包括用于降低反馈的波束形成器滤波单元的听力装置制造方法及图纸

本申请公开了包括用于降低反馈的波束形成器滤波单元的听力装置，其包括：多个输入变换器，用于提供表示用户环境中的声音的相应电输入信号；输出变换器，用于基于所述电输入信号或其处理后版本提供可由用户感知为声音的刺激；连接到所述输入单元和所述输出单元的自适应波束形成器滤波单元，配置成基于多个电输入信号和自适应更新的波束形成器权重提供空间滤波的信号；反馈估计单元，其提供从所述输出变换器到所述输入变换器中的每一个的当前反馈通路的反馈估计量；其中，自适应波束形成器滤波单元的所述自适应更新的波束形成器权重中的至少一个根据所述反馈通路估计量进行更新。

Hearing devices including beamforming filter units for reducing feedback

【技术实现步骤摘要】
包括用于降低反馈的波束形成器滤波单元的听力装置
本申请涉及听力装置如助听器领域，尤其涉及从听力装置的输出变换器到输入变换器的反馈。
技术介绍
EP2843971A1公开了一种助听器装置，包括提供通风的“开放验配”、设置在耳道中的接收器、包含设置在耳道中并在接收器同侧的两个传声器的定向传声器系统、及用于基于两个传声器检测到的声音信号抵消声学反馈的装置。从而可实现改善的反馈降低，同时使相对大的增益能应用于传入信号。在目前技术发展水平的助听器中，对于几乎看不见地位于耳道入口中的非常小的听力仪器，已知全向传声器提供令人满意的听觉病矫治性能。还已知具有放在耳朵中更靠外面或放在耳廓后面的传声器的稍微较大的助听器，增加的听觉病矫治性能可从定向传声器系统的使用获得。这样的定向系统能够区分从助听器用户角度看来自前面区域的声音及水平面中来自其它方向的声音。因此，从传统观点，CIC听力仪器仅具有一个传声器及较大的ITE一起通常具有两个传声器用于定向性能。小的CIC和较大的ITE听力仪器从传声器处的传入声音到声学接收器输出均具有有限的声学增益。该增益受限于因不想要的信号从接收器传回到传声器内引起的反馈问题。该问题可通过基于反馈通路估计的抗反馈系统减轻。这众所周知。
技术实现思路
听力装置在本申请的一方面，提供一种听力装置如助听器，配置成适于位于用户耳朵处或耳朵中或者完全或部分植入在耳朵处的头部中。该听力装置包括：-多个输入变换器，用于提供表示用户环境中的声音的相应电输入信号；-输出变换器，用于基于所述电输入信号或其处理后版本提供可由用户感知为声音的刺激；-连接到所述输入单元和所述输出单元的自适应波束形成器滤波单元，配置成基于多个电输入信号和自适应更新的波束形成器权重提供空间滤波的信号；-反馈估计单元，其提供从所述输出变换器到所述输入变换器中的每一个的当前反馈通路的反馈估计量。听力装置配置成使得，自适应波束形成器滤波单元的所述自适应更新的波束形成器权重中的至少一个根据所述反馈通路估计量进行更新。从而，可提供包括备选的反馈降低系统的听力装置。多个输入变换器可以是或包括传声器。波束形成器滤波单元可构成或包括MVDR波束形成器(MVDR＝最小方差无失真响应)。术语可感知为声音的刺激在本说明书中主要意为可导致到输入变换器的反馈的刺激。当单独施加电刺激时(例如在耳蜗植入件中)，反馈问题不存在，但在存在电和声学刺激的组合时(例如所谓的双峰验配)，反馈可能出现。听力装置可配置成按时频表示(k,m)将相应电输入信号中的每一个提供为子频带信号Xi(k,m),i＝1,…,M，其中M为输入变换器的数量，其中k和m分别为频率和时间指数，及其中k＝1,…,K。听力装置可包括分析滤波器组以按时频表示提供给定电输入信号。在实施例中，来自M个输入变换器的每一输入通路包括分析滤波器组。分析滤波器组可包括傅里叶变换算法例如短时傅里叶变换(STFT)算法，其按时频表示(m,k)提供子频带信号，其中每一时间帧(m)包括K个时频单元(例如STFT窗口)，每一时频单元包括对应于所涉及时间m、特定频率指数k的子频带信号的复值。听力装置可包括合成滤波器组，用于将子频带(或时频)表示的电信号转换为时域信号。听力装置可包括至少一合成滤波器组(对于免提电话或双耳通信，其它合成滤波器组可能必要)。自适应波束形成器滤波单元可包括第一组两个(例如相互直交的)波束形成器：a)(第一)波束形成器C1，配置成保留来自目标方向的信号(实质上)不被改变；及b)(第二)(例如直交的)波束形成器C2，配置成(实质上)抵消来自目标方向的信号；及其中，自适应波束形成器滤波单元配置成提供合成定向信号Y(k)＝C1(k)-β(k)C2(k)，其中β(k)为确定所述自适应更新的波束形成器权重的自适应更新的自适应因子，其中β(k)基于所述反馈估计量确定。自适应因子β(k)可从下面的表达式确定：其中k为频率指数，*指复共轭，及<·>指统计预期算子，及c为常数，及其中(CF1,CF2)构成在频域应用于所述反馈通路估计量的第二组波束形成器。连同第一和第二波束形成器使用的术语“实质上”(分别为“实质上不被改变”和“实质上抵消”)用于指明与所涉及波束形成器的理想性质的可能较小偏差。仅所涉及波束形成器完全抵消来自特定方向的信号通常不可能(在所有频率下)，这是因为特定听力装置的实际植入的物理缺陷。应注意，“目标方向”可看作特定方向如(助听器用户的)前面方向或者(对于头戴式耳机应用)自我话音的方向。作为备选，“目标方向”可被解释为一组波束形成器权重，其衰减一系列方向，如分散噪声。如果两个传声器按图1A中所示配置，这尤其切题，其中“目标方向”可被视为所有外部声音。从而在来自目标方向的信号不被改变的约束条件下噪声被最小化。<·>指信号的求平均，例如通过一阶IIR低通滤波器(在图2和4中记为LP)实现。与抵消外部噪声的自适应波束形成器相反，我们预期“噪声”(即反馈)在目前设置(参见图4)中将更稳定。因而，我们具有更慢自适应/调整(更长时间常数)的优点。如果我们检测反馈通路的变化，这将是优点，如果只要已检测到反馈通路变化则减小时间常数(更快的反应)。所讨论的波束形成器结构(Y＝C1-βC2)的优点在于，负责降噪的因子β仅乘到第二(目标抵消)波束图C2上(使得从目标方向接收的信号不被β的任何值影响)。该最小方差无失真响应(MVDR)波束形成器的约束条件内置在广义旁瓣抵消器(GSC)结构的特征中。如EP3253075A1中所述，β(k)可从噪声协方差矩阵直接确定(该噪声协方差矩阵从输入信号(例如经反馈通路估计量)和波束形成器权重得到)，而没有计算固定的波束形成器的步骤。在固定的波束形成器权重能变化的情形下这可能有利。换言之，我们可或直接从信号确定β(在此对于两输入情形)其中x表示电输入信号例如传声器信号(图1中的(X1,X2))或者反馈估计量(图4中的)。作为备选，我们可从噪声协方差矩阵Cv确定β，即其中wC1＝(w11(k),w12(k))T为表示所述第一波束形成器(C1)的、包括第一组随频率而变的复数加权参数的向量，及wC2＝(w21(k),w22(k))T为表示所述第二波束形成器(C2)的、包括第二组随频率而变的复数加权参数的向量。这可以是实施的选择。应当强调的是，噪声协方差矩阵Cv可从反馈估计量得到：Cv＝<FFH>其中或者，作为备选，表达为其中T指转置，H指转置及复共轭(及*指复共轭)，及<·>指时间平均(例如相当于低通滤波，例如通过IIR滤波器实施)。代替从输出变换器到每一输入变换器的绝对反馈通路估计量，可选择参考输入变换器，及关于参考输入变换器确定的绝对反馈通路，及从该输入变换器到其余输入变换器的相对反馈通路。从而，反馈通路估计量的更新可被简化。相比于传声器信号，使用反馈通路估计量的优点在于，自适应波束图的更新将不太受外部声音影响(参见图1A)。第一组(例如两个相互直交的)波束形成器(C1,C2)可以是固定波束形成器。第一组两个(例如相互直交的)波束形成器(C1,C2)可自适应确定。第二组波束形成器(CF1,CF2)可以是固定波束形成器。在实施例中，第二组波束形成器(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种听力装置，配置成适于位于用户耳朵处或耳朵中或者完全或部分植入在耳朵处的头部中，所述听力装置包括：‑多个输入变换器，用于提供表示用户环境中的声音的相应电输入信号；‑输出变换器，用于基于所述电输入信号或其处理后版本提供可由用户感知为声音的刺激；‑连接到所述输入单元和所述输出单元的自适应波束形成器滤波单元，配置成基于多个电输入信号和自适应更新的波束形成器权重提供空间滤波的信号；‑反馈估计单元，其提供从所述输出变换器到所述输入变换器中的每一个的当前反馈通路的反馈估计量；其中，自适应波束形成器滤波单元的所述自适应更新的波束形成器权重中的至少一个根据所述反馈通路估计量进行更新。

【技术特征摘要】
2018.02.09 EP 18156196.01.一种听力装置，配置成适于位于用户耳朵处或耳朵中或者完全或部分植入在耳朵处的头部中，所述听力装置包括：-多个输入变换器，用于提供表示用户环境中的声音的相应电输入信号；-输出变换器，用于基于所述电输入信号或其处理后版本提供可由用户感知为声音的刺激；-连接到所述输入单元和所述输出单元的自适应波束形成器滤波单元，配置成基于多个电输入信号和自适应更新的波束形成器权重提供空间滤波的信号；-反馈估计单元，其提供从所述输出变换器到所述输入变换器中的每一个的当前反馈通路的反馈估计量；其中，自适应波束形成器滤波单元的所述自适应更新的波束形成器权重中的至少一个根据所述反馈通路估计量进行更新。2.根据权利要求1所述的听力装置，配置成按时频表示(k,m)将相应电输入信号中的每一个提供为子频带信号Xi(k,m),i＝1,…,M，其中M为输入变换器的数量，其中k和m分别为频率和时间指数，及其中k＝1,…,K。3.根据权利要求2所述的听力装置，其中自适应波束形成器滤波单元包括第一组两个波束形成器：a)第一波束形成器C1，配置成保留来自目标方向的信号实质上不被改变；及b)第二波束形成器C2，配置成实质上抵消来自目标方向的信号；及其中，自适应波束形成器滤波单元配置成提供合成定向信号Y(k)＝C1(k)-β(k)C2(k)，其中β(k)为确定所述自适应更新的波束形成器权重的自适应更新的自适应因子，其中β(k)基于所述反馈估计量确定。4.根据权利要求3所述的听力装置，配置成使得自适应因子β(k)从下面的表达式确定：其中k为频率指数，*指复共轭，及<·>指统计预期算子，及c为常数，及其中(CF1,CF2)构成在频域应用于所述反馈通路估计量的第二组波束形成器。5.根据权利要求3所述的听力装置，配置成使得自适应因子β(k)从下面的表达式确定：其中wC1＝(w11(k),w12(k))T为表示所述第一波束形成器(C1)的、包括第一组随频率而变的复数加权参数的向量，wC2＝(w21(k),w22(k))T为表示所述第二波束形成器(C2)的、包...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·S·彼得森，S·O·皮特森，M·郭，K·B·拉斯姆森，T·H·彼得森，K·R·穆勒，
申请(专利权)人：奥迪康有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK