用于助听器的方法技术

一种处理音频信号的方法，包括：在同侧听力设备(100)处，包括第一输入单元(110)，第一输入单元(110)包括：一个或多个麦克风(112，113)，并且被配置为产生第一方向输入信号(F

【技术实现步骤摘要】
用于助听器的方法


[0001]本专利技术涉及听力装置以及相关方法。

技术介绍

[0002]一般来说，人们尤其是听力受损的人，在嘈杂的环境中难以理解语言。
[0003]听力装置，例如包括具有定向声音捕获(空间滤波)的具有听力损失补偿的听力装置，是目前在噪声环境中提高语音可懂度的最佳方法。从更专业的角度来说，信噪比得到了提高。使用定向麦克风，例如包括涉及多个麦克风的波束形成方法，例如分别在同侧设备和对侧设备中的用户的两侧上的多个麦克风的阵列，是获得定向声音捕获的一种方法。在听力装置中，波束形成麦克风阵列可以提高信噪比，从而提高语音可理解性。
[0004]单边波束形成器阵列，也称为定向麦克风，通过在一个监听设备中使用两个麦克风来实现这一改进。双边波束形成器阵列将四个麦克风上的信息组合成双边拟合，进一步提高了信噪比。早期的双边波束形成器是静态的，衰减模式固定。最近，自适应、双边波束形成器已被引入商业助听器。
[0005]有多种波束形成算法可用于通过麦克风接收仅在到达时间上不同的声波来执行空间滤波。然而，对于听力装置来说，声波在到达麦克风之前会被头部过滤掉，这通常被称为头影效应(head shadow effect)。声音频率越高，头影效应越强。一般来说，波束形成算法，假设声波自由场传播，需要加以改进，以适当补偿头影效应。

技术实现思路

[0006]据观察，至少一些听力装置的用户在存在多个目标信号源的情况下会遇到问题。
[0007]与使用具有定向灵敏度的听力装置有关的一个问题是，要么使用定向灵敏度，这提供了一些有用的优点，如空间噪声降低，要么使用全向灵敏度，以便能够从多个方向进行听力。然而，全向灵敏度通常以增加噪声级为代价。当使用定向灵敏度时，用户会经历所谓的“隧道效应”(tunnel
‑
effect)。也就是说，以辨别离轴目标声源为代价，有利于向用户再现来自轴上目标声源的声音。轴上的声音仿佛来自隧道，而所有其他方向的声音都被抑制或完全排除。这导致用户的空间意识降低，并且在其它缺点中，可能导致听力疲劳和注意力持续时间缩短。此外，通过常规波束形成或定向传声器获得的噪声降低不如期望的好。
[0008]在实践中，这导致缺乏声学保真度并给用户带来不便，特别是在社交环境中，在社交环境中，用户可能想要收听
–
或者能够收听附近的多个人，同时希望降低来自周围环境的噪声。因此，至少在某些方面提高听力体验的保真度或者基于波束形成信号降低与听力装置相关联的至少一些不期望的听力效果是一个目标。
[0009]一般而言，本文中的术语“轴上”(on
‑
axis)是指相对于一者或两个听力装置的方向或方向的“圆锥体”，在该方向上方向信号主要从听力装置捕获。也就是说，“在轴上”是指一个或多个波束形成器或定向麦克风的焦点区域。该焦点区域通常(但不总是)在用户的脸部前面，即用户的“注视方向”。在一些方面中，听力装置中的一者或两个从用户前面的轴上
的方向捕获相应的方向信号。术语“离轴”(off
‑
axis)是指除了相对于一者或两个听力装置的“轴上”方向之外的所有其他方向。术语“目标声源”或“目标声源”是指产生感兴趣的声音信号的任何声音信号源，例如来自人类扬声器的声音信号。“噪声源”是指不属于“目标源”的任何不需要的声源。例如，噪声源可以是来自许多人同时说话的组合声信号、机器声音、车辆交通声音等。
[0010]术语“再现信号”是指例如通过小扬声器呈现给听力装置的用户的信号，在听力装置领域中表示为“接收器”。“再现信号”可以包括对听力损失的补偿，或者“再现信号”可以是具有或不具有听力损失补偿的信号。信号的“强度”是指信号的非瞬时电平，例如与信号的一个范数(one norm)(1
‑
范数)或两个范数(2
‑
范数)或幂(例如二次幂)成比例。
[0011]术语“同侧听力装置”或“同侧设备”是指佩戴在用户头部一侧(例如左侧)的一个设备，而“对侧听力装置”或“对侧设备”是指佩戴在用户头部另一侧(例如右侧)的另一个设备。“同侧听力装置”或“同侧装置”可与对侧装置一起操作，对侧装置以与同侧装置相同的方式或以另一方式配置。在一些方面中，“同侧听力装置”或“同侧设备”是配置为补偿听力损失的电子听力装置。在一些方面中，电子收听设备被配置为不补偿听力损失。听力装置可以配置为以下一个或多个：防止环境中的噪声级、音频回放、作为用于电信的耳机进行通信以及补偿听力损失。
[0012]术语“处理器”可以包括一个或多个硬件元件的组合。在这方面，处理器可被配置为运行软件程序或其软件组件。一个或多个硬件元件可以是可编程的或不可编程的。
[0013]本专利技术提供：
[0014]一种处理音频信号的方法，包括：
[0015]在同侧听力装置(100)上，所述同侧听力装置具有：第一输入单元(110)，包括一个或多个麦克风(112，113)，并且被配置为产生第一方向输入信号(F
L
)；通信单元(120)，被配置为从对侧听力装置接收第二方向输入信号(F
R
)；输出单元(140)；和处理器(130)，耦合到第一输入单元(110)、通信单元(120)和输出单元(140)：
[0016]确定第一增益值(α；H(k))和第二增益值(1
‑
α；1
‑
H(k))中的一者或两者；
[0017]根据第一增益值(α；H(k))和第二增益值(1
‑
α；1
‑
H(k))中的一者或两个，生成包括第一方向输入信号(F
L
)和第二方向输入信号(F
R
)的组合的中间信号(V)；
[0018]其中，第一增益值(α；H(k))和第二增益值(1
‑
α；1
‑
H(k))中的一者或两者是根据使第一方向输入信号(F
L
)和第二方向信号(F
R
)的比例在组合时至少基本相等的目标来确定的：；以及
[0019]基于中间信号为输出单元(140)生成输出信号(Z)。
[0020]因此，至少当与涉及在定向聚焦灵敏度和全向灵敏度之间进行选择的方法相比时，能够显著地提高声学保真度。特别是在社交环境中实现了改进，在社交环境中，用户可能希望听到或能够听到附近不止一个人的声音，同时享受到减少周围环境噪音的效果。
[0021]特别是，可以观察到，所要求保护的方法实现了期望的折衷，能够实现定向灵敏度，例如聚焦于轴上(on
‑
axis)目标信号源，同时能够至少具有更好的可理解性地听到离轴(off
‑
axis)信号源。听力测试表明，当提供采用所述方法的系统时，用户体验到的“隧道效应”较少。
[0022]尽管不希望的“隧道效应”被抑制或减少，如改进的方向指数所证明的，离轴噪声
抑制得到改善。在存在离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种由第一听力装置(100)执行的方法，所述第一听力装置包括：第一输入单元(110)，所述第一输入单元(110)包括一个或多个麦克风(112，113)，所述第一输入单元(110)被配置为生成第一方向输入信号(F
L
)；通信单元(120)，被配置为从第二听力装置接收第二方向输入信号(F
R
)；输出单元(140)；以及耦合到所述第一输入单元(110)、所述通信单元(120)和所述输出单元(140)的处理器(130)，所述方法包括以下步骤：确定第一增益值(α；H(k))、第二增益值(1
‑
α；1
‑
H(k))或第一增益值(α；H(k))和第二增益值(1
‑
α；1
‑
H(k))两者；生成中间信号(V)，所述中间信号包括或者基于所述第一方向输入信号(F
L
)和所述第二方向输入信号(F
R
)的组合，其中所述组合中的所述第一方向输入信号和第二方向输入信号是基于所述第一增益值(α；H(k))、所述第二增益值(1
‑
α；1
‑
H(k))，或者所述第一增益值(α；H(k))和所述第二增益值(1
‑
α；1
‑
H(k))两者来进行组合；以及基于所述中间信号生成用于所述输出单元(140)的输出信号(Z)；其中，根据使第一方向输入信号(F
L
)的比例和第二方向信号(F
R
)的比例至少基本相等的目标来确定所述第一增益值(α；H(k))和所述第二增益值(1
‑
α；1
‑
H(k))中的一者或两者。2.根据权利要求1所述的方法，包括：基于所述第一方向输入信号(F
L
)的非瞬时电平和第二方向输入信号(F
R
)的非瞬时电平，循环地确定所述第一增益值(α；H(k))、所述第二增益值(1
‑
α；1
‑
H(k))、或所述第一增益值(α；H(k))和所述第二增益值(1
‑
α；1
‑
H(k))两者。3.根据前述任一项权利要求所述的方法，包括：通过执行各自的短时傅里叶变换，将所述第一方向输入信号(F
L
)和所述第二方向输入信号(F
R
)变换到频域；其中，在所述频域中生成所述中间信号(V)和所述输出信号(Z)；以及通过执行短时逆傅里叶变换将所述输出信号(Z)从所述频域变换到时域。4.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述第一增益值(α；H(k))和所述第二增益值(1
‑
α；1
‑
H(k))是循环确定的，所述第一增益值(α；H(k))和所述第二增益值(1
‑
α；1
‑
H(k))之和是预定义的非时变值。5.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，进一步根据最小化所述中间信号(V)的自相关或互功率谱来确定所述第一增益值(α；H(k))和所述第二增益值(1
‑
α；1
‑
H(k))。6.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，根据自适应地寻求最小化第一代价函数C(α,β)来循环地估计所述第一增益值(α；H(k))和所述第二增益值(1
‑
α；1
‑
H(k))中的一者或两者，其中，所述代价函数包括：所述第一增益值(α；H(k))乘以表示第一方向信号(F
L
)的数值和所述第二增益值(1
‑
α；1
‑
H(k))乘以表示第二方向信号(F
R
)的数值之和的平均值。7.根据权利要求6所述的方法，其中在所述第一代价函数中包括所述第一增益值(α；H(k))和所述第二增益值(1
‑
α；1
‑
H(k))之和为预定义的非时变值的约束。8.根据前述任一项权利要求所述的方法，包括：在所述频域中迭代地：基于先前的第一增益值和迭代步长乘以所述第一方向信号(F
L
)和所述第二方向信号(F
R
)之间的差，以及中间信号(V)的值和所述中间信号(V)的平方值(V*V)之间的比率来确
定更新的第一增益值(α，H(k))：基于所述更新的第一增益值(α，H(k))和所述更新的第二增益值(1
‑
α，1
‑
H(k))，确定包括所述第一方向输入信号(F
L
)和所述第二方向输入信号(F
R
)的线性组合的所述中间信号(V)的更新值(V
n+1

【专利技术属性】
技术研发人员：马长学，
申请(专利权)人：大北欧听力公司，
类型：发明
国别省市：