主动阻塞消除制造技术

本发明专利技术提供了一种新的包括主动阻塞消除电路的听力装置，所述主动阻塞消除电路用于提供源自用户自己的语音的用户的耳道中的声音信号的相反相位的信号，其中相反相位的信号抑制源自用户自己的语音的耳道中的声音信号，其中所述听力装置包括话筒、信号处理器、第一减法器、接收器、外壳、第二减法器、第一滤波器、第二滤波器。

【技术实现步骤摘要】
主动阻塞消除
本专利技术涉及一种听力装置。
技术介绍
阻塞效应(occlusioneffect)是由于将耳模(mould)或外壳(shell)插入耳道而导致的用户自己声音的不自然的感觉。根据个别的几何结构，阻塞效应可导致低频放大至30dB。对于开放式阻塞(openfitsocclusion)不是问题。然而，在某些情况下开放式是不可行的，例如由于增益或输出功率限制，或者当出于保护目的而必须封闭耳道时。当常规解决方案(更大的通风孔、深度装配等)失败时，主动阻塞消除(AOC；ActiveOcclusionCancellation)可能是可行的选择。AOC尝试添加相反相位的信号以减少阻塞效应从而抑制或消除用户的耳道中非期望的(低)频率。
技术实现思路
本专利技术提供了一种新的听力装置，其包括：话筒，其用于响应于在话筒处接收的环境声音提供音频信号；信号处理器，其经适配根据预定信号处理算法处理音频信号以生成经处理的音频信号；第一减法器，其具有连接用于接收经处理的音频信号的第一输入，第二输入和和用于提供第一组合音频信号的输出，所述第一组合音频信号等于在第一个减法器的第一输入处接收的信号减去在第一个减法器的第二输入处接收的信号；接收器，其连接用于接收第一组合信号并用于将组合音频信号转换为输出声音信号以向用户的耳膜发出；外壳，其经适配定位在听力装置的用户的耳道中并且容纳定位在外壳中的耳道话筒，所述耳道话筒当外壳定位在耳道中的其预期操作位置时用于响应于耳道声压提供耳道音频信号；第二减法器，其具有连接用于接收耳道音频信号的第一输入，第二输入和用于提供第二组合音频信号的输出，所述第二组合音频信号等于在第二减法器的第一输入处接收的信号与在第二减法器的第二输入处接收的信号之间的差；第一滤波器，其具有连接用于接收第二组合音频信号的输入，所述第一滤波器用于将经滤波的第二组合音频信号提供到第一减法器的第二输入；以及第二滤波器，其具有连接用于接收由信号处理器生成的经处理的音频信号的输入和用于将经滤波处理的音频信号提供到第二减法器的第二输入的输出。贯穿本公开，由话筒提供的“音频信号”可用于识别形成部分从话筒的输出到第一减法器的第一输入的信号通路的任何模拟或数字信号，包括话筒的经处理的输出信号并且包括音频信号的各个样本的序列和音频信号的样本的块。类似地，由耳道话筒提供的“耳道音频信号”可用于识别形成部分从耳道话筒的输出到第二减法器的第一输入的信号通路的任何模拟或数字信号，包括耳道话筒的经处理的输出信号并且包括耳道音频信号的各个样本的序列和耳道音频信号的样本的块。听力装置包括主动阻塞消除电路，所述主动阻塞消除电路包括第一和第二滤波器与第一和第二减法器以及耳道话筒。第一滤波器具有传递函数B并提供阻塞消除信号，使得用户理想地仅感知经处理的音频信号，而不感知身体传导的声音。第一滤波器可以是递归滤波器、FIR滤波器、多速率FIR滤波器等。第一滤波器可经适配按顺序依次取样执行滤波以最小化延迟。第二滤波器具有传递函数A并模拟从接收器的输入到耳道话筒的输出的信号通路的传递函数R，以将所期望的信号(即经处理的音频信号)与由耳道话筒和所期望的信号一起拾取的非期望信号区分开。通过这种方式，由第二减法器执行的从耳道音频信号中减去第二滤波器的输出信号的减法抑制并理想地消除接收器对由耳道话筒和第一滤波器提供的阻塞消除的性能的影响。第二滤波器可以是自适应滤波器，以跟踪从接收器的输入到耳道话筒的输出的信号通路的传递函数的变化。可计算样本块的第二滤波器输出，例如第二滤波器可包括在信号处理器中作为部分在样本块上执行的信号处理。信号处理器可经适配为了处理效率，例如低功耗、低MIPS数量等而对样本块进行信号处理。第一和第二减法器中的每一个可经适配按顺序依次取样执行减法以最小化延迟。听力装置可包括：第三减法器，其插在第一减法器和接收器之间并且具有连接用于接收第一组合音频信号的第一输入，第二输入和用于提供第三组合音频信号的输出，所述第三组合音频信号等于在第三减法器的第一输入处接收的信号减去在第三减法器的第二输入处接收的信号；第四减法器，其具有连接用于接收耳道音频信号的第一输入，第二输入和用于提供第四组合音频信号的输出，所述第四组合音频信号等于在第四减法器的第一输入处接收的信号与在第四减法器的第二输入处接收的信号之间的差；第三滤波器，其具有传递函数B2和连接用于接收第四组合音频信号的输入，所述第三滤波器用于将经滤波的第四组合音频信号提供到第三减法器的第二输入；以及第四滤波器，其具有传递函数A2和连接用于接收第三组合音频信号的输入以及用于将第三组合音频信号提供到第四减法器的第二输入的输出。听力装置可包括：第三减法器，其插在第一减法器和信号处理器之间并且具有连接用于接收经处理的音频信号的第一输入，第二输入和用于将第三组合音频信号提供到第二滤波器的输入与第一减法器的第一输入的输出，其中所述第三组合音频信号等于在第三减法器的第一输入处接收的信号减去在第三减法器的第二输入处接收的信号；和第三滤波器，其具有连接用于接收第二组合音频信号的输入和用于将经滤波的第二组合输出信号提供到第三减法器的第二输入的输出。第一和第二和第三以及第四滤波器中的每一个都可以是多速率滤波器。利用多速率设计来获得低延迟，从而改善主动阻塞消除。在多速率滤波器中，前导抽头可以以全速率操作然后进行下采样，(例如以8)，以减少复杂性。低通滤波器可提供在多速率滤波器的前导抽头之间。低通滤波器可以是具有低定点复杂度的移动平均滤波器，并且在滤波器抽头之间具有均匀的延迟，如同在普通FIR滤波器中一样。作为频率的函数的多速率滤波器的抽头之间的群延迟(groupdelay)是常数，如同普通FIR滤波器一样。多速率滤波器的前导滤波器抽头(即，下采样之前的抽头)的幅度响应对高频来说是不同的。其他过滤器(例如具有固定滤波器系数的滤波器)可为前导抽头提供保护。附加的滤波器可抑制高频，使得多速率滤波器的普通FIR行为可近似于任意程度，可能以群延迟的一些增加为代价。标量增益g可提供在主动阻塞消除电路中，例如在第一滤波器的输出处。标量增益g可用于在潜在不稳定或超负荷的情况下快速适配环路增益，例如标量增益g可连接用于调整提供到第一减法器的第二输入的经滤波的第二组合音频信号的幅度。第一、第二、第三和第四滤波器中的每一个可在听力装置被装配到听力装置的预期用户的装配期的期间初始化，即可确定各自滤波器的滤波器系数。在装配期的期间，可将已知信号注入到开路主动阻塞消除电路中，并且可利用连接到听力装置的外部装置(例如个人计算机(PC))来执行数据采集用于确定滤波器系数。例如，第一减法器的输出可从接收器的输入分离用于从接收器的输入到耳道话筒的输出的信号路径的传递函数R的开环确定。探测信号(例如最大长度序列(MLS)信号)可向接收器传输，并基于包括响应于探测信号的耳道话筒输出信号；可估计信号路径的脉冲响应。如上所述，第二滤波器意图对信号路径的传递函数R进行建模，因此可根据传递函数R确定第二滤波器的滤波器系数。耳道话筒输出信号可传输到执行探测信号与所接收的耳道话筒输出信号的互相关的外部装置以确定信号路径的脉冲响应。然后，外部装置可确定第二滤波器的滤波器系数并将它们传递到听力装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种听力装置，其包括：话筒，其用于响应于在所述话筒处接收的环境声音提供音频信号；信号处理器，其经适配根据预定信号处理算法处理所述音频信号以生成经处理的音频信号；第一减法器，其具有连接用于接收经处理的音频信号的第一输入,第二输入和用于提供第一组合音频信号的输出，所述第一组合音频信号等于在所述第一个减法器的所述第一输入处接收的所述信号减去在所述第一个减法器的所述第二输入处接收的所述信号；接收器，其连接用于接收所述第一组合信号并用于将所述组合音频信号转换为输出声音信号以向用户的耳膜发出；外壳，其经适配定位在所述听力装置的用户的耳道中并且容纳定位在所述外壳中的耳道话筒，所述耳道话筒当所述外壳定位在所述耳道中的其预期操作位置时用于响应于耳道声压提供耳道音频信号；第二减法器，其具有连接用于接收所述耳道音频信号的第一输入,第二输入和用于提供第二组合音频信号的输出，所述第二组合音频信号等于在所述第二减法器的所述第一输入处接收的所述信号与在所述第二减法器的所述第二输入处接收的所述信号之间的差；第一滤波器，其具有连接用于接收所述第二组合音频信号的输入，所述第一滤波器用于将经滤波的第二组合音频信号提供到所述第一减法器的所述第二输入；以及第二滤波器，其具有连接用于接收由所述信号处理器生成的所述经处理的音频信号的输入和用于将经滤波处理的音频信号提供到所述第二减法器的所述第二输入的输出。...

【技术特征摘要】
2016.12.22 EP 16206073.51.一种听力装置，其包括：话筒，其用于响应于在所述话筒处接收的环境声音提供音频信号；信号处理器，其经适配根据预定信号处理算法处理所述音频信号以生成经处理的音频信号；第一减法器，其具有连接用于接收经处理的音频信号的第一输入,第二输入和用于提供第一组合音频信号的输出，所述第一组合音频信号等于在所述第一个减法器的所述第一输入处接收的所述信号减去在所述第一个减法器的所述第二输入处接收的所述信号；接收器，其连接用于接收所述第一组合信号并用于将所述组合音频信号转换为输出声音信号以向用户的耳膜发出；外壳，其经适配定位在所述听力装置的用户的耳道中并且容纳定位在所述外壳中的耳道话筒，所述耳道话筒当所述外壳定位在所述耳道中的其预期操作位置时用于响应于耳道声压提供耳道音频信号；第二减法器，其具有连接用于接收所述耳道音频信号的第一输入,第二输入和用于提供第二组合音频信号的输出，所述第二组合音频信号等于在所述第二减法器的所述第一输入处接收的所述信号与在所述第二减法器的所述第二输入处接收的所述信号之间的差；第一滤波器，其具有连接用于接收所述第二组合音频信号的输入，所述第一滤波器用于将经滤波的第二组合音频信号提供到所述第一减法器的所述第二输入；以及第二滤波器，其具有连接用于接收由所述信号处理器生成的所述经处理的音频信号的输入和用于将经滤波处理的音频信号提供到所述第二减法器的所述第二输入的输出。2.根据权利要求1所述的听力装置，其中所述信号处理器经适配在样本块中操作，并且所述第一滤波器经适配按顺序依次取样执行滤波。3.根据权利要求2所述的听力装置，其中所述第二滤波器经适配在样本块中执行滤波。4.根据权利要求3所述的听力装置，其中所述第二滤波器包括在所述信号处理器中。5.根据权利要求1所述的听力装置，其包括：第三减法器，其插在所述第一减法器和所述接收器之间并且具有连接用于接收所述第一组合音频信号的第一输入，第二输入和用于提供第三组合音频信号的输出，所述第三组合音频信号等于在所述第三减法器的所述第一输入处接收的所述信号减去在所述第三减法器的所述第二输入处接收的所述信号；第四减法器，其具有连接用于接收所述耳道音频信号的第一输入，第二输入和用于提供第四组合音频信号的输出，所述第四组...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·C·D·范德维尔夫，
申请(专利权)人：大北欧听力公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK