專利名稱：用于降低助聽(tīng)器中的反饋的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及用于降低助聽(tīng)器中的反饋的方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)助聽(tīng)器的音頻輸入變換器，如傳聲器，和音頻輸出變換器，如揚(yáng)聲器或接收器， 之間存在回路時(shí)，會(huì)產(chǎn)生反饋。由傳聲器接收的音頻信號(hào)被放大并且被傳輸?shù)綋P(yáng)聲器，但是 來(lái)自揚(yáng)聲器的聲音會(huì)被傳聲器再次接收、進(jìn)一步放大、并接著再次通過(guò)揚(yáng)聲器傳送出去。這 會(huì)導(dǎo)致發(fā)出對(duì)助聽(tīng)器用戶和周圍其他的人來(lái)說(shuō)很不舒服的嘯叫聲。而且，反饋還會(huì)降低助 聽(tīng)器用戶的聲音感知。有多種方式可以降低助聽(tīng)器中的反饋，如通過(guò)改變音頻信號(hào)頻帶的 相位。US6876751提出了一種用于帶限反饋消除的方法。這種消除限于包含所有不穩(wěn)定 頻率的頻帶。W004105430涉及振蕩抑制?；诓徽撛谛盘?hào)中是否檢測(cè)到或懷疑有振蕩，將隨機(jī) 改變相位應(yīng)用于幾個(gè)頻帶的一個(gè)或多個(gè)中的信號(hào)。US2005/0226447涉及通過(guò)相移減輕振蕩。US2005/0047620描述了一種助聽(tīng)器電路，其含有用于降低反饋的相移裝置。US2006/291681A1涉及一種含有自適應(yīng)反饋抑制系統(tǒng)的助聽(tīng)器。該助聽(tīng)器包括一 對(duì)含有頻率選擇單元和頻率均衡單元的均衡濾波器，以及一個(gè)自適應(yīng)反饋估測(cè)濾波器，該 頻率選擇單元用于分別從處理器輸入和輸出信號(hào)中選取多個(gè)頻帶信號(hào)，該頻率均衡單元用 于頻率均衡所選取的頻帶信號(hào)，該自適應(yīng)反饋估測(cè)濾波器用于從均衡頻帶信號(hào)中自適應(yīng)地 獲得反饋消除信號(hào)。但在改善助聽(tīng)器中的反饋降低以進(jìn)一步改善助聽(tīng)器用戶聲音感知上仍存在問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)公開(kāi)了一種用于降低適于用戶佩戴的助聽(tīng)器中的反饋的方法，該方法包括 以下步驟-通過(guò)助聽(tīng)器中的輸入變換器接收音頻輸入信號(hào)；其中該方法進(jìn)一步包括以下步驟-將該輸入信號(hào)變換到頻域；-將音頻信號(hào)劃分為多個(gè)頻帶；-確定高于其存在多個(gè)上部頻帶的閾值頻率；-將隨機(jī)相位與多個(gè)上部頻帶的中每一個(gè)相乘，從而獲得多個(gè)相位隨機(jī)化的上部 頻帶；-將多個(gè)相位隨機(jī)化的上部頻帶和下部頻帶合成為輸出信號(hào)；-將輸出信號(hào)變換到時(shí)域；以及-將輸出信號(hào)傳送到該助聽(tīng)器的輸出變換器。
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因此，將每個(gè)上部頻帶分別與隨機(jī)相位相乘是有益處的，因?yàn)樯鲜鱿辔坏哪骋活l 率閾值隨機(jī)化將不會(huì)影響用戶對(duì)音頻信號(hào)的感知。因?yàn)槿说亩鋵?duì)上部頻帶信號(hào)中的相位 改變不敏感，所以在未改變的音頻信號(hào)和經(jīng)過(guò)上部頻帶與隨機(jī)相位相乘的同一音頻信號(hào)之 間，二者僅有微不可察的差別。而且，在窄頻帶內(nèi)隨機(jī)化相位是有益的，在這些頻帶中發(fā)生反饋的幾率將被最小 化。通過(guò)隨機(jī)改變每個(gè)頻帶的相位，在這些相位隨機(jī)化的頻帶中發(fā)生反饋的可能性就非常 小了，并且這樣可以改善助聽(tīng)器用戶的聲音感知。人的聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)在低頻區(qū)域內(nèi)具有很好的頻率分辨能力，并且因此很容易從中分辨 出低頻而不是高頻。因此相比在高頻范圍，人的聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)在低頻范圍中對(duì)頻率內(nèi)容就具有 更強(qiáng)的選擇性，并且由此帶來(lái)的益處是通過(guò)相位隨機(jī)化低頻帶不會(huì)被改動(dòng)?？梢詫⒌皖l帶選擇為，如低于2kHz，或是低于fs/2kHz其中fs是個(gè)采樣頻率，其由 音頻信號(hào)的類型和將音頻信號(hào)劃分為頻帶的工具如濾波器組決定。本文中的術(shù)語(yǔ)“將隨機(jī)相位與多個(gè)上部頻帶中的每一個(gè)相乘”優(yōu)選理解為將每個(gè) 上部頻帶中的信號(hào)Xi(t)的幅值|Xi(t) I (i = p，p+l，...，Κ)與隨機(jī)相位相乘，其中K是頻 帶的個(gè)數(shù)?？蛇x地，其可以是指將每一個(gè)上部頻帶中的(復(fù)數(shù))信號(hào)Xi(t)與隨機(jī)相位相 乘。術(shù)語(yǔ)“隨機(jī)相位”或“相位隨機(jī)化”分別是指隨時(shí)間變化的“隨機(jī)”或“隨機(jī)化”。為了選出音頻信號(hào)的合適部分定義為上部頻帶，根據(jù)用戶的聽(tīng)力缺陷或聽(tīng)力損傷 來(lái)確定閾值頻率。聽(tīng)力缺陷可能是由于檢測(cè)聲音的特定頻率的能力的喪失和/或檢測(cè)低等 級(jí)聲音的能力的喪失。用戶所具有的聽(tīng)力的靈敏性或聽(tīng)力的極限可以通過(guò)如聽(tīng)度計(jì)、動(dòng)作 聽(tīng)力圖、電生理學(xué)測(cè)試等手段來(lái)測(cè)量。所以，可以通過(guò)測(cè)量用戶的聽(tīng)覺(jué)能力來(lái)確定大于其存 在多個(gè)上部頻帶的閾值頻率?？蛇x地和/或附加地，可以通過(guò)心理聲學(xué)模塊、用戶的年齡等 的方法來(lái)確定閾值頻率。通常，閾值頻率。一！^可以取任何值，但最好要適合相關(guān)用戶，如他或她的聽(tīng)力 損傷情況。進(jìn)一步地，針對(duì)同一用戶，在不同的聽(tīng)力情況下閾值頻率的取值也可能不同(如 因不同助聽(tīng)器程序而不同)。例如，閾值頻率可以在IkHz和fs/2之間變動(dòng)，如在1. 5kHz 和fs/2的范圍內(nèi)，如在2kHz和fs/2的范圍內(nèi)。在優(yōu)選實(shí)施例中，閾值頻率等于2. 5kHz或 3. 5kHz 或 4. 5kHz 或 5. 5kHz。此外，如果助聽(tīng)器用戶兩個(gè)耳朵都帶了助聽(tīng)器(雙耳裝)，無(wú)論用于這兩個(gè)助聽(tīng)器 的與特定頻帶相乘的隨機(jī)相位是相同還是不同，其都可以影響用戶對(duì)音頻信號(hào)的感知。而 用于這兩個(gè)助聽(tīng)器的與特定頻帶相乘的的隨機(jī)相位相同是有好處的。可選的，用于這兩個(gè) 助聽(tīng)器的隨機(jī)相位可以不相同。在實(shí)施例中，該方法還包括通過(guò)濾波器組將音頻信號(hào)劃分為多個(gè)上部頻帶。濾波器組會(huì)接收的音頻信號(hào)函數(shù)實(shí)施傅里葉變換，以將該音頻信號(hào)從時(shí)域變換到 頻域。該實(shí)施例的好處就是濾波器組可以提供窄頻帶。濾波器組可以包括基于濾波器組的快速傅里葉變換，該濾波器組可以具有多個(gè)的 頻率信道，并且因此，對(duì)助聽(tīng)器用戶的隨機(jī)化的可聽(tīng)見(jiàn)的影響會(huì)非常小。當(dāng)相位在很窄的頻 帶內(nèi)隨機(jī)化時(shí)，在這些相位隨機(jī)化的頻帶內(nèi)發(fā)生反饋的可能性被最小化。應(yīng)當(dāng)理解用于上部頻帶信號(hào)的相位Φ的隨機(jī)化過(guò)程是基于這樣的假設(shè)，即頻帶的信號(hào)X(= |X| -eJo)的幅值|X|是保持不變的。在本文中，術(shù)語(yǔ)“隨機(jī)相位”是指包含 “固定相位”，其中給定上部帶的所有頻率都被分配了固定相位。在實(shí)施例中，多個(gè)上部頻帶中的每一個(gè)的隨機(jī)相位都不同。在實(shí)施例中，多個(gè)上部頻帶中的每一個(gè)的相位都保持固定。在實(shí)施例中，至少一個(gè)隨機(jī)相位，如特定上部頻帶的隨機(jī)相位，其可以由在區(qū)間
內(nèi)的角組成的組中選取。在實(shí)施例中，上部頻帶i的相位Φ。.是在0到之間 的隨機(jī)數(shù)值，其中指數(shù)j = 1，2，. . .，Nbj (或Φ用于連續(xù)表示)代表(可能的)頻帶i的 單獨(dú)抽樣。在實(shí)施例中，每個(gè)上部頻帶i(i = p，p+1，...，K)給定時(shí)間的單信號(hào)值Xi (t)表
7J\ ο在實(shí)施例中，至少一個(gè)隨機(jī)信號(hào)，如特定上部頻帶的隨機(jī)相位，是從帶通濾波的白
噪聲信號(hào)中產(chǎn)生。該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是從帶通濾波的白噪聲信號(hào)中產(chǎn)生的隨機(jī)相位可以最小化譜的 拖尾效應(yīng)，其是由濾波器組的構(gòu)成決定，如怎樣構(gòu)成分析濾波器組和合成濾波器組。在實(shí)施例中，根據(jù)外部輸入調(diào)整相位。例如，外部輸入可以是如用戶絕對(duì)聽(tīng)力閾值 的輸入?yún)?shù)，并且由此產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)是用戶的絕對(duì)聽(tīng)力閾值包括在相位調(diào)整中。在給定頻率 上用戶的絕對(duì)聽(tīng)力閾值就是純音(在給定頻率)的最小聲音級(jí)別，在此用戶聽(tīng)不到其他聲 音存在。通常相對(duì)于正常聽(tīng)力人的聽(tīng)力閾值指示并在聽(tīng)力圖中以圖形表示(相對(duì)聽(tīng)力閾值 與頻率)這樣的閾值。聽(tīng)力圖(以dB表示)通常可以通過(guò)圖形近似表示，該圖形含有在低 頻保持不變的第一部分和在較高頻下降的第二部分(大于特定頻率fx)。在實(shí)施例中，在本 文公開(kāi)的內(nèi)容中閾值頻率fthresh。ld指示下部和上部頻率之間的界線，相對(duì)于用戶聽(tīng)力圖中 開(kāi)始出現(xiàn)向下斜坡時(shí)的頻率fx來(lái)確定該閾值頻率。在實(shí)施例中，閾值頻率fthresh。ld等于上 述頻率fx。在實(shí)施例中，相對(duì)于頻率fHTx確定閾值頻率fttoesh。ld，從與聽(tīng)力正常的人相比的用 戶的聽(tīng)力損失大于LTx [dB](如20dB或30dB或40dB)的意義上，大于頻率fHTx時(shí)用戶的相 對(duì)聽(tīng)力閾值是高于特定的級(jí)別LTx，。在實(shí)施例中，閾值頻率fthresh。ld等于上述頻率fHTx。此 外，外部輸入可以是如來(lái)自另一助聽(tīng)器輸入或遙控助聽(tīng)器的無(wú)線信號(hào)，從而可以包括在相 位調(diào)整中。在實(shí)施例中，例如，助聽(tīng)器適于從對(duì)側(cè)助聽(tīng)器或者任何其他適合的裝置(如編程 或安裝裝置)中無(wú)線地接收外部信號(hào)。在實(shí)施例中，根據(jù)用戶佩戴的第二助聽(tīng)器調(diào)整(雙 耳裝的第一助聽(tīng)器的上部頻帶的)相位。在實(shí)施例中，特定頻帶的相位和等級(jí)根據(jù)雙耳助 聽(tīng)器系統(tǒng)的相應(yīng)助聽(tīng)器的相位和等級(jí)進(jìn)行調(diào)整(其中根據(jù)已有的方法確定相位調(diào)整)。在 實(shí)施例中，外部輸入從雙耳裝的對(duì)側(cè)助聽(tīng)器接收，并適用于提供上部頻帶(如主要的或全 部的上部頻帶)的隨機(jī)化的相位(和可能的等級(jí))，這些相位與對(duì)側(cè)助聽(tīng)器中的相應(yīng)頻帶的 相位相同。在實(shí)施例中，確定其上存在多個(gè)上部頻率的閾值頻率的步驟是根據(jù)來(lái)自聲音或語(yǔ) 音探測(cè)器的輸出。可選地或附加地，其是基于當(dāng)前使用的助聽(tīng)器程序(其可以根據(jù)主要的 聽(tīng)音狀況由人工設(shè)定或可選地自動(dòng)設(shè)定)。優(yōu)選地，語(yǔ)音信號(hào)(或包含人聲音的信號(hào)(或適 于處理信號(hào)的程序))的閾值頻率要低于含有其他聲音如音樂(lè)的信號(hào)(或適于處理信號(hào)的 程序)的閾值頻率。在實(shí)施例中，與檢測(cè)到或預(yù)期含有語(yǔ)音的情況(程序)相比，當(dāng)信號(hào)不 包括語(yǔ)音(或預(yù)期不包括語(yǔ)音)時(shí)，閾值頻率增加特定的數(shù)值(如2kHz或4kHz)。在實(shí)施例中，當(dāng)沒(méi)有檢測(cè)到或是預(yù)期不存在語(yǔ)音時(shí)，不進(jìn)行相位的隨機(jī)化。在實(shí)施例中，將隨機(jī)相位與多個(gè)上部頻帶中的每一個(gè)相乘的步驟還包括以下步 驟-由至少一個(gè)輸入?yún)?shù)計(jì)算一個(gè)或多個(gè)因數(shù)α、β，其中一個(gè)或多個(gè)因數(shù)α、β是 隨頻率而定；和_通過(guò)一個(gè)或多個(gè)因數(shù)α、β中的至少一個(gè)，調(diào)整至少一個(gè)隨機(jī)相位的基值。該實(shí)施例的好處是通過(guò)隨頻率而定的參數(shù)調(diào)節(jié)，如混合，隨機(jī)相位的基值可以改 善降低反饋的效果。在實(shí)施例中，調(diào)節(jié)的步驟還包括，在頻帶乘以隨機(jī)相位前，先乘以一個(gè)或多個(gè)因數(shù) 中的至少一個(gè)。在該實(shí)施例中，可以將因數(shù)與相位隨機(jī)化的上部頻帶相乘，從而改善降低反饋的 效果。在實(shí)施例中，調(diào)節(jié)的步驟還包括，向相位隨機(jī)化的上部頻帶中增加(與頻帶相乘 的)一個(gè)或多個(gè)因數(shù)中的至少一個(gè)。該實(shí)施例的好處是因數(shù)被增加到相位隨機(jī)化的上部頻帶中，從而改善降低反饋的 效果。當(dāng)非隨機(jī)化的上部頻帶與因數(shù)相乘并被增加到(同一個(gè))隨機(jī)化上部頻帶(可能與 一個(gè)或多個(gè)因數(shù)中的至少一個(gè)相乘)中時(shí)，就形成了一個(gè)頻帶信號(hào)，其包含原始頻帶信號(hào) 的隨機(jī)化和非隨機(jī)化形式的加權(quán)混合信號(hào)。例如，加權(quán)可以適合于用戶的聽(tīng)力缺陷和/或 現(xiàn)在的聽(tīng)音狀況(助聽(tīng)器程序)。通過(guò)增加因數(shù)和乘以因數(shù)調(diào)整隨機(jī)相位的基值的步驟可以結(jié)合并應(yīng)用在相同的 相位隨機(jī)化上部頻帶。在實(shí)施例中，從下面的組中選出至少一個(gè)輸入?yún)?shù)，該組包括-環(huán)路增益-心理聲學(xué)的效果_絕對(duì)聽(tīng)力閾值-外部輸入，如來(lái)自另一個(gè)助聽(tīng)器或遠(yuǎn)程控制的無(wú)線輸入。該實(shí)施例的好處是這些輸入?yún)?shù)提供了怎樣和在哪修改相位參數(shù)的信息，以使助 聽(tīng)器用戶獲得可接受的聲音感知。在實(shí)施例中，根據(jù)(例如適于特定用戶)心理聲學(xué)模型確定一個(gè)或多個(gè)參數(shù)α、 β。優(yōu)選地，根據(jù)心理學(xué)模型確定與隨機(jī)化相位相乘的頻帶信號(hào)數(shù)量，例如在隨機(jī)化作為干 擾不會(huì)被用戶感知的限制下最大化的心理聲學(xué)模型。因此，可以確定適當(dāng)?shù)幕旌显碱l帶 信號(hào)的隨機(jī)化和非隨機(jī)化形式。例如，人類聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)的心理聲學(xué)模型在H Hastl，Ε. Zwicker兩人于2007年 在 Springer 出版社出版的《Psychoacoustic，F(xiàn)acts andModels》第三版(ISBN 10 3-540-23159-5) 一書中有所論述，具體參見(jiàn)關(guān)于“Masking”的第4章第61-110頁(yè)，和關(guān)于 "Models forJust-Noticeable Variations” 的第 7. 5 章第 194-202 頁(yè)。心理聲學(xué)模型的 具體例子是Van de Par 等人的"A new perceptual model foraudio coding based on spectrotemporal masking”，其公布在音頻工程協(xié)會(huì)于2008年5月在荷蘭阿姆斯特丹召開(kāi) 的第124次會(huì)議的論文集中。于調(diào)整至少一個(gè)隨機(jī)化相位的基值的一個(gè)或多個(gè)因數(shù)α、β 的至少一個(gè)輸入?yún)?shù)包含來(lái)自聲音或語(yǔ)音探測(cè)器的輸出?？蛇x地，至少一個(gè)輸入?yún)?shù)是基 于目前使用的助聽(tīng)器程序(其可以根據(jù)當(dāng)前聽(tīng)音的情況手動(dòng)設(shè)置或可選地自動(dòng)設(shè)置)。優(yōu) 選地，用于語(yǔ)音信號(hào)(或者包含人聲音的信號(hào))的與隨機(jī)化相位相乘的頻帶信號(hào)數(shù)量大于 用于包含例如音樂(lè)的其他聲音的信號(hào)的頻帶信號(hào)數(shù)量。在實(shí)施例中，當(dāng)信號(hào)包含語(yǔ)音(或 者期望包含語(yǔ)音)時(shí)，語(yǔ)音信號(hào)的與隨機(jī)化相位相乘的(未改變的)上部頻帶信號(hào)數(shù)量是 1，反之，增加隨機(jī)化頻帶信號(hào)的(未改變的)上部頻帶信號(hào)數(shù)量是0。在實(shí)施例中，該方法還包括執(zhí)行測(cè)量步驟，用于測(cè)量聲音是由助聽(tīng)器中的反饋所 產(chǎn)生，還是來(lái)自周圍的聲音信號(hào)，其中例如通過(guò)相位隨機(jī)化斷開(kāi)環(huán)路來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量。本發(fā)明涉及包含上下文中所述方法的不同方面，以及相應(yīng)的系統(tǒng)、裝置和/或產(chǎn) 品，這些都能產(chǎn)生結(jié)合第一方面描述的一個(gè)或多個(gè)優(yōu)點(diǎn)和益處，并且均具有對(duì)應(yīng)于結(jié)合第 一方面描述的和/或權(quán)利要求公開(kāi)的實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例。特別地，在此公開(kāi)了適于用戶佩戴的助聽(tīng)器，其包括-至少一個(gè)輸入變換器，其適于接收音頻輸入信號(hào)；其中助聽(tīng)器還包括_用于將輸入信號(hào)變換到頻域的裝置；-濾波器組，其用于將音頻信號(hào)劃分為多個(gè)頻帶；-用于定義/確定/選擇大于其存在多個(gè)上部頻帶的閾值頻率的裝置；-用于將多個(gè)上部頻帶中的每一個(gè)與隨機(jī)相位相乘的裝置，從而獲得多個(gè)相位隨 機(jī)化的上部頻帶；-用于將多個(gè)相位隨機(jī)化的上部頻帶和下部頻帶合成輸出信號(hào)的裝置；_用于將輸出信號(hào)變換到時(shí)域的裝置；-用于將輸出信號(hào)傳輸?shù)街辽僖粋€(gè)輸出變換器的裝置。上下文中所述的方法的特征可以在軟件中實(shí)現(xiàn)，并在數(shù)字處理系統(tǒng)或其他按計(jì)算 機(jī)執(zhí)行指令工作的處理裝置中實(shí)施。指令可以是從存儲(chǔ)介質(zhì)或另一計(jì)算機(jī)通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 加載到如RAM存儲(chǔ)器中的程序代碼工具?？蛇x地，所述特征可以通過(guò)代替軟件或與軟件結(jié) 合的硬件電路完成。根據(jù)一個(gè)方面，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序在數(shù)字處理系統(tǒng)上運(yùn)行時(shí)，公開(kāi)了包含使數(shù)字 處理系統(tǒng)執(zhí)行該方法的程序代碼工具的計(jì)算機(jī)程序。在實(shí)施例中，公開(kāi)了包含使數(shù)字處理系統(tǒng)執(zhí)行該方法的程序代碼工具的數(shù)字處理 系統(tǒng)。


參考附圖，通過(guò)以下本發(fā)明實(shí)施例的說(shuō)明性的和非限定的詳細(xì)描述將進(jìn)一步地闡 明本發(fā)明以上和/或附加的目標(biāo)、特征和益處，其中圖1是對(duì)音頻信號(hào)的上部頻帶的相位進(jìn)行隨機(jī)化的方法的示意圖。圖2是對(duì)音頻信號(hào)的頻帶的相位進(jìn)行隨機(jī)化并應(yīng)用基值控制的方法的示意圖。圖3是對(duì)音頻信號(hào)的上部頻帶的相位進(jìn)行隨機(jī)化的方法的流程圖。
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具體實(shí)施例方式在以下描述中參考附圖，以說(shuō)明的方式介紹如何實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。圖1是對(duì)音頻信號(hào)的上部頻帶的相位進(jìn)行隨機(jī)化的方法的示意圖。在助聽(tīng)器的輸入變換器中接收音頻信號(hào)x(t)(或者通過(guò)傳聲器獲取，或者通過(guò)如 無(wú)線輸入的直接電輸入接收)。通過(guò)分析濾波器組102將輸入音頻信號(hào)101變換到頻域。 在分析濾波器組102中將音頻信號(hào)分成較小的序列，即分成濾波器組的多個(gè)頻率子帶或信 道103、104、105、106。頻率分辨率可以是統(tǒng)一的或非統(tǒng)一的。確定閾值頻率，大于該閾值的頻帶被定義為K-p+1上部頻帶。K是頻帶的數(shù)目，并 且P是閾值頻帶。通過(guò)心理聲學(xué)模型、用戶的聽(tīng)力缺陷和損失、用戶的年齡等來(lái)確定閾值頻 率。K-P+1上部頻帶105、106分別乘以隨機(jī)相位107、108。保持頻帶/信道的幅度。給定 信號(hào)的頻率向量X和隨機(jī)相位矩陣Φ，其是在0到2 π之間的隨機(jī)數(shù)，用于隨機(jī)化任意子帶 中的相位的一般表達(dá)式為
Xrandomized _1 1=丨 Z 丨.exp(i>)可選地，隨機(jī)相位可以從帶通濾波的白噪聲信號(hào)中產(chǎn)生，白噪聲信號(hào)是具有平坦 的功率譜密度的隨機(jī)信號(hào)，即給定帶寬的該信號(hào)的功率譜密度在給定帶寬、任意中心頻率 的頻帶中具有相等的功率。通過(guò)帶通濾波的白噪聲信號(hào)中產(chǎn)生隨機(jī)相位，由于分析濾波器 組和合成濾波器組的結(jié)構(gòu)，可以最小化頻譜的拖尾效應(yīng)。下部頻帶103、104，也就是圖1中的Xl(t)到Xlri (t)，是未改變的。所有的頻帶，即 相位隨機(jī)化的上部頻帶109、110和未改變的下部頻帶103、104被合成為輸出信號(hào)112，并通 過(guò)合成濾波器組111將其變換回時(shí)域?？蛇x地和/或附加地，通過(guò)閾值頻率fthresh。ld和采樣頻率fs確定音頻信號(hào)的上部 頻帶。fthresh。ld的特定值表示較低的閾值頻率，其中有一定數(shù)量的人聽(tīng)不出隨機(jī)化信號(hào)和原 始信號(hào)之間的區(qū)別。因此，大于fthmh-時(shí)頻域內(nèi)的上部頻帶中的相位隨機(jī)化對(duì)助聽(tīng)器用戶 不會(huì)造成任何可察覺(jué)的影響。例如，閾值頻率fthresh。ld可以在2kHz和fs//2之間變動(dòng)，并且 可以是例如2. 5kHz或3kHz或4kHz或5kHz。可選擇地，fth,esh。ld可以是其他值?？蛇x地，fthreshold的確定與音頻信號(hào)的頻率范圍有關(guān)，音頻信號(hào)被限定為最小頻 率(fmin)和最大頻率(fmax)之間的頻率，如fmin加上頻率范圍的一小部分(如0.5倍的
。在給定聲學(xué)環(huán)境的情況下，信號(hào)的頻率范圍可提前知道(以及如通過(guò)所選的程 序確定)，或根據(jù)不同頻帶的能量含量動(dòng)態(tài)地確定，如在各頻帶中通過(guò)級(jí)別探測(cè)器確定或是 通過(guò)時(shí)間-頻率表示中頻率單元的幅值確定(如給定頻率單元的幅值是否大于例如時(shí)間最 小量的最小值，參見(jiàn)EP2088802A1)。此外，閾值頻率的確定依賴于接收的音頻信號(hào)的種類。信號(hào)的種類可以是女性語(yǔ) 音、男性語(yǔ)音、音樂(lè)等。優(yōu)選地，女性(或小孩)的語(yǔ)音信號(hào)的閾值頻率比男性語(yǔ)音信號(hào)的 閾值頻率高。優(yōu)選地，音樂(lè)信號(hào)的閾值頻率要比語(yǔ)音信號(hào)的高。語(yǔ)音信號(hào)可以通過(guò)聲音探 測(cè)器確定。女性或男性聲音可以通過(guò)分析信號(hào)的基礎(chǔ)頻率確定(參見(jiàn)EP2081405A1)。進(jìn)一步的，fthreshold可以依賴于濾波器組結(jié)構(gòu)，如在不同濾波器組結(jié)構(gòu)中f thMsh。ld也 會(huì)變動(dòng)。分析濾波器組可以由分析濾波器和帶有取樣因數(shù)D的取樣器(其中通過(guò)因數(shù)D降低信道中的抽樣頻)。濾波器組可能有M = 512個(gè)信道和取樣因數(shù)D = 64。采樣頻率&可 以是任何合適的數(shù)，如6kHz到48kHz之間。分析濾波器組將輸入信號(hào)變換為一組M子帶信 號(hào)，以較低的采樣率采樣M。相應(yīng)的M信道合成濾波器組由合成濾波器和插值率等于D的內(nèi) 插器組成。合成濾波器組的目標(biāo)在于將M子帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為滿帶信號(hào)，以原始的較高采樣率 對(duì)其進(jìn)行采樣。濾波器組可以通過(guò)快速傅里葉變換(FFT)實(shí)現(xiàn).。采樣這種濾波器組結(jié)構(gòu)能夠在窄的頻帶內(nèi)隨機(jī)化相位，并且對(duì)助聽(tīng)器用戶的可聽(tīng) 見(jiàn)的影響很小?？蛇x擇地，濾波器組可以有任意數(shù)目的信道和任意取樣因數(shù)。此外，可選地，頻率分辨率可以是非統(tǒng)一的。需要明白的是，圖1中雖然只顯示了 4個(gè)頻帶，但信號(hào)可以被劃分為任意數(shù)目的頻
市ο此外，雖然圖1中只顯示了兩個(gè)頻帶作為與隨機(jī)相位相乘的上部頻帶，但信號(hào)中 可以有任何數(shù)目的上部頻帶。與上部頻帶的相乘的隨機(jī)相位對(duì)于每個(gè)上部頻帶可以不同。可選地，部分或所有 上部頻帶可以選擇相同的隨機(jī)相位。如果用戶兩個(gè)耳朵都佩戴了助聽(tīng)器，那么左耳和右耳上的助聽(tīng)器應(yīng)該能相互通 信，例如無(wú)線通信。在這種情況下，針對(duì)每一個(gè)上部頻帶的同一隨機(jī)相位可以左右耳中在左 右耳中改變相同的數(shù)值，因?yàn)橥ㄟ^(guò)在雙耳施加相同的相位，與未改變的信號(hào)相比，感覺(jué)到的 信號(hào)之間的區(qū)別小，并且這可以為用戶提供未改變的聲音定位?？蛇x地，對(duì)每個(gè)上部頻帶可 以將兩個(gè)不同的隨機(jī)相位應(yīng)用到雙耳中。當(dāng)不同的相位分別應(yīng)用到左右耳中時(shí)，在感覺(jué)到 的信號(hào)中就會(huì)有較大的不同。圖2示出了對(duì)音頻信號(hào)的頻帶的相位進(jìn)行隨機(jī)化并施加基值控制的方法的示意 圖。相位隨機(jī)化的頻帶高于閾值頻率。通過(guò)助聽(tīng)器的輸入變換器或者直接電輸入接收音頻信號(hào)x(t)。分析濾波器組202 將音頻信號(hào)201變換到頻域。在分析濾波器組202中將音頻信號(hào)劃分成較小的序列，如劃 分成濾波器組的多個(gè)頻率子帶或者信道203、204、205。頻率分辨率可以是統(tǒng)一的或非統(tǒng)一 的。頻帶可以分別乘以隨機(jī)相位206、207、208。此外，通過(guò)計(jì)算如心理聲學(xué)影響、環(huán)路增益和/或絕對(duì)聽(tīng)力閾值等輸入?yún)?shù)來(lái)調(diào) 整隨機(jī)化相位的基值。相位隨機(jī)化的頻帶209、210、211，通過(guò)合成濾波器組212合成為輸出信號(hào)213，并 在后面被變換到時(shí)域。閾值頻率將頻帶劃分為上部和下部頻帶。因而上部和下部頻帶的確定都與該閾值 相關(guān)。閾值頻率可以是較低的值，這樣多數(shù)頻帶被定義為上部頻帶。可選地，閾值頻率可以 是較高的值，這樣少數(shù)頻帶被定義為上部頻帶。此外，閾值頻率可以包括中間階段形式的平滑轉(zhuǎn)變，在該中間階段進(jìn)行原始相位 和隨機(jī)相位的加權(quán)。因此，避免了在隨機(jī)化和非隨機(jī)化相位之間尖銳的或者突然的轉(zhuǎn)變?？?以通過(guò)因數(shù)α、β的值來(lái)提供平滑轉(zhuǎn)變，其中α和β通過(guò)輸入?yún)?shù)確定，具體參見(jiàn)下文。 α值和β值的極限可以通過(guò)，如分別與未隨機(jī)化相應(yīng)的α = 1、β =0和與完全隨機(jī)化
10相應(yīng)的α =0、β = 1來(lái)確定。通過(guò)選擇在0和1之間α和β的值獲得該平滑轉(zhuǎn)變，這 樣合成的相位是原始相位和隨機(jī)化相位的加權(quán)。可以通過(guò)測(cè)量用戶聽(tīng)音的能力確定閾值頻率。聽(tīng)力缺陷可能是由于喪失察覺(jué)特定 頻率聲音的能力和/或喪失察覺(jué)低等級(jí)聲音的能力?？蛇x地和/或附加地，可以通過(guò)心理 聲學(xué)模型、用戶的年齡、聲學(xué)信號(hào)的類型確定閾值頻率?；悼刂瓢ɑ旌闲盘?hào)，如混合隨機(jī)相位?？梢圆捎脧妮斎?yún)?shù)中獲得的因數(shù)來(lái) 混合頻帶和相位隨機(jī)化的頻帶，如增加和/或乘以從輸入?yún)?shù)中獲得的因數(shù)。可以通過(guò)從 各頻帶的輸入?yún)?shù)中獲得的因數(shù)關(guān)閉或打開(kāi)頻帶。在頻帶和隨機(jī)相位相乘之前，將從輸入 參數(shù)中確定的因數(shù)β與頻帶相乘來(lái)執(zhí)行隨機(jī)化相位基值的調(diào)整。圖2中的214、215、216 顯示了因數(shù)β的乘法。此外，可以將與從輸入?yún)?shù)中確定的因數(shù)α相乘的頻帶增加到已與隨機(jī)相位相 乘的頻帶中去，以此來(lái)進(jìn)行調(diào)整。α因數(shù)的增加已經(jīng)在圖2的217、218、219中示出。因數(shù)α和β可以是頻率比，其通過(guò)基值控制單元220計(jì)算出來(lái)，該單元接收和/ 或包含關(guān)于輸入?yún)?shù)的信息221。通過(guò)調(diào)整隨機(jī)化相位的基值，降低反饋的效果得到了進(jìn)一 步的改善。圖3示出了對(duì)音頻信號(hào)的上部頻帶的相位進(jìn)行隨機(jī)化以降低助聽(tīng)器中反饋的方 法的流程圖。在步驟301中，通過(guò)助聽(tīng)器的輸入變換器或直接電輸入接收音頻輸入信號(hào)。在步驟302中，音頻信號(hào)被濾波器組劃分成多個(gè)頻帶。在步驟303中，確定閾值頻率，高于該閾值頻率存在多個(gè)上部頻帶。在步驟304中，多個(gè)上部頻帶中的每一個(gè)分別與隨機(jī)相位相乘，從而獲得多個(gè)相 位隨機(jī)化的上部頻帶。在步驟305中，通過(guò)合成濾波器組將多個(gè)相位隨機(jī)化的上部頻帶和下部頻帶合成 為輸出信號(hào)。在步驟306中，通過(guò)合成濾波器組將該輸出信號(hào)變換到時(shí)域；以及輸出信號(hào)被傳 送到助聽(tīng)器的輸出變換器。雖然詳細(xì)地描述和展示了一些實(shí)施例，但本發(fā)明并不局限于此，其也可以在權(quán)利 要求所限定的主題范圍內(nèi)以其他方式實(shí)現(xiàn)。特別地，應(yīng)當(dāng)理解在不脫離本發(fā)明保護(hù)范圍的 情況下，可以采用其他實(shí)施例，并且可以獲得結(jié)構(gòu)和功能的變體。在列舉幾種工具的裝置權(quán)利要求中，其中一些工具可以通過(guò)同樣的硬件產(chǎn)品實(shí) 現(xiàn)。在互不相同的從屬權(quán)利要求中引用的或在不同的實(shí)施例中描述的特定方法的并不意味 著這些方法的組合不會(huì)帶來(lái)益處。要強(qiáng)調(diào)的是，當(dāng)在本說(shuō)明書中使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“包含/包括”是指所述的特征、數(shù)值、 步驟或部件的存在，并不意味著排除了一個(gè)或多個(gè)其他特征、數(shù)值、步驟、部件或其構(gòu)成的 組的存在或增加。
權(quán)利要求
用于降低適于用戶佩戴的助聽(tīng)器中的反饋的方法，所述方法包括步驟 在助聽(tīng)器中的輸入變換器接收音頻輸入信號(hào)；其中所述方法進(jìn)一步包括步驟 將輸入信號(hào)變換到頻域； 將音頻信號(hào)劃分為多個(gè)頻帶； 確定高于其存在多個(gè)上部頻帶的閾值頻率； 將隨機(jī)相位與所述多個(gè)上部頻帶中的每一個(gè)相乘，從而獲得多個(gè)相位隨機(jī)化的上部頻帶； 將所述多個(gè)相位隨機(jī)化的上部頻帶和下部頻帶合成為輸出信號(hào)； 將所述輸出信號(hào)變換到時(shí)域；以及 將所述輸出信號(hào)傳送到助聽(tīng)器的輸出變換器。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法還包括通過(guò)濾波器組將音頻信號(hào)劃分為多 個(gè)上部頻帶。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中用于多個(gè)上部頻帶中的每一個(gè)的隨機(jī)相位不同。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中用于多個(gè)上部頻帶中的每一個(gè)的相位保持恒定。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中至少一個(gè)隨機(jī)相位是選自在區(qū)間W，2ji]中的角組 成的組。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中至少一個(gè)隨機(jī)相位由帶通濾波的白噪聲信號(hào)產(chǎn)生。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中根據(jù)用戶佩戴的第二助聽(tīng)器調(diào)整相位。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中根據(jù)外部輸入調(diào)整相位。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法還包括步驟-從至少一個(gè)輸入?yún)?shù)計(jì)算一個(gè)或多個(gè)因數(shù)，其中一個(gè)和多個(gè)因數(shù)與頻率相關(guān)；以及 -通過(guò)一個(gè)或多個(gè)因數(shù)中的至少一個(gè)，調(diào)整至少一個(gè)隨機(jī)化相位的基值。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中調(diào)整步驟包括在頻帶與隨機(jī)相位相乘之前，將頻帶 與一個(gè)或多個(gè)因數(shù)中的至少一個(gè)相乘。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中調(diào)整步驟包括將已和一個(gè)或多個(gè)因數(shù)中的至少一 個(gè)相乘的頻帶增加到相位隨機(jī)化的上部頻帶中。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中從以下組中選出至少一個(gè)輸入?yún)?shù)，所述組包括 -環(huán)路增益-心理聲學(xué)效果 -絕對(duì)聽(tīng)力閾值-外部輸入，如來(lái)自另一助聽(tīng)器或遠(yuǎn)程控制的無(wú)線輸入。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法還包括執(zhí)行測(cè)量的步驟，測(cè)量聲音是由助 聽(tīng)器中的反饋產(chǎn)生還是來(lái)自周圍環(huán)境的聲音信號(hào)，其中通過(guò)隨機(jī)化相位來(lái)斷開(kāi)環(huán)路實(shí)現(xiàn)測(cè)量。
14.適于用戶佩戴的助聽(tīng)器，包括-至少一個(gè)輸入變換器，用于接收音頻輸入信號(hào)； 其中所述助聽(tīng)器還包括 _用于將輸入信號(hào)變換到頻域的裝置；“濾波器組，用于將音頻信號(hào)劃分成多個(gè)頻帶； “用于確定閾值頻率的裝置，高于閾值頻率存在多個(gè)上部頻帶； _用于將多個(gè)上部頻帶中的每一個(gè)與隨機(jī)相位相乘的裝置，從而獲得多個(gè)相位隨機(jī)化 的上部頻帶；“用于將多個(gè)相位隨機(jī)化的上部頻帶和下部頻帶合成為輸出信號(hào)的裝置；-用于將所述輸出信號(hào)變換到時(shí)域的裝置；-用于將所述輸出信號(hào)傳輸?shù)街辽僖粋€(gè)輸出變換器的裝置。
15.一種計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)在數(shù)字處理系統(tǒng)上執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)，其包含的程序代碼 工具使數(shù)字處理系統(tǒng)執(zhí)行權(quán)利要求1的方法。
16.一種數(shù)字處理系統(tǒng)，其包含可以使數(shù)字處理系統(tǒng)執(zhí)行權(quán)利要求1的方法的程序代碼工具。
全文摘要
本申請(qǐng)公開(kāi)了一種降低適于用戶佩戴的助聽(tīng)器中的反饋的方法，該方法包括步驟在助聽(tīng)器中的輸入變換器接收音頻輸入信號(hào)；其中該方法進(jìn)一步包括步驟將輸入信號(hào)變換到頻域；將音頻信號(hào)劃分為多個(gè)頻帶；確定高于其存在多個(gè)上部頻帶位的閾值頻率；將隨機(jī)相位與多個(gè)上部頻帶中的每一個(gè)相乘，從而獲得多個(gè)相位隨機(jī)化的上部頻帶；將多個(gè)相位隨機(jī)化的上部頻帶和下部頻帶合成為輸出信號(hào)；將輸出信號(hào)變換到時(shí)域；以及將輸出信號(hào)傳送到助聽(tīng)器的輸出變換器。
文檔編號(hào)H04R25/00GK101917658SQ20091025846
公開(kāi)日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2009年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月24日
發(fā)明者烏爾里克·凱姆斯, 托馬斯·布·埃爾梅迪布, 托馬斯·考爾博格, 邁克爾·敘斯金德·彼澤森 申請(qǐng)人:奧迪康有限公司