增(例如在第二時間段T_L的第二半段期間)。在實施例中，減小的增益A_L的最大值(A_L1)(實質(zhì)上)等于增大的增益A_H的最小值(A_H0)(例如參見圖2B)。在實施例中，聽力裝置配置成使得增大的增益A_H和/或減小的增益A_L分別在第一和第二時間段T_H和T_L期間(實質(zhì)上)恒定不變。

在實施例中，聽力裝置包括時域到時頻域轉(zhuǎn)換單元，用于按多個頻帶提供電輸入信號或源自其的信號。在實施例中，時域到時頻域轉(zhuǎn)換單元包括分析濾波器組或傅里葉變換單元(如基于快速傅里葉變換算法)。在實施例中，聽力裝置包括時頻域到時域轉(zhuǎn)換單元，用于將電輸出信號提供為時域信號(例如合成濾波器組或逆快速傅里葉變換算法)。

在實施例中，聽力裝置配置成使得隨時間的增益修改在一個或多個所選或者所有頻帶中進行。在實施例中，每一所選頻帶可展現(xiàn)獨特增益修改特性(如獨特的(頻帶特有)A_H,A_L,T_H,T_L)。每一頻帶的這四個(或四個以上，如A₃,A₄,…,T₃,T₄,…)可獨立于其它頻帶進行設置。同樣，增益修改算法不必須一直均被啟用，而是可在每一頻帶分開地啟用/禁用，例如在線，例如基于用于監(jiān)測聽力裝置的當前輸入信號的一個或多個檢測器和/或基于當前聲環(huán)境(如包括反饋檢測器)。

在實施例中，聽力裝置適于使得增大的增益A_H和/或減小的增益A_L可針對至少部分頻帶進行配置。在實施例中，增大的增益A_H和/或減小的增益A_L可針對至少部分頻帶FB_i,i＝1,2,…,N_FB個別地進行設置。在實施例中，增大的增益A_H和/或減小的增益A_L在至少部分頻帶中分別設為同樣的值A_H,0和A_L,0。在實施例中，A_H(FB_i),A_L(FB_i),T_H(FB_i),T_L(FB_i)中的每一個和相鄰頻帶的增益圖之間的時間偏移T_d(FB_i)可獨立于彼此進行選擇。

在實施例中，聽力裝置適于使得增大的增益A_H和減小的增益A_L僅在預期出現(xiàn)嘯聲風險的頻帶中應用。在實施例中，預期出現(xiàn)嘯聲風險的頻帶例如可在聽力裝置正常運行之前估計或確定，例如在驗配期間，其中聽力裝置適應特定用戶需要(例如補償用戶的聽力受損)。作為備選或另外，預期出現(xiàn)嘯聲風險的頻帶例如可在線自動選擇，例如通過用于估計給定頻帶中的當前反饋水平的反饋檢測器確定。

在實施例中，聽力裝置適于使得增大的增益A_H和減小的增益A_L僅在高于第一閾頻f_THL的頻帶中應用(例如參見圖3A)。在實施例中，第一閾頻f_THL小于或等于1kHz。在實施例中，第一閾頻f_THL在500Hz和1kHz之間的范圍中。在實施例中，第一閾頻f_THL小于或等于2kHz。在實施例中，第一閾頻f_THL在1kHz和2kHz之間的范圍中。在實施例中，聽力裝置適于使得增大的增益A_H和減小的增益A_L僅在高于第一閾頻f_THL和低于第二閾頻f_THH的頻帶中應用。在實施例中，第二閾頻f_THH大于或等于5kHz。在實施例中，第二閾頻f_THH在5kHz和10kHz之間的范圍中。

在實施例中，聽力裝置包括助聽器、耳機、有效耳朵保護系統(tǒng)或其組合。

信號處理單元配置成增強輸入信號并提供處理后的輸出信號。在實施例中，聽力裝置(如信號處理單元)適于提供隨頻率而變的增益和/或隨電平而變的壓縮和/或一個或多個頻率范圍到一個或多個其它頻率范圍的移頻(具有或沒有頻率壓縮)以補償用戶的聽力受損。數(shù)字助聽器的各個方面在[Schaub；2008]中描述。

聽力裝置包括適于基于處理后的電信號提供由用戶感知為聲信號的刺激的輸出變換器。在實施例中，輸出變換器包括用于將刺激作為聲信號提供給用戶的接收器(揚聲器)。在實施例中，輸出變換器包括用于將刺激作為顱骨的機械振動提供給用戶的振動器(例如在附著到骨頭的或骨錨式聽力裝置中)。

聽力裝置包括用于提供表示聲音的電輸入信號的輸入變換器。在實施例中，聽力裝置包括定向傳聲器系統(tǒng)，其適于增強佩戴聽力裝置的用戶的局部環(huán)境中的多個聲源之中的目標聲源。在實施例中，定向系統(tǒng)適于檢測(如自適應檢測)傳聲器信號的特定部分源自哪一方向。這可以如現(xiàn)有技術中描述的多種不同方式實現(xiàn)。

在實施例中，聽力裝置包括用于從另一裝置如通信裝置或另一聽力裝置無線接收直接電輸入信號的天線和收發(fā)器電路。

在實施例中，聽力裝置是(或包括)便攜式裝置，例如包括本地能源如電池例如可再充電電池的裝置。

聽力裝置包括輸入變換器(傳聲器系統(tǒng)和/或直接電輸入(如無線接收器))和輸出變換器之間的正向或信號通路。信號處理單元位于正向通路中。在實施例中，聽力裝置包括具有用于分析輸入信號(如確定電平、調(diào)制、信號類型、聲反饋估計量等)的功能件的分析通路。在實施例中，分析通路和/或信號通路的部分或所有信號處理在頻域進行。在實施例中，分析通路和/或信號通路的部分或所有信號處理在時域進行。

在實施例中，表示聲信號的模擬電信號在模數(shù)(AD)轉(zhuǎn)換過程中轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號，其中模擬信號以預定采樣頻率或采樣速率f_s進行采樣，f_s例如在從8kHz到40kHz的范圍中(適應應用的特定需要)以在離散的時間點t_n(或n)提供數(shù)字樣本x_n(或x[n])，每一音頻樣本通過預定的N_s比特表示聲信號在t_n時的值，N_s例如在從1到16比特的范圍中。數(shù)字樣本x具有1/f_s的時間長度，如50μs，對于f_s＝20kHz。在實施例中，多個音頻樣本按時間幀安排。在實施例中，一時間幀包括64個音頻數(shù)據(jù)樣本。根據(jù)實際應用可使用其它幀長度。

在實施例中，聽力裝置包括模數(shù)(AD)轉(zhuǎn)換器以按預定的采樣速率如20kHz對模擬輸入進行數(shù)字化。在實施例中，聽力裝置包括數(shù)模(DA)轉(zhuǎn)換器以將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬輸出信號，例如用于經(jīng)輸出變換器呈現(xiàn)給用戶。

在實施例中，聽力裝置如傳聲器單元和/或收發(fā)器單元包括用于提供輸入信號的時頻表示的TF轉(zhuǎn)換單元。在實施例中，時頻表示包括所涉及信號在特定時間和頻率范圍的相應復值或?qū)嵵档年嚵谢蛴成?。在實施例中，TF轉(zhuǎn)換單元包括用于對(時變)輸入信號進行濾波并提供多個(時變)輸出信號的濾波器組，每一輸出信號包括截然不同的輸入信號頻率范圍。在實施例中，TF轉(zhuǎn)換單元包括用于將時變輸入信號轉(zhuǎn)換為頻域中的(時變)信號的傅里葉變換單元。在實施例中，聽力裝置考慮的、從最小頻率f_min到最大頻率f_max的頻率范圍包括從20Hz到20kHz的典型人聽頻范圍的一部分，例如從20Hz到12kHz的范圍的一部分。在實施例中，聽力裝置的正向通路和/或分析通路的信號拆分為NI個頻帶，其中NI例如大于5，如大于10，如大于50，如大于100，如大于500，至少其部分個別進行處理。在實施例中，聽力裝置適于在NP個不同頻道處理正向和/或分析通路的信號(NP≤NI)。頻道可以寬度一致或不一致(如寬度隨頻率增加)、重疊或不重疊。

在實施例中，聽力裝置包括電平檢測器(LD)，用于確定輸入信號的電平(例如基于頻帶級和/或全(寬帶)信號)。從用戶聲環(huán)境拾取的電傳聲器信號的輸入電平是聲環(huán)境的分類參數(shù)。在實施例中，電平檢測器適于根據(jù)多個不同的(如平均)信號電平對用戶當前的聲環(huán)境進行分類，如分類為高電平或低電平環(huán)境。

在特定實施例中，聽力裝置包括話音檢測器(VD)，用于確定輸入信號(在反饋減少單元中的特定時間點)是否包括話音信號。在本說明書中，話音信號包括來自人類的語音信號。其還可包括由人類語音系統(tǒng)產(chǎn)生的其它形式的發(fā)聲(如唱歌)。在實施例中，話音檢測器單元適于將用戶當前的聲環(huán)境分類為“話音”或“無話音”環(huán)境。這具有下述優(yōu)點：包括用戶環(huán)境中的人發(fā)聲(如語音)的電傳聲器信號的時間段可被識別，因而與僅包括其它聲源(如人工產(chǎn)生的噪聲)的時間段分離。在實施例中，話音檢測器適于將用戶自己的話音也檢測為“話音”。作為備選，話音檢測器適于從“話音”的檢測排除用戶自己的話音。

在實施例中，聽力裝置包括自我話音檢測器，用于檢測特定輸入聲音(如話音)是否源自系統(tǒng)用戶的話音。在實施例中，聽力裝置的傳聲器系統(tǒng)適于能夠在用戶自己的話音及另一人的話音之間進行區(qū)分及可能與無話音聲音區(qū)分。

在實施例中，聽力裝置(除反饋減少單元之外還)包括聲(和/或機械)反饋抑制系統(tǒng)。

在實施例中，聽力裝置還包括用于所涉及應用的其它適宜功能，如壓縮、降噪等。

在實施例中，聽力裝置包括聽音裝置如助聽器、聽力儀器例如適于位于用戶耳朵處或者完全或部分位于耳道中的聽力儀器，例如頭戴式耳機、耳麥、耳朵保護裝置或其組合。

用途

此外，本發(fā)明提供上面描述的、“具體實施方式”中詳細描述的及權利要求中限定的聽力裝置的用途。在實施例中，提供在包括音頻分布的系統(tǒng)中的用途，例如包括彼此足夠接近的傳聲器和揚聲器的系統(tǒng)，其在用戶操作期間導致從揚聲器到傳聲器的反饋。在實施例中，提供在包括一個或多個聽力儀器、頭戴式耳機、耳麥、有源耳朵保護系統(tǒng)等的系統(tǒng)中的用途，例如免提電話系統(tǒng)、遠程會議系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、卡拉OK系統(tǒng)、教室放大系統(tǒng)等。

方法

一方面，本申請?zhí)峁┞犃ρb置的運行方法，聽力裝置包括用于將合成正向增益應用于電輸入信號并提供合成信號的正向通路。該方法包括：

-提供表示聲音的電輸入信號；

-將請求的正向增益應用于電輸入信號或源自其的信號并提供處理后的信號；

-提供合成信號以轉(zhuǎn)換為輸出聲音。

該方法還包括：

-通過按時間調(diào)制所請求的正向增益使得合成正向增益在第一時間段T_H展現(xiàn)第一增大的增益A_H及在第二時間段T_L展現(xiàn)第二減小的增益A_L而降低因?qū)⑤敵雎曇粜孤┑捷斎肼曇舻耐獠糠答佂返穆暬驒C械反饋引起嘯聲的風險；及

-使得第一增益A_H、第二增益A_L、第一時間段T_H和第二時間段T_L中的至少一個根據(jù)預定或自適應確定的判據(jù)進行確定。

當由對應的過程適當代替時，上面描述的、“具體實施方式”中詳細描述的及權利要求中限定的裝置的部分或所有結構特征可與本發(fā)明方法的實施結合，反之亦然。方法的實施具有與對應裝置一樣的優(yōu)點。

在實施例中，該方法包括：

-使得第一和/或第二時間段大于或等于環(huán)路時延。

在實施例中，該方法包括：

-使得第一和第二時間段及第一和第二增益配置成相較于所請求正向增益的調(diào)制之前的信號節(jié)約合成信號中的能量。

在實施例中，該方法包括使得第一增大的增益A_H、第一時間段T_H、第二減小的增益A_L和第二時間段T_L中的至少一個(如至少兩個，或全部)使用人類聽覺感知的模型進行選擇以使得用戶不太聽得見甚至聽不見所請求正向增益的調(diào)制。在實施例中，人類聽覺感知的模型包括心理聲學模型。在實施例中，第一增大的增益A_H、第一時間段T_H、第二減小的增益A_L和第二時間段T_L中的至少一個基于用戶的聽力損失、聽覺帶寬、頻譜/時間掩蔽效應和/或調(diào)制靈敏度中的一個或多個的知識進行選擇，以使用戶不太聽得見甚至聽不見聲音處理。

計算機可讀介質(zhì)

本發(fā)明進一步提供保存包括程序代碼的計算機程序的有形計算機可讀介質(zhì)，當計算機程序在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)上運行時，使得數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)執(zhí)行上面描述的、“具體實施方式”中詳細描述的及權利要求中限定的方法的至少部分(如大部分或所有)步驟。

作為例子但非限制，前述有形計算機可讀介質(zhì)可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盤存儲器、磁盤存儲器或其他磁性存儲裝置，或者可用于執(zhí)行或保存指令或數(shù)據(jù)結構形式的所需程序代碼并可由計算機訪問的任何其他介質(zhì)。如在此使用的，盤包括壓縮磁盤(CD)、激光盤、光盤、數(shù)字多用途盤(DVD)、軟盤及藍光盤，其中這些盤通常磁性地復制數(shù)據(jù)，同時這些盤可用激光光學地復制數(shù)據(jù)。上述盤的組合也應包括在計算機可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。除保存在有形介質(zhì)上之外，計算機程序也可經(jīng)傳輸介質(zhì)如有線或無線鏈路或網(wǎng)絡如因特網(wǎng)進行傳輸并載入數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)從而在不同于有形介質(zhì)的位置處運行。所提出的方法可在RAM、ROM、EEPROM或聽力裝置的其它計算機可讀介質(zhì)中實施/保存。

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

本發(fā)明進一步提供數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括處理器和程序代碼，程序代碼使得處理器執(zhí)行上面描述的、“具體實施方式”中詳細描述的及權利要求中限定的方法的至少部分(如大部分或所有)步驟。

聽力系統(tǒng)

另一方面，本發(fā)明提供包括上面描述的、“具體實施方式”中詳細描述的及權利要求中限定的聽力裝置及包括輔助裝置的聽力系統(tǒng)。

在實施例中，該聽力系統(tǒng)適于在聽力裝置和輔助裝置之間建立通信鏈路以使信息(如控制和狀態(tài)信號，可能音頻信號)能在其間進行交換或從一裝置轉(zhuǎn)發(fā)給另一裝置。

在實施例中，輔助裝置是或包括音頻網(wǎng)關設備，其適于(如從娛樂裝置例如TV或音樂播放器，從電話裝置例如移動電話，或從計算機例如PC)接收多個音頻信號，及適于選擇和/或組合所接收音頻信號(或信號組合)中的適當信號以傳給聽力裝置。在實施例中，輔助裝置是或包括遙控器，用于控制聽力裝置的功能和運行(例如用于進入或退出根據(jù)本發(fā)明的特定反饋抵消運行模式)。在實施例中，遙控器的功能實施在智能電話中，該智能電話可能運行使能經(jīng)智能電話控制音頻處理裝置的功能的APP(聽力裝置包括適當?shù)牡街悄茈娫挼臒o線接口，例如基于藍牙或一些其它標準化或?qū)Ｓ蟹桨?。在實施例中，輔助裝置是或包括移動電話如智能電話。在實施例中，輔助裝置是或包括無線傳聲器如伙伴傳聲器，用于將通信伙伴的話音傳給聽力裝置用戶。在實施例中，輔助裝置是或包括傳輸裝置，用于將電視機或另一娛樂裝置的聲音傳給聽力裝置(或直接或經(jīng)中間裝置如音頻網(wǎng)關設備)。

在實施例中，輔助裝置為另一聽力裝置。在實施例中，聽力系統(tǒng)包括適于實施雙耳聽力系統(tǒng)如雙耳助聽器系統(tǒng)的兩個聽力裝置。

定義

在本說明書中，“聽力裝置”指適于改善、增強和/或保護用戶的聽覺能力的裝置如聽力儀器或有源耳朵保護裝置或其它音頻處理裝置，其通過從用戶環(huán)境接收聲信號、產(chǎn)生對應的音頻信號、可能修改該音頻信號、及將可能已修改的音頻信號作為可聽見的信號提供給用戶的至少一只耳朵而實現(xiàn)?！奥犃ρb置”還指適于以電子方式接收音頻信號、可能修改該音頻信號、及將可能已修改的音頻信號作為聽得見的信號提供給用戶的至少一只耳朵的裝置如頭戴式耳機或耳麥。聽得見的信號例如可以下述形式提供：輻射到用戶外耳內(nèi)的聲信號、作為機械振動通過用戶頭部的骨結構和/或通過中耳的部分傳到用戶內(nèi)耳的聲信號、及直接或間接傳到用戶耳蝸神經(jīng)的電信號。

聽力裝置可構造成以任何已知的方式進行佩戴，如作為佩戴在耳后的單元(具有將輻射的聲信號導入耳道內(nèi)的管或者具有安排成靠近耳道或位于耳道中的揚聲器)、作為整個或部分安排在耳廓和/或耳道中的單元、作為連到植入在顱骨內(nèi)的固定結構的單元、或作為整個或部分植入的單元等。聽力裝置可包括單一單元或幾個彼此電子通信的單元。

更一般地，聽力裝置包括用于從用戶環(huán)境接收聲信號并提供對應的輸入音頻信號的輸入變換器和/或以電子方式(即有線或無線)接收輸入音頻信號的接收器、用于處理輸入音頻信號的(通?？膳渲玫?信號處理電路、及用于根據(jù)處理后的音頻信號將聽得見的信號提供給用戶的輸出裝置。在一些聽力裝置中，放大器可構成信號處理電路。信號處理電路通常包括一個或多個(集成或單獨的)存儲元件，用于執(zhí)行程序和/或用于保存在處理中使用(或可能使用)的參數(shù)和/或用于保存適合聽力裝置功能的信息和/或用于保存例如結合到用戶的接口和/或到編程裝置的接口使用的信息(如處理后的信息，例如由信號處理電路提供)。在一些聽力裝置中，輸出裝置可包括輸出變換器，例如用于提供空傳聲信號的揚聲器或用于提供結構或液體傳播的聲信號的振動器。在一些聽力裝置中，輸出裝置可包括一個或多個用于提供電信號的輸出電極。

在一些聽力裝置中，振動器可適于經(jīng)皮或由皮將結構傳播的聲信號傳給顱骨。在一些聽力裝置中，振動器可植入在中耳和/或內(nèi)耳中。在一些聽力裝置中，振動器可適于將結構傳播的聲信號提供給中耳骨和/或耳蝸。在一些聽力裝置中，振動器可適于例如通過卵圓窗將液體傳播的聲信號提供到耳蝸液體。在一些聽力裝置中，輸出電極可植入在耳蝸中或植入在顱骨內(nèi)側(cè)上，并可適于將電信號提供給耳蝸的毛細胞、一個或多個聽覺神經(jīng)、聽覺皮層和/或大腦皮層的其它部分。

“聽力系統(tǒng)”指包括一個或兩個聽力裝置的系統(tǒng)?！半p耳聽力系統(tǒng)”指包括兩個聽力裝置并適于協(xié)同地向用戶的兩只耳朵提供聽得見的信號的系統(tǒng)。聽力系統(tǒng)或雙耳聽力系統(tǒng)還可包括一個或多個“輔助裝置”，其與聽力裝置通信并影響和/或受益于聽力裝置的功能。輔助裝置例如可以是遙控器、音頻網(wǎng)關設備、移動電話(如智能電話)、廣播系統(tǒng)、汽車音頻系統(tǒng)或音樂播放器。聽力裝置、聽力系統(tǒng)或雙耳聽力系統(tǒng)例如可用于補償聽力受損人員的聽覺能力損失、增強或保護正常聽力人員的聽覺能力和/或?qū)㈦娮右纛l信號傳給人。

附圖說明

本發(fā)明的各個方面將從下面結合附圖進行的詳細描述得以最佳地理解。為清晰起見，這些附圖均為示意性及簡化的圖，它們只給出了對于理解本發(fā)明所必要的細節(jié)，而省略其他細節(jié)。在整個說明書中，同樣的附圖標記用于同樣或?qū)牟糠?。每一方面的各個特征可與其他方面的任何或所有特征組合。這些及其他方面、特征和/或技術效果將從下面的圖示明顯看出并結合其闡明，其中：

圖1A-1D示出了包括反饋減少系統(tǒng)的聽力裝置的實施例。圖1A和1B示出了現(xiàn)有技術配置，其中建立電反饋補償通路以從輸入信號減去外部反饋通路的估計量。圖1C示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例，其在正向通路中包括反饋減少單元。圖1D示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例，其包括正向通路中的反饋減少單元及包括基于自適應濾波器的傳統(tǒng)反饋抵消系統(tǒng)。

圖2A-2B示出了根據(jù)本發(fā)明的聽力裝置的實施例的將應用于正向通路信號的、重復的隨時間而變的增益圖的兩個例子。圖2A示出了矩形脈沖形狀的圖，圖2B示出了柔和平滑的脈沖圖，及圖2C示出了矩形脈沖圖，其中第一和第二時間段T_H和T_L不同。

圖3A示出了按時頻表示的重復增益圖，其中最低的八個頻帶應用單位增益。圖3B示出了具有頻帶指數(shù)i-1,i,i+1的三個相鄰頻帶的重復增益圖的參數(shù)(特有增益及時間段)，其中8<i<65。

圖4A-4C示出了根據(jù)本發(fā)明的聽力裝置的三個示例性實施例，所有這些實施例均包括主要在時頻域工作的正向通路。圖4A和圖4B示出了包括輸入和輸出變換器、分析和合成濾波器組及其間的一個或多個增益調(diào)節(jié)模塊的實施例。圖4C示出了結合傳統(tǒng)反饋抵消系統(tǒng)和本發(fā)明中描述的反饋減少單元的實施例。

圖5A示出了聽力裝置的正向通路和反饋通路及包括正向和反饋通路的傳播時延的和的對應環(huán)路時延。圖5B示出了根據(jù)本發(fā)明的聽力裝置的實施例，其包括環(huán)路時延估計單元和用戶接口。

圖6示出了包括多個(N個)時間段T₁,T₂,T₃,…,T_N的(重復的)增益圖A₁,A₂,A₃,…,A_N(對于頻帶i，F(xiàn)B_i)。

通過下面給出的詳細描述，本發(fā)明進一步的適用范圍將顯而易見。然而，應當理解，在詳細描述和具體例子表明本發(fā)明優(yōu)選實施例的同時，它們僅為說明目的給出。對于本領域技術人員來說，基于下面的詳細描述，本發(fā)明的其它實施方式將顯而易見。

具體實施方式

下面結合附圖提出的具體描述用作多種不同配置的描述。具體描述包括用于提供多個不同概念的徹底理解的具體細節(jié)。然而，對本領域技術人員顯而易見的是，這些概念可在沒有這些具體細節(jié)的情形下實施。裝置和方法的幾個方面通過多個不同的塊、功能單元、模塊、元件、電路、步驟、處理、算法等(統(tǒng)稱為“元素”)進行描述。根據(jù)特定應用、設計限制或其他原因，這些元素可使用電子硬件、計算機程序或其任何組合實施。

電子硬件可包括微處理器、微控制器、數(shù)字信號處理器(DSP)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、可編程邏輯器件(PLD)、選通邏輯、分立硬件電路、及配置成執(zhí)行本說明書中描述的多個不同功能的其它適當硬件。計算機程序應廣義地解釋為指令、指令集、代碼、代碼段、程序代碼、程序、子程序、軟件模塊、應用、軟件應用、軟件包、例程、子例程、對象、可執(zhí)行、執(zhí)行線程、程序、函數(shù)等，無論是稱為軟件、固件、中間件、微碼、硬件描述語言還是其他名稱。

圖1A-1D示出了包括反饋減少系統(tǒng)的聽力裝置的實施例。

圖1A和1B示出了現(xiàn)有技術配置，其中建立電反饋補償通路以從輸入信號減去外部反饋通路的估計量。圖1A和1B示意性地示出了現(xiàn)有技術聽力裝置HD的示例性基本功能，包括從輸入變換器IT到輸出變換器OT的正向或信號通路。在圖1A和1B的實施例中，輸入變換器IT包括用于將輸入聲音(圖1中的“聲輸入”)轉(zhuǎn)換為模擬電輸入信號的傳聲器；及包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD，以按預定采樣速率如20kHz使來自傳聲器的模擬電輸入信號數(shù)字化并將數(shù)字化的電輸入信號提供給正向通路。在圖1A和1B的實施例中，輸出變換器OT包括將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬電輸出信號的數(shù)模轉(zhuǎn)換器DA及將模擬電輸出信號作為輸出聲音(“聲輸出”)呈現(xiàn)給用戶的揚聲器。正向通路包括信號處理單元SPU，用于將隨電平和/或頻率而變的增益施加到來自輸入變換器的信號(或源自其的信號)并將增強的信號提供給輸出變換器。指明了從聽力裝置的輸出到輸入變換器的“外部”或“聲”反饋通路FBP。該外部反饋通路將來自輸出變換器的輸出聲音(聲輸出)的一部分泄漏到輸入變換器(如從輸出變換器到輸入變換器的粗箭頭所示)。在輸入變換器IT處出現(xiàn)的輸入聲音(聲輸入)包括該泄漏的“反饋信號”與來自環(huán)境的任何聲音的結合(如聲反饋通路下面的粗箭頭所示)。聽力裝置HD還包括抗反饋系統(tǒng)，其包括用于估計從輸出變換器到輸入變換器的聲反饋通路FPB并提供表示其的信號fbp的反饋估計單元FBE。該抗反饋系統(tǒng)還包括求和(求減)單元“+”，用于從(數(shù)字化)電輸入信號減去表示當前聲反饋通路的信號fbp并提供反饋校正的信號(誤差信號err)，其饋給信號處理單元SPU及反饋估計單元FBE。聽力裝置HD還包括用于向聽力裝置的功能模塊及可能其它功能模塊提供電流的電池(未示出)。聽力裝置的處理可完全或部分在時域進行。

圖1B示出了如圖1A中所示的聽力裝置HD的實施例，但反饋估計單元FBE包括自適應濾波器，其通過估計算法(“算法”)如LMS(最小均方)算法控制以預測和抵消輸入變換器(在此為傳聲器)的信號的由反饋引起的部分。圖1B中的自適應濾波器包括可變?yōu)V波器部分(濾波器)和自適應估計算法部分(算法)。反饋估計單元(自適應濾波器，算法、濾波器)(在此)目標在于提供從輸出變換器OT到輸入變換器IT的“外部”反饋通路的良好估計。(該算法單元的)估計算法使用參考信號ref和源自傳聲器信號的正向通路信號(在此為來自組合單元“+”的反饋校正的信號err)來找到在參考信號ref施加到自適應濾波器(濾波器部分的輸入)時使估計誤差最小化的自適應濾波器(當應用于濾波器時)設置(濾波器系數(shù))。在圖1B的實施例中，自適應濾波器的算法部分中的濾波器系數(shù)的計算基于信號err和ref在時域進行并傳給可變?yōu)V波器部分(濾波器)。可變?yōu)V波器部分配置成對時域信號ref進行濾波并在時域提供聲反饋通路估計信號fbp。作為備選，更新和可變?yōu)V波器部分(算法、濾波器)可在頻域和/或子頻帶域工作。

為在輸出和輸入信號之間提供改善的去相關，希望向輸出信號添加試探信號。該試探信號可用作給自適應濾波器的算法部分的參考信號，和/或其可與助聽器的一般輸出混合以形成參考信號。作為備選，(小的)頻移或相移可引入到正向通路的信號中。

圖1C示出了根據(jù)本發(fā)明的聽力裝置HD的實施例，在聽力裝置的正向通路中包括反饋減少單元FBRU。圖1C中所示聽力裝置HD實施例的正向通路包括與結合圖1A和1B所示和所述一樣的功能單元，但代替抗反饋系統(tǒng)(或者除其之外)，圖1C的聽力裝置在正向通路中包括反饋減少單元FBRU。反饋減少單元FBRU在圖1C的實施例中位于信號處理單元SPU和輸出變換器OT之間。反饋減少單元FBRU也可位于正向通路中的別處，例如在輸入變換器IT和信號處理單元SPU之間，或者其可形成信號處理單元SPU的一部分。輸入變換器IT提供表示聲輸入的數(shù)字化電輸入信號IN。該信號饋給信號處理單元SPU，從而提供增強信號ENHS(在將請求的(如隨頻率和/或電平而變的)增益施加到電輸入信號IN之后)。增強信號ENHS饋給反饋減少單元FBRU從而提供合成信號RES，其饋給輸出變換器OT以轉(zhuǎn)換為聲輸出。反饋減少單元FBRU配置成按時間調(diào)制所請求的正向增益。優(yōu)選地，施加到信號處理單元SPU的所請求的正向增益調(diào)制成使得合成正向增益在第一時間段T_H展現(xiàn)第一增大的增益A_H及在第二時間段T_L展現(xiàn)第二減小的增益A_L(例如參見圖2、3)，其中第一和第二時間段T_H,T_L根據(jù)往返環(huán)路時延T_loop確定(參見圖5A)。在實施例中，信號處理單元SPU和反饋減少單元FBRU集成在一起使得合成(修改后的)增益可在單一操作中施加到電輸入信號(例如參見圖4A)，例如在多個頻帶的每一頻帶中。

圖1D示出了根據(jù)本發(fā)明的聽力裝置HD的實施例，其包括如圖1C中所示的聽力裝置的正向通路中的反饋減少單元FBRU及包括抗反饋系統(tǒng)，該抗反饋系統(tǒng)包括如圖1A和1B中所示的用于估計從輸出變換器到輸入變換器的聲反饋通路FPB的反饋估計單元FBE及求減單元“+”。自適應濾波器(算法及濾波器單元)的(參考)輸入信號RES優(yōu)選在反饋減少單元FBRU之后取得(如FBRU的輸出)。反饋減少單元FBRU優(yōu)選(及如圖1D中所示)位于信號處理單元SPU之后，但其原理上可位于正向通路中的信號err和RES之間的任何地方(例如在SPU單元之前或與SPU單元一體)。在該情形下，信號處理單元SPU中進行的處理應適當調(diào)整。

信號處理單元SPU例如適于針對用戶的受損聽力調(diào)節(jié)電輸入信號(圖1A-1D中描述的聽力裝置因而可構成或包括助聽器)。

圖2A-2C示出了根據(jù)本發(fā)明的聽力裝置的實施例的將應用于正向通路信號(參見圖1C、1D、4B、4C、5B的反饋減少單元FBRU)的、重復的隨時間而變的增益圖的三個例子。

根據(jù)本發(fā)明的反饋減少方案的防止嘯聲的基本概念是通過隨時間改變正向通路增益而斷開反饋環(huán)路。

圖2A示意性地示出了用于該目的的示例性矩形脈沖圖。本發(fā)明提出的增益修改相對于“所請求增益”(即要不然將應用于電輸入信號以向用戶呈現(xiàn)增強信號從而例如補償聽力受損的增益)指明。在沒有本發(fā)明引入的增益修改情形下，其對應于為1的單位增益(細實線)。圖2A中所示的簡單的增益修改(粗實線)由持續(xù)時間為T_H和T_L的重復的高增益A_H和低增益A_L時間段組成。在實施例中，A_H約為1.4，及A_L約為0。

T_H和T_L的持續(xù)時間與聲反饋系統(tǒng)中的環(huán)路時延處于類似的量級(如大約等于該環(huán)路時延)。T_H和T_L可進行調(diào)節(jié)以獲得不同的性能。在實施例中，兩個時間段均接近環(huán)路時延T_loop。作為例子，當環(huán)路時延T_loop＝10ms時，T_L的持續(xù)時間可選擇為T_L＝5ms,9ms,10ms,11ms,…或30ms等，及T_H的持續(xù)時間可選擇為T_H＝30ms,11ms,10ms,9ms,…5ms等。因此，對于繞環(huán)路傳播的反饋信號，每次施加A_H或者A_L。所得隨時間的增益函數(shù)將為A_H*A_L*A_H*A_L….，取決于所選的T值。在A_L＝0的情形下，去除反饋信號，這防止出現(xiàn)嘯聲。

A_L的值可調(diào)節(jié)，但為了最大性能，其應接近0。如果符合需要，A_H的值應根據(jù)A_L進行調(diào)節(jié)，使得總信號能量不因所應用的增益圖改變(假定信號在的時間段T_H+T_L固定不變)。這可通過計算下式實現(xiàn)：

圖2A中所示的寬帶增益圖例子說明了本發(fā)明的原理，但其可能引起聲音質(zhì)量降級。在實踐中，為避免前述降級或者使其最小化，可使用更先進的隨時間和頻率變化的增益圖(如圖3中所示的增益圖)。

應注意，兩個幅值A_H和A_L之間的過渡(如圖2A中所示)不必然立即發(fā)生，而是也可以是從A_H到A_L的平滑過渡，反之亦然。這在圖2B中例示。增益從其低值A_L到高值A_H柔和地變化(代替圖2A中的急劇變化)。圖2A的急劇增益調(diào)制圖在圖2B中用虛線指明。在圖2B中，各個增益(在此為增大的增益A_H和減小的增益A_L)在相應的第一和第二時間段T_H和T_L期間可變。在圖2B的例子中，增大的增益A_H從最小值A_H0朝向最大值A_H1單調(diào)遞增(在此在第一時間段T_H的前半段)然后朝向最小值單調(diào)遞減(在此在第一時間段T_H的第二半段期間)。對應地，減小的增益A_L從最大值A_L1朝向最小值A_L0單調(diào)遞減(在此在第二時間段T_L的前半段)然后朝向最大值單調(diào)遞增(在此在第二時間段T_L的第二半段期間)。優(yōu)選地，如圖2B的例子中所示，減小的增益A_L的最大值A_L1(實質(zhì)上)等于增大的增益A_H的最小值A_H0。

第一和第二時間段T_H和T_L在圖2A和2B中分別被指明相等(T_H＝T_L)。然而，并不必須如此，如圖2C中所示，第二時間段T_L大于第一時間段T_H。圖2C的增益圖示為矩形圖，但也可采用任何其它適當?shù)男螤?，例如包括從低增益A_L到高增益A_H和/或從高增益A_H到低增益A_L的平滑過渡。

在實施例中，第一和第二時間段(分別為T_H和T_L)根據(jù)往返環(huán)路時延進行確定(例如參見圖5A)。優(yōu)選地，第一和第二時間段(分別為T_H和T_L)及第一和第二增益(分別為A_H和A_L)配置成相較于在正向增益調(diào)制之前的信號在合成信號中節(jié)約能量。

在具有子頻帶的系統(tǒng)中(參見圖3)，該算法可以不同的(第一和第二增益)A_{H_subband_i}和A_{L_subband_i}、不同的(第一和第二時間段)T_{H_subband_i}和T_{L_subband_i}及T_{d_subband_i}暗含的初始時移在每一子頻帶中分開地應用，如圖3B中所示(對于第i個頻帶FB_i，分別為A_H(FB_i),A_L(FB_i),T_H(FB_i),T_L(FB_i)和T_d(FB_i))。同樣，該算法不必須在所有時間和/或在所有子頻帶均啟用，而是可在一些子頻帶禁用，同時在一些其它子頻帶在線單獨啟用/禁用，例如基于反饋檢測器的輸出(例如指明給定頻帶中當前出現(xiàn)反饋的概率)。在實施例中，該算法在特定反饋減少模式下啟用。在實施例中，該算法在聽力裝置的其它運行模式下禁用。

圖3A示出了按時頻表示的重復增益圖，其中最低的八個頻帶應用單位增益。圖3B示出了具有頻帶指數(shù)i-1,i,i+1的三個相鄰頻帶的重復增益圖的參數(shù)(特有增益及時間段)，其中8<i<65。

圖3A示出了根據(jù)本發(fā)明的增益調(diào)制的示例性時頻表示。水平軸表示時間(子頻帶時間指數(shù)k)，包括時間指數(shù)0和約24之間的時間范圍，單一時間單位表示1ms?？v軸表示頻率(子頻帶頻率指數(shù)m)，包括頻率指數(shù)0和約63之間的頻率范圍。

根據(jù)圖3A的方案，在每一時頻單元中應用特定增益，在最低的頻帶(低于第一閾頻f_THL)如頻帶FB_i應用單位增益(用灰色陰影指明)，其中i<9，以保留良好的聲音質(zhì)量。在實施例中，第一閾頻f_THL≤2kHz，如≤2kHz。

用白顏色顯示的時頻單元指明幅值(增益)A_L＝0，而用黑顏色顯示的時頻單元指明增益A_H。圖3A中的圖案假定隨時間重復。

圖3A的增益圖的優(yōu)點在于(與圖2的增益圖應用于時域信號相反)在任何給定時間點包含表示目標信號的增強信號成分。圖3A的增益圖確保目標信號總是至少在部分頻帶中出現(xiàn)(例如在至少一半頻帶中)。

時間步長的持續(xù)時間例如可以是5ms、10ms、20ms等，取決于環(huán)路時延T_loop。頻帶可跨整個頻譜均勻分布，如圖3A中所示，或者其可非均勻地劃分。帶寬例如可以是50Hz、100Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz和5000Hz等。

圖3B示意性地示出了分別具有頻率指數(shù)i-1、i和i+1的三個相鄰頻帶FB_x的特有第一和第二時間段T_H和T_L及與之相關聯(lián)的對應的第一和第二增益A_H和A_L。這些參數(shù)A_H(FB_x),T_H(FB_x),A_L(FB_x),T_L(FB_x)和T_d(FB_x),x＝i-1,i,i+1中的每一個可個別確定。在實施例中，對于至少部分頻帶，第一增益A_H(FB_x)相等。在實施例中，對于至少部分頻帶，第二增益A_L(FB_x)相等。在實施例中，對于至少部分頻帶，第一時間段T_H(FB_x)相等。在實施例中，對于至少部分頻帶，第二時間段T_L(FB_x)相等。在實施例中，對于至少部分頻帶，時延參數(shù)T_d(FB_x)相等。在實施例中，至少部分頻帶FB_x的增益圖通過參數(shù)A_H(FB_x),T_H(FB_x),A_L(FB_x),T_L(FB_x)和T_d(FB_x)定義。在實施例中，至少部分頻帶FB_x的增益圖中的每一個包括第一時間段T_H(FB_x)中的第一增益A_H(FB_x)和第二時間段T_L(FB_x)中的第二增益A_L(FB_x)的重復交替出現(xiàn)。在實施例中，對于除各個增益圖的起始時間之外的至少部分頻帶FB_x，至少部分頻帶FB_x的增益圖相等。在實施例中，至少部分頻帶FB_x的增益圖的起始時間(例如通過具有低增益A_L的時間段開始確定)相對于彼此偏移。在實施例中，至少部分頻帶FB_x的增益圖的起始時間相對于彼此偏移使得相鄰頻帶FB_i-1,FB_i的增益圖相對于彼此偏移T_d(FB_i)(或者T_d，如果獨立于頻帶)(例如，在圖3B中的例子中，頻帶FB_i的增益圖相對于頻帶FB_i-1的增益圖偏移–Td(FB_i))。圖3中的頻帶FB_x的增益圖的重復時間T_rep定義為所涉及頻帶的第一和第二時間段T_H及T_L的和。這在圖3B中針對頻帶FB_i-1指明：T_rep(FB_i-1)＝T_H(FB_i-1)+T_L(FB_i-1)。

使用圖2中的不隨頻率而變的增益圖，輸出信號將為開和關，而圖3A中的隨頻率而變的圖使輸出信號能連續(xù)，至少對于具有多個頻率成分如語音和大多數(shù)音樂信號的信號如此。

作為例子，當環(huán)路時延T_loop等于10ms時，T_L(FB_i)的持續(xù)時間可選擇為T_L(FB_i)＝(9ms),10ms,11ms,…,或20ms等，T_H(FB_i)的持續(xù)時間可選擇為T_H(FB_i)＝(11ms),10ms,9ms,….5ms等，相鄰頻帶的增益圖之間的時移持續(xù)時間T_d(FB_i)≤T_rep(FB_i)＝T_H(FB_i)+T_L(FB_i)可以是T_d(FB_i)＝0.01ms,0.05ms,0.1ms,0.2ms,0.5ms,1ms等。

圖4A-4C示出了根據(jù)本發(fā)明的聽力裝置HD的三個示例性實施例，所有這些實施例均包括主要在時頻域工作的正向通路。圖4A、4B和4C示出了相應的實施例，每一實施例包括輸入和輸出變換器、分析和合成濾波器組及其間的一個或多個增益調(diào)節(jié)模塊。

聽力裝置HD如助聽器的所有三個實施例均包括正向通路，其包含用于將輸入聲音(聲輸入)轉(zhuǎn)換為表示聲音的電輸入信號IN的輸入變換器IT、用于將處理后的電輸出信號RES轉(zhuǎn)換為輸出聲音(聲輸出)的輸出變換器OT、及在工作時連接到輸入和輸出變換器并配置成將請求的正向增益施加到電輸入信號或源自其的信號的信號處理單元(圖4B、4C中的SPU)。該正向通路配置成將合成正向增益施加到電輸入信號并提供合成信號RES。聽力裝置HD還包括反饋減少單元(圖4B、4C中的FBRU)，用于降低因從輸出變換器OT到輸入變換器IT的外部反饋通路FBP的聲或機械反饋引起嘯聲的風險。正向通路和外部反饋通路一起形成展現(xiàn)往返環(huán)路時延T_loop的環(huán)形通路。反饋減少單元(圖4B、4C中的FBRU)配置成按時間調(diào)制所請求的正向增益，使得合成正向增益在第一時間段T_H展現(xiàn)第一增益A_H及在第二時間段T_L展現(xiàn)第二增益A_L，其中至少第二時間段T_L根據(jù)往返環(huán)路時延T_loop確定。優(yōu)選地，第一(增大的)增益A_H大于1，第二(減小的)增益A_L小于1。優(yōu)選地，增益調(diào)制(包括第一和第二時間段T_H,T_L及第一和第二增益A_H,A_L)適于相較于調(diào)制之前的信號節(jié)約合成信號中的能量。

圖4A示意性地示出了反饋減少單元(圖4B、4C中的FBRU)的基本功能的實施，在圖4A中由記為“監(jiān)測信號并進行增益調(diào)節(jié)”的模塊及相應的組合單元(在此為每一頻帶中的相乘單元“x”)表示。確定增益調(diào)制(例如預先確定或動態(tài)確定，例如基于當前輸入信號的分析和/或基于當前環(huán)境的一個或多個檢測器如反饋檢測器)并在每一頻帶中施加，例如通過與正向通路的相應頻帶特有信號相乘，例如參見圖3及其描述。正向通路可包括一個或多個處理單元(例如參見圖4B、4C)，用于將隨頻率和電平而變的增益施加到電輸入信號或源自其的信號以提供增強信號(例如從而補償用戶的聽力受損、有噪聲環(huán)境等)。

圖4B示出了包括正向通路的聽力裝置HD，該正向通路包含提供時域電輸入信號IT的輸入變換器IT、及按多個頻帶(如4或8或64)將電輸入信號IN提供為頻帶拆分電輸入信號IN-F的分析濾波器組FBA。該正向通路還包括信號處理單元SPU，其在工作時連接到分析濾波器組FBA并配置成將所請求的正向增益施加到頻帶拆分的電輸入信號IN-F及提供增強的頻帶拆分信號ENHS-F。該正向通路還包括反饋減少單元FBRU，用于將增益調(diào)制應用于增強的頻帶拆分信號ENHS-F并提供合成頻帶拆分信號RES-F，產(chǎn)生反饋的風險降低(即降低因從輸出到輸入變換器的聲或機械反饋產(chǎn)生嘯聲的風險)。該正向通路還包括合成濾波器組FBS，用于從增強的頻帶拆分信號ENHS-F產(chǎn)生合成時域信號RES。該合成濾波器組FBS在工作時連接到輸出變換器OT(如揚聲器或振動器)，其用于將合成時域信號RES轉(zhuǎn)換為聲或振動刺激以呈現(xiàn)給聽力裝置的用戶。

圖4C示出了聽力裝置的實施例，除如圖4B中所示之外，還包括傳統(tǒng)反饋抵消系統(tǒng)(包括電反饋環(huán)路，其包含1)反饋估計單元FBE和2)位于正向通路中與本發(fā)明中描述的反饋減少單元FBRU結合的組合單元“+”)。反饋估計單元FBE提供反饋估計信號fbp，其在組合單元“+”中從電輸入信號IN減去，所得反饋校正的輸入(參考)信號ref饋給信號處理單元SPU和反饋估計單元FBE。圖4C的實施例類似于圖1D的實施例(其可在時域工作)，但在圖4C的實施例中，正向通路的一部分(包括信號處理單元SPU和反饋減少單元FBRU)在(時-)頻域工作。在圖4C的實施例中，反饋抵消系統(tǒng)(包括反饋估計單元FBE和組合單元“+”)在時域工作。作為備選，其可完全或部分在(時-)頻域工作。

圖5A示出了聽力裝置HD的正向通路和反饋通路及包括正向和反饋通路的傳播時延的和的對應環(huán)路時延。該環(huán)路時延可隨時間相對恒定不變(及例如在聽力裝置運行之前確定)或者在不同時間點不同，例如取決于信號處理單元中當前應用的算法。

圖5B示出了根據(jù)本發(fā)明的聽力裝置HD的實施例，其包括環(huán)路時延估計單元和用戶接口。圖5B示出了根據(jù)本發(fā)明的聽力裝置HD的實施例，除圖4B中所示之外，還包括用于估計當前環(huán)路時延或與典型環(huán)路時延的偏差的控制單元CONT。該聽力裝置HD還包括存儲單元MEM，其中保存有聽力裝置的不同運行模式的典型環(huán)路時延(信號LDx)。在實施例中，控制單元配置成測量包括正向通路時延和反饋通路時延的和的環(huán)路時延。在實施例中，預定測試信號由控制單元CONT例如經(jīng)去往/來自信號處理單元SPU的信號SPCT插入在正向通路中，當其在環(huán)路的單次傳播(或已知次數(shù)的傳播)之后到達正向通路時，通過識別測試信號測量(或估計)其往返行程時間。在實施例中，典型的環(huán)路時延為ms級，例如約10ms。該聽力裝置HD還包括使用戶能經(jīng)控制信號UICT控制聽力裝置的功能如運行模式(例如進入和退出特定反饋抵消運行模式)的用戶接口UI。同樣，該用戶接口(和聽力裝置)可配置成將當前環(huán)路時延呈現(xiàn)給用戶(如控制單元CONT所選或估計的)。

在上面的例子中，兩個(重復)時間段(T₁＝T_H,T₂＝T_L)已用于說明本發(fā)明的概念。總的來說，可使用兩個以上的時間段，即T₁,T₂,T₃,…,A₁,A₂,A₃,…。在圖2A、2B、2C、3A中所示的實施例中，利用A_L*A_H＝(～＝)0來防止反饋，但原理上可使用A₁*A₂*A₃*…*A_N＝(～＝)0來防止反饋，其中N為時間段的數(shù)量(上面所述的例子對應于N＝2)。N＝3的有效選擇例子將通過把T_L分為T₁和T₂及使T₃＝T_H出現(xiàn)。

圖6示出了具有N個時間段的想法，(給定頻帶FB_i的)每一時間段T₁(FB_i),T₂(FB_i),T₃(FB_i),…,T_N(FB_i)具有對應的增益值A₁(FB_i),A₂(FB_i),A₃(FB_i),…,A_N(FB_i)。圖6示出了增益圖A₁,A₂,A₃,…,A_N(對于頻帶i，F(xiàn)B_i)的重復出現(xiàn)，其中重復時間T_rep(或周期)通過確定T_rep＝T₁+T₂+T₃+…+T_N。該增益圖(和對應的時間段)優(yōu)選配置成相較于在所請求正向增益調(diào)制之前的信號節(jié)約合成信號中的能量(例如基于周期或者跨更長或更短的時間段，取決于應用)。在上面的圖2、3所示的例子中，N＝2，時域信號(寬帶信號)、部分頻帶、或者展現(xiàn)2個時間段T₁(FB_i),T₂(FB_i)和2個對應的增益值(或函數(shù))A₁(FB_i)和A₂(FB_i)的每一頻帶，其在圖2、3中分別稱為T_H(FB_i),T_L(FB_i),A_H(FB_i)和A_L(FB_i)。在這些例子中，重復時間由T_rep(FB_i)＝T_H(FB_i)+T_L(FB_i)給出。對于N＝3，為實現(xiàn)與N＝2類似的反饋估計效果，可選擇T₁(FB_i)＝T_H(FB_i)/2,T₂(FB_i)＝T_H(FB_i)/2,T₃(FB_i)＝T_L(FB_i)及A₁(FB_i)＝A_H(FB_i)*sqrt(0.5),A₂(FB_i)＝A_H(FB_i)*sqrt(1.5),A₃(FB_i)＝A_L(FB_i)(或者如果希望節(jié)能，確保節(jié)能的參數(shù)的任何其它組合)。針對N＝3提及的時間和增益參數(shù)的示例值在T_rep(FB_i)的一次重復期間提供與針對N＝2例示一樣的T_rep(FB_i)和能量。即T_rep(FB_i)＝T₁(FB_i)+T₂(FB_i)+T₃(FB_i)＝T_H(FB_i)+T_L(FB_i)，及跨一次重復(周期)的能量T₁(FB_i)*(A₁(FB_i))²+T₂(FB_i)*(A₂(FB_i))²+T₃(FB_i)*(A₃(FB_i))²＝T_H(FB_i)/2*(A_H(FB_i)*sqrt(0.5))²+T_H(FB_i)/2*(A_H(FB_i)*sqrt(1.5))²+T_L(FB_i)*A_L(FB_i)²]＝T_H(FB_i)*A_H(FB_i)²+T_L(FB_i)*A_L(FB_i)²]。

總之，提供一種包括正向通路的聽力裝置如助聽器，其包含用于提供電輸入信號的輸入變換器、配置成將所請求的正向增益施加到電輸入信號的信號處理單元、及輸出變換器。該聽力裝置還包括反饋減少單元，用于降低因從輸出變換器到輸入變換器的反饋引起嘯聲的風險。正向通路和外部反饋通路確定往返環(huán)路時延。反饋減少單元配置成按時間調(diào)制所請求的正向增益，使得所得正向增益在第一時間段T_H展現(xiàn)第一增大的增益A_H及在第二時間段T_L展現(xiàn)第二減小的增益A_L，其中A_H,A_L,T_H和T_L中的至少一個根據(jù)預定或自適應確定的包括往返環(huán)路時延的判據(jù)確定。

當由對應的過程適當代替時，上面描述的、“具體實施方式”中詳細描述的及權利要求中限定的裝置的結構特征可與本發(fā)明方法的實施結合。

除非明確指出，在此所用的單數(shù)形式“一”、“該”的含義均包括復數(shù)形式(即具有“至少一”的意思)。應當進一步理解，說明書中使用的術語“具有”、“包括”和/或“包含”表明存在所述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件，但不排除存在或增加一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或其組合。應當理解，除非明確指出，當元件被稱為“連接”或“耦合”到另一元件時，可以是直接連接或耦合到其他元件，也可以存在中間插入元件。如在此所用的術語“和/或”包括一個或多個列舉的相關項目的任何及所有組合。除非明確指出，在此公開的任何方法的步驟不必須精確按所公開的順序執(zhí)行。

應意識到，本說明書中提及“一實施例”或“實施例”或“方面”或者“可”包括的特征意為結合該實施例描述的特定特征、結構或特性包括在本發(fā)明的至少一實施方式中。此外，特定特征、結構或特性可在本發(fā)明的一個或多個實施方式中適當組合。提供前面的描述是為了使本領域技術人員能夠?qū)嵤┰诖嗣枋龅母鱾€方面。各種修改對本領域技術人員將顯而易見，及在此定義的一般原理可應用于其他方面。

權利要求不限于在此所示的各個方面，而是包含與權利要求語言一致的全部范圍，其中除非明確指出，以單數(shù)形式提及的元件不意指“一個及只有一個”，而是指“一個或多個”。除非明確指出，術語“一些”指一個或多個。

因而，本發(fā)明的范圍應依據(jù)權利要求進行判斷。

參考文獻

·EP2148527A1(OTICON)27.01.2010

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·[Schaub；2008]Arthur Schaub,Digital hearing Aids,Thieme Medical.Pub.,2008.