專(zhuān)利名稱(chēng)：用于自適應(yīng)白化的自適應(yīng)長(zhǎng)時(shí)預(yù)測(cè)濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聽(tīng)音裝置中的反饋減小或消除。本發(fā)明具體涉及用于 根據(jù)用戶的需要將輸入聲音處理為輸出聲音的聽(tīng)力儀器。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及估計(jì)聽(tīng)力儀器中的聲學(xué)反饋的方法。
本發(fā)明進(jìn)一歩涉及運(yùn)行在聽(tīng)力儀器的信號(hào)處理器上的軟件程序 和其上存儲(chǔ)指令的介質(zhì)。
本發(fā)明可以用于例如聽(tīng)力儀器、頭戴式耳機(jī)等應(yīng)用。
背景技術(shù)：
通常，自適應(yīng)反饋消除方案不能很好地適用于音調(diào)輸入信號(hào)。 在助聽(tīng)器的反饋消除系統(tǒng)中，需要輸出信號(hào)(即接收機(jī)信號(hào)) 與目標(biāo)輸入信號(hào)x(w)不相關(guān)，參見(jiàn)圖1。在這種情況下，用于更新反 饋消除濾波器參數(shù)的算法通常運(yùn)行在得出其的理論條件下，且反饋消 除系統(tǒng)的性能很好。然而，不幸的是在助聽(tīng)器應(yīng)用中輸入和輸出信號(hào) 通常不是不相關(guān)，因?yàn)檩敵鲂盘?hào)實(shí)際上是延遲(或經(jīng)處理)形式的輸 入信號(hào)，因此輸入信號(hào)中的自相關(guān)導(dǎo)致輸入信號(hào)與輸出信號(hào)之間的相
關(guān)。如果這兩個(gè)信號(hào)之間存在相關(guān)性，自適應(yīng)算法(例如NLMS、 RLS， 參見(jiàn)圖1)將傳遞有偏移的聲學(xué)反饋估計(jì)值。因此，雖然反饋消除濾 波器不能減弱反饋的影響，但是實(shí)際上可以去除目標(biāo)輸入信號(hào)中的成 分，導(dǎo)致信號(hào)失真、可懂度(在輸入信號(hào)是語(yǔ)音的情況下)和聲音質(zhì) 量(在音頻輸入信號(hào)的情況下)中的潛在損失，并造成引起嘯叫的潛 在不穩(wěn)定系統(tǒng)。
相關(guān)問(wèn)題主要出現(xiàn)在包含位于頻域局部的信號(hào)成分的輸入信號(hào) x(m)，即類(lèi)音調(diào)信號(hào)成分。減小音調(diào)成分對(duì)反饋消除濾波器估值的影 響的方法是在信號(hào)和提供給自適應(yīng)算法之前將其從信號(hào)中濾 除。這樣的濾波在6,831,986 B2中進(jìn)行了討論，其中使用級(jí)聯(lián)的、獨(dú)立的陷波濾波器去除e(w)和w(M)的音調(diào)成分，每一個(gè)濾波器允許去 除一種音調(diào)信號(hào)成分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是降低目標(biāo)輸入信號(hào)中的音調(diào)成分對(duì)聲學(xué)反饋估 值的質(zhì)量的影響。
通過(guò)所附權(quán)利要求書(shū)和以下說(shuō)明描述的發(fā)明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目標(biāo)。 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目標(biāo)是通過(guò)根據(jù)用戶的需要將輸入聲音處理為輸 出聲音的聽(tīng)力儀器。聽(tīng)力儀器包括用于將輸入聲音轉(zhuǎn)換為電輸入信號(hào) 的輸入變換器和用于將經(jīng)處理的電輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為輸出聲音的輸出 變換器，限定在輸入變換器與輸出變換器之間的并包括信號(hào)處理單元 的正向通路，信號(hào)處理單元限定正向通路的輸入側(cè)和輸出側(cè)，包括反 饋消除系統(tǒng)的從輸出側(cè)到輸入側(cè)的反饋回路，反饋消除系統(tǒng)用于估計(jì) 從輸出變換器到輸入變換器的聲學(xué)反饋的影響，反饋消除系統(tǒng)包括接 收分別來(lái)自正向通路的輸入側(cè)和輸出側(cè)的第一和第二估值輸入信號(hào) 的反饋通路估值單元，其中第一和第二估值輸入信號(hào)通路包括第一和 第二長(zhǎng)時(shí)預(yù)測(cè)濾波器戶("，每一個(gè)濾波器具有輸入和輸出，反饋消除 系統(tǒng)適于根據(jù)所討論濾波器的輸入信號(hào)估計(jì)至少一個(gè)長(zhǎng)時(shí)預(yù)測(cè)濾波 器的可變參數(shù)。
本發(fā)明的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)更好的反饋消除，即使有多個(gè)音 調(diào)輸入信號(hào)。
在具體實(shí)施例中，反饋通路估值單元包括自適應(yīng)反饋消除(FBC) 濾波器，濾波器包括用于提供具體的傳遞函數(shù)的可變?yōu)V波器部分和用 于更新可變?yōu)V波器部分的傳遞函數(shù)的更新算法部分，更新算法接收分 別來(lái)自正向通路的輸入側(cè)和輸出側(cè)的所述第一和第二估值輸入信號(hào)。
在具體實(shí)施中，聽(tīng)力儀器適于估計(jì)第一濾波器的可變參數(shù)并將其 復(fù)制到第二濾波器。在具體實(shí)施例中，聽(tīng)力儀器適于估計(jì)第二濾波器 的可變參數(shù)并將其復(fù)制到第一濾波器。在具體實(shí)施例中，聽(tīng)力儀器適于提供長(zhǎng)時(shí)預(yù)測(cè)濾波器P(z)是根據(jù) 以下z變形的濾波器
其中/是整數(shù)，A和K是由輸入信號(hào)確定的參數(shù)。這樣的濾波器比較 簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)(例如在軟件程序中，信號(hào)在時(shí)間頻率架構(gòu)中數(shù)字化和 表述時(shí))。
整數(shù)/通常可以是任何數(shù)字，例如比較大的數(shù)字，如IO或更大的 數(shù)。但是，在具體實(shí)施例中，聽(tīng)力儀器適于提供小于5的/，如等于 2或1。因此提供了簡(jiǎn)單易行的濾波器。
在具體實(shí)施例中，聽(tīng)力儀器適于提供長(zhǎng)時(shí)預(yù)測(cè)濾波器P(z)是根據(jù) 以下形式的濾波器
i50) = l - /fe;
其中，p和7;是由輸入信號(hào)確定的參數(shù)。其優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)僅僅兩個(gè)參數(shù) p和r。參數(shù)化濾波器。此外，濾波器很好地適用于模擬(有聲區(qū)域的) 語(yǔ)音信號(hào)，因?yàn)槠鋵?shí)現(xiàn)諧波間隔為預(yù)定距離y;/r。Hz的陷波，其中,是 所使用的采樣頻率(Hz)。該濾波器很好地適用于濾除語(yǔ)音信號(hào)或包 含音樂(lè)的信號(hào)中的諧波。
在具體實(shí)施例中，長(zhǎng)時(shí)預(yù)測(cè)濾波器P(z)的采樣頻率,和/或參數(shù)
r。適于實(shí)現(xiàn)諧波間隔為預(yù)定距離y;/:r。Hz的陷波，其中力是所使用的 采樣頻率(Hz)。但是，優(yōu)選陷波之間的距離可以動(dòng)態(tài)調(diào)整。
在具體實(shí)施例中，聽(tīng)力儀器適于動(dòng)態(tài)地調(diào)整對(duì)輸入信號(hào)的當(dāng)前音 調(diào)成分的陷波。在實(shí)踐中，通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整濾波器系數(shù)可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)， 因此陷波可以或多或少地跟隨信號(hào)內(nèi)容。
在具體實(shí)施例中，聽(tīng)力儀器適于由(第一)長(zhǎng)時(shí)預(yù)測(cè)濾波器的數(shù) 字化輸入信號(hào)估計(jì)最優(yōu)濾波器參數(shù)，例如根據(jù)輸入信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)
的估值代表來(lái)自正向通路的輸入側(cè)的目標(biāo)信號(hào)估值的誤差信號(hào)
咖)(參見(jiàn)圖2)，關(guān)于誤差信號(hào)咖)，自相關(guān)函數(shù)是 ~w = ￡[e(")e("-。]，其中￡代表統(tǒng)計(jì)預(yù)期算子。數(shù)字信號(hào)的自相關(guān)在S. Haykin編寫(xiě)的、Prentice-Hall International公司1996年出 版的《自適應(yīng)濾波器原理》中進(jìn)行了討論?？蛇x地，聽(tīng)力儀器適于根 據(jù)輸入信號(hào)"(")對(duì)正向通路輸出側(cè)的(第二)濾波器尸(z)的自相關(guān)函 數(shù)④=- A)]的估值由正向通路輸出側(cè)的濾波器的數(shù)字 化輸入信號(hào)(即圖2中的—")估計(jì)最優(yōu)濾波器參數(shù)。
在具體實(shí)施例中，聽(tīng)力儀器適于將長(zhǎng)時(shí)預(yù)測(cè)濾波器P(z)與頻譜整 形濾波器5(勻相結(jié)合以提供組合濾波器》(勻=^力？(勻。在具體實(shí)施 例中，頻譜整形濾波器S(z)實(shí)現(xiàn)為自適應(yīng)白化濾波器，例如形式為
其中，P是濾波器的階數(shù)，",.代表濾波器系數(shù)。
可選地，頻譜整形濾波器可以是如下形式s(z;n:5(z)-"z;M(z)，
其中丄(z)是基于最有可能出現(xiàn)嘯叫的頻率區(qū)域的現(xiàn)有知識(shí)的頻譜重 點(diǎn)濾波器(該信息可以在醫(yī)師安裝期間獲得)。
另一種有意義的備選方案稱(chēng)為感知整形濾波器，其形式如下
其中，參數(shù),通常選擇為ys0.70-0.99，參見(jiàn)A. S. Spanias撰寫(xiě)的、 發(fā)表在1994年10月的IEEE會(huì)議論文集第1541-1582頁(yè)的文章 "Speech Coding: A Tutorial Review"。這些整形濾波器中的任一 的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)合頻譜整形的效果與消除用于估計(jì)反饋通路的信號(hào)中的 音調(diào)輸入的作用。
在進(jìn)一歩的方面，估計(jì)聽(tīng)力儀器中的聲學(xué)反饋的的方法由本發(fā)明 提供。聽(tīng)力儀器包括將輸入聲音轉(zhuǎn)換為電輸入信號(hào)的輸入變換器和 用于將經(jīng)處理的電輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為輸出聲音的輸出變換器，限定在輸 入變換器與輸出變換器之間的并包括信號(hào)處理單元的正向通路，信號(hào) 處理單元限定正向通路的輸入側(cè)和輸出側(cè)，包括反饋消除系統(tǒng)的從輸 出側(cè)到輸入側(cè)的反饋回路，反饋消除系統(tǒng)用于估計(jì)從輸出變換器到輸 入變換器的聲學(xué)反饋的影響，反饋消除系統(tǒng)包括接收分別來(lái)自正向通
8路的輸入側(cè)和輸出側(cè)的第一和第二估值輸入信號(hào)的反饋通路估值單 元，該方法包括
a) 提供包括第一和第二長(zhǎng)時(shí)預(yù)測(cè)濾波器P(z)的第一和第二估值
輸入信號(hào)通路；
b) 基于對(duì)所討論濾波器的輸入信號(hào)，估計(jì)少一個(gè)濾波器的可變 參數(shù)；
c) 將第一和第二長(zhǎng)時(shí)預(yù)測(cè)濾波器的輸出信號(hào)分別用作對(duì)反饋通
路估值單元的估值輸入。
當(dāng)結(jié)構(gòu)特征由對(duì)應(yīng)的步驟取代時(shí)，以上描述的具體實(shí)施方式
部 分詳細(xì)描述的和權(quán)利要求書(shū)描述的聽(tīng)力儀器的結(jié)構(gòu)特征可以結(jié)合在 該方法中，該方法的實(shí)施例具有與對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)相同的優(yōu)點(diǎn)。
聽(tīng)力儀器和上述方法的至少部分特征可以在軟件中實(shí)現(xiàn)，并完全 或部分在聽(tīng)力儀器信號(hào)處理單元上實(shí)施，聽(tīng)力儀器通過(guò)執(zhí)行信號(hào)處理 器可執(zhí)行指令完成。指令可以是存儲(chǔ)器中的程序代碼工具，如位于聽(tīng)
力儀器或通過(guò)(無(wú)線)網(wǎng)絡(luò)或鏈接的其他裝置的RAM或ROM。可選地， 所述特征可以通過(guò)硬件而不是軟件或軟件與硬件的結(jié)合實(shí)現(xiàn)。
在進(jìn)一步的方面，運(yùn)行在聽(tīng)力儀器的信號(hào)處理器上的軟件程序由 本發(fā)明提供。當(dāng)在信號(hào)處理器上執(zhí)行軟件程序?qū)崿F(xiàn)的以上描述的、具 體實(shí)施方式部分詳細(xì)描述的和權(quán)利要求書(shū)描述的方法中的至少一部 分時(shí)，提供了特別適于數(shù)字助聽(tīng)器的方案。
在進(jìn)一歩的方面，其上存儲(chǔ)指令的介質(zhì)由本發(fā)明提供。當(dāng)執(zhí)行指 令時(shí)，指令使以上描述的具體實(shí)施方式
部分詳細(xì)描述的和權(quán)利要求 書(shū)描述的聽(tīng)力儀器的信號(hào)處理器執(zhí)行以上描述的具體實(shí)施方式
部分 詳細(xì)描述的和權(quán)利要求書(shū)描述的方法的步驟的至少一部分。
通過(guò)從屬權(quán)利要求和本發(fā)明詳細(xì)說(shuō)明部分限定的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)本 發(fā)明進(jìn)一步的目標(biāo)。
在此使用的單數(shù)形式"一"、"一個(gè)"和"這個(gè)"的含義也包括 復(fù)數(shù)形式(E卩意味著"至少一個(gè)")，除非有明確的相反敘述。應(yīng)當(dāng) 進(jìn)一步理解說(shuō)明書(shū)中使用的術(shù)語(yǔ)"包括"、"包含"表明所述特征、
9整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除出現(xiàn)或增加 一個(gè)或多個(gè)特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或上述的部分 組合。應(yīng)當(dāng)理解當(dāng)元件被稱(chēng)為"連接"到另一個(gè)元件時(shí)，其可以是直 接連接到另一元件，也可以有間隔的元件，除非有相反的明確表述。 此外，在此使用的"連接"可以包括無(wú)線連接。在此使用的術(shù)語(yǔ)"和 /或"包括一個(gè)或多個(gè)所列的項(xiàng)目的任何和全部組合。在此公開(kāi)的方 法的步驟不必按公開(kāi)的精確順序執(zhí)行，除非有相反的明確表述。


以下結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例并參照附圖更全面地解釋本發(fā)明，其中 圖1是聽(tīng)力儀器的框圖，聽(tīng)力儀器包括電正向通路、聲學(xué)反饋通 路和電反饋估值通路；及
圖2根據(jù)本發(fā)明的聽(tīng)力儀器的實(shí)施例的框圖。
為了簡(jiǎn)明附圖是原理性的并做了簡(jiǎn)化，其只表示了對(duì)理解本發(fā)明 必不可少的細(xì)節(jié)，同時(shí)省略了其他細(xì)節(jié)。
通過(guò)以下給出的詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明進(jìn)一步應(yīng)用的范圍將變得顯而 易見(jiàn)。但是，應(yīng)當(dāng)理解說(shuō)明本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明和具體示例 僅僅是以說(shuō)明的方式給出的，因?yàn)橥ㄟ^(guò)該詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明精神和范圍 內(nèi)的各種變化和修改對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的。
具體實(shí)施例方式
圖1表示聽(tīng)力儀器的框圖，聽(tīng)力儀器包括電正向通路、聲學(xué)反饋 通路和電反饋估值通路。
圖l表示聽(tīng)音裝置l (即聽(tīng)力儀器)，聽(tīng)音裝置在包括用于將輸
入聲音轉(zhuǎn)換為電(數(shù)字化)輸入信號(hào)21的傳聲器2(圖1中的Micl)、 用于將(電的)已處理的輸出信號(hào)31轉(zhuǎn)換為輸出聲音的接收機(jī)4、 包括信號(hào)處理單元3的正向通路(處理單元(正向通路)模塊)，信 號(hào)處理單元3被限定在正向通路之間。數(shù)字輸入信號(hào)21在圖1中由 = x(") + v(")表示，其中"是離散時(shí)間采樣指數(shù)，代表所需的(或目標(biāo))信號(hào)，v(")代表(無(wú)意)反饋信號(hào)。經(jīng)處理的輸出信號(hào)31在 圖l中由"(n)表示，指示代表輸出("參考")信號(hào)的數(shù)字采樣。信
號(hào)處理單元3適于提供按用戶特定需要和對(duì)信號(hào)處理單元的(反饋校
正)輸入信號(hào)91 e(w)定制的與頻率有關(guān)的增益，信號(hào)處理單元3適 于在頻域處理輸入信號(hào)，例如在時(shí)間-頻率圖方案中。在具體實(shí)施例 中，正向通路包括用于將電輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字的時(shí)間-頻率輸入信
號(hào)的AD和TF變換單元，數(shù)字的時(shí)間-頻率輸入信號(hào)包括代表在預(yù)定 的時(shí)間步長(zhǎng)tn中的輸入信號(hào)的頻譜的TF。幀，每一個(gè)TR幀包括輸入 信號(hào)的幅值和相位的數(shù)字化值的TF。，塊，每一個(gè)TFn，塊對(duì)應(yīng)于與AD 轉(zhuǎn)換相關(guān)的特定時(shí)間步長(zhǎng)(一個(gè)時(shí)間幀，例如對(duì)應(yīng)于數(shù)字化輸入信號(hào) 的預(yù)定數(shù)量的連續(xù)采樣，如20個(gè)采樣或100個(gè)采樣)和時(shí)間-頻率轉(zhuǎn) 換的特定頻率步長(zhǎng)，從而產(chǎn)生信號(hào)處理單元的輸入信號(hào)的時(shí)間頻率 圖。通常從吋域信號(hào)產(chǎn)生TF塊的時(shí)間到頻率的映射是通過(guò)對(duì)輸入信 號(hào)的連續(xù)時(shí)間幀(通常是重疊的，參見(jiàn)窗口技術(shù))進(jìn)行傅里葉變換實(shí) 現(xiàn)的，或者通過(guò)在一組濾波器中對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波實(shí)現(xiàn)的。在時(shí)間 -頻率域進(jìn)行運(yùn)算的優(yōu)點(diǎn)有兩方面。第一，在特定的同時(shí)掩蔽效應(yīng)下 最早在該域中發(fā)現(xiàn)聽(tīng)知覺(jué)特性。第二，典型的輸入信號(hào)特性是所提出 的噪音替代通常(并不是總是)在較高的頻率不易察覺(jué)。聽(tīng)力儀器 10進(jìn)一步包括反饋回路，反饋回路包括用于估計(jì)從接收機(jī)4到傳聲 器2 (圖1中的反饋通路)的聲學(xué)反饋的反饋通路估值單元5。反饋 通路估值單元5，例如可變?yōu)V波器在此表示為自適應(yīng)濾波器51 (自適 應(yīng)濾波器模塊)的形式，其濾波器特性可以由自適應(yīng)濾波器算法52 (自適應(yīng)算法(例如NLMS、 RLS)模塊)定制。處理單元3的經(jīng)處理 的輸出信號(hào)31用作接收機(jī)4的輸入并作為反饋通路估值單元(濾波 器部分51以及算法部分52)的參考信號(hào)。反饋通路估值單元5的濾 波器部分51的輸出511在求和單元9添加到來(lái)自傳聲器2的電輸入 信號(hào)21以提供反饋校正輸入信號(hào)91。合成誤差信號(hào)e(")用作信號(hào)處 理單元3的輸入和反饋通路估值單元5的算法部分52的輸入。我們提出的對(duì)電反饋通路的修改如圖2所示。圖2表示根據(jù)本發(fā)
明的聽(tīng)力儀器的實(shí)施例的框圖。圖2中的實(shí)施例對(duì)圖1中所示并描述 如上的聽(tīng)力儀器略作修改。反饋通路估值單元(這里的可變?yōu)V波器5) 的算法部分52的輸入通路的每一個(gè)包括長(zhǎng)時(shí)預(yù)測(cè)(LTP)濾波器6、 6'(圖2中的尸(z))，其輸出61和61'分別構(gòu)成可變?yōu)V波器5的算法 部分52的修改后的輸入。在圖2的實(shí)施例中，將根據(jù)e(w)信號(hào)91估 計(jì)的在輸入側(cè)的LTP濾波器6的濾波器系數(shù)復(fù)制到輸出側(cè)的LTP濾波 器6'，輸出側(cè)具有作為輸入的"(M)信號(hào)31 (如從聽(tīng)力儀器的正向通路 的輸入側(cè)的LTP濾波器6到輸出側(cè)LTP濾波器6'的虛線箭頭所示)。
圖2的實(shí)施例的目標(biāo)仍然是去除可能包含在信號(hào)e(w)和"(")中的 音調(diào)成分。在優(yōu)選實(shí)施例中，我們提出濾波器參數(shù)化為
尸0) = 1-
該濾波器在語(yǔ)音編碼領(lǐng)域是眾所周知的長(zhǎng)時(shí)預(yù)測(cè)濾波器，并實(shí)現(xiàn)諧波 間隔為距離,/j;的陷波，其中y;是所使用的采樣頻率(A. S. Spanias 撰寫(xiě)的、發(fā)表在1994年10月的IEEE會(huì)議論文集第1541-1582頁(yè)的 文章"Speech Coding: A Tutorial Review")。使用該濾波器比使 用例如US6，831，986 B2中提出的級(jí)聯(lián)獨(dú)立陷波濾波器有兩方面的優(yōu) 點(diǎn)。第一，通過(guò)兩個(gè)參數(shù)/ 、 r。簡(jiǎn)單地參數(shù)化濾波器，而實(shí)現(xiàn)其他濾 波器要求更多的參數(shù)。第二，濾波器使用了聲學(xué)信號(hào)表示為諧波模式 的現(xiàn)有技術(shù)，例如眾所周知的(有聲區(qū)域的)語(yǔ)音信號(hào)可以模擬為諧 波相關(guān)的音調(diào)成分。必須由可用信號(hào)估計(jì)模型參數(shù)"、r。。在圖2中 指示出根據(jù)信號(hào)e(n)估計(jì)參數(shù)p、 r。，并將其復(fù)制到"(")支路的尸(z)濾 波器，但是參數(shù)p、 r。也很容易根據(jù)"Oz)信號(hào)估計(jì)并將其復(fù)制到e(w支 路(或者在二者中均是估計(jì))。最優(yōu)濾波器參數(shù)可以從e(")中估計(jì)為 r0* =w x(/;2e(r0))
和其中 (/c)=-"]是的自相關(guān)序列。當(dāng)根據(jù)估計(jì)參數(shù)時(shí)，類(lèi)似的等式成立。批量和回歸估值方法都可能用于査找涉及的期望值。
多個(gè)直接和簡(jiǎn)單的歸納概括了所提出的方法。第一，沒(méi)有使用以上所述的單階長(zhǎng)時(shí)預(yù)測(cè)濾波器，而是直接將濾波器概括為
其中/是較小的整數(shù)，例如/ = 1。在該情況下用于估計(jì)參數(shù)的方程在形式上類(lèi)似于上述的方程(這些參數(shù)的估計(jì)在語(yǔ)音編碼領(lǐng)域有詳細(xì)的記錄，參見(jiàn)A, S. Spanias撰寫(xiě)的、發(fā)表在1994年10月的IEEE會(huì)議論文集第1541-1582頁(yè)的文章"Speech Coding: A TutorialReview，，)。
通常，在已經(jīng)提出的反饋消除系統(tǒng)中，自適應(yīng)白化濾波器的形式如下
其中尸是濾波1那介數(shù)， 代表濾波器系數(shù)，其中A"濾波器位于框圖中與上述的i^)完全相同的位置。這些濾波器通常與在此所提出的
P(z)有不同的用途。但是，結(jié)合這兩種濾波器有可能很有用，即一個(gè)濾波器可以與和支路的每一個(gè)中的自適應(yīng)濾波器以如下形式工作
所討論的任何(可能組合的)濾波器可以通過(guò)全局Z變換的形式表示
》,？p(z)=^——
其中，",A,和丄是適當(dāng)選擇的常數(shù)，其中戶(z)如圖2所示原理性地
放置。令ej")代表組合濾波器戶(z)的輸出。在該情況下，^(")可以由輸出e(")和以前的輸出值表示為
13<formula>formula see original document page 14</formula>
另一實(shí)施問(wèn)題涉及査找《和Z所需的最大算子。實(shí)際實(shí)施可能不同于該公式，而使用遞歸更新這些參數(shù)。
上述濾波器可以在軟件或硬件中實(shí)施，或者在適于實(shí)際應(yīng)用、可用元件和條件限制的軟件和硬件的組合中實(shí)施。
獨(dú)立權(quán)利要求的特征限定了本發(fā)明。從屬權(quán)利要求中限定了優(yōu)選實(shí)施例。權(quán)利要求中的任何參考數(shù)字不限制權(quán)利要求的范圍。
以上表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)本發(fā)明不受其限制，而是在權(quán)利要求中限定的主題中按其他方式具體化。例如，所示實(shí)施例中包括一個(gè)傳聲器。其他實(shí)施例可以包含一個(gè)具有兩個(gè)或多個(gè)傳聲器，或具有用于從兩個(gè)或多個(gè)傳聲器收集的信號(hào)提取方向性信息的傳聲器系統(tǒng)。
14參考文獻(xiàn)
* US 6， 831， 986 B2 (GN RESOUND公司)2003年03月20日
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* A. S. Spanias， "Speech Coding: A Tutorial Review" ， IEEE會(huì)議論文集，1994年10月，第1541-1582頁(yè)
權(quán)利要求
1、根據(jù)用戶的需要將輸入聲音處理為輸出聲音的聽(tīng)力儀器，所述聽(tīng)力儀器包括用于將輸入聲音轉(zhuǎn)換為電輸入信號(hào)的輸入變換器和用于將經(jīng)處理的電輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為輸出聲音的輸出變換器，限定在輸入變換器與輸出變換器之間的并包括信號(hào)處理單元的正向通路，信號(hào)處理單元限定正向通路的輸入側(cè)和輸出側(cè)，包括反饋消除系統(tǒng)的從輸出側(cè)到輸入側(cè)的反饋回路，反饋消除系統(tǒng)用于估計(jì)從輸出變換器到輸入變換器的聲學(xué)反饋的影響，反饋消除系統(tǒng)包括接收分別來(lái)自正向通路的輸入側(cè)和輸出側(cè)的第一和第二估值輸入信號(hào)的反饋通路估值單元，其中第一和第二估值輸入信號(hào)通路包括第一和第二長(zhǎng)時(shí)預(yù)測(cè)濾波器P(z)，每一個(gè)濾波器具有輸入和輸出，反饋消除系統(tǒng)適于根據(jù)所討論濾波器的輸入信號(hào)估計(jì)至少一個(gè)長(zhǎng)時(shí)預(yù)測(cè)濾波器的可變參數(shù)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1的聽(tīng)力儀器，其中反饋通路估值單元包括自適應(yīng)反饋消除FBC濾波器，F(xiàn)BC濾波器包括用于提供具體的傳遞函數(shù) 的可變?yōu)V波器部分和用于更新可變?yōu)V波器部分的傳遞函數(shù)的更新算 法部分，更新算法接收分別來(lái)自正向通路的輸入側(cè)和輸出側(cè)的所述第 一和第二估值輸入信號(hào)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1的聽(tīng)力儀器適于估計(jì)第一濾波器的可變參數(shù) 并將其復(fù)制到第二濾波器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1的聽(tīng)力儀器適于提供長(zhǎng)時(shí)預(yù)測(cè)濾波器P(z)是 根據(jù)以下形式的濾波器<formula>formula see original document page 2</formula>其中，/是整數(shù)，A和T。是由輸入信號(hào)確定的參數(shù)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4的聽(tīng)力儀器，其中/小于5，如1或2。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1的聽(tīng)力儀器適于提供長(zhǎng)時(shí)預(yù)測(cè)濾波器/^)是 根據(jù)以下形式的濾波器<formula>formula see original document page 2</formula>其中，p和r。是由輸入信號(hào)確定的參數(shù)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6的聽(tīng)力儀器，其中長(zhǎng)時(shí)預(yù)測(cè)濾波器P(z)的采樣頻率/;和/或參數(shù)r。適于實(shí)現(xiàn)諧波間隔為預(yù)定距離,/r。 Hz的陷波， 其中,是所使用的采樣頻率(Hz)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7的聽(tīng)力儀器適于將陷波動(dòng)態(tài)地調(diào)整為輸入信號(hào)的當(dāng)前音調(diào)成分。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6的聽(tīng)力儀器適于根據(jù)輸入信號(hào)e(w)的自相關(guān) 函數(shù)^(A)=- A)]或第二長(zhǎng)時(shí)預(yù)測(cè)濾波器的輸入信號(hào)"(")自相 關(guān)函數(shù)；("=，由第一長(zhǎng)時(shí)預(yù)測(cè)濾波器的數(shù)字化輸入信 號(hào)估計(jì)最優(yōu)濾波器參數(shù)，其中￡代表統(tǒng)計(jì)預(yù)期算子。
10、 根據(jù)權(quán)利要求l的聽(tīng)力儀器適于將長(zhǎng)時(shí)預(yù)測(cè)濾波器P(z)與頻 譜整形濾波器相結(jié)合以提供組合濾波器= S(力 。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10的聽(tīng)力儀器適于提供是自適應(yīng)白化濾波器 的頻譜整形濾波器S(力。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11的聽(tīng)力儀器適于提供如下形式的頻譜整形 濾波器= 2(z)=，其中是基于最有可能出現(xiàn)嘯叫的頻 率區(qū)域的現(xiàn)有知識(shí)的頻譜重點(diǎn)濾波器。
13、 根據(jù)權(quán)利要求11的聽(tīng)力儀器適于提供頻譜整形濾波器是形 式如下的感知整形濾波器
14、 根據(jù)權(quán)利要求13的聽(tīng)力儀器適于提供參數(shù)y的范圍在 y 0.70 —0.99 。
15、 估計(jì)聽(tīng)力儀器中的聲學(xué)反饋的方法，所述聽(tīng)力儀器包括 將輸入聲音轉(zhuǎn)換為電輸入信號(hào)的輸入變換器和用于將經(jīng)處理的電輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為輸出聲音的輸出變換器，限定在輸入變換器與輸出 變換器之間的并包括信號(hào)處理單元的正向通路，信號(hào)處理單元限定正 向通路的輸入側(cè)和輸出側(cè)，包括反饋消除系統(tǒng)的從輸出側(cè)到輸入側(cè)的 反饋回路，反饋消除系統(tǒng)用于估計(jì)從輸出變換器到輸入變換器的聲學(xué)反饋的影響，反饋消除系統(tǒng)包括接收分別來(lái)自正向通路的輸入側(cè)和輸 出側(cè)的第一和第二估值輸入信號(hào)的反饋通路估值單元，該方法包括a) 提供包括第一和第二長(zhǎng)時(shí)預(yù)測(cè)濾波器P(z)的第一和第二估值 輸入信號(hào)通路；b) 基于所討論濾波器的輸入信號(hào)，估計(jì)少一個(gè)濾波器的可變參數(shù)；c) 將第一和第二長(zhǎng)時(shí)預(yù)測(cè)濾波器的輸出信號(hào)分別用作對(duì)反饋通 路估值單元的估值輸入。
全文摘要
本發(fā)明涉及聽(tīng)力儀器中的用于自適應(yīng)白化的自適應(yīng)長(zhǎng)時(shí)預(yù)測(cè)濾波器。聽(tīng)力儀器包括輸入變換器和輸出變換器，限定在輸入變換器與輸出變換器之間的并包括信號(hào)處理單元的正向通路，信號(hào)處理單元限定正向通路的輸入側(cè)和輸出側(cè)，包括反饋消除系統(tǒng)的從輸出側(cè)到輸入側(cè)的反饋回路，反饋消除系統(tǒng)用于估計(jì)從輸出變換器到輸入變換器的聲學(xué)反饋的影響，反饋消除系統(tǒng)包括接收分別來(lái)自正向通路的輸入側(cè)和輸出側(cè)的第一和第二估值輸入信號(hào)的反饋通路估值單元，其中第一和第二估值輸入信號(hào)通路包括第一和第二長(zhǎng)時(shí)預(yù)測(cè)濾波器P(z)，每一個(gè)濾波器具有輸入和輸出，反饋消除系統(tǒng)適于根據(jù)所討論濾波器的輸入信號(hào)估計(jì)至少一個(gè)長(zhǎng)時(shí)預(yù)測(cè)濾波器的可變參數(shù)。
文檔編號(hào)H04R3/02GK101635873SQ20091016081
公開(kāi)日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2009年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月24日
發(fā)明者托馬斯·伯·埃爾梅迪布, 杰斯珀·延森 申請(qǐng)人:奧迪康有限公司