包括低延时声源分离单元的听力装置的制造方法_2

文档序号:9728473阅读:来源:国知局

[0039] 在实施例中,听力装置适于提供随频率而变的增益和/或随电平而变的压缩和/ 或一个或多个频率范围到一个或多个其它频率范围的移频(具有或没有频率压缩)以补偿 用户的听力受损。在实施例中,听力装置包括用于增强输入信号并提供处理后的输出信号 的信号处理单元。
[0040] 在实施例中,听力装置包括用于基于处理后的电信号提供由用户感知为声学信号 的刺激的输出单元。在实施例中,输出单元包括耳蜗植入物的多个电极或者骨导听力装置 的振动器。在实施例中,输出单元包括输出变换器。在实施例中,输出变换器包括用于将刺 激作为声学信号提供给用户的接收器(扬声器)。在实施例中,输出变换器包括用于将刺激 作为颅骨的机械振动提供给用户的振动器(如在附着骨头的听力装置或骨锚式听力装置 中)。
[0041] 在实施例中,听力装置包括用于从另一装置如通信装置或另一听力装置无线接收 直接电输入信号的天线和收发器电路。在实施例中,听力装置包括用于从另一装置如通信 装置或另一听力装置接收有线直接电输入信号的(可能标准化的)电接口(例如连接器的 形式)。在实施例中,直接电输入信号表示或包括音频信号和/或控制信号和/或信息信 号。
[0042] 在实施例中,听力装置具有0. 08m级的最大外尺寸(如头戴式耳机)。在实施例 中,听力装置具有〇· 〇4m级的最大外尺寸(如听力仪器)。
[0043] 在实施例中,听力装置为便携装置,例如包括本机能源如电池例如可再充电电池 的装置。在实施例中,听力装置为低功率装置。
[0044] 在实施例中,听力装置包括输入变换器(传声器系统和/或直接电输入(如无线 接收器))和输出变换器之间的正向或信号通路。在实施例中,信号处理单元位于该正向通 路中。在实施例中,信号处理单元适于根据用户的特定需要提供随频率而变的增益。在实 施例中,听力装置包括具有用于分析输入信号(如确定电平、调制、信号类型、声反馈估计 量等)的功能件的分析通路。在实施例中,分析通路和/或信号通路的部分或所有信号处 理在频域进行。在实施例中,分析通路和/或信号通路的部分或所有信号处理在时域进行。
[0045] 在实施例中,听力装置包括模数(AD)转换器以按预定采样速率如20kHz使模拟输 入数字化。在实施例中,听力装置包括数模(DA)转换器以将数字信号转换为模拟输出信 号,例如用于经输出变换器呈现给用户。
[0046] 在实施例中,表示声信号的模拟电信号在模数(AD)转换过程中转换为数字音频 信号,其中模拟信号以预定采样频率或速率f s进行采样,f 3例如在从8kHz到40kHz的范围 中(适应应用的特定需要)以在离散的时间点tn(或η)提供数字样本X n(或x[n]),每一 音频样本通过预定的比特数Ns表示声信号在、时的值,N 3例如在从1到16比特的范围中。 数字样本X具有l/fs的时间长度,对于f s= 20kHz,如50 μ s。在实施例中,多个音频样本 按时间帧进行安排。在实施例中,一时间帧包括64个音频数据样本(对于fs= 20kHz,对 应于3. 2ms)。根据实际应用可使用其它帧长度。
[0047] 在实施例中,听力装置包括分类单元,用于对听力装置当前周围的声环境进行分 类。在实施例中,听力装置包括向分类单元提供输入及分类基于哪一输入的多个检测器。
[0048] 在实施例中,听力装置包括电平检测器(LD),用于确定输入信号的电平(例如基 于频带级和/或全(宽带)信号)。从用户声环境拾取的电传声器信号的输入电平例如是 声环境的分类参数。在实施例中,电平检测器适于根据多个不同的(如平均)信号电平对 用户当前的声环境进行分类,如分类为高电平或低电平环境。
[0049] 在特定实施例中,听力装置包括话音检测器(VD),用于确定输入信号是否包括话 音信号(在特定时间点)。在本说明书中,话音信号包括来自人类的语音信号。其还可包括 由人类语音系统产生的其它形式的发声(如唱歌)。在实施例中,话音检测器单元适于将 用户当前的声环境分类为话音或无话音环境。这具有下述优点:包括用户环境中的人类发 声(如语音)的电传声器信号的时间段可被识别,因而与仅包括其它声源(如人工产生的 噪声)的时间段分离。在实施例中,话音检测器适于将用户自己的话音也检测为话音。作 为备选,话音检测器适于在检测话音时排除用户自己的话音。在实施例中,听力装置包括噪 声电平检测器。
[0050] 在实施例中,听力装置包括自我话音检测器,用于检测特定输入声音(如话音)是 否源自系统用户的话音。在实施例中,听力装置的传声器系统适于能够在用户自己的话音 及另一人的话音之间进行区分及可能与无话音声音区分。
[0051] 在实施例中,听力装置包括声学(和/或机械)反馈抑制系统,如有能力随时跟踪 反馈通路变化的自适应反馈消除系统。
[0052] 在实施例中,听力装置还包括用于所涉及应用的其它适宜功能,如电平压缩、降噪 等。
[0053] 在实施例中,听力装置包括听音装置,例如助听器,例如听力仪器,例如适于位于 用户耳朵处、或者完全或部分位于耳道中、或者完全或部分植入在用户头部中的听力仪器, 例如头戴式耳机、耳麦、耳朵保护装置或其组合。
[0054] 在实施例中,根据本发明的听力装置的功能元件被包围在单一装置如听力仪器 中。在实施例中,根据本发明的听力装置的功能元件被包围在几个分开的装置中(如两个 以上)。在实施例中,几个(优选便携的)分开的装置适于彼此有线或无线通信。在实施例 中,至少一部分与声音分离有关的处理在分开的(辅助)装置中进行,如便携装置,如遥控 装置,如移动电话例如智能电话。
[0055] 用涂
[0056] 此外,本发明提供上面描述的、"【具体实施方式】"中详细描述的及权利要求中限定 的听力装置的用途。在实施例中,提供在包括一个或多个听力仪器、头戴式耳机、耳麦、有源 耳朵保护系统等的系统中的用途,例如免提电话系统、远程会议系统、广播系统、卡拉OK系 统、教室放大系统等。
[0057]
[0058] 本申请还提供在多声源环境中分离声源的方法。该方法包括:
[0059] -提供表示包括至少两个声源的音频信号的时变电输入信号;
[0060] -提供适合保存最后A个音频样本的长度为A的循环分析缓冲器单元;及 [0061]-提供适合保存最后L个音频样本的长度为L的循环合成缓冲器单元,其中L小于 A,L个音频样本计划分开在各个声源中;
[0062]-提供已保存来自至少两个声源的记录的声音例子的数据库,数据库中的每一条 目(记录的声音例子)称为原子,这些原子源自来自大小对应于合成和分析缓冲器单元的 第一和第二缓冲器的音频样本,对于每一原子,来自第一缓冲器的音频样本与来自第二缓 冲器的音频样本重叠,及其中源自第一缓冲器的原子构成重构字典,及其中源自第二缓冲 器的原子构成分析字典;及
[0063] -如果原子在数据库的分析字典中,通过确定最后A个音频样本的最佳表示(W)而 分离电输入信号以提供表示至少两个声源的分离信号,及通过使用最佳表示(W)组合数据 库的合成(重构)字典中的原子而产生分离信号。
[0064] 当由对应的过程适当代替时,上面描述的、"【具体实施方式】"中详细描述的及权利 要求中限定的听力装置的部分或所有结构特征可与本发明方法的实施结合,反之亦然。方 法的实施具有与对应装置一样的优点。
[0065] 为获得低算法延时,该方法(算法)应用于相对短的输入数据帧(合成帧),同时 滤波器权重通过检查相对较长的先前的时间上下文(分析帧)而建立。由于两个不同的帧 大小用于收集时域数据进行处理,跨附加(组分)模型中使用的成对字典存在两个不同的 原子长度。对于每一声源,因而产生分别用于分析和重构的分开的字典。
[0066] 输入音频混合信号按基于帧的方式进行分析和处理,如具有从每一时域帧得到的 特征向量。分离通过用组分模型表示特征向量而进行,其中每一字典中的原子非负地求和 以逼近混合信号内的声源的频谱特征。因此,各个字典原子具有与从混合信号形成的特征 向量一样的尺寸,其从字典内容方面进行分析或滤波。
[0067] 本发明还涉及对每一将要分离的声源产生包括分开但成对的分析和重构字典的 数据库的方法。
[0068] 计筧机可读介质
[0069] 本发明进一步提供保存包括程序代码的计算机程序的有形计算机可读介质,当计 算机程序在数据处理系统上运行时,使得数据处理系统执行上面描述的、"【具体实施方式】" 中详细描述的及权利要求中限定的方法的至少部分(如大部分或所有)步骤。
[0070] 作为例子但非限制,前述有形计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或 其他光盘存储器、磁盘存储器或其他磁性存储装置,或者可用于执行或保存指令或数据结 构形式的所需程序代码并可由计算机访问的任何其他介质。如在此使用的,盘包括压缩磁 盘(CD)、激光盘、光盘、数字多用途盘(DVD)、软盘及蓝光盘,其中这些盘通常磁性地复制数 据,同时这些盘可用激光光学地复制数据。上述盘的组合也应包括在计算机可读介质的范 围内。除保存在有形介质上之外,计算机程序也可经传输介质如有线或无线链路或网络如 因特网进行传输并载入数据处理系统从而在不同于有形介质的位置处运行。这样的活动同 样被本发明覆盖。
[0071] 数据处理系统
[0072] 本发明进一步提供数据处理系统,包括处理器和程序代码,程序代码使得处理器 执行上面描述的、"【具体实施方式】"中详细描述的及权利要求中限定的方法的至少部分(如 大部分或所有)步骤。
[0073] 听力系统
[0074] 另一方面,本申请提供包括上面描述的、"【具体实施方式】"中详细描述的及权利要 求中限定的听力装置及包括辅助装置的听力系统。
[0075] 在实施例中,该系统适于在听力装置和辅助装置之间建立通信链路以使信息(如 数据例如控制和/或状态信号,中间结果,和/或音频信号)能在其间进行交换或从一装置 转发给另一装置。
[0076] 在实施例中,通信链路为基于近场通信的链路,例如基于发射器和接收器部分的 天线线圈之间的感应親合的感应链路。在另一实施例中,无线链路基于远场电磁福射。在实 施例中,经无线链路的通信根据特定调制方案进行安排,例如模拟调制方案,如FM(调频) 或AM (调幅)或PM (调相),或数字调制方案,如ASK (幅移键控)如开-关键控、FSK (频移 键控)、PSK (相移键控)、或QAM(正交调幅)。优选地,用于在听力装置和另一装置之间建 立通信链路的频率低于70GHz,例如位于从50MHz到50GHz的范围中,例如高于300MHz,例 如在高于300MHz的ISM范围中,例如在900MHz范围中或在2. 4GHz范围中或在5. 8GHz范 围中或在60GHz范围中(ISM =工业、科学和医学,这样的标准化范围例如由国际电信联盟 ITU定义)。在实施例中,无线链路基于标准化或专用技术。在实施例中,无线链路基于蓝 牙技术(如蓝牙低功率技术)。
[0077] 在实施例中,辅助装置是
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