确定房间混响以用于信号增强制造技术

描述一种用于助听患者的听觉假体装置。麦克风感测助听患者周围的声环境并产生相应的麦克风输出信号。音频信号处理器处理麦克风输出信号并且向患者产生用于音频感知的相应的假体刺激信号。音频信号处理器包括去混响过程，其测量在声环境中产生的专用混响参考信号，以确定声环境的混响特性，并且基于所述混响特性减小听觉假体刺激信号中的混响效果。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请要求于2014年9月26日提交的美国临时专利申请62/055,701的优先权，所述申请通过引用整体并入本文。
本专利技术涉及混响环境中的信号增强，更具体地，涉及用于例如助听器或耳蜗植入物的助听设备的信号去混响。
技术介绍
房间的声学特性，特别是混响特性，可以降低人类听众所感知的音频信号的质量。对于使用例如助听器和耳蜗植入物的助听设备的听力受损的人，这个问题可能是特别有害的并且导致降低语言理解能力。即使是中等大小的房间，例如教室或会议室，也可能产生足够的混响以引起听力问题，特别是对于耳蜗植入(CI)系统的使用者。参见Kokkinakisetal.,AChannel-SelectionCriterionforSuppressingReverberationinCochlearImplants,J.Acoust.Soc.Am.,vol.129(5),2011，其通过引用并入本文。在较大的房间，如剧院和教堂，这个问题可以大大增加。去混响处理技术已经广泛用于各种信号处理应用，例如移动通信系统、电话和视频会议系统以及自动语音识别系统。并且最近，去混响已经应用于助听设备，例如助听器和耳蜗植入物。现有技术的去混响算法通常实施估计步骤以获得用于后续去混响和/或噪声抑制过程的相关信息。由于估计完全基于由系统的通用麦克风捕获的音频信号，所以这样的算法通常被称为“盲算法”，因为它们不包括附加的参考信号或关于声学条件的先验信息(例如混响、背景噪声)。盲算法产生估计误差，其可以实际上将感知信号质量降低到低于原始未处理音频信号的质量。这些算法还可能难以实施和参数化——它们的性能是在一方面的计算复杂性和能量消耗与另一方面的估计精度之间的折衷。混响通常被认为具有两个部分：早期反射和后期混响，并且通常只有后期混响被考虑并且被建模为以指数方式衰减的白高斯噪声处理。盲估计方法是指建模函数的衰减常数或衰减率，其中任一参数与公知的房间参数——混响时间(RT60)成反比。Ratnametal.,BlindEstimationofReverberationTime,”J.Acoust.Soc.Am.,vol.114(5),2003(通过引用并入本文)提出了使用后续阶统计滤波器作为不需要显式检测静音或无语音信号部分的连续估计过程的后处理阶段的最大似然混响过程。基于谱减法，估计器可以被集成到自动去混响过程中。还参见andVary,EstimationoftheReverberationTimeinNoisyEnvironments,”Proc.IWAENC,2008以及andVary,ABlindSpeechEnhancementAlgorithmfortheSuppressionofLateReverberationandNoise,”Proc.ICASSP,2009，其各自通过引用并入本文。Wenetal.,BlindEstimationofReverberationTimeBasedontheDistributionofSignalDecayRates,Proc.ICASSP,2008(通过引用并入本文)并入了用于识别具有几乎自由衰减的指数包络的区域的信号偏移检测算法，其中通过能量域中的线性回归模型来计算衰减率。然后从在直方图中连续捕获的衰减率估计的分布导出混响时间。类似的方法在Lopezetal.,LowVarianceBlindEstimationoftheReverberationTime,Proc.IWAENC,2012(通过引用并入本文)中提出。LebartandBoucherANewMethodBasedonSpectralSubtractionforSpeechDereverberation,ActaAcoustica,vol.87,2001(通过引用并入本文)通过对无语音区域中的信号能量衰减曲线的线性回归来直接估计衰减率。WuandWang,APitch-BasedMethodfortheEstimationofShortReverberationTime,ActaAcoustica,vol.92,2006(通过引用并入本文)的基于音高的方法评估了提供混响时间的测量的信号谐波结构的损坏程度。所有前述估计器装置使用后期混响信号模型，并且通常通过如图1所示的短时频域中的谱减法来执行去混响。原始音频输入信号x(n)由分析滤波器组进行处理以产生频率表示X(k)。谱减法滤波器G(k)被应用于频率表示X(k)，由此从也由音频输入信号x(n)产生的衰减率和/或混响时间估计导出滤波器权重G(k)。然后，通过合成滤波器组对去混响频率表示Z(k)进行重组，以产生去混响音频信号z(n)。还对如图2所示的反向滤波技术进行了重要的研究，其中最初的工作由Miyoshietal.,InverseFilteringofRoomImpulseResponse,Proc.IEEEASSP36,1988和Beesetal.,ReverberantSpeechEnhancementUsingCepstralProcessing,Proc.ICASSP,1991中展示，所述两者通过引用并入本文。另一方面，对于一些现有应用，先验的房间信息是可用的，因此底层信号处理不需要采用参数估计器来应对混响的不利影响。尽管盲算法受到估计误差的影响，但是基于先验信息的去混响装置的性能主要取决于预定义的房间配置与实际真实装置的匹配程度。最常见的现有技术先验方法的概述在Habets,Single-andMulti-MicrophoneSpeechDereverberationusingSpectralEnhancement,Ph.D.dissertation,EindhovenUniv.ofTechnol.,Eindhoven,TheNetherlands,2007和Mosayybpouretal.,Single-MicrophoneEarlyandLateReverberationSuppressioninNoisySpeech,IEEETrans.onAudio,Speech,andLang.Proc.,vol.21,no.2,2013中给出，所述两者通过引用并入本文。美国专利公开2009/0208043描述了由信标和助听设备组成的两部分系统，前者用于创建或捕获房间的声学代码并将它们存储在代码本中。代码和代码本保持在非常简单的基本水平，而不提供用于复杂和可扩展数据库的任何方式。此外，代码本本地存储在使用者的设备上，因此不可用于任何其他设备。
技术实现思路
本专利技术的实施例涉及用于助听患者的听觉假体装置。麦克风感测助听患者周围的声环境并产生相应的麦克风输出信号。音频信号处理器处理麦克风输出信号并且向患者产生用于音频感知的相应的假体刺激信号。音频信号处理器包括去混响过程，其测量在声环境中产生的专用混响参考信号，以确定声环境的混响特性，并且基于所述混响特性减小听觉假体刺激信号中的混响效果。在具体实施例中，可以有与音频信号处理器分开的遥控器，并且被配置成用于产生专用混响参考信号；例如，手持式假体远程控制设备。当助听患者移动到声环境内的新位置时，去混响过程可以还重新确定声环境的混响本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于助听患者的听觉假体装置，所述装置包括：麦克风，其感测所述助听患者周围的声环境并产生相应的麦克风输出信号；和音频信号处理器，其处理所述麦克风输出信号并且向所述助听患者产生用于音频感知的相应的听觉假体刺激信号，其中，所述音频信号处理器包括去混响过程，所述去混响过程：a.测量在所述声环境中产生的专用混响参考信号，以确定所述声环境的混响特性，以及b.基于所述混响特性减小听觉假体刺激信号中的混响效果。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.26 US 62/055,7011.一种用于助听患者的听觉假体装置，所述装置包括：麦克风，其感测所述助听患者周围的声环境并产生相应的麦克风输出信号；和音频信号处理器，其处理所述麦克风输出信号并且向所述助听患者产生用于音频感知的相应的听觉假体刺激信号，其中，所述音频信号处理器包括去混响过程，所述去混响过程：a.测量在所述声环境中产生的专用混响参考信号，以确定所述声环境的混响特性，以及b.基于所述混响特性减小听觉假体刺激信号中的混响效果。2.根据权利要求1所述的装置，还包括：遥控器，该遥控器与所述音频信号处理器分开并且配置成产生所述专用混响参考信号。3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述遥控器是手持式假体遥控设备。4.根据权利要求1所述的装置，其中，当所述助听患者移动到所述声环境内的新位置时，所述去混响过程还重新确定声环境的混响特性。5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述听觉假体刺激信号是耳蜗植入物刺激信号。6.一种在听觉假体装置中的音频信号处理的方法，所述装置包括：麦克风，其感测助听患者周围的声环境并产生相应的麦克风输出信号；和音频信号处理器，其处理所述麦克风输出信号并且向所述助听患者产生用于音频感知的相应的听觉假体刺激信号，其中，所述方法包括：使用所述音频信号处理器执行去混响过程，包括：a.测量在所述声环境中产生的专用混响参考信号，以确定所述声环境的混响特性，以及b.基于所述混响特性减小听觉假体刺激信号中的混响效果。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述专用混响参考信号由与所述音频信号处理器分开的遥控器产生。8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述遥控器是手持式假体遥控设备。9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述去混响过程还包括：当所述助听患者移动到声环境内的新位置时，重新确定所述声环境的混响特性。10.根据权利要求6所述的方法，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：科妮莉亚·法尔希，厄恩斯特·阿什巴彻，弗洛里安·弗吕霍夫，托马斯·施瓦曾贝克，
申请(专利权)人：MEDEL电气医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT