包括反馈控制系统的助听器技术方案

本申请公开了包括反馈控制系统的助听器，所述助听器包括正向通路，所述正向通路包括输入变换器、处理器、输出变换器及反馈控制系统，所述反馈控制系统包括：用于提供瞬时开环增益估计量的开环增益估计器；包括自适应算法和可变滤波器的自适应滤波器，自适应算法配置成提供反馈通路传递函数的当前估计量；配置成根据正向通路传递函数、瞬时开环增益估计量提供反馈通路传递函数的瞬时估计量的反馈变化估计器；及用于根据瞬时估计量提供自适应滤波器的更新传递函数估计量的自适应滤波器控制器；其中，所述助听器配置成使得所述更新传递函数估计量用在自适应滤波器中来更新所述当前估计量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
包括反馈控制系统的助听器


[0001]本申请涉及例如助听器或耳机中的自适应滤波器控制，尤其是反馈和/或回声通路变化及检测。

技术介绍

[0002]用于反馈消除的传统自适应滤波器在收敛/追踪与稳态误差之间有所权衡。这意味着，自适应滤波器的收敛/追踪需要让步许多次以便获得合理的稳态误差。在反馈情形变化时，例如当佩戴助听器的用户太靠近硬表面时，这限制了自适应滤波器能够多快地抵消反馈。

技术实现思路

[0003]本专利技术提出一种在反馈情形临界变化时加速自适应滤波器收敛/追踪而不牺牲获得合理的稳态误差的目标的方法。
[0004]本专利技术还描述了快速检测反馈/回声通路变化的简单方法，其将需要来自反馈/回声抵消系统的反应，例如这些系统中的自适应滤波器在前述变化时需要适应新的反馈/回声通路。这些快速检测可用于改变音频系统中的程序，例如不同的增益/方向性应用程序。
[0005]助听器
[0006]一般地，提供具有改进的反馈控制系统的助听器(例如参见图1A)。助听器包括用于处理音频信号的正向通路。正向通路例如可包括：A)配置成将用户环境中的声音转换为表示该声音的电输入信号的输入变换器；B)用于处理电输入信号或源自其的信号(例如反馈校正的信号)并提供处理后的信号的处理器；及C)用于将处理后的信号或源自其的信号转换为可由用户感知为声音的刺激的输出变换器。正向通路例如可提供正向通路传递函数(F，例如F(k,n)，其中k和n分别为频率和时间指数)。正向通路传递函数(F)例如可配置成补偿助听器用户的听力受损。助听器例如还可包括D)用于处理从输出变换器到输入变换器的外部反馈的反馈控制系统。反馈控制系统例如可包括E)包括自适应算法的自适应滤波器。自适应滤波器例如可配置成提供从输出变换器到输入变换器的反馈信号的当前估计量。反馈控制系统例如还可包括F)配置成将反馈信号的当前估计量从电输入信号或其处理后版本减去并提供反馈校正的信号(称为误差信号)的组合单元。处理器例如可配置成使其处理基于误差信号。反馈控制系统例如还可包括G)配置成根据正向通路传递函数及非必须地根据由自适应算法提供的反馈通路传递函数的当前估计量提供反馈通路传递函数(或其突然变化)的(瞬时或快速)估计量的反馈变化估计器。反馈控制系统例如还可包括H)用于根据反馈通路传递函数的(瞬时或快速)估计量提供自适应滤波器的更新传递函数估计量的自适应滤波器控制器。反馈通路传递函数的(瞬时或快速)估计量例如计划从一时间指数(n)到下一时间指数(n+1)提供(与由自适应滤波器(的自适应算法)提供的反馈通路传递函数的当前估计量相反)。反馈控制系统可包括反馈不稳定检测器，用于监测反馈通路不稳定判据的满足(例如指明反馈通路传递函数的突然变化或不稳定)。在满足反馈通路不稳定判据
类似地，代替术语“反馈通路传递函数的瞬时估计量”，可使用术语“反馈通路传递函数的快速估计量”。
[0022]类似地，代替术语“瞬时<参数>估计量”(或者“<参数>的瞬时估计量”)，可使用术语“第一<参数>估计量”(或者“<参数>的第一估计量”)，其中<参数>可以是“开环增益”或“反馈通路传递函数”。例如，代替术语“瞬时开环增益估计量”，可使用术语“第一开环增益估计量”类似地，代替术语“反馈通路传递函数的瞬时估计量”，可使用术语“反馈通路传递函数的第一估计量”。
[0023]更新传递函数估计量可用在自适应滤波器中来更新例如优先于反馈通路传递函数的当前估计量
[0024]更新传递函数估计量可等于反馈通路传递函数的瞬时估计量
[0025]反馈变化估计器(FCE)配置成将更新传递函数估计量提供为所述瞬时开环增益估计量除以所述正向通路传递函数(F(k,n))(H1)与反馈通路传递函数(H2)的所述当前估计量的线性组合。换言之，其中α和β为权重。权重α和β例如可为在0到1之间的范围中的实数。权重α和β例如可遭受它们的和为1(即α+β＝1)的约束。权重α和β例如在突然变化之后的第一极端情形下可假定值α＝1和β＝0。权重α和β例如在反馈通路稳定情形下的第二极端情形下可假定值α＝0和β＝1。
[0026]开环增益估计器(OLGE)可配置成将所述瞬时开环增益估计量提供为其中E(k,n)为在时刻n的误差信号，E(k,n
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D)为早一个环路延迟D的误差信号或其估计量，环路延迟D表示助听器的音频通路的往返延迟。助听器的往返延迟可包括助听器的正向(音频)通路(从输入变换器的声输入到输出变换器的声(或振动)输出)的延迟(d)以及从输出到输入变换器的声学(或机械)反馈延迟通路的延迟(d
’
)。环路延迟可近似于助听器的正向(音频)通路的延迟(d)。
[0027]自适应算法可包括LMS或者NLMS算法。(例如由自适应滤波器的算法部分提供的)反馈通路传递函数的当前估计量可基于自适应算法如LMS或NLMS算法。
[0028]自适应算法可包括NLMS算法，残余反馈通路传递函数可通过NLMS算法进行估计，残余反馈通路传递函数的估计量可定义为反馈通路传递函数在反馈通路突然变化之后的估计量与反馈通路传递函数在突然变化出现之前的估计量之间的差，后者由自适应算法提供的当前反馈通路估计量给出。简言之，
[0029]助听器可包括一个或多个分析滤波器组，从而使助听器的一个或多个信号能在时频域进行处理。时频域也可称为“频域”。其指明所涉及的信号被拆分为多个个别信号(子频带信号)，每一个别信号表示助听器的工作频率范围的单独(不同但可能重叠)部分。分析滤
波器组例如可实施为(时域)输入信号的傅里叶变换，例如离散傅里叶变换(DFT)，如短时傅里叶变换(STFT)。助听器可包括一个或多个合成滤波器组，每一合成滤波器组配置成将时频域信号转换为时域信号。
[0030]助听器可包括反馈不稳定检测器，用于监测反馈通路不稳定判据的满足。反馈不稳定检测器例如可配置成识别反馈通路传递函数的突然变化或不稳定并根据其提供反馈不稳定控制信号(例如指明是否或者以何种程度满足反馈通路不稳定判据)。反馈不稳定检测器例如可形成反馈变化估计器(FCE)的一部分或者连接到反馈变化估计器。在满足反馈通路不稳定判据的情形下，反馈变化估计器(FCE)配置成将反馈通路传递函数的瞬时估计量提供给自适应滤波器控制器(AFC)。自适应滤波器控制器可配置成仅在满足反馈通路不稳定判据时将更新传递函数估计量提供给自适应滤波器。
[0031]早于自适应滤波器检测音频设备(如助听器或耳机)的反馈/回声通路的变化情形的、将能够适应新的声学情形的简单(一般)方法在下面提出。
[0032]针对反馈/回声抵消本身的自适应滤波器调整梯度揭示多个声学情形，远在自适应滤波器能够补偿声学反馈/回声通路变化之前。
[0033]提出基于梯度检测快速反馈/回声通路变化的简单方法。基本想法是将随时间的梯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种助听器，配置成由用户佩戴，所述助听器包括正向通路，所述正向通路包括：
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配置成将用户环境中的声音转换为表示所述声音的电输入信号(X)的输入变换器(IT)；
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用于处理电输入信号(X)或源自其的信号并提供处理后的信号(U)的处理器(PRO)；
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用于将处理后的信号转换为可由用户感知为声音的刺激的输出变换器(OT)；
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所述正向通路提供正向通路传递函数(F(k,n))，其中k和n分别为频率和时间指数；
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用于处理从输出变换器到输入变换器的外部反馈(H)的反馈控制系统，所述反馈控制系统包括：
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用于提供瞬时开环增益估计量的开环增益估计器(OLGE)；
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包括自适应算法(ALG)和可变滤波器的自适应滤波器(AF)，自适应算法配置成提供反馈通路传递函数(H)的当前估计量可变滤波器配置成基于反馈通路传递函数的所述当前估计量以及所述处理后的信号(U)提供从输出变换器(OT)到输入变换器(IT)的当前反馈信号的估计量
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配置成将反馈信号的当前估计量从电输入信号(X)或其处理后版本减去并提供反馈校正的信号的组合单元(CU)，其中反馈校正的信号称为误差信号(E)；
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配置成根据正向通路传递函数F(k,n)、所述瞬时开环增益估计量及非必须地根据反馈通路传递函数的所述当前估计量提供反馈通路传递函数的瞬时估计量的反馈变化估计器(FCE)；及
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用于根据反馈通路传递函数的瞬时估计量提供自适应滤波器的更新传递函数估计量的自适应滤波器控制器(AFC)；其中，所述助听器配置成使得所述更新传递函数估计量用在自适应滤波器中来更新反馈通路传递函数的当前估计量2.根据权利要求1所述的助听器，配置成使得所述更新传递函数估计量等于反馈通路传递函数的所述瞬时估计量3.根据权利要求1或2所述的助听器，其中所述反馈变化估计器(FCE)配置成将更新传递函数估计量提供为所述瞬时开环增益估计量除以所述正向通路传递函数(F(k,n))与所述反馈通路传递函数的所述当前估计量的线性组合。4.根据权利要求1所述的助听器，其中所述开环增益估计器(OLGE)配置成将所述瞬时开环增益估计量提供为
其中E(k,n)为在时刻n的误差信号，E(k,n
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D)为早一个环路延迟D的误差信号或其估计量，环路延迟D表示助听器的音频通路的往返延迟。5.根据权利要求1所述的助听器，其中自适应算法包括LMS或者NLMS算法。6.根据权利要求1所述的助听器，其中自适应算法包括NLMS算法，其中残余反馈通路传递函数通过NLMS算法进行估计，残余反馈通路传递函数的估计量定义为反馈通路传递函数在反馈通路突然变化之后的估计量与反馈通路传递函数在突然变化出现之前的估计量之间的差，后者由自适应算法提供的反馈通路传递函数的当前估计量给出。7.根据权利要求1所述的助听器，包括一个或多个分析滤波器组，从而使助听器的一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：奥迪康有限公司，
类型：发明
国别省市：