此 其也稱為視向。作為備選，視向量可歸一化成在參考輸入單元（如參考傳聲器）的位置具 有 "1"。
[0116] 1C、計算固定波束形成器
[0117] 在圖2A和2B的實施例中，預定（校準的）波束形成器可按如下依據(jù)估計的視向 量(!(/〇:和噪聲協(xié)方差矩陣犮w,diffuse(/〇找到（其中假定視向量和噪聲協(xié)方差矩陣預先確 定）。
[0118] 增強的全向波束形成器（圖2A)由下式給出：
[0119]
[0120] 其中i,ef為參考傳聲器的指數(shù)?？梢钥闯觯瑢τ谠肼晠f(xié)方差矩陣為換算的單位矩 陣的情形（這在傳聲器信號以傳聲器噪聲為主時出現(xiàn)，即例如低輸入電平），該波束形成器 實際上為最小方差無失真響應（MVDR)波束形成器。
[0121] 目標消除波束形成器（圖2B中的TC-BF)由矩陣I-d(k)dH(k)的第一列給出，其 中I為MxM(如2x2)單位矩陣，S卩（對于M= 2)
[0122]
[0123] 其中"1"指傳聲器#1為參考傳聲器。在該情形下，降噪系統(tǒng)NRS的目標是估計傳 聲器#1觀察的語音。對于>"(/〇 =s(/〇d(/〇 +K(/〇形式的有噪聲的輸入信號，即輸入 由點目標源s和附加噪聲組成，容易驗證wK(k)的輸出與目標信號無關(guān)，而是僅 與噪聲分量v(k)有關(guān)。換言之，wK(k)為目標消除波束形成器。
[0124] 對于噪聲場為漫射場的情形（即同質(zhì)且球形各向同性），前面的超心形波束形成 器（圖2A，作為增強的全向波束形成器的備選）實際上為MVDR波束形成器。我們用噪聲為 圓柱形各向同性的情形逼近該噪聲條件。在該情形下，MVDR波束形成器權(quán)重向量WH由下式 給出：
[0125]
[0126] 其中^為漫射噪聲情形的傳聲器間協(xié)方差矩陣（預先確定）。可以表明，在 目標分量不變的約束條件下，該波束形成器使其輸出中的噪聲功率最小化。
[0127] 總而言之，自校準程序可導致確定三個最佳、個性化（校準的）波束形成器的濾波 器系數(shù)：
[0128] _WE0(k):增強的全向波束形成器的濾波器系數(shù)；
[0129] _WK(k):后面波束形成器（目標消除波束形成器）的濾波器系數(shù)；
[0130] _WH(k):超心形波束形成器（前面波束形成器）的濾波器系數(shù)。
[0131] 在上面的描述中，固定波束形成器wE()(k)、WK(k)、WH(k)基于目標信號協(xié)方差矩陣 的估計量屯s(/〇和噪聲場的傳聲器間協(xié)方差矩陣的估計量確定。代替上面使用的 經(jīng)批估計對這些量進行估計，它們可遞歸地進行更新。
[0132] 2、應用例子
[0133] 2A、估計用于不同于校準源的位置的波束形成器
[0134] 上面描述的想法是估計"指向"校準信號位置的波束形成器。例如，增強的全向 波束形成器wE()(k)對于源自校準源的位置的信號具有單位增益，及目標消除波束形成器 WK(k)完全消除來自該方向的信號。在一些情形下，可能希望確定"指向"不同于校準信號 位置的其它位置的波束形成器的權(quán)重。具體地，考慮校準信號源自前面方向（〇度）及射 程為lm的情形（參見圖3A中的real)，但我們感興趣的是確定指向30度、2m的波束形成器 的權(quán)重（參見圖3A中的rxsJ。這可通過將多組預定視向量d保存在存儲器中實現(xiàn)，每一 組包括針對不同人U的不同對（方向q)、射程丨r丨）估計的視向量 2，…，N(p，q=l，2，…，Nr，及u=l，2，…，Nu)。圖3B不出了視向量相對于用戶的 多個預定定向。圖3B示出了由向量rS(LP，（q= 1，2,…，8,p=a,b)或者角度(pj(j=l， 2,…，8)和距離rsq，p= |rsq，p|(p=，b)定義的目標源Sq相對于用戶U的預定位置。在 圖3B中，假定聲源Ss與左和右助聽裝置HADHADJ勺傳聲器位于同一平面中。在實施例 中，左和右助聽裝置的多輸入單元降噪系統(tǒng)的相應多通道波束形成器濾波單元的預定視向 量（和/或濾波權(quán)重）提前確定并保存在左和右助聽裝置的存儲器中（參見圖2A-2B中的 MEM)。分布在對應于x多0的前半面（相對于用戶的臉）中及對應于x〈0的后半面中的預 定角度奶，j= 1，2,…，8在圖3B中例示。在該例子中，預定角度的密度在前半面中比在后 半面中大。在圖3B的例子中，奶-(p7位于前半面中（如兩兩之間從(^=-90°到q>7=+9〇°: 均勻間隔30° )，而q>8位于后半面中對于每一預定角度q)j，可定義多個距離 rS(1，P，在圖3B中示出了兩個不同距離，記為a和b(rsqb~2*rsqa)。任何數(shù)量的預定角度和距 離可提前定義，及對應的視向量和/或濾波權(quán)重確定和保存在相應左和右助聽裝置的存儲 器中（或可從雙耳助聽系統(tǒng)的公共數(shù)據(jù)庫存取，例如位于輔助裝置如智能電話中）。在實施 例中，用戶接口實施為智能電話的APP。預定視向量（或波束形成器權(quán)重）例如可通過模型 用戶上的不同方向和距離的測量在助聽器裝置正常運行之前進行確定，模型用戶例如來自 BrUel&KjserSound&VibrationMeasurementA/S的、"裝備"有第一和第二助聽裝置的頭 部和軀干模擬器（HATS)4128C。不同的物理或模型用戶可用于確定不同人（如不同大小的 頭部、不同發(fā)型等）的視向量。預定視向量優(yōu)選可保存在助聽裝置的存儲器中，例如在其驗 配給特定用戶之前（如制造期間）。
[0135] 為確定目標聲源相對于用戶的位置的、由圖3A中的向量rxs,。定義的視向量（中助 聽裝置正常使用期間），一種方法可以是將基于可用校準信號針對距離rMl確定的前面視 向量deal(根據(jù)本發(fā)明）與存儲器中保存的前面視向量（dpd(9, |r|，person)進行比較。如 果/當對特定人類型發(fā)現(xiàn)前面視向量緊密匹配時，存儲器中針對該特定人類型保存的、對 應于相應向量rXSM的（p，|r| (如30度、2米）的視向量被選擇和用作當前情形的真實視向 量的估計量。存在多種其它可能的方式基于另一測量預測特定視向量。例如，對于所希望 (角度、射程）對的新視向量可從概率設置的已知視向量估計。具體地，對于不同人的特定 固定位置（角度、射程）測量的視向量可建模為M維隨機變量的實現(xiàn)，如根據(jù)M維復值高斯 分布進行分布。此外，假定在不同位置測得的視向量共同高斯，可能找到最小均方誤差、最 大后驗、或未知視向量的最大似然估計量。
[0136] 2B、使用咔嗒聲序列激勵的混響魯棒方法
[0137] 如上所述，外部裝置發(fā)出聲學校準信號，及助聽裝置估計傳聲器間協(xié)方差矩 陣Rss(k)及隨后基于所得的傳聲器信號估計視向量d(k)。理想地，該校準在無混響環(huán) 境中進行，但人們的家通常有混響。因此，感興趣對混響魯棒的校準方法。當使用咔嗒 聲序列作為校準信號時，可設計這樣的方法。為避免Rss(k)的估計量被反射"污染"，該 估計量可基于緊隨發(fā)出咔嗒聲的時間區(qū)域，使得當估計Rss(k)時包括撞擊在傳聲器上 的濁前佃伸犋該濁前的仵何可能反射不被包括。該程序在圖4A-4C中示出。也就是說，
中使用的求和將跨緊隨咔嗒聲序列中的每一咔嗒聲（圖 4C中的"咔嗒聲"）的發(fā)出的時間區(qū)域（圖4C中的ATM)，如在[0 ;6ms]的時間持續(xù)時間 中，而較晚的時間點被排除。咔嗒聲序列（包括多個（Nteain)個體咔嗒聲脈沖（由通過斷續(xù) 時間線分開的三個咔嗒聲脈沖（"咔嗒聲"）指明，象征任意數(shù)量的咔嗒聲的選擇））使能在 和中具有足夠多的期間以獲得Rss(k)的可靠估計量。優(yōu)選地，連續(xù)咔嗒聲之間的時間距離 大于測量的具體聲學環(huán)境的混響時間（如參數(shù)T60)。在實施例中，總測量時間TM適應當前 背景噪聲電平。
[0138] 圖4A示意性地示出了示例性位置（房間）中從音頻源S經(jīng)直接傳播通路pQ和反 射傳播通路Pl，P2, P3, P4到聽者L的聲學傳播信號的例子。由聽者L如經(jīng)聽者佩戴的助聽 裝置接收的所得聲學傳播信號為五個（可能更多，取決于房間）不同延遲和衰減的（及可 能失真的）貢獻的和。直接傳播通路P。在圖4A中用虛線示出，而"反射"（在此為1、2、3、 4次反射，Pi,p2,p3,p4)在圖4A中用點線示出。圖4B示意性地示出了來自聲源S的、在聽 者L(助聽裝置）處接收的所得時變聲音信號的例子（量值|MAG| [dB]對時間）。信號 的直接部分（Ptl，曲線的虛線部分）在其已由輔助裝置S播放之后的ATpda現(xiàn)在助聽裝置 的位置處（@L)。假定沒有反射表面比從聲源S(輔助裝置）到聽者L(助聽裝置）的距離更 近，從而pQ〈Pi，i= 1，2,…。直接目標信號分量（圖4B中曲線的虛線部分）通過豎向點線 與（不需要的）混響（噪聲）信號分量（圖4B中曲線的點線部分）分開。脈沖響應的直 接和反射部分的持續(xù)時間和出現(xiàn)時間取決于位置（距反射表面的距離及反射表面的性質(zhì)） 及音頻源S和聽者L之間的距離，混響效果越小，音頻源和聽者之間的距離越小。圖4C示 出了根據(jù)本發(fā)明的用于校準降噪系統(tǒng)NRS的測量程序，其中咔嗒聲脈沖（短持續(xù)時間的單 或多頻聲音，如聽覺診斷測量中使用的，如ABR)或咔嗒聲脈沖序列（圖4C中的咔嗒聲）形 式的校準信號（圖1中的TstSo)由輔助裝置AD的揚聲器AD-SPK播放。當被助聽裝置HAD 的輸入單元（圖1中的MIC，或圖2A-2B的1%，…，IUM)接收時，目標協(xié)方差矩陣Rss(k)= E[s(m，k)sH(m，k)]基于在兩個連續(xù)脈沖之間的時間間隔的第一部分ATM期間接收的信號 分量進行估計，其中咔嗒聲脈沖的脈沖響應IR的直接部分存在于在輸入單元處接收的信 號中（如圖4C的上部中的咔嗒聲脈沖的示意性脈沖響應IR所示，該脈沖響應IR等于結(jié)合 圖4B所示和所述的）。在實施例中，直接信號部分的峰值附近的測量時間ATM約為lms。 在實施例中，校準信號從源到聽者的傳播延遲ATpd約為3ms(對應于約lm的距離）。優(yōu)選 地，輔助裝置通知助聽裝置關(guān)于校準信號的開始時間以使助聽裝置能在相對于信號的直接 部分到達的適當時間開始測量時間段。優(yōu)選地，輔助裝置通知助聽裝置關(guān)于校準信號的特 性從而使助聽裝置能確定從聲源到所涉及輸入單元的傳遞函數(shù)（因而確定視向量d)。
[0139] 圖5A-5B示意性地示出了時域到時頻域的信號轉(zhuǎn)換，其中圖5A示出了隨時間而變 的聲音信號（振幅_時間）及其在模數(shù)轉(zhuǎn)換器中的采樣，圖5B示出了在采樣信號（短時） 傅里葉變換之后所得的時頻單元的"分布圖"。
[0140]圖5A示出了隨時間而變的聲音信號x(n)(振幅-時間n)、其在模數(shù)轉(zhuǎn)換器中的 采樣、及幀中時間樣本的分組，每一組包括Ns個樣本。表明振幅與時間之間的關(guān)系的曲線 (圖5A中的實線）例如可表示由輸入變換器如傳聲器提供的、在由模數(shù)轉(zhuǎn)換單元數(shù)字化之 前的時變模擬電信號。圖5B示出了源自圖5A的輸入信號的傅里葉變換（如離散傅里葉變 換DFT)的時頻單元的"分布圖"，其中特定時頻單元（m，k)對應于一個DFT窗口并包括所涉 及信，
S值及（p=相位）在特定時間幀m和頻 帶k的復值。在下面，特定頻帶假定包含每一時間幀中的信號的一個值（通常為復值）。作 為備選，其可包括一個以上的值。在本說明書中，使用術(shù)語"頻率范圍"及"頻帶"。頻率范 圍可包括一個或多個頻帶。圖5B的時頻分布圖示出了對于頻帶k= 1，2,…，K和時間單位 m= 1，2,…，NM的時頻單元（m,k)。每一頻帶Ak在圖5B中示為寬度全都相同，但并不必須 如此。頻帶可以為不同的寬度（或作為備選，頻道可定義為包含不同數(shù)量的均勻頻帶，例如 特定頻道的頻帶數(shù)量隨頻率增加而增加，最低頻道例如包括單一頻帶）。各個時頻窗口的時 間間隔Atm(時間單位）在圖5B中示為具有相等大小。盡管在本實施例中假定如此，但并 不必須如此。時間單位Atm通常等于時間幀中的樣本數(shù)量NS(參見圖5A)乘以樣本的時間 長度ts(ts= (l/fs)，其中fs為采樣頻率）。在音頻處理系統(tǒng)中，時間單位例如在ms級。
[0141] 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的助聽系統(tǒng)實施例的示例性應用情形。圖6A示出了在降 噪系統(tǒng)的校準程序期間的用戶、雙耳助聽器系統(tǒng)及輔助裝置，圖6B示出了輔助裝置運行用 于開始校準程序的APP。