用于免提通信的助听器装置的制造方法_2

文档序号:8384241阅读:来源:国知局
音信号。优选地,在无线声音接收模式下运行 的助听器装置配置成使用发射器单元W降低的概率将电声音信号传给通信装置,例如通过 增加传输电声音信号和/或用户话音信号需要克服的声音电平阔值和/或信噪比阔值。在 无线声音接收模式下运行的助听器装置也可配置成通过电路处理电声音信号,其通过抑制 (或衰减)环境声音输入从环境接收的声音和/或通过优化通信质量进行,例如减小来自环 境的声音的电平,可能同时仍保留用户的危险意识。无线声音接收模式的使用使能降低计 算需求因而降低助听器装置的能耗。优选地,无线声音接收模式仅在无线接收的无线声音 信号的声音电平和/或信噪比高于预定阔值时激活。话音活动检测单元可W是电路的单元 或可在电路上执行的话音活动检测(VAD)算法。
[0022] 在一实施例中,专用波束形成器降噪系统包括波束形成器。波束形成器优选配置 成通过抑制电声音信号的预定空间方向(如使用视向量)并产生空间声音信号(或波束形 成信号)而处理电声音信号。空间声音信号具有改善的信噪比,因为来自不同于目标声源 方向(由视向量确定)的其它空间方向的噪声被波束形成器抑制。在一实施例中,助听器 装置包括配置成保存数据的存储器,例如适于使得波束形成器抑制来自不同于预定空间方 向参数的值确定的空间方向的其它空间方向的声音的预定空间方向参数如视向量、当前声 环境的环境内声音输入噪声协方差矩阵、波束形成器权重矢量、目标声音协方差矩阵、或另 外的预定空间方向参数。波束形成器优选配置成使用预定空间方向参数的值来调整电声音 信号的预定空间方向,在波束形成器处理电声音信号时该些空间方向被波束形成器抑制。
[0023] 初始的预定空间方向参数优选在波束形成器仿真头模型系统中确定。波束形成器 仿真头模型系统优选包括具有仿真目标声源(如位于仿真头的嘴己处)的仿真头。仿真目 标声源的位置优选相对于助听器装置的至少一环境声音输入固定。目标声源的固定位置 的位置坐标或对应于目标声源位置的空间方向参数优选保存在存储器中。仿真目标声源 优选配置成产生表示预定话音和/或其它培训信号的培训话音信号,例如频谱在优选高于 20化的最小频率和优选低于20曲Z的最大频率之间的白噪声信号,该使能确定仿真目标声 源(如位于仿真头的嘴己处)相对于助听器装置的至少一环境声音输入的空间方向和/或 仿真目标声源相对于安装在仿真头上的助听器装置的至少一环境声音输入的位置。
[0024] 在实施例中,测量/估计从仿真头声源(即嘴己)到助听器装置的每一环境声音 输入(如传声器)的声传递函数。从该传递函数可确定声源方向,但该并非必须。从估计 的传递函数及噪声的传声器内协方差矩阵的估计量(下面详述),能够确定最佳(从最小均 方误差(mmse)方面讲)波束形成器权重。波束形成器优选配置成抑制来自除培训话音信 号和/或培训信号的空间方向即仿真目标声源的位置之外的所有空间方向的声音信号。波 束形成器可W是电路的单元或可在电路上执行的波束形成算法。
[0025] 存储器优选还配置成保存运行模式和/或可在电路上执行的算法。
[0026] 在优选实施例中,电路配置成估计来自用至少一环境声音输入接收的声音的干扰 背景噪声的噪声功率谱密度(psd)。优选地,电路配置成在话音活动检测单元检测到电声音 信号中不存在用户的话音信号时(或者W高概率检测到前述不存在,如> 50%或> 60%, 例如基于频带电平)估计来自用至少一环境声音输入接收的声音的干扰背景噪声的噪声 功率谱密度。优选地,预定空间方向参数的值根据或通过干扰背景噪声的噪声功率谱密度 确定。当不存在话音时,即只有噪声的情形,测量/估计传声器内噪声协方差矩阵。该可看 作噪声情形的"指纹"。该测量与视向量/从目标源到传声器的传递函数无关。当将估计的 噪声协方差矩阵与预定目标传声器内传递函数(视向量)结合时,可确定多传声器降噪系 统的最佳(从mmse方面讲)设置(如波束形成器权重)。
[0027] 在优选实施例中,波束形成器降噪系统包括单通道降噪单元。单通道降噪单元优 选配置成降低电声音信号中的噪声。在实施例中,单通道降噪单元配置成降低空间声音信 号中的噪声并提供噪声降低的空间声音信号,在此称为"用户话音信号"。优选地,单通道降 噪单元配置成使用表示来自用至少一环境声音输入接收的声音的干扰背景噪声的预定噪 声信号降低电声音信号中的噪声。噪声降低例如可通过将预定噪声信号从电声音信号中减 去而实现。优选地,预定噪声信号在话音活动检测单元检测到电声音信号中不存在助听器 装置用户话音信号(或W低概率检测到用户话音)时由至少一环境声音输入接收的声音确 定。在实施例中,单通道降噪单元包括配置成在存在语音期间跟踪噪声功率谱的算法(在 该情形下,噪声psd并非"预定",而是根据噪声环境调整)。优选地,存储器配置成保存预 定噪声信号并将它们提供给单通道降噪单元。单通道降噪单元可W是电路的单元或可在电 路上执行的单通道降噪算法。
[002引在一实施例中,助听器装置包括配置成在助听器装置和通信装置之间建立无线连 接的开关。优选地,该开关适于由用户启动。在一实施例中,开关配置成激活通信模式。优 选地,通信模式使得助听器装置在其与通信装置之间建立无线连接。开关也可配置成激活 其它模式,如无线声音接收模式、安静环境模式、有噪声环境模式、用户讲话模式或其它模 式。
[0029] 在优选实施例中,助听器装置配置成连接到移动电话。移动电话优选至少包括接 收器单元、到公用电话网络的无线接口、及发射器单元。接收器单元优选配置成从助听器 装置接收声音信号。到公用电话网络的无线接口优选配置成将声音信号传给作为公用电 话网络的一部分的其它电话或装置,如陆地线电话、移动电话、笔记本电脑、平板电脑、个人 计算机、或具有到公用电话网络的接口的其它装置。公用电话网络可包括公用电话交换网 (PSTN),包括公用蜂窝网络。移动电话的发射器单元优选配置成将通过到公用电话网络的 无线接口接收的无线声音信号经天线传给助听器装置的无线声音输入。移动电话的发射器 单元和接收器单元也可W是一个收发器单元,如收发器,例如藍牙收发器、红外收发器、无 线收发器或类似装置。移动电话的发射器单元和接收器单元优选配置成用于本地通信。到 公用电话网络的接口优选配置成用于与公用电话网络的基站通信W使能在公用电话网络 内通信。
[0030] 在一实施例中,助听器装置配置成确定用户话音信号的目标声源如用户嘴己相对 于助听器装置的至少一环境声音输入的位置及确定对应于目标声源相对于至少一环境声 音输入的位置的空间方向参数。在实施例中,存储器配置成保存位置坐标和空间方向参数 的值。存储器可配置成固定目标声源的位置,例如在确定新位置时防止目标声源位置的坐 标变化或仅允许有限改变目标声源位置的坐标。在实施例中,存储器配置成固定仿真目标 声源的初始位置,其可由用户选择为助听器装置确定的用户话音信号的目标声源的位置的 备选。存储器也可配置成每当确定位置时或目标声源相对于至少一环境声音输入的位置的 确定由用户手动启动时保存目标声源相对于至少一环境声音输入的位置。预定空间方向参 数的值优选对应于目标声源相对于助听器装置的至少一环境声音输入的位置进行确定。助 听器装置优选配置成,当确定的目标声源相对于至少一环境声音输入的位置之间的坐标相 对偏差相较于助听器装置确定的目标声源相对于至少一环境声音输入的位置不切实际地 大时,使用通过使用仿真头模型系统确定的初始预定空间方向参数的值代替对用户话音信 号的目标声源确定的预定空间方向参数的值。初始位置和助听器装置确定的位置之间的偏 差预期对于所有坐标轴在多达5cm的范围中,优选3畑1,最好1cm。坐标系统在此描述目标 声源相对于助听器装置的环境声音输入的相对位置。
[0031] 然而,优选地,助听器配置成保存从目标声源到环境声音输入(传声器)的(相 对)声传递函数及预定和新估计的目标声源的滤波器权重或视向量之间的"距离"(如通过 数学或统计距离测度给出)。
[0032] 在助听器装置的优选实施例中,波束形成器配置成将对应于目标声源相对于环境 声音输入的位置的空间声音信号提供给话音活动检测单元。话音活动检测单元配置成检测 空间声音信号中是否存在用户的话音即用户话音信号(或具有何种概率)和/或检测空间 声音信号中出现用户话音的时间点,即用户讲话的时间点(具有高概率)。助听器装置优选 配置成根据话音活动检测单元的输出确定运行模式如正常听音模式或用户讲话模式。在正 常听音模式下运行的助听器装置优选配置成使用至少一环境声音输入从环境接收声音并 将处理后的电声音信号提供给输出变换器W刺激用户的听觉。正常听音模式下的电声音信 号优选由电路W优化用户的听音体验的方式处理,例如通过降低噪声及增加电声音信号的 信噪比和/或声音电平。在用户讲话模式下运行的助听器装置优选配置成抑制(衰减)用 于刺激用户听觉的、助听器装置的电声音信号中的用户话音信号。
[0033] 在用户讲话模式下运行的助听器装置还可配置成使用自适应波束形成器确定目 标声源的位置(声传递函数)。自适应波束形成器优选配置成确定视向量即从声源到每一 传声器的(相对)声传递函数,同时助听器装置运行及优选同时空间声音信号中存在话音 信号或为主(W高概率存在,如> 70% )。电路优选配置成在检测到用户话音时估计用户话 音环境内声音输入(如传声器)协方差矩阵及确定对应于协方差矩阵的主本征值的特征向 量。对应于协方差矩阵的主本征值的特征向量为视向量d。视向量取决于用户嘴己相对于 其耳朵(助听器装置位于该处)的相对位置,即目标声源相对于环境声音输入的位置,意味 着视向量随用户而变且与声环境无关。因此,视向量表示从目标声源到环境声音输入(每 一传声器)的传递函数的估计量。在本说明书中,视向量通常随时间相对恒定,因为用户嘴 己相对于用户耳朵(助听器装置)的位置通常相对固定。只有用户耳朵中的助听器装置的 移动可导致用户嘴己相对于环境声音输入的位置稍微变化。初始的预定空间方向参数在具 有仿真头的仿真头模型系统中确定,其对应于一般的男性、女性或人头。因此,初始的预定 空间方向参数(传递函数)从一用户到另一用户将仅稍微变化,因为用户的头部通常仅在 相当小的范围内不同,例如导致传递函数对应于在目标声源相对于助听器装置的环境声音 输入的所有S个位置坐标多达5cm的差异范围的变化,优选3cm,1cm最佳。助听器装置优 选配置成在电声音信号是用户话音为主时的时间点确定新的视向量,例如当至少一电声音 信号和/或空间声音信号具有高于预定阔值的信噪比和/或用户话音声音电平时。
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