包括用于拾取用户自我话音的分立传声器单元的听力系统技术方案

本申请公开了包括用于拾取用户自我话音的分立传声器单元的听力系统，其中所述听力系统包括听力装置和分立传声器单元，所述传声器单元包括：多个输入单元，每一输入单元配置成拾取或接收表示来自所述传声器单元的环境的声音的信号并配置成按时频表示提供对应电输入信号；及多输入单元降噪系统，用于提供目标信号的估计量；所述多输入单元降噪系统包括多输入波束形成器滤波单元，其连接到多个输入单元并配置成确定滤波器权重以提供波束成形信号；及用于将用户话音的估计量传给另一装置的天线和收发器电路；其中所述多输入波束形成器滤波单元为自适应单元。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及用于与电话一起使用的听力系统。本专利技术具体涉及包括听力装置和分立传声器单元的听力系统，听力装置适于位于用户耳朵之处或之中或者适于完全或部分植入在用户头部中，分立传声器单元适于位于用户处并拾取用户的话音。本专利技术的实施例如可用在下述应用中：助听器、免提电话系统、移动电话、远程会议系统等。
技术实现思路
代替使用听力装置的传声器系统，分立传声器单元可用于使能助听器系统和移动电话之间的通信。这样的另外的传声器可用在有噪声或其它声学上富有挑战的情形中，例如在汽车车厢情形中。传声器单元可包括一个或两个或更多个传声器、处理能力和无线传输能力。这样的分立传声器单元例如可以提供固定的定向和固定的到用户嘴巴的距离的方式佩戴在颈部周围。在根据本专利技术的分立传声器单元的基本使用场景中，听力装置用户将该传声器单元附着到(如夹在)其自己的胸部上，该单元的传声器拾取用户的话音信号，及该话音信号经移动电话无线传给远端听者。该传声器单元的传声器放置成靠近目标源(用户嘴巴)，使得移动电话和远端听者可获得相对无噪声的目标信号。这种情形如图1A-1B中所示。相较于该传声器单元相对于用户嘴巴的定向和距离固定的情形(例如当该传声器单元佩戴在颈部周围时)，与另一装置如移动电话无线通信的“用夹子夹住的”传声器单元具有增加放置灵活性的优点，但也具有放弃固定定向和距离的缺点。后一问题由根据本专利技术的传声器单元解决。本专利技术的传声器单元包括两个以上传声器。即使该传声器单元的传声器靠近用户嘴巴定位，由传声器拾取的信号的目标信噪比仍可能低于所需要的信噪比。为此，在该传声器单元>中可采用波束形成器-降噪系统以从噪声背景取回目标话音信号从而增大信噪比(SNR)，在目标话音信号无线传给另一装置如移动电话(例如放在用户口袋中)及转给远端听者之前。如果目标源相对于传声器的位置已知，任何空间降噪系统均可很好地起作用。在听力系统中，目标信号通常假定相对于听力系统的用户处于前向(例如参见图5中的LOOKDIR)，即(大体上)在耳后式听力装置的传声器轴的方向(例如参见图5中的左和右听力装置的REF-DIRL,REF-DIRR)。然而，在当前情形下，传声器单元的传声器轴并不必然固定：首先，传声器单元可随便连接，使得其不直接“指向”用户嘴巴；其次，传声器单元可连接到用户的可变表面(如衣服，如胸部上)，使得传声器单元相对于用户嘴巴的位置/方向可随时间变化(例如参见图6A、6B)。其结果是波束形成器-降噪系统不太好地工作，在最坏情形下，SNR降低而不是增大。在本专利技术的一方面，提出在传声器单元中使用自适应波束形成器-降噪系统以降低周围噪声电平并取回用户的语音信号，在噪声降低的话音信号经听力装置用户的移动电话无线传给远端听者之前。这种任务的技术解决方案通常很难，但在该特定情形下，其由于下述事实而被使得稍微容易：在电话对话中，在传声器单元中容易检测到听力装置用户何时在讲话及何时处于安静状态；后一点使提出的降噪系统能估计干扰背景噪声的(通常时变的)噪声功率谱密度及其后更有效率地降低该密度。本申请的目标在于提供改进的听力系统。本申请的目标由所附权利要求限定的及下面描述的专利技术实现。听力系统在本申请的一方面，本申请的目标由包括听力装置如助听器和分立传声器单元的听力系统实现，听力装置适于位于用户耳朵之处或之中或者适于完全或部分植入在用户头部中，分立传声器单元适于位于用户处并拾取用户的话音，其中传声器单元包括：-多个(M个)输入单元IUi,i＝1,2,…,M，每一输入单元配置成从传声器单元的环境拾取或接收表示声音的信号xi(n)并配置成按时频表示提供在多个频带和多个时刻的对应电输入信号Xi(k,m)，k为频带指数，m为时间指数，n表示时间，及M大于或等于2；及-多输入单元降噪系统，用于提供包括用户话音的目标信号s的估计量该多输入单元降噪系统包括多输入波束形成器滤波单元，其连接到多个输入单元IUi,i＝1,…,M并配置成确定滤波器权重w(k,m)以提供波束成形信号，其中来自不同于目标信号源方向的其它方向的信号分量被衰减，而来自目标信号源方向的信号分量保持不被衰减或相对于来自其它方向的信号分量较少地衰减；及-用于将用户话音的估计量传给另一装置的天线和收发器电路；其中所述多输入波束形成器滤波单元为自适应单元。该听力系统的优点在于其有助于听力装置的佩戴者和另一人之间经电话的通信。在实施例中，多个输入单元中的至少部分包括输入变换器如传声器，用于将声音转换为电输入信号。在实施例中，多个输入单元中的至少部分包括接收器(如有线或无线接收器)，用于从传声器单元的环境直接接收表示声音的电输入信号。在实施例中，“另一装置”包括通信装置。在实施例中，先前提及的及传声器单元适于将用户话音的估计量传给其的“另一装置”包括通信装置。在实施例中，通信装置包括移动电话如智能电话。在实施例中，用户话音的估计量用于经连接到交换电话网络如局部网络或公用电话交换网PSTN或因特网或其组合的移动电话传给远端接收者。在实施例中，听力装置和传声器单元中的每一个包括相应的用于在其间建立无线音频链路的天线和收发器电路。在实施例中，听力系统配置成将音频信号经无线音频链路从传声器单元传给听力装置。在传声器单元从另一装置如通信装置例如电话(如移动电话)接收音频信号的情形下，前述音频信号例如表示来自远端讲话者(经远端电话-经网络连接到用户的近端电话)的音频。在该情形(或运行模式)下，传声器单元适于将音频信号从另一装置转发(如转播)给用户的听力装置。在实施例中，传声器单元包括话音活动检测器，用于估计当前环境声音中是否存在用户话音或者存在用户话音的概率，或者配置成从另一装置(如听力装置或另一装置如电话)接收前述估计量。在实施例中，话音活动检测器提供信号的每时间帧(例如对时间指数m的每一值)的话音活动估计量。在实施例中，话音活动检测器针对信号的每一时频单位提供话音活动估计量(例如针对时间指数m和频率指数k的每一值，即针对每一TF单位(也称为TF窗口))。在实施例中，传声器单元包括用于估计当前电输入信号中和/或目标信号s的估计量中是否存在用户话音(或以某一概率存在)的话音活动检测器。在实施例中，传声器单元包括用于估计从另一装置接收的音频信号是否包括话音信号(或以某一概率存在)的话音活动检测器。在实施例中，假定在从另一装置接收的音频信号中检测到话音时用户没有讲话。在实施例中，听力装置包括听力装置话音活动检测器。在实施例中，另一装置如听力装置包括话音活动检测器，其配置成提供当前环境声音中的话音活动的估计量。在实施例中，听力装置配置成将话音活动的估计量从另一装置例如从听力装置传给传声器单元。在实施例中，听力系统如传声器单元例如多输入单元降噪系统配置成在用户话音不存在或者以低于预定水平的概率存在时估计干扰背景噪声的噪声功率谱密度，或者从另一装置(如听力装置或其它装置如电话)接收前述估计量。优选地，噪声功率谱密度的估计量用于更有效率地减少有噪声信号中的噪声分量以提供目标信号的改善的估计量。在实施例中，多输入单元降噪系统配置成，当用户话音不存在时(即当用户沉默时)或用户话音以低于预定水平如低于30％或低于20％的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种听力系统，包括听力装置和分立传声器单元，听力装置适于位于用户耳朵之处或之中或者适于完全或部分植入在用户头部中，分立传声器单元适于位于用户处并拾取用户的话音，其中所述传声器单元包括：‑多个输入单元IUi,i＝1,2,…,M，每一输入单元配置成拾取或接收表示来自所述传声器单元的环境的声音的信号xi(n)并配置成按时频表示提供在多个频带和多个时刻的对应电输入信号Xi(k,m)，k为频带指数，m为时间指数，n表示时间，及M大于或等于2；及‑多输入单元降噪系统，用于提供包括用户话音的目标信号s的估计量所述多输入单元降噪系统包括多输入波束形成器滤波单元，其连接到多个输入单元IUi,i＝1,…,M并配置成确定滤波器权重w(k,m)以提供波束成形信号，其中来自不同于目标信号源方向的其它方向的信号分量被衰减，而来自目标信号源方向的信号分量保持不被衰减或相对于来自其它方向的信号分量较少地衰减；及‑用于将用户话音的估计量传给另一装置的天线和收发器电路；其中所述多输入波束形成器滤波单元为自适应单元。

【技术特征摘要】
2015.02.13 EP 15154947.41.一种听力系统，包括听力装置和分立传声器单元，听力装置适于位于用户耳朵之处或之中或者适于完全或部分植入在用户头部中，分立传声器单元适于位于用户处并拾取用户的话音，其中所述传声器单元包括：-多个输入单元IUi,i＝1,2,…,M，每一输入单元配置成拾取或接收表示来自所述传声器单元的环境的声音的信号xi(n)并配置成按时频表示提供在多个频带和多个时刻的对应电输入信号Xi(k,m)，k为频带指数，m为时间指数，n表示时间，及M大于或等于2；及-多输入单元降噪系统，用于提供包括用户话音的目标信号s的估计量所述多输入单元降噪系统包括多输入波束形成器滤波单元，其连接到多个输入单元IUi,i＝1,…,M并配置成确定滤波器权重w(k,m)以提供波束成形信号，其中来自不同于目标信号源方向的其它方向的信号分量被衰减，而来自目标信号源方向的信号分量保持不被衰减或相对于来自其它方向的信号分量较少地衰减；及-用于将用户话音的估计量传给另一装置的天线和收发器电路；其中所述多输入波束形成器滤波单元为自适应单元。2.根据权利要求1所述的听力系统，其中另一装置包括通信装置。3.根据权利要求1所述的听力系统，其中所述听力装置和所述传声器单元中的每一个包括相应的用于在其间建立无线音频链路的天线和收发器电路。4.根据权利要求1所述的听力系统，其中所述传声器单元包括话音活动检测器，用于估计当前环境声音中是否存在用户话音或者存在用户话音的概率，或者配置成从另一装置接收所述估计量。5.根据权利要求4所述的听力系统，配置成在用户话音不存在或者以低于预定水平的概率存在时估计干扰背景噪声的噪声功率谱密度，或者从另一装置接收所述估计量。6.根据权利要求1所述的听力系统，包括存储器，其包含确定从所述传声器单元到目标声源的空间方向的预定参考视向量。7.根据权利要求1所述的听力系统，其中多输入单元降噪系统配置成在用户话音存在时或者以大于预定值的概率存在时更新视向量。8.根据权利要求7所述的听力系统，配置成通过将对应于更新视向量的更新波束形成器权重与对应于参考视向量的默认权重比较而限制视向量的更新，...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·延森，M·S·佩德森，
申请(专利权)人：奥迪康有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK