用于听力系统的空间滤波器组的制作方法_4

文档序号:8343275阅读:来源:国知局
间声音信号56之后提供给声音参数确定单元40。声音参数确定单元40配置成确定空间声音信号的声音电平和/或信噪比和/或空间声音信号56的声音电平和/或信噪比是否高于预定阈值。声音参数确定单元40可配置成仅确定包括话音信号的空间声音信号56的声音电平和/或信噪比。
[0085]作为备选,空间声音信号56可在话音活动检测单元38之前提供给声音参数确定单元40。之后,话音活动检测单元38可配置成仅在空间声音信号56的声音电平和/或信噪比高于预定阈值时才启动检测空间声音信号56中是否存在话音信号。声音参数确定单元40可以是电路16中的单元或在电路16中执行的算法。
[0086]空间声音信号56之后提供给噪声检测单元42。噪声检测单元42配置成确定相应空间声音信号56中是否存在噪声信号。噪声检测单元42可以是电路16中的单元或在电路16中执行的算法。
[0087]空间声音信号56之后提供给控制单元44。控制单元44配置成根据话音活动检测单元38、声音参数确定单元40和/或噪声检测单元42的结果自适应调节子空间参数如子空间的延伸、数量和/或位置坐标。控制单元44例如可增加子空间58的数量及减小包括话音信号的子空间58的位置坐标附近的子空间58的延伸,及减少子空间58的数量并增大具有噪声信号的子空间58的位置坐标附近的子空间58的延伸,在没有声音信号22或24或具有其声音电平和/或信噪比低于预定阈值的声音信号22或24时。这对于听觉体验是有利的,因为用户在某一感兴趣方向获得更好的空间分辨率,而其它方向暂时不太重要。
[0088]空间声音信号56之后提供给空间声音信号选择单元46。空间声音信号选择单元46配置成选择一个或多个空间声音信号56并对一个或多个所选空间声音信号56产生权重参数值。相应空间声音信号56的加权和选择例如可基于相应空间声音信号56中话音信号或噪声信号的存在、相应空间声音信号56的声音电平和/或信噪比(SNR)。空间声音信号选择单元46可以是电路16中的单元或在电路16中执行的算法。
[0089]空间声音信号56之后提供给噪声降低单元48。噪声降低单元48配置成降低空间声音信号选择单元46选择的空间声音信号56中的噪声。噪声降低单元48的噪声降低为后处理步骤,例如噪声信号被估计并从空间声音信号56减去。作为备选,所有空间声音信号56均可提供给噪声降低单元48,其之后降低一个或多个空间声音信号56中的噪声。噪声降低单元48可以是电路16中的单元或在电路16中执行的算法。
[0090]空间声音信号56最后连同所有输出结果如权重参数、空间声音信号56的选择或电路16中在前单元确定的其它输出一起提供给输出声音处理单元55。输出声音处理单元55配置成根据电路16中在前单元的输出结果处理空间声音信号56并根据电路16中在前单元的输出结果产生输出信号28。输出信号28例如通过选择表示具有话音活动、没有反馈或具有/没有电路16的单元确定的其它性质的子空间58的空间声音信号56进行调节。输出声音处理单元55还配置成执行助听器处理,如反馈抵消、反馈抑制、及听力损失补偿(放大、压缩)或类似处理。
[0091]输出声音信号28在最后步骤提供给扬声器18。输出变换器18之后根据输出声音信号28产生输出声音30。
[0092]用户62可使用用户控制接口 50控制听力系统10。在该实施例中,用户控制接口50为开关。用户控制接口 50也可以是触敏显示器、键盘、连接到用户62的传感器单元,例如大脑植入物或用户62可操作的其它控制接口。用户控制接口 50配置成使用户62能调节子空间58的子空间参数。用户可在不同的运行模式之间选择,如不调整子空间参数的静态模式、根据传声器12和14接收的环境声音调整子空间参数的自适应模式即声环境、根据声环境受预定限制参数或用户62确定的限制参数限制的调整子空间参数的受限自适应模式。限制参数例如可以是限制子空间58的最大或最小数量或用于空间听觉的子空间58的数量变化、延伸的最大或最小变化、最小或最大延伸、最大或最小位置坐标和/或子空间58的位置坐标的最大和最小变化的参数。其它模式也是可能的,如固定某些子空间58并使其它子空间58能进行调整,例如固定正向的子空间58及使能调整所有其它子空间58。使用备选用户控制接口使能直接调节子空间参数(定义子空间格局)。听力系统10也可连接到用于控制听力系统10的外部装置(未示出)。
[0093]通过自适应调节子空间参数,空间滤波器组34变成自适应空间滤波器。术语“自适应”(具有“自适应/自动或用户控制”的意思)覆盖两个极端情形:a)信号自适应/自动;及《用户控制的,即用户告诉算法“听”哪一方向及a)和b)之间的任何软组合,例如使得算法做出关于人类用户接受/拒绝的方向的建议。在实施例中,使用用户控制接口 50的用户可选择听单一空间声音信号56的输出,其可被调整到不同于正面子空间58的另一子空间58或多个子空间58即方向。优点在于使听者能选择听表示来自非正面方向的声音20的空间声音信号56,例如在车厢中的情形下。现有技术助听器的缺点在于其花用户的时间,因此通过转动助听器用户的头部而使波束改变方向,如从正面变到侧面。在波束行进时间期间,句子的第一音节可能丢失,这导致现有技术助听器的听力受损用户可懂度降低。空间滤波器组34覆盖所有子空间即方向。用户可人工选择或让自动系统决定哪一或哪些空间声音信号56用于产生输出声音信号,其之后变换为输出声音30,该输出声音可立刻呈现给助听器用户62。
[0094]在一运行模式下,听力系统10使能使用声源定位单元52定位声源。声源定位单元52配置成决定目标声源是否存在于相应子空间中。这可使用空间滤波器组和声源定位是否实现,其放大空间中的某一子空间或方向以决定目标声源是否存在于空间中的相应子空间中或方向。在图1所示听力系统10中使用的声源定位算法包括下述步骤。
[0095]接收声音信号22和24。
[0096]使用声音信号22和/或24及子空间参数产生表示来自全空间60的子空间58的声音20的空间声音信号56。选择声源定位算法中的子空间58以填满全空间60。确定每一空间声音信号56中的声音电平、信噪比(SNR)JP /或目标信号存在概率。
[0097]调节子空间58的子空间参数,其用于产生空间声音信号56的步骤。子空间参数优选调节成使得具有高声音电平和/或高信噪比(SNR)的子空间58周围的灵敏度增加,而具有低声音电平和/或低SNR的子空间58周围的灵敏度降低。同样,子空间58的其它调节也是可能的。
[0098]识别声源的位置。也可能识别一个以上声源及相应声源的位置。声源位置的识别依赖于预定声音电平阈值和/或预定SNR阈值。为达到预定声音电平和/或SNR,声源定位算法配置成迭代地重复该算法的所有步骤,意味着接收声音信号22和24、产生空间声音信号56、调节子空间参数和识别声源位置,直到实现预定声音电平和/或SNR为止。作为备选,声源定位算法配置成迭代地调节子空间参数,直到子空间参数的变化低于声音电平和/或SNR的变化阈值为止。如果通过调节子空间参数引起的声音电平和/或SNR的变化低于阈值,声源位置识别为具有最高声音电平和/或SNR的空间声音信号56。也可能并行识别一个以上声源及相应声源的位置。另外的如第二声源可识别为具有下一如第二最高声音电平和/或SNR的空间声音信号56。优选地,声源的空间声音信号56可彼此比较以识别空间声音信号是否来自同一声源。在该情形下,算法配置成仅处理最强的空间声音信号56,意味着具有最高声音电平和/或SNR的空间声音信号56,表示相应声源。表示不同声源的空间声音信号56可通过算法的并行进程进行处理。用于声源定位的全空间60对并行进程的相应进程可限于相应子空间58以避免同一子空间58中两个声源。
[0099]如果声源被识别,声源定位算法包括使用表示来自声源的子空间58的声音的相应空间声音信号56及非必须地表示来自与声源的子空间58十分接近的子空间58的声音的空间声音信号56产生输出声音信号28的步骤。
[0100]声源定位算法还可包括确定对应于声源位置的空间声音信号56中是否存在话音信号的步骤。
[0101]如果在表不来自声源的子空间58的声音的空间声音信号5中存在话音信号,贝Ij算法包括从包括话音信号的空间声音信号56和/或包括话音信号的相邻子空间58的空间声音信号56产生输出声音信号28的步骤。
[0102]作为备选,如果不存在话音信号,声源定位算法包括识别另一声源位置的步骤。在识别声源位置之后,声源定位算法可人工重启以识别其它声源位置。
[0103]听力系统10的存储器54配置成存储数据,如声源的位置坐标或子空间参数,例如子空间58的位置坐标、延伸和/或数量。存储器54可配置成暂时保存所有或部分数据。在该实施例中,存储器54配置成在预定时间之后删除声源的位置坐标,如10秒后,优选5秒后,最好3秒后。
[0104]依靠上面的并行声源定位算法,听力系统10可估计声源的子空间即方向。对目标声源的方向感兴趣,专用噪声降低系统可用于增强来自该特定方向的信号。
[0105]空间滤波器组34产生的空间声音信号56还可用于改善反馈嘯声检测,其是任何目前技术发展水平的听力装置的难题。嘯声因扬声器信号到助听器的传声器的反馈引起。助听器必须在下面两种情形之间区分:i)反馈嘯声;或^)外部声音信号,如小提琴演奏,其具有听上去与反馈嘯声类似的信号。空间滤波器组34使能利用反馈嘯声趋于从特定子空间58即方向出现的事实,从而嘯声和小提琴演奏之间的空间差异可用于改善嘯声检测。
[0106]听力系统10的电路16可包括收发器单元57。在图1所示的实施例中,电路16不包括收发器单元57。收发器单元57可配置成将数据和声音信号传给另一听力系统10、另一人的助听器中、移动电话中、笔记本电脑中、助听器附件中的扬声器、流传输器、电视机顶盒或包括接收数据和声音信号的装置的其它系统,及配置成从另一听力系统10、外部传声器如另一用户的助听器中、移动电话中、笔记本电脑中、助听器附件中的传声器、音频流传输器、音频网关、电视机顶盒如用于无线传输TV声音的机顶盒、或包括产生数据和/或声音信号并传输数据和声音信号的装置的其它系统接收数据和声音信号。在两个听力系统10彼此连接的情形下,听力系统10形成双耳听力系统。电路16的所有滤波器组和/或单元即32、34、36、40、42、44、46、48、50、52和/或54可配置成双耳使用。所有单元可通过双耳地组合这些单元的输出而得以改进。两个听力系统的空间滤波器组34可扩展到双耳滤波器组,或者空间滤波器组34可用作双耳滤波器组,即代替使用2个本机传声器12和14,双耳滤波器组配置成使用四个传声器的四个声音信号。双耳使用改进谱和空间灵敏度,即听力系统10的分辨率。两个听力系统10的收发器单元57之间的潜在传输时延实际上无关紧要,其通常在I到15ms之间,取决于传输的数据,因为声源定位单元52用于在听力系统双耳使用情形下的检测目的。空间声音信号56之后根据相应单元的输出进行选择。单元的决策可被延迟15ms,不会引起任何明显的性能降级。在另一实施例中,输出声音信号从单元的输出产生。单元、滤波器组和/或波束形成器也可以是在电路16或电路16的处理器(未示出)上执行的算法。
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