专利名称：带有反馈检测的助听设备及相应方法
技术领域：
本发明涉及一种助听设备，其带有信号输入装置、信号输出装置、在信号输入装置和信号输出装置之间的可修改的信号处理装置，并且带有从信号输出装置到信号输入装置的反馈路径，通过该反馈路径根据信号处理装置的设定产生谐振信号。此外，本发明还涉及助听设备中的一种相应的检测反馈的方法。一种这样的助听设备特别是助听器，但是也可以是头戴送受话器和类似设备。
背景技术：
如果在信号处理系统中在输入和输出之间存在耦合(例如声、电磁、电、磁等的耦合)，则存在出现反馈效应的危险。这样一种设备的一个例子是在图1中示意地表示的助听器。该助听器可以作为数字系统1表示，其位于一个规定的环境中。传声器2例如构成输入。所拾取的信号首先被放大并通过听筒3重新输出。通过一条物理反馈路径4进行从听筒3到传声器2的声学反馈。由于该反馈，当振幅和相位条件均被满足时出现反馈振鸣。也当上述条件仅接近满足时即已出现声音赝象。
为抑制反馈效应，已知一种方法，其中数字复制物理反馈路径4。该复制借助一个自适应滤波器5进行，为该滤波器提供听筒信号。听筒信号又来自助听器内的信号处理单元6，其接收传声器信号并首先放大。在自适应补偿滤波器内的滤波之后，将听筒信号在加法器7内从传声器信号中减去。
因此，在该系统中存在两个路径，其一是物理存在的反馈路径4，另一是通过自适应滤波器5复制的数字补偿路径。因为两个路径的结果信号在该设备的输入上相互减去，所以在理想的情况下物理反馈路径4的作用被抵消。
在用于补偿反馈路径的自适应算法中的一个重要的组成部分是其步距控制。它规定自适应补偿滤波器5用什么样的速度匹配物理反馈路径4。因为不存在任何有意义的对于固定设定的步距的折衷，所以必须使其与该系统所处于的各现实的情况相匹配。原理上必须为了自适应补偿滤波器5与物理反馈路径4的快速匹配而追求一个大的步距。然而，在该大的步距的情况下缺点是产生可察觉的信号赝象。
对于一个远低于临界的反馈情况，步距应该小到消失。与此相反，如果出现临界的反馈情形，步距应该大。由此保证，仅当自适应补偿滤波器5的特征与物理反馈路径4的特征显著不同时、亦即当存在对再调整的需求时，算法才调整自适应补偿滤波器5。
专利说明书DE 199 04 538 C1中公开了一种用于在助听器中识别反馈的方法。在此，确定一个频带，在该频带中确定一个第一信号电平，使该信号在助听器的一段信号传输距离上衰减，并且在该频带中确定该衰减后的信号的一个第二信号电平。根据确定的第一和第二信号电平，能够识别反馈。然而在输入信号的电平波动的情况下很难确定反馈的数量。另一个缺点在于，在前向信号路径中会出现可听见的干预，此外仅能进行慢的反馈检测，因为按照理想的方式依次地查找频带。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于，能够可靠地识别助听设备的反馈。
根据本发明，该技术问题是通过一种助听设备解决的，所述助听设备具有信号输入装置、信号输出装置、在信号输入装置和信号输出装置之间的可修改的信号处理装置、从信号输出装置到信号输入装置的反馈路径、以及分析装置，通过该反馈路径根据信号处理装置的设定产生该助听设备的一个相应的谐振行为，所述分析装置用于依赖于信号处理装置的修改分析谐振行为和从分析结果中确定表示反馈的程度的反馈大小。
此外，按照本发明提供了一种用于检测助听设备中的反馈的方法，它的信号处理设定和反馈一起决定一种谐振行为，通过修改助听设备的信号处理、根据信号处理的修改分析谐振行为和从分析结果中确定表示反馈程度的反馈大小。
输入信号、输出信号和反馈信号，像在本文开始时提到的那样，是声、电磁、电、磁等性质的信号。在每一种情况下反馈规定整个系统的系统特征，而系统的工作点以及自然谐振通过系统改变而改变。
为了反馈检测，信号处理装置的参数可以始终被自动地修改。由此不需要关于反馈情况的任何知识，因为始终在确定反馈程度。
作为替换，助听设备具有一个反馈估计装置，它在反馈关于数量和/或质量超过规定的程度时启动信号处理装置的修改。特别是该反馈估计装置可以包括一个振荡检测器，用它可确定系统的一个谐振频率，其有针对性地由分析装置分析。在详细的反馈检测之前通过振荡检测器根据出现的振荡估计反馈情况。仅在已经出现反馈的情况下才执行信号处理的修改，在此总产生可听得见的危险。
优选地，为反馈检测在信号处理装置中对于一个要处理的信号执行相位修改、运行时间修改和/或振幅修改。这种系统修改能够简单地执行。
优选地，将该信号处理在至少两种状态之间转换，或者在这些状态之间发生连续的渐次交替。这样，对谐振行为、特别是谐振频率的分析可以简单地与各转换时刻或者渐次交替时刻同步。
本发明的助听设备可以具有反馈补偿滤波器，它的自适应步距由分析装置的反馈大小决定。通过这一措施进一步减小补偿的可听性。
根据附图详细说明本发明，附图中，图1表示按照现有技术的带有反馈的信号处理系统，和图2表示根据本发明的反馈检测器的一种简化表示。
具体实施例方式
下面详细说明的实施例表示本发明的优选的实施方式。
一个自身由于反馈路径而处于耦合边界附近或者其上的系统，改变要处理的信号或者是不稳定和振荡的。
在线性时不变系统的情况下，系统理论预言在一个或者多个频率发生振荡。这种谐波振荡不必在先验上与在另外的观察中作为在稳定的系统上的有用信号产生的振荡区分。然而，如果该不稳定的系统其特征确定地改变，则这点在系统的谐振行为的改变中表现出来，并由此在谐波信号的改变中表现出来。因此，在与系统行为特定的改变相关的谐波信号中的改变，提示了一种反馈情况。检测器可以相应地观察该信号行为和在反馈的情况下进行反应。
借助系统修改进行反馈检测的基本前提是，系统修改自身不能被听见。
相应地，第一简单的实施方式是在整个系统的数字部分内运行一个始终在工作的修改单元，在此精确的定位是不重要的。只要作为系统的系统修正的结果出现带有相应修改的信号，则存在反馈情况，并且例如根据谐振频率的改变可检测。作为系统修改例如有-相位修改一个信号的相位按照确定的时间曲线修改，例如线性向前、线性向后转动，线性向前和向后振荡转动，-运行时间修改(与相位修改紧密联系)，-振幅修改时间包络修改为正弦形。
按照本发明的一个扩展的实施方式，只有已经怀疑存在反馈情况时才进行系统修改。例如，如果借助一个常规的振荡检测器在系统中识别到一个或者多个谐波信号，则建立一种怀疑。在这种情况下，该系统被一次不可听见地修改。例如在系统的一个封闭的循环内把相位一次和确定地向一个新的特征转动。因此，系统的谐振特征、特别是特征频率一次性和可检测地改变。这通过通常在谐振时发生的振鸣在音调中的改变表现出来。
不总是修改的优点在于，系统修改仅需在怀疑时起作用。否则该系统和引入修改模块前一样表现，或者一种可能保持的变化是静止的，亦即时间上不变。因此，可以避免可能在整个设备中出现的与其他系统部件的相互作用。在助听器的例子中，这可能意味着，避免了来自助听器的被调制的信号成分与通过一个阀流入(Ventzufluss)的未调制的信号成分的不希望的、时变的相互作用。
一般在怀疑存在反馈的情况下把系统特征不可听见地在两个或者多个状态之间转换或者连续渐次交替。由此进行的关于谐波信号的特征的反应提示反馈振鸣，亦即提示一种(超临界的)反馈情形。如果信号特征不变，则仅存在有用谱分量，亦即不存在任何反馈情形，因此检测不到任何反馈。
根据检测结果设定补偿滤波器的自适应步距。在检测到修改的情况下将步距高设定。这点可以对于一定的、固定规定的时间或者对于在其中检测到反馈的时间范围发生。否则它采取一个小的值。
从所检测到的系统改变(例如谐振频率的改变)的强度可以得出反馈的强度。步距控制可以把该强度按照一个要定义的功能反映在步距上。
图2表示本发明的助听设备的一个具体的实施例。该助听设备可以再次表示为数字系统10。该数字系统10的传声器11接收一个有用信号和一个从数字系统10的听筒12来的反馈信号。从听筒12到传声器11的反馈通过在该数字系统的环境中存在的物理反馈路径13进行。
传声器输出信号在数字系统10的内部被导向一个处理单元14。处理单元14的输出信号在多个平行设置的系统模块151、152、15N内被继续处理。它们的输出信号再次在一个渐次交替单元16中被选择为听筒信号向听筒12传送。在从一个系统模块输出信号向另一个变换时可以发生渐次交替，使得两个系统模块输出信号短时以一个自身变化的比例显现。
听筒信号通过一个自适应补偿滤波器17向传声器输出信号反馈，并在此在加法器18中从传声器输出信号中减去。产生的差信号一方面作为输入信号供给处理单元14，另一方面在分析点A由振荡检测器19截取。振荡检测器19控制渐次交替装置16。此外，分析点A的信号由一个修改检测器20截取，其控制补偿滤波器17的自适应步距。
系统模块151、152、15N描述可以被选择地接入该系统中的不同的模块。每一系统模块表示整个系统的一个分开的额外部件或者信号处理的一部分。例如，每一系统模块也可以是处理单元14的一部分。
每一模块151、152、15N本身定义一个确定的系统特征。然而，在把另一个模块接入信号处理中亦即系统中时，不产生系统行为的任何可听见的改变。
在通过振荡检测器19检测到振荡时从当前接入的系统模块向下一个渐次交替或者转换。如果存在反馈振鸣，则它在系统模块在频率和/或振幅和/或相位变换之后以一种与系统改变一致的方式改变。谐振行为的这一改变由修改检测器20确定，并引入一个相应的反馈补偿。
代替使用具有固定特征的多个系统模块，也可以作为替换使用一个其特征可控的单一的系统模块。然后，在该模块内例如通过改变参数来执行渐次交替。
分析点A不必强制位于图2的例子中所示的位置。相反，数字系统10内的任何点都可用于采集整个系统的谐振行为的改变。
下面表示两种检测情况的具体的时间序列，在此，系统由N＝2个具有不同相位特征的模块组成。相应于第一种情况在输入存在一个正弦信号，该系统是稳定的，不出现反馈振鸣。该系统然后如下反应1.振荡检测器19起动。
2.从系统模块1向系统模块2渐次交替。
3.修改检测器20识别不到振荡的频率改变。
4.结果未检测到反馈。
5.再次向系统模块1逆向渐次交替。(作为替换，系统也可以以系统模块2继续工作。当振荡检测器19重新起动一个“询问”，亦即猜测反馈振鸣，可以从系统模块2接回到系统模块1。这一过渡在反馈振鸣的情况下也再次导致振荡频率的改变或者在规律的输入信号的情况下也不导致改变)。
根据第二检测情况，在输入上不存在任何正弦信号，该系统不稳定，出现反馈振鸣。于是该系统如下反应1.振荡检测器19起动。
2.从系统模块1向系统模块2渐次交替。
3.修改检测器20识别到振荡频率改变。
4.结果谐波信号是不稳定的结果，因此存在反馈。
5.如上述情况系统可以以系统模块2继续工作，仅在需要时逆向渐次交替，或者也可以在反馈检验后立即再次逆向渐次交替。
为了还包括这种情况，即例如在一个正弦信号作为有用信号在系统上产生和该振荡作为“非反馈振鸣”已被识别后出现反馈振鸣，只要振荡检测器19起动，系统模块转换可以在一定的时间间隔后重复。
按照另一种实施方式，振荡检测器19仅检测是否存在振荡，而不识别振荡频率。在这种情况下修改模块20必须在从一个系统模块向下一个渐次交替之后不针对总信号分析信号改变。
按照一种替换的实施方式，振荡检测器19还确定一个或者多个振荡频率，并将其通知修正检测器20。后者然后在从一个系统模块向下一个渐次交替时专门地分析该(这些)频率。由此可以期待系统的更坚固的行为。
权利要求
1.一种助听设备，具有-信号输入装置(11)，-信号输出装置(12)，-在信号输入装置和信号输出装置之间的可修改的信号处理装置(14，151，152，15N，16)，和-从信号输出装置(11)到信号输入装置(12)的反馈路径(13)，通过该反馈路径(13)根据信号处理装置的设定产生该助听设备的一个相应的谐振行为，其特征在于，-分析装置(20)，用于根据信号处理装置(14，151，152，15N，16)的修改分析谐振行为，以及用于从分析结果中确定表示反馈的程度的反馈大小。
2.根据权利要求1的助听设备，其中，输入信号、输出信号和反馈信号是声性质。
3.根据权利要求1或2的助听设备，其中，输入信号、输出信号和反馈信号是电磁性质。
4.根据上述权利要求之一的助听设备，其中，所述信号处理装置(14，151，152，15N，16)的参数始终被自动地修改。
5.根据上述权利要求之一的助听设备，它具有一个反馈估计装置，后者当反馈关于数量和/或质量超过规定的程度时启动所述信号处理装置(14，151，152，15N，16)的修改。
6.根据权利要求5的助听设备，其中，所述反馈估计装置包括一个振荡检测器(19)，用它可确定系统的谐振频率，该谐振频率有针对性地由所述分析装置(20)分析。
7.根据上述权利要求之一的助听设备，其中，所述信号处理装置(14，151，152，15N，16)允许要被处理的信号的相位修改、运行时间修改和/或振幅修改。
8.根据上述权利要求之一的助听设备，其中，所述信号处理装置(14，151，152，15N，16)可以在至少两个状态之间转换或者连续渐次交替。
9.根据上述权利要求之一的助听设备，具有一个反馈补偿滤波器(17)，它的自适应步距依赖于所述分析装置(20)的反馈大小。
10.一种用于检测助听设备中的反馈的方法，它的信号处理设定与反馈一起决定谐振行为，通过-修改助听设备的信号处理，-根据信号处理的修改分析谐振行为，以及-从分析结果中确定表示反馈程度的反馈大小。
11.根据权利要求10的方法，其中，所述信号处理的参数仅在反馈关于数量和/或质量超过预定的程度时才为了分析谐振行为而被修改。
12.根据权利要求10或11的方法，其中，确定一个谐振频率，其然后有针对性地根据修改和反馈而被分析。
13.根据权利要求10至12之一的方法，其中，通过在至少两个状态之间信号处理的转换或者连续的渐次交替进行修改。
14.根据权利要求10至13之一的方法，其中，使用一个其自适应速度依赖于反馈的自适应滤波器(17)执行反馈补偿。
全文摘要
助听设备的反馈应能可靠地被识别。为此建议，助听设备(10)具有分析装置(19，20)，其用于根据信号处理装置(14，151，152，15N，16)的修改分析整个系统的谐振行为，并且用于从分析结果中确定表示反馈程度的反馈大小。根据反馈大小然后能够控制自适应滤波器(17)以其步距补偿反馈。
文档编号H04M1/58GK101076204SQ20071010975
公开日2007年11月21日 申请日期2007年5月21日 优先权日2006年5月19日
发明者乌尔里克·科内格尔 申请人:西门子测听技术有限责任公司