r>[0107]图2A示出了图1的听力系统由用户62佩戴。在该实施例中，全空间60为圆柱体空间，但也可具有任何其它形状。全空间60例如也可由球形或半球形、十二面体、立方体或类似几何结构表示。全空间60的子空间56对应于圆柱体扇区。子空间58也可以是球形、圆柱形、棱锥、十二面体或使能将全空间60分为子空间58的其它几何结构。在该实施例中，子空间58加在一起即为全空间60，即子空间58完全填满全空间60及没有重叠(例如参见图2B中示意性所示，每一 beamp，p = I, 2,…，P构成子空间(截面)，其中P (在此等于8)为子空间58的数量)。在子空间58之间也可以有真空区和/或子空间重叠。在该实施例中，子空间58等距间隔开，例如成8个具有45度角的圆柱体扇区。子空间也可不同地间隔开，例如一个扇区具有100度，第二扇区具有50度，第三扇区具有75度。在一实施例中，空间滤波器组34可配置成将声音信号22和24分到对应于水平“饼图”的方向的子空间58中，其可分为如20度的18片，全空间60为360度。在该实施例中，由扬声器18呈现给用户62的输出声音30从包括表示全空间60的子空间58的空间声音信号56的输出声音信号28产生。子空间(在特定运行模式下)可固定、动态确定或其混合(如一些固定，其它动态确定)。
[0108]子空间58的位置坐标、延伸和数量取决于子空间参数。子空间参数可自适应调节，如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。子空间58的延伸的调节使能调节子空间58的形状或大小。子空间58的数量的调节使能调节灵敏度、各自的分辨率因而也调节听力系统10的计算需求。调节子空间58的位置坐标使能增加某一位置坐标或方向的灵敏度，同时降低其它位置坐标或方向的灵敏度。在图2A-2E的听力系统10的实施例中，子空间58的数量保持恒定，只有子空间的位置坐标和延伸可被调节，这保持听力系统的计算需求几乎恒定。
[0109]图2C和2D示出了包括不同子空间格局的应用场合。在图2C中，用户62周围的空间60分为4个子空间58，在图2C中标记为beampbean^bean^beanv每一子空间波束包括全角空间的四分之一，即每一个跨越90度(在所示平面中)，及每一个具有一样的形状和大小。子空间不必须为一样的形状和大小，而是原则上可以是任何形状和大小(及相对于用户的任何位置)。同样，子空间不必须加在一起填满全空间，而是可以集中于全空间的连续或离散空间。在图2D中，子空间格局仅包括用户62周围的一部分空间(在此为四分之一，在此，图2C中的子空间beam4分为2个子空间58，在图2D中标记为beam 41、beam42)。
[0110]图2C和2D可图示用户周围空间中的声场使用空间滤波器组的子空间的不同格局如第一和第二格局在至少两个步骤中进行分析的情形，其中第二格局从第一子空间格局中的声场分析得到，例如根据预定判据，如关于子空间格局的空间声音信号的特性。声源S被示为位于由相对于用户62的矢量ds表示的方向。给定子空间格局的子空间58(如图2C中的beamp beam2、beam3、beam4)的空间声音信号Sssigi, i = I, 2, 3, 4例如被分析以评估每一对应空间声音信号的特性(在此假定先前不知道声源S的位置和性质)。基于该分析，确定随后的子空间格局(如图2D中的beam41、beam42)，随后格局的子空间58的空间声音信号Sssigij, i = 4, j = I, 2再次进行分析以评估每一(随后的)空间声音信号的特性。在实施例中，空间声音信号的特性包括包含信号和噪声的测度(如信噪比)。在实施例中，空间声音信号的特性包括代表话音活动检测的测度。在实施例中，噪声电平在话音活动检测器未检测到话音的时间段进行确定。在实施例中，对每一空间声音信号Sssigi, i = 1,2,3,4确定信噪比(S/N)。子空间beam^信噪比(S/N(sssig4))为图2C的四个S/N值中的最大值，因为声源位于该子空间中(或从用户看在该子空间的方向)。基于此，选择满足预定判据的第一格局(图2C)的子空间(其SSSigi, i = 1,2,3,4具有MAX(S/N)的子空间)并进一步细分为第二子空间格局，目标在于可能找到对应空间声音信号具有甚至更大的信噪比的子空间(如通过应用与应用于第一子空间格局的判据一样的判据找到)。从而，beam42S义的子空间识别为具有最大信噪比的子空间。接近声源的方向自动定义(在子空间beam42形成的立体角内)。如果需要，可定义基于beam42的第三子空间格局(作为备选或另外，格局2的子空间的更加细分(如两个以上子空间))并应用进行选择的判据。
[0111]在上面的例子中，选择子空间或对应空间声音信号的预定判据为最大信噪比。可定义其它判据，如最小信噪比或预定信噪比(如在预定范围中)。其它判据例如可基于话音检测的最大概率、最小噪声电平、或最大噪声电平等。
[0112]图2E示出了子空间格局包括固定及自适应确定的子空间的情形。在图2E所示的例子中，固定子空间beam1F位于朝向用户62前面的已知目标声源S (如人或扬声器)的方向尤，其中其余子空间(带有交叉影线的子空间beamu^lj beam6D)被自适应确定，如根据当前声环境确定。包括固定和动态(如自适应)确定的子空间的混合的其它子空间格局也是可能的。
[0113]图3示出了处理表示环境的入局声音20的声音信号22和24的方法的实施例。该方法包括下述步骤。
[0114]步骤100:接收表示环境的声音20的声音信号22和24。
[0115]步骤110:使用声音信号22和24产生空间声音信号56。每一空间声音信号56表示来自全空间60的子空间58的声音20。
[0116]步骤120:检测所有空间声音信号56的相应空间声音信号56中是否存在话音信号。步骤120优选针对所有空间声音信号56并行执行。
[0117]步骤130:选择其话音信号高于预定信噪比阈值的空间声音信号56。该步骤130针对所有空间声音信号56并行执行。
[0118]步骤140:从所选空间声音信号56产生输出声音信号28。
[0119]作为备选，步骤110可将声音信号分在子空间58中从而产生空间声音信号56。步骤110的另一备选方案是从声音信号产生全空间声音信号并将全空间声音信号分在全空间60的子空间58中从而产生空间声音信号56。
[0120]检测相应空间声音信号56中是否存在话音信号的步骤120也可对每一空间声音信号56依次执行。
[0121]选择其话音信号高于预定信噪比阈值的空间声音信号的步骤130也可对每一空间声音信号56依次执行。空间声音信号56也可基于声音电平阈值或者声音电平阈值和信噪比阈值的组合进行选择。此外，在备选实施例中，可选择不包括话音信号的空间声音信号
56 ο
【主权项】
1.一种构造成由用户佩戴的听力系统，包括: 环境声音输入单元、输出变换器和电路； 其中所述环境声音输入单元配置成从环境声音输入单元的环境接收声音并产生表示环境声音的声音信号； 其中所述输出变换器配置成刺激用户的听觉； 其中所述电路包括空间滤波器组；及 其中所述空间滤波器组配置成使用所述声音信号产生空间声音信号，其将环境声音的全空间分为多个子空间、形成子空间格局，及其中空间声音信号表不来自子空间的声音。
2.根据权利要求1所述的听力系统，其中所述空间滤波器组包括至少一波束形成器，其配置成通过产生表示来自子空间的声音的空间声音信号而处理所述声音信号。
3.根据权利要求1所述的听力系统，其中所述子空间为圆柱体扇区或球锥。
4.根据权利要求1所述的听力系统，其中所述子空间加在一起即全空间。
5.根据权利要求1所述的听力系统，其中所述多个子空间等距间隔开。
6.根据权利要求1所述的听力系统，其中所述电路包括配置成确定相应空间声音信号中是否存在话音信号的话音活动检测单元和/或配置成确定相应空间声音信号中是否存在噪声信号或确定其噪声电平的噪声检测单元。
7.根据权利要求1所述的听力系统，其中所述电路包括配置成动态调节子空间格局的控制单元。
8.根据权利要求6所述的听力系统，其中所述电路包括配置成根据所述话音活动检测单元和/或所述噪声检测单元的输出自适应调节子空间格局的控制单元。
9.根据权利要求1所述的听力系统，其中所述电路包括配置成选择一个或多个空间声音信号并从所选的一个或多个空间声音信号产生输出声音信号的空间声音信号选择单元，及其中所述输出变换器配置成根据所述输出声音信号刺激用户的听觉。
10.根据权利要求9所述的听力系统，其中所述空间声音信号选择单元配置成对所选的一个或多个空间声音信号加权并从所选且加权的一个或多个空间声音信号产生输出声音信号。
11.根据权利要求1所述的听力系统，其中所述电路包括配置成降低一个或多个空间声音信号中的噪声的噪声降低单元。
12.根据权利要求1所述的听力系统，其中所述电路包括配置成使用户能调节子空间格局的用户控制接口。
13.根据权利要求1所述的听力系统，其中所述电路包括配置成按频带划分声音信号的至少一谱滤波器组。
14.根据权利要求1所述的听力系统，配置成分别在第一和第二步骤中通过空间滤波器组使用第一和第二不同的子空间格局至少在第一和第二步骤中分析表示环境声音的声音信号，及其中第二子空间格局从第一子空间格局的空间声音信号的分析得到。
15.根据权利要求1所述的听力系统，配置成提供其中至少一子空间固定及其中至少一子空间自适应确定的子空间格局。
16.根据权利要求1所述的听力系统，包括配置成刺激听力受损用户的听觉的助听器。
17.处理表示环境声音的声音信号的方法，包括步骤: -接收表不环境声音的声音信号； -使用所述声音信号产生空间声音信号，其中每一空间声音信号表示来自全空间的子空间的声音； -检测所有空间声音信号的相应空间声音信号中是否存在话音信号； -选择其话音信号高于预定信噪比阈值的空间声音信号； -从所选空间声音信号产生输出声音信号。
【专利摘要】本发明公开了用于听力系统的空间滤波器组，其中所述听力系统构造成由用户佩戴并包括：环境声音输入单元、输出变换器和电路；其中所述环境声音输入单元配置成从环境声音输入单元的环境接收声音并产生表示环境声音的声音信号；其中所述输出变换器配置成刺激用户的听觉；其中所述电路包括空间滤波器组；及其中所述空间滤波器组配置成使用所述声音信号产生空间声音信号，其将环境声音的全空间分为多个子空间、形成子空间格局，及其中空间声音信号表示来自子空间的声音。子空间在特定运行模式下可固定、动态确定或其混合。
【IPC分类】H04R3-00, H04R25-00
【公开号】CN104661152
【申请号】CN201410690902
【发明人】J·延森
【申请人】奥迪康有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年11月25日
【公告号】EP2876900A1, EP2876903A1, US20150156592