双耳波束形成器滤波单元、听力系统及听力装置制造方法及图纸

本申请公开了双耳波束形成器滤波单元、听力系统及听力装置，其中所述听力装置包括：第一输入变换器；收发器单元，配置成经通信链路接收第一量化的电输入信号，所述第一量化的电输入信号包括因特定量化方案引起的量化噪声；波束形成器滤波单元，适于接收所述第一电输入信号和所述第一量化的电输入信号及确定波束形成器滤波权重，当所述波束形成器滤波权重应用于所述第一电输入信号和所述第一量化的电输入信号时提供波束成形信号；及控制单元，适于控制所述波束形成器滤波单元；其中，所述控制单元配置成通过根据所述量化噪声确定所述波束形成器滤波权重而考虑所述量化噪声对波束形成器滤波单元进行控制。

【技术实现步骤摘要】
双耳波束形成器滤波单元、听力系统及听力装置
本专利技术涉及用于对表示环境中的声音的电输入信号进行空间滤波的波束形成。
技术介绍
听力装置如助听器例如涉及表示其环境中的声音的电输入信号的数字信号处理的助听器例如设计来帮助听力受损人员补偿他们的听力损失。它们的目标在于在存在环境噪声的情形下提高一个或多个传声器捕获的语音的可懂度。为此，它们采用波束形成技术，即组合传声器信号以增强感兴趣的信号(如语音)的信号处理技术。双耳听力系统由位于用户的左和右耳处的两个听力装置(如助听器)组成。至少在一些运行模式下，左和右听力装置可通过有线或无线耳间传输通道协作。双耳听力系统使能使用将传声器信号(或其部分)从一听力装置传到另一听力装置(如左到右和/或右到左)的耳间传输通道构建双耳波束形成器。从另一听力装置接收一个或多个传声器信号的给定听力装置则在其本地波束形成处理中使用所接收的传声器信号，从而增加给波束形成器的传声器输入的数量(例如从一个增加到两个，或者从两个增加到三个，或者从两个增加到四个(如果两个传声器信号被接收(如交换)))。这样做的优点在于潜在更有效率的降噪。双耳波束形成器是目前技术发展水平的东西并已在文献中描述，但(就专利技术人的了解)尚未在商用产品中使用。通过无线通信链路协作的双耳助听器中的多传声器降噪算法具有在未来助听器系统中变得非常重要的潜力。然而，这些装置的有限的传输容量需要从一助听器传到对侧助听器的信号的数据压缩。有限的传输容量例如可导致通信链路的有限的带宽(比特率)。这些限制例如可因前述装置的便携性、有限的空间因而有限的功率容量如电池容量引起。在现有技术中，用于助听器的双耳波束形成器通常人工构建。假定来自一助听器的传声器信号可即刻且没有误差地传给另一助听器。然而，在实践中，传声器信号在传输之前必须量化。量化引入噪声，其不可避免。现有技术双耳波束成形系统忽略量化噪声的存在。如果在实践中使用，这样的系统表现较差。
技术实现思路
在设计双耳波束形成器时考虑量化噪声的存在应是有利的。听力装置在本申请的一方面，提供适于位于用户的第一耳朵处或第一耳朵中或者完全或部分植入在用户的第一耳朵处的头部中的听力装置。该听力装置包括：-第一输入变换器，用于将来自用户周围第一位置处的声场的第一输入声音信号转换为第一电输入信号，所述第一位置为第一输入变换器的位置，所述声场包括来自目标声源的目标声音与可能的声学噪声的混合；-收发器单元，配置成经通信链路接收第一量化的电输入信号；所述第一量化的电输入信号表示用户周围第二位置处的声场，所述第一量化的电输入信号包括因特定量化方案引起的量化噪声；-波束形成器滤波单元，适于接收所述第一电输入信号和所述量化的电输入信号及确定波束形成器滤波权重，当所述波束形成器滤波权重应用于所述第一电输入信号和所述量化的电输入信号时提供波束成形信号；及-控制单元，适于控制所述波束形成器滤波单元。所述控制单元配置成考虑所述量化噪声对波束形成器滤波单元进行控制，例如通过根据所述量化噪声确定所述波束形成器滤波权重。从而，提供改进的听力装置。经通信链路接收的第一量化的电输入信号可以是时域中的数字化信号或者多个数字化的子频带信号，每一子频带信号按时频表示表示量化的信号。第一量化的电信号的子频带信号可以是包括幅度部分和相位部分的复合信号，其可个别地进行量化(例如根据同样或不同的量化方案)。也可使用更高阶的量化方案如向量量化(VQ)(例如以提供更有效率的量化)。在实施例中，控制单元配置成基于所述特定量化方案的了解而考虑所述量化噪声控制所述波束形成器滤波单元。在实施例中，控制单元配置成接收标示所述特定量化方案的信息信号。在实施例中，控制单元适应特定量化方案。在实施例中，控制单元包括存储器单元，其包括多个不同的可能的量化方案(及例如针对所涉及助听器的配置的对应的噪声协方差矩阵)。在实施例中，控制单元配置成在所述多个(已知的)量化方案之中选择特定量化方案。在实施例中，控制单元配置成根据输入信号(如其带宽)、电池状态(如剩余容量)、可用链路带宽等选择量化方案。在实施例中，控制单元配置成基于价值函数的最小化在所述多个量化方案之中选择特定量化方案。在实施例中，量化因A/D转换和/或压缩引起。在本说明书中，量化通常对(已经)数字化的信号进行。在实施例中，波束形成器滤波权重根据视向量和噪声协方差矩阵确定。在实施例中，噪声协方差矩阵包括声学分量和量化分量其中为来自声学噪声的贡献，及为来自量化误差的贡献。量化分量为所应用的量化方案(如均匀量化方案，例如上升-中点型或者水平-中点型量化方案，具有特定映射函数)的函数，其应进行协商如在装置之间交换(或固定)。在实施例中，噪声协方差矩阵的声学部分预先知道(至少除换算系数λ以外)。换算系数λ例如可在使用期间由助听器确定(例如通过电平检测器，例如与话音活动检测器通信，以能够估计语音不存在期间的噪声电平)。换言之，对于给定量化方案(及声学噪声的给定分布)，合成协方差矩阵(或其贡献元素)可预先知道，及有关参数保存在听力装置中(例如信号处理器可访问的存储器中)。在实施例中，针对声学噪声的多个不同分布及多个不同量化方案的噪声协方差矩阵元素保存在听力装置中或者在使用期间可由听力装置访问。在实施例中，波束形成器滤波单元为最小方差无失真响应(MVDR)波束形成器。听力装置可包括存储器单元，其包括多个不同的可能量化方案。控制单元可配置成在所述多个不同的量化方案之中选择特定量化方案。存储器也可包括关于不同的声学噪声分布的信息，例如针对前述噪声分布如针对各向同性分布的噪声协方差矩阵元素。控制单元可配置成根据输入信号、电池状态和可用链路带宽中的一个或多个选择量化方案。控制单元可配置成从另一装置如另一听力装置例如双耳助听器系统的对侧听力装置接收关于特定量化方案的信息。关于特定量化方案的信息可包括其分布和/或方差。多个不同的可能量化方案可包括水平-中点型和/或上升-中点型量化方案。收发器单元可包括天线和收发器电路，配置成建立与另一装置如另一听力装置的无线通信链路，以使能经该无线通信链路与另一装置交换量化的电输入信号及特定量化方案的信息。在实施例中，听力装置适于提供随频率而变的增益和/或随电平而变的压缩和/或一个或多个频率范围到一个或多个其它频率范围的移频(具有或没有频率压缩)以补偿用户的听力受损。在实施例中，听力装置包括用于增强输入信号并提供处理后的输出信号的信号处理单元。在实施例中，听力装置包括输出单元，用于基于处理后的电信号提供由用户感知为声学信号的刺激。在实施例中，输出单元包括耳蜗植入物的多个电极或者骨导听力装置的振动器。在实施例中，输出单元包括输出变换器。在实施例中，输出变换器包括用于将刺激作为声信号提供给用户的接收器(扬声器)。在实施例中，输出变换器包括用于将刺激作为颅骨的机械振动提供给用户的振动器(例如在附着到骨头的或骨锚式听力装置中)。在实施例中，听力装置包括用于提供表示声音的电输入信号的输入单元。在实施例中，输入单元包括用于将输入声音转换为电输入信号的输入变换器如传声器。在实施例中，输入单元包括用于接收包括声音的无线信号并提供表示所述声音的电输入信号的无线接收器。听力装置包括定向传声器系统，其适于对来自环境的声本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种听力装置，适于位于用户的第一耳朵处或第一耳朵中或者完全或部分植入在用户的第一耳朵处的头部中，所述听力装置包括：‑第一输入变换器，用于将来自用户周围第一位置处的声场的第一输入声音信号转换为第一电输入信号，所述第一位置为第一输入变换器的位置，所述声场包括来自目标声源的目标声音与可能的声学噪声的混合；‑收发器单元，配置成经通信链路接收第一量化的电输入信号；所述第一量化的电输入信号表示用户周围第二位置处的声场，所述第一量化的电输入信号包括因特定量化方案引起的量化噪声；‑波束形成器滤波单元，适于接收所述第一电输入信号和所述第一量化的电输入信号及确定波束形成器滤波权重，当所述波束形成器滤波权重应用于所述第一电输入信号和所述第一量化的电输入信号时提供波束成形信号；及‑控制单元，适于控制所述波束形成器滤波单元；其中，所述控制单元配置成通过根据所述量化噪声确定所述波束形成器滤波权重而考虑所述量化噪声对波束形成器滤波单元进行控制。

【技术特征摘要】
2016.10.05 EP 16192501.11.一种听力装置，适于位于用户的第一耳朵处或第一耳朵中或者完全或部分植入在用户的第一耳朵处的头部中，所述听力装置包括：-第一输入变换器，用于将来自用户周围第一位置处的声场的第一输入声音信号转换为第一电输入信号，所述第一位置为第一输入变换器的位置，所述声场包括来自目标声源的目标声音与可能的声学噪声的混合；-收发器单元，配置成经通信链路接收第一量化的电输入信号；所述第一量化的电输入信号表示用户周围第二位置处的声场，所述第一量化的电输入信号包括因特定量化方案引起的量化噪声；-波束形成器滤波单元，适于接收所述第一电输入信号和所述第一量化的电输入信号及确定波束形成器滤波权重，当所述波束形成器滤波权重应用于所述第一电输入信号和所述第一量化的电输入信号时提供波束成形信号；及-控制单元，适于控制所述波束形成器滤波单元；其中，所述控制单元配置成通过根据所述量化噪声确定所述波束形成器滤波权重而考虑所述量化噪声对波束形成器滤波单元进行控制。2.根据权利要求1所述的听力装置，其中所述控制单元配置成基于所述特定量化方案的知识而考虑所述量化噪声控制所述波束形成器滤波单元。3.根据权利要求1所述的听力装置，其中所述波束形成器滤波单元为最小方差无失真响应波束形成器。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·詹森，M·郭，R·霍斯恩斯，R·亨瑞克斯，J·艾米尼，
申请(专利权)人：奥迪康有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK