助听器及其宽动态范围压缩的恢复时间动态调整方法技术

本公开提供一种助听器及其宽动态范围压缩的恢复时间动态调整方法，助听器包括：一麦克风，用以接收一输入音频信号；一扬声器；以及一音频处理电路，用以对该输入音频信号套用一带通滤波器以计算一高频能量比值，并计算相应于该输入音频信号的一过零率比值，并依据该高频能量比值及该过零率比值计算该输入音频信号中的一子音发生几率，其中，该音频处理电路对该输入音频信号套用一子音判断机制，并依据该子音判断机制的结果以调整该子音发生几率，其中，该音频处理电路依据调整后的该子音发生几率以计算相应于该输入音频信号的一恢复时间因子，并依据该恢复时间因子对该输入音频信号进行一宽动态范围压缩处理以产生一输出音频信号于该扬声器播放。

Hearing aid and its dynamic recovery method for wide dynamic range compression

The present disclosure provides a hearing aid and a recovery time dynamic adjustment method for wide dynamic range compression, which includes a microphone for receiving an input audio signal, a loudspeaker, and an audio processing circuit to apply a band pass filter to the input audio signal to calculate a high frequency energy ratio, The ratio of the zero crossing rate corresponding to the input audio signal is calculated and the probability of a sub sound occurrence in the input audio signal is calculated according to the ratio of high frequency energy and the ratio of the zero crossing rate, in which the audio processing circuit applies a sub sound judgment mechanism to the input audio signal, and the result is adjusted according to the result of the sub sound judgment mechanism. The frequency of the sound occurs, in which the audio processing circuit calculates a recovery time factor corresponding to the input audio signal based on the adjusted occurrence of the sound signal, and compresses the input audio signal in a wide dynamic range according to the recovery time factor to produce an output audio signal to the speaker. Play.

【技术实现步骤摘要】
助听器及其宽动态范围压缩的恢复时间动态调整方法
本公开涉及助听器，特别涉及一种助听器及其宽动态范围压缩(widedynamicrangecompression，WDRC)的恢复时间(recoverytime)动态调整方法。
技术介绍
宽动态范围压缩(WDRC)的技术广泛在助听器的范围被使用。经过长时间研究发现，启动时间大约5ms能符合使用者需求，但是恢复时间随着环境不同而所改变。图1是示出的进行宽动态范围压缩以转换输入音频信号的听力补偿曲线的示意图。曲线110(虚线部分)是指未经处理的输入音频信号的转换曲线，即输入音频信号等于输出音频信号。曲线120(实线部分)是指输入音频信号经过宽动态范围压缩的处理的转换曲线，且可依据输入音频信号的强弱而分为四个区域131～134。音频信号的强度通常可用dBSPL(soundpressurelevel，声压程度)来表示。区域131是指高线性(highlinear)区(例如大于90dBSPL)，意即听障人士的饱和声压与正常人一样，不需放大。区域132是指压缩(compression)区(例如介于55～90dBSPL)，用以调节使用者听域的动态范围。区域133是指低线性(lowlinear)区(例如介于40～55dbSPL)，用以帮助听障人士将微弱的语音声音放大。区域134是指扩充(expansion)区(例如小于40dBSPL)，在此区域中的音频信号的强度相当弱，输入音频信号可能为比语音声音信号还小的噪音，不需放大太多。此外，在助听器的输出端亦会有一个音量限制器，用以限制输出音频信号的最大音量，例如限制于110dBSPL以内。当输入音频信号突然增加到所规定的分贝值的瞬间至助听器的输出音频信号稳定在已提高的声压级所需的时间是称为「启动时间」。一般而言，固定的启动时间约5ms即可符合使用者的需求。然而，当输入音频信号从一较高的分贝数突然降低到一较低的分贝数的瞬间至助听器的输出音频信号已稳定地处于已降低的声压级所需的时间称为「恢复时间」。传统的助听器均将启动时间及恢复时间设为一固定数值。若恢复时间的固定数值较小(例如50ms)，若说话者所发出的声音信号的母音及子音之间的时间间隔较长时，则母音及子音之间的噪声亦会被放大，而导致听障人士在听到此种声音信号时会不舒服。若恢复时间的固定数值较大(例如150ms)，若说话者所发出的声音信号的母音及子音之间的时间间隔较短时，则预期被放大的子音会来不及放大，进而导致听障人士的语音辨识率下降。因此，需要一种助听器及其宽范围动态压缩的恢复时间控制方法以解决上述问题。
技术实现思路
本公开提供一种助听器，包括：一麦克风，用以接收一输入音频信号；一扬声器；以及一音频处理电路，用以对该输入音频信号套用一带通滤波器以计算一高频能量比值，并计算相应于该输入音频信号的一过零率比值，并依据该高频能量比值及该过零率比值计算该输入音频信号中的一子音发生几率，其中，该音频处理电路还对该输入音频信号套用一子音判断机制，并依据该子音判断机制的结果以调整该子音发生几率，其中，该音频处理电路还依据调整后的该子音发生几率以计算相应于该输入音频信号的一恢复时间因子，并依据该恢复时间因子对该输入音频信号进行一宽动态范围压缩处理以产生一输出音频信号于该扬声器播放。本公开还提供一种用于助听器的宽动态范围压缩方法，包括：接收一输入音频信号；对该输入音频信号套用一带通滤波器以计算一高频能量比值；计算相应于该输入音频信号的一过零率比值；依据该高频能量比值及该过零率比值计算该输入音频信号中的一子音发生几率；对该输入音频信号套用一子音判断机制，并依据该子音判断机制的结果以调整该子音发生几率；以及依据调整后的该子音发生几率以计算相应于该输入音频信号的一恢复时间因子，并依据该恢复时间因子对该输入音频信号进行一宽动态范围压缩处理以产生一输出音频信号。附图说明图1显示依据本公开一实施例中的助听器的框图。图2显示依据本公开一实施例中的宽动态范围压缩方法的流程图。附图标记说明：100～助听器；110～音频输入级；111～麦克风；120～音频处理电路；130～音频输出级；131～接收器；10～输入音频信号；11～输入电性信号；14～输出电性信号；15～输出音频信号；210－250～步骤。具体实施方式为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合说明书附图，作详细说明如下。图1显示依据本公开一实施例中的助听器的框图。在一实施例中，助听器100包括一音频输入级110、一音频处理电路120、以及一音频输出级130。音频输入级110包括一麦克风111，用以接收一输入音频信号10(例如一模拟音频信号)，并将该输入音频信号10转换为一输入电性信号11做为音频处理电路120的输入(例如经由一模拟数字转换器(ADC)，未示出)。音频处理电路120是将该输入电性信号11一进行宽动态范围压缩处理以产生一输出电性信号14。需了解的是上述宽动态范围压缩处理中包括了一预定宽动态范围压缩转换曲线，其是针对各使用者的听力特性的不同，预先进行各种听量及频率的听力测量，进而获得个别的宽动态范围压缩转换曲线。此外，在输入音频信号的声音强度产生变化时，音频处理电路120亦会对助听器100的恢复时间进行相应的调整，进而让听障人士有更佳的使用者体验。在一些实施例中，音频处理电路120可以是一微控制器(microcontroller)、一处理器、一数字信号处理器(DSP)、或是应用导向的集成电路(ASIC)，但本公开并不限于此。更进一步而言，音频处理电路120在进行宽动态范围压缩时，会参考该输入音频信号相关的恢复时间因子以调整输出音频信号的延迟(即恢复时间)，其细节将在图2的实施例中详述。音频输出级130例如包括一接收器(receiver)131或扬声器，用以将音频处理电路120所产生的输出电性信号14转换为输出音频信号15(例如经由一数字模拟转换器(DAC)，未示出的)。为了便于说明，在下面实施例中，均省略将音频信号与电性信号之间的转换，而仅使用输入音频信号及输出音频信号进行说明。图2显示依据本公开一实施例中的宽动态范围压缩的恢复时间动态调整方法的流程图。在步骤210，麦克风111接收一输入音频信号。在步骤220，音频处理电路120先对输入音频信号套用一带通滤波器(bandpassfilter)以计算输入音频信号的高频能量Ehigh及整体能量Etotal、以及一过零率比值，并计算该输入音频信号的一测量过零率ZR。更进一步而言，输入音频信号可能为一弦波，其振幅及相位会随着时间变化，音频处理电路120会计算在一预定时间内(例如)该输入音频信号从负值变为正值的次数，藉以计算该测量过零率ZR。音频处理电路120计算一高频能量比值Ep，其中高频能量比值Ep＝Ehigh/Etotal。此外，音频处理电路120还设定一标准过零率Zs。举例来说，标准过零率Zs是可依据经验及实际情况设定为一固定数值。接着，音频处理电路120是计算一过零率比值Zp，其中过零率比值Zp可表示为：在步骤230，音频处理电路120依据该过零率比值及高频能量比值以计算输入音频信号的一子音发生几率。更进一步而言，在该子音判断处理中，音频处理电路120计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种助听器，包括：一麦克风，用以接收一输入音频信号；一扬声器；以及一音频处理电路，用以对该输入音频信号套用一带通滤波器以计算一高频能量比值，并计算相应于该输入音频信号的一过零率比值，并依据该高频能量比值及该过零率比值计算该输入音频信号的一子音发生几率，其中，该音频处理电路还对该输入音频信号套用一子音判断机制，并依据该子音判断机制的结果以调整该子音发生几率，其中，该音频处理电路还依据调整后的该子音发生几率以计算相应于该输入音频信号的一恢复时间因子，并依据该恢复时间因子对该输入音频信号进行一宽动态范围压缩处理以产生一输出音频信号于该扬声器播放。

【技术特征摘要】
1.一种助听器，包括：一麦克风，用以接收一输入音频信号；一扬声器；以及一音频处理电路，用以对该输入音频信号套用一带通滤波器以计算一高频能量比值，并计算相应于该输入音频信号的一过零率比值，并依据该高频能量比值及该过零率比值计算该输入音频信号的一子音发生几率，其中，该音频处理电路还对该输入音频信号套用一子音判断机制，并依据该子音判断机制的结果以调整该子音发生几率，其中，该音频处理电路还依据调整后的该子音发生几率以计算相应于该输入音频信号的一恢复时间因子，并依据该恢复时间因子对该输入音频信号进行一宽动态范围压缩处理以产生一输出音频信号于该扬声器播放。2.如权利要求1所述的助听器，其中该音频处理电路利用该带通滤波器以计算该输入音频信号的一高频能量及一整体能量，并将该高频能量除以该整体能量以得到该高频能量比值。3.如权利要求1所述的助听器，其中该音频处理电路是计算该输入音频信号的一测量过零率，并设定一标准过零率，且当该测量过零率小于该标准过零率时，该音频处理电路将该过零率比值设定为该测量过零率除以该标准过零率，当该测量过零率大于或等于该标准过零率时，该音频处理电路将该过零率比值设定为1。4.如权利要求1所述的助听器，其中该音频处理电路还将该高频能量比值乘以该过零率比值以得到该子音发生几率，当该子音判断机制的结果为该输入音频信号为子音时，该音频处理电路将调整后的该子音发生几率设定为该子音发生几率，当该子音判断机制的结果为该输入音频信号为子音时，该音频处理电路将调整后的该子音发生几率设定为该子音发生几率。5.如权利要求1所述的助听器，其中该音频处理电路依据调整后的该子音发生几率计算该恢复时间因子，并依据该恢复时间因子对该输入音频信号进行该宽动态范围...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜博仁，张嘉仁，曾凯盟，
申请(专利权)人：宏碁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71