專(zhuān)利名稱(chēng)：具有自適應(yīng)反饋抑制的聽(tīng)力裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聽(tīng)力裝置(S卩，助聽(tīng)器)或者它的部件，并且涉及一種用于給這種聽(tīng)力裝置的用戶(hù)提供更好的可聽(tīng)信號(hào)的方法。典型的聽(tīng)力裝置是耳內(nèi)式(in-the-ear，ITE) 裝置、深耳道式(completely-in-canal，CIC)裝置、耳背式(behind-the-ear，BTE)裝置或 耳內(nèi)式接收器(receiver-in-the-ear，RITE)裝置。更特別地，本發(fā)明涉及一種能夠?qū)β?tīng)力裝置中的聲反饋進(jìn)行自適應(yīng)反饋抑制的聽(tīng) 力裝置。
背景技術(shù)：
如圖1中由參考數(shù)字10整體所示的這種聽(tīng)力裝置，包括用于將聲輸入轉(zhuǎn)換成電信 號(hào)的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換器12。輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換器12可以是麥克風(fēng)，并且也可以被稱(chēng)為輸入信號(hào)換 能器。聽(tīng)力裝置10通常處理電輸入信號(hào)以產(chǎn)生傳給輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換器16的電輸出信號(hào)，輸 出信號(hào)轉(zhuǎn)換器16將該輸出電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲輸出。輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換器16可以是揚(yáng)聲器，并且 也可以被稱(chēng)為輸出信號(hào)換能器。在本領(lǐng)域中，這種輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換器通常被稱(chēng)為接收器。電輸入信號(hào)的處理通常伴有對(duì)用戶(hù)的特定聽(tīng)力損傷的補(bǔ)償；也就是，控制增幅以 適應(yīng)特定用戶(hù)的聽(tīng)力損失。當(dāng)用戶(hù)戴上聽(tīng)力裝置10時(shí)，來(lái)自輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換器16的聲輸出 可能被反饋給輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換器12，這潛在地導(dǎo)致產(chǎn)生呈現(xiàn)給聽(tīng)力裝置10的用戶(hù)的非期望 的聲信號(hào)。特別地，這種從揚(yáng)聲器到麥克風(fēng)的聲輸出的反饋可引起聲反饋不穩(wěn)定，導(dǎo)致被稱(chēng) 為嘯聲或嘯叫的現(xiàn)象。當(dāng)將聽(tīng)力裝置10戴在用戶(hù)上時(shí)，聲反饋不穩(wěn)定取決于聽(tīng)力裝置10的開(kāi)環(huán)傳遞函 數(shù)，也就是取決于以下事實(shí)開(kāi)環(huán)增益將小于I(OdB)并且開(kāi)環(huán)相位不同于360°的整數(shù)倍 以避免不穩(wěn)定。開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)(有時(shí)被稱(chēng)為環(huán)路增益)被定義為全前向傳遞函數(shù)(包括麥 克風(fēng)和接收器的傳遞函數(shù))和聲反饋傳遞函數(shù)的乘積(參見(jiàn)圖1)。為了防止嘯聲，如圖2所示，公知的是在聽(tīng)力裝置10中加入反饋抑制濾波器18。 當(dāng)在電前向信號(hào)路徑中由信號(hào)處理器14處理電輸入信號(hào)時(shí)，通常將反饋抑制濾波器18安 排在電反饋信號(hào)路徑中。從而在設(shè)置相位期間測(cè)量聲反饋并設(shè)置反饋抑制濾波器18的 濾波器系數(shù)以便減少特定情形中的聲反饋，并且反饋抑制濾波器18產(chǎn)生補(bǔ)償信號(hào)，混合器 19 (例如，如所示的加法單元)將該補(bǔ)償信號(hào)與輸入信號(hào)混合以便抑制聲反饋。同樣公知的是提供一種帶有自適應(yīng)反饋抑制濾波器的聽(tīng)力裝置，該自適應(yīng)反饋抑 制濾波器自適應(yīng)地補(bǔ)償在不同聲環(huán)境中由佩戴者使用的聽(tīng)力裝置感受的變化的聲反饋。為 了有效地補(bǔ)償該聲反饋，通過(guò)使用基于最小均方(Least-Mean-Squarc，LMS)、遞歸最小二乘 法(Recursive-Least-Squares，RLS)等的技術(shù)來(lái)估算該聲反饋傳遞函數(shù)(參見(jiàn)圖1)。如果 所估算的聲反饋傳遞函數(shù)與真實(shí)的聲反饋傳遞函數(shù)相同，則有可能完全消除該聲反饋。在 這種情形中，沒(méi)有限制全前向傳遞函數(shù)(參見(jiàn)圖1)的增益。這種事實(shí)是從如上所述的開(kāi)環(huán) 傳遞函數(shù)和不穩(wěn)定之間的關(guān)系得出的。因而當(dāng)理想地該自適應(yīng)反饋抑制濾波器進(jìn)行完全消 除時(shí)，該聲反饋傳遞函數(shù)是0，并且對(duì)該全前向傳遞函數(shù)沒(méi)有限制。
然而在真實(shí)情形中，不可能通過(guò)自適應(yīng)反饋抑制濾波器18完全消除聲反饋。因此，為了使開(kāi)環(huán)增益保持在ι (OdB)以下，信號(hào)處理器14的傳遞函數(shù)通常被限定為聲反饋傳 遞函數(shù)中的剩余聲反饋的某一函數(shù)。該剩余聲反饋被認(rèn)為是通過(guò)自適應(yīng)反饋抑制濾波器18 補(bǔ)償之后剩余的聲反饋，也就是該聲反饋傳遞函數(shù)不是0。聽(tīng)力裝置10的全前向傳遞函數(shù) 取決于該聽(tīng)力裝置中的電信號(hào)前向路徑和電信號(hào)反饋路徑。因?yàn)閷?shí)際上不可能實(shí)現(xiàn)聲反饋 的完全補(bǔ)償，所以使用自適應(yīng)反饋抑制濾波器18考慮到全前向傳遞函數(shù)中增加的但有限 的增益。US2006/0245610描述了一種聽(tīng)力裝置的自動(dòng)增益調(diào)節(jié)。根據(jù)該公開(kāi)，通過(guò)某一保 存的增益限制值來(lái)限制電前向信號(hào)路徑中的增益。如果期望的增益超過(guò)所保存的值，則限 制最終的增益。這樣，通過(guò)使用適當(dāng)?shù)谋４娴脑鲆嫦拗浦?，使環(huán)路增益處于控制之下并且避 免了嘯聲。W02006/063624描述了一種通過(guò)確定自適應(yīng)反饋抑制濾波器的增益來(lái)產(chǎn)生電前向 信號(hào)路徑中的增益上限的模型增益估算器。通過(guò)將電輸出信號(hào)的水平與反饋消除信號(hào)的水 平相比較來(lái)完成自適應(yīng)反饋抑制濾波器中的增益(模型增益)的確定。這些信號(hào)的每一個(gè) 的水平被估算為所選時(shí)間幀內(nèi)的范數(shù)。然后獲得的電輸出信號(hào)和反饋消除信號(hào)之間的水平 差被用作對(duì)該模型增益的估算。從而通過(guò)僅估算該聲反饋增益而非通過(guò)設(shè)法估算該助聽(tīng)器 的環(huán)路增益來(lái)確定電前向信號(hào)路徑中的增益上限。根據(jù)EP1191814，使用第一和第二自適應(yīng)濾波器。該第二自適應(yīng)濾波器提供與自適 應(yīng)反饋抑制濾波器相比更快的收斂速率，并且被用于估算剩余聲反饋傳遞函數(shù)，該估算被 用來(lái)控制電前向信號(hào)路徑中的增益和/或自適應(yīng)反饋抑制濾波器中的收斂速率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有改進(jìn)的聲反饋抑制的聽(tīng)力裝置。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，通過(guò)一種用于補(bǔ)償用戶(hù)聽(tīng)力損傷的聽(tīng)力裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè) 目的，該聽(tīng)力裝置包括輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換器，用于將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換器， 用于將處理后的信號(hào)轉(zhuǎn)換成呈現(xiàn)給用戶(hù)的處理后的聲信號(hào)；自適應(yīng)反饋抑制單元，用于補(bǔ) 償輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換器和輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換器之間的聲反饋以及產(chǎn)生反饋補(bǔ)償信號(hào)，該反饋補(bǔ)償信 號(hào)與電信號(hào)相加以產(chǎn)生補(bǔ)償后的電信號(hào)；以及信號(hào)處理器，用于處理補(bǔ)償后的電信號(hào)并且 產(chǎn)生處理后的信號(hào)，該聽(tīng)力裝置還包括開(kāi)環(huán)近似單元，用于監(jiān)視該補(bǔ)償后的電信號(hào)和處理 后的信號(hào)之間的關(guān)系，并且用于基于該關(guān)系產(chǎn)生控制信號(hào)，該控制信號(hào)控制該信號(hào)處理器 和/或該自適應(yīng)反饋抑制單元。該開(kāi)環(huán)近似單元由此從該關(guān)系確定剩余聲反饋的估算，也就是由自適應(yīng)反饋抑制 濾波器提供的聲反饋傳遞函數(shù)(FBG)和電反饋傳遞函數(shù)(FBGest)之間的差異。因而優(yōu)勢(shì)是 該開(kāi)環(huán)近似單元連續(xù)地監(jiān)視自適應(yīng)反饋抑制濾波器的效果，并且相應(yīng)地控制該信號(hào)處理器 和/或該自適應(yīng)反饋抑制濾波器。在本文中，術(shù)語(yǔ)“傳遞函數(shù)”被認(rèn)為是輸出和輸入之間的關(guān)系，并且不應(yīng)被限定為 線性時(shí)不變(LTI)系統(tǒng)，因此包括非線性時(shí)變系統(tǒng)。本文中的傳遞函數(shù)還涉及某一時(shí)刻的 輸出和輸入之間的關(guān)系。另外，并且/或者可選地，該開(kāi)環(huán)近似單元進(jìn)一步可以用于監(jiān)視信號(hào)處理器傳遞函數(shù)。該開(kāi)環(huán)近似單元可以由此用于從補(bǔ)償后的信號(hào)和處理后的信號(hào)之間的關(guān)系與信號(hào)處 理器傳遞函數(shù)之間的乘積來(lái)確定開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)。因此該開(kāi)環(huán)近似單元便于確定該開(kāi)環(huán)傳遞 函數(shù)。如果該自適應(yīng)反饋抑制單元的結(jié)果遠(yuǎn)不是最理想的，那么可以通過(guò)大的開(kāi)環(huán)增益來(lái) 反映該結(jié)果，然后可以采取不同的動(dòng)作來(lái)最小化反饋不穩(wěn)定的風(fēng)險(xiǎn)。例如，可以使用線性預(yù)測(cè)模型實(shí)現(xiàn)該開(kāi)環(huán)近似單元。例如，使用分波段接收器信號(hào)預(yù)測(cè)分波段第一信號(hào)。可以使用最小均方方法來(lái)有效地預(yù)測(cè)線性預(yù)測(cè)器系數(shù)，得到這些系 數(shù)的閉合形式解，并且由此得到確保全系統(tǒng)穩(wěn)定的最大允許環(huán)路增益的閉合形式解。例如， 在[Makhoul ；1975]中討論了線性預(yù)測(cè)模型。該環(huán)路增益近似單元可以用作信號(hào)處理系統(tǒng)的檢測(cè)器或者控制單元(或者兩 者)。作為檢測(cè)器，如同實(shí)時(shí)環(huán)路增益估算器那樣，該開(kāi)環(huán)增益近似單元可以用于聲反饋消 除控制。作為控制單元，該環(huán)路增益近似單元可以在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)助聽(tīng)器(HA)使用場(chǎng)景中主 動(dòng)地控制任意給定時(shí)刻的最大允許增益。開(kāi)環(huán)增益LG⑴或LG (f，t)可以表示為從其輸入SPin到其輸出SPqut的信號(hào)處理 器的增益G(t)或G(f，t)(例如，代表用戶(hù)的聽(tīng)力損傷、壓縮和/或其它適當(dāng)?shù)囊纛l處理 算法所要求的特定增益)和從信號(hào)處理器的輸出SPott到輸入SPin的反饋增益FBG(t)或 FBG(f, t)的乘積，LG = GXFBG, f是頻率，t是時(shí)間。信號(hào)處理器的輸入SPin和輸出SPqut 值通常是這些信號(hào)的復(fù)數(shù)值(X=幅度(X)+iX相位(X)，其中X是復(fù)數(shù)信號(hào)，并且i是實(shí)現(xiàn) 關(guān)系i2 = -1的復(fù)數(shù)單位；可選地，X可以表示為X二 I X Ix^，其中|X| =幅度(X)，并且 φ=才目位(X)。通常，環(huán)路增益和反饋增益是復(fù)數(shù)函數(shù)。在一實(shí)施例中，只考慮這些信號(hào)的幅 度。另外，該開(kāi)環(huán)近似單元可以用于將補(bǔ)償后的信號(hào)(SPin)和處理后的信號(hào)(SPqut)之 間的關(guān)系傳送給信號(hào)處理器，或從信號(hào)處理器傳送該關(guān)系，并且該信號(hào)處理器可以用于從 補(bǔ)償后的信號(hào)和處理后的信號(hào)之間的關(guān)系(SPIN/SPQUT)與信號(hào)處理器傳遞函數(shù)(G)之間的 乘積來(lái)計(jì)算開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)(LG) (LG = (SPIN/SP0UT) XG = FBGXG)。顯然地，該進(jìn)一步方面提 供了具有相似優(yōu)勢(shì)的選擇。當(dāng)開(kāi)環(huán)近似單元確定開(kāi)環(huán)增益接近于I(OdB)或更大時(shí)，該開(kāi)環(huán)近似單元可以產(chǎn) 生控制信號(hào)?？梢詫⒃摽刂菩盘?hào)轉(zhuǎn)送給信號(hào)處理器以便引起信號(hào)處理器傳遞函數(shù)的調(diào)整， 如信號(hào)處理器的最大增益(Gmax(f))的減少，或者引起增益頻率關(guān)系(G(f))的調(diào)整，直到開(kāi) 環(huán)增益再次小于I(OdB)?？蛇x地和/或附加地，可以將該控制信號(hào)轉(zhuǎn)送給自適應(yīng)反饋抑制 單元以便根據(jù)該控制信號(hào)引起濾波器參數(shù)的調(diào)整；例如，該濾波器參數(shù)可以包括控制自適 應(yīng)反饋抑制單元的收斂速率(例如作為由算法的步長(zhǎng)μ確定的)的值。在一實(shí)施例中，該開(kāi)環(huán)近似單元具有比自適應(yīng)反饋抑制濾波器更快的自適應(yīng)時(shí) 間。在一實(shí)施例中，用于確定剩余聲反饋的開(kāi)環(huán)近似單元比用于估算當(dāng)前聲反饋的自適應(yīng) 反饋抑制濾波器更快。在一實(shí)施例中，該開(kāi)環(huán)近似單元包括與電反饋信號(hào)路徑的自適應(yīng)反 饋抑制濾波器(參見(jiàn)圖3中的18，20)相同的自適應(yīng)濾波器。由電反饋信號(hào)路徑的自適應(yīng) 反饋抑制濾波器提供的聲反饋路徑的估算被用于補(bǔ)償輸入信號(hào)(圖3的電信號(hào)，參見(jiàn)圖3 中的加法單元19)，而該開(kāi)環(huán)近似單元只估算聲反饋路徑(并且可能使用該估算來(lái)控制自 適應(yīng)反饋抑制濾波器的自適應(yīng)速度和/或信號(hào)處理器的最大增益)。在一實(shí)施例中，該聽(tīng)力裝置用于在聲環(huán)境突變(例如，由于不同類(lèi)型的聲音環(huán)境造成的)和/或聲反饋條件突變(例如，在ms或s之內(nèi))的情況下修改(增加)自適應(yīng)反 饋抑制濾波器的自適應(yīng)速度。在一實(shí)施例中，該聽(tīng)力裝置用于提供當(dāng)剩余聲反饋和/或開(kāi) 環(huán)增益大于第一預(yù)定水平時(shí)進(jìn)行自適應(yīng)反饋抑制濾波器的自適應(yīng)速度的這種修改。在一實(shí) 施例中，該裝置用于提供在檢測(cè)到剩余反饋和/或開(kāi)環(huán)增益大于第一預(yù)定水平的IOms內(nèi)， 如50ms內(nèi)、如IOOms內(nèi)、如500ms內(nèi)進(jìn)行自適應(yīng)反饋抑制濾波器的自適應(yīng)速度的這種修改。 在一實(shí)施例中，該聽(tīng)力裝置用于提供修改(減少)信號(hào)處理器中任意時(shí)間點(diǎn)允許 的最大增益gmax以減少?lài)[聲的風(fēng)險(xiǎn)。在一實(shí)施例中，該裝置用于提供當(dāng)剩余聲反饋和/或 開(kāi)環(huán)增益大于第二預(yù)定水平時(shí)進(jìn)行信號(hào)處理器的最大增益的這種修改。在一實(shí)施例中，該 第二預(yù)定水平大于第一預(yù)定水平。在一實(shí)施例中，該開(kāi)環(huán)近似單元用于隨著時(shí)間監(jiān)視剩余聲反饋和/或開(kāi)環(huán)增益。 在一實(shí)施例中，該開(kāi)環(huán)近似單元用于提供在某一平均時(shí)間上平均的剩余聲反饋和/或開(kāi)環(huán) 增益，例如運(yùn)行平均。在一實(shí)施例中，該平均時(shí)間大于1分鐘，如大于500s、如大于1小時(shí)、 如大于4小時(shí)、如大于1天。在一實(shí)施例中，該聽(tīng)力裝置用于提供在(例如，由于設(shè)備在耳道中安裝的改變導(dǎo) 致的)聲反饋條件緩慢變化的情況下(例如，在幾分鐘或幾小時(shí)或幾天之內(nèi))修改(減少) 信號(hào)處理器中任意時(shí)間點(diǎn)允許的最大增益gmax。在一實(shí)施例中，該聽(tīng)力裝置用于提供當(dāng)平均 剩余聲反饋和/或平均開(kāi)環(huán)增益大于第三預(yù)定水平時(shí)執(zhí)行最大增益gmax的這種修改。在一 實(shí)施例中，該裝置用于提供當(dāng)平均剩余反饋和/或平均開(kāi)環(huán)增益已經(jīng)大于預(yù)定平均時(shí)間的 第三預(yù)定水平時(shí)執(zhí)行最大增益gmax的這種修改。在一實(shí)施例中，該聽(tīng)力裝置用于提供在剩余聲反饋和/或開(kāi)環(huán)增益的改變率大于 第一預(yù)定改變率的情況下修改(減少)信號(hào)處理器中任意時(shí)間點(diǎn)允許的最大增益gmx。在 一實(shí)施例中，該聽(tīng)力裝置用于提供當(dāng)剩余聲反饋和/或開(kāi)環(huán)增益大于第二預(yù)定改變率時(shí)修 改(例如減少)自適應(yīng)反饋抑制濾波器的自適應(yīng)速度。該開(kāi)環(huán)近似單元可以確定開(kāi)環(huán)增益(|lg|)和相位(cplg)，并且可以用于當(dāng)開(kāi)環(huán) 增益大于或者等于1并且/或者當(dāng)開(kāi)環(huán)相位為0°或360°的整數(shù)倍時(shí)產(chǎn)生控制信號(hào)。在 一實(shí)施例中，該環(huán)路近似單元用于當(dāng)開(kāi)環(huán)增益大于或等于0. 9并且/或者當(dāng)開(kāi)環(huán)相位為 0° +/-10°或360°的整數(shù)倍+/-10°時(shí)產(chǎn)生控制信號(hào)。該開(kāi)環(huán)近似單元可以進(jìn)一步用 于當(dāng)開(kāi)環(huán)增益大于0. 3，如大于0. 4,0. 5,0. 6,0. 7,0. 8,0. 9,1. 0、1. 1或1. 2時(shí)產(chǎn)生控制信 號(hào)。因而該開(kāi)環(huán)近似單元能夠產(chǎn)生用于補(bǔ)償潛在不穩(wěn)定的控制信號(hào)；也就是，在實(shí)際出現(xiàn)不 穩(wěn)定之前開(kāi)始補(bǔ)償程序，例如減少信號(hào)處理器的增益或調(diào)整自適應(yīng)反饋抑制單元的收斂速 率?？梢宰鳛樵鲆娴碾A梯式減少或?yàn)V波器參數(shù)的階梯式調(diào)整進(jìn)行該補(bǔ)償程序。該信號(hào)處理器可以安排在電前向信號(hào)路徑中，而該自適應(yīng)反饋抑制單元可以安排 在電反饋信號(hào)路徑中。該自適應(yīng)反饋抑制單元可以接收輸入到輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換器的處理后的 信號(hào)，并且產(chǎn)生反饋給的混合單元(例如加法單元)的反饋補(bǔ)償信號(hào)，該混合單元與輸入信 號(hào)轉(zhuǎn)換器和信號(hào)處理器相互連接，并且用于將該反饋補(bǔ)償信號(hào)與電信號(hào)相混合。本領(lǐng)域中公知的是，自適應(yīng)反饋抑制單元可以作為連接到濾波器控制單元的濾波 器來(lái)實(shí)施，該濾波器控制單元可以產(chǎn)生自適應(yīng)轉(zhuǎn)換算法以控制自適應(yīng)反饋抑制濾波器的濾 波器特征(例如，參見(jiàn)，[EngebretSOn，1993])。濾波器控制單元可以具有兩個(gè)輸入端口 第 一濾波器控制單元輸入端口，其可以連接到信號(hào)處理器的輸入端口 ；以及第二濾波器控制輸入端口，其可以連接到信號(hào)處理器的輸出端口。該濾波器(作為濾波器控制單元)可以在一端連接到信號(hào)處理器的輸出端口，并且在另一端連接到混合單元(例如，加法單元)。 因而該濾波器控制單元感測(cè)信號(hào)處理器的輸入和輸出信號(hào)，并且基于此確定濾波器的濾波 特征，以從處理后的信號(hào)產(chǎn)生聲反饋的模擬。例如，在[Haykin ；1996]中一般性地討論了自 適應(yīng)濾波器。該聽(tīng)力裝置考慮的全(音頻)頻率范圍組成人聽(tīng)覺(jué)頻率范圍(20Hz-20kHz)的一 部分，例如從20Hz到8kHz或到IOkHz或到12kHz的范圍。根據(jù)本發(fā)明第一方面的聽(tīng)力裝置可以是全波段裝置或分波段裝置，并且可以包括 一個(gè)或多個(gè)信號(hào)處理器。在分波段裝置中，所考慮的頻率范圍被分成多個(gè)頻率段(例如2 個(gè)或更多個(gè)，例如8個(gè)或64個(gè)或256個(gè)或512個(gè)或1024個(gè)或更多個(gè))，其中至少一些波段 被單獨(dú)處理。這樣該聽(tīng)力裝置可以進(jìn)一步包括將補(bǔ)償?shù)碾娦盘?hào)劃分為多個(gè)分波段電信號(hào)的 濾波器組，并且該信號(hào)處理器可以用于同時(shí)處理多個(gè)分波段電信號(hào)并且將多個(gè)處理后的分 波段電信號(hào)混合到處理后的信號(hào)中(例如，通過(guò)加權(quán)和增或減，或僅通過(guò)增或減)。在包括 單個(gè)處理器的全波段裝置中，該處理器用于在全音頻頻率段上處理信號(hào)。如果該聽(tīng)力裝置 包括多個(gè)信號(hào)處理器，則每個(gè)信號(hào)處理器處理預(yù)定分波段的電信號(hào)?？蛇x地，該聽(tīng)力裝置可以包括用于將電信號(hào)劃分為多個(gè)分波段電信號(hào)的濾波器 組，該自適應(yīng)反饋抑制單元用于補(bǔ)償每個(gè)分波段中輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換器與輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換器之間 的聲反饋，并且產(chǎn)生分波段反饋補(bǔ)償信號(hào)，該分波段反饋補(bǔ)償信號(hào)與分波段電信號(hào)相混合 (例如，從分波段電信號(hào)中減去)以生成每個(gè)分波段的補(bǔ)償后的電信號(hào)，并且該信號(hào)處理器 可以用于同時(shí)處理每個(gè)分波段的多個(gè)補(bǔ)償后的電信號(hào)并且將每個(gè)分波段的多個(gè)處理后的 信號(hào)混合(例如，增加)到處理后的信號(hào)中。因而該聽(tīng)力裝置可以便于按分波段補(bǔ)償聲反 饋。該信號(hào)處理器可以包括用于對(duì)電信號(hào)施加增益的放大器，并且優(yōu)選地可以進(jìn)一步 包括用于過(guò)濾電信號(hào)的濾波器。此外還提供了一種操作用于補(bǔ)償用戶(hù)聽(tīng)力損傷的聽(tīng)力裝置的方法，該聽(tīng)力裝置包 括輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換器，用于將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換器，用于將處理后的信號(hào) 轉(zhuǎn)換為呈現(xiàn)給用戶(hù)的處理后的聲信號(hào)；以及信號(hào)處理器，用于處理補(bǔ)償后的電信號(hào)并且由 此產(chǎn)生處理后的信號(hào)，該方法包括提供自適應(yīng)反饋抑制以補(bǔ)償輸出信號(hào)和輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換器之間的聲反饋；產(chǎn)生反饋補(bǔ)償信號(hào)，將反饋補(bǔ)償信號(hào)與電信號(hào)相混合，從而產(chǎn)生補(bǔ)償?shù)碾娦盘?hào)，監(jiān)視補(bǔ)償后的電信號(hào)和處理后的信號(hào)之間的關(guān)系，基于該關(guān)系產(chǎn)生控制信號(hào)，以控制信號(hào)處理器和/或自適應(yīng)反饋抑制。在詳細(xì)的說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中，意圖將上述裝置的結(jié)構(gòu)特征與用對(duì)應(yīng)的處理適 當(dāng)替換時(shí)的方法相結(jié)合，并且反之亦然。該方法的實(shí)施例具有與對(duì)應(yīng)的裝置相同的優(yōu)點(diǎn)。在一實(shí)施例中，補(bǔ)償后的電信號(hào)和處理后的信號(hào)之間的關(guān)系被用于確定剩余聲反 饋和/或開(kāi)環(huán)增益。在一實(shí)施例中，剩余聲反饋和/或開(kāi)環(huán)增益的確定比反饋補(bǔ)償信號(hào)的 產(chǎn)生更快。在一實(shí)施例中，定義第一預(yù)定水平。在一實(shí)施例中，如果剩余聲反饋和/或開(kāi)環(huán)增益大于第一預(yù)定水平，則使用該控制信號(hào)修改(減少)反饋補(bǔ)償信號(hào)產(chǎn)生的自適應(yīng)速度。在一實(shí)施例中，定義第二預(yù)定水平。在一實(shí)施例中，如果剩余聲反饋和/或開(kāi)環(huán)增 益大于第二預(yù)定水平，則使用該控制信號(hào)修改(減少)信號(hào)處理器中任意時(shí)間點(diǎn)允許的最
大增 Gmax。在一實(shí)施例中，隨著時(shí)間監(jiān)視剩余聲反饋和/或開(kāi)環(huán)增益。在一實(shí)施例中，確定平 均剩余聲反饋和/或平均開(kāi)環(huán)增益。在一實(shí)施例中，平均時(shí)間大于1分鐘，如大于500s、如 大于1小時(shí)、如大于4小時(shí)、如大于1天。
在一實(shí)施例中，定義第三預(yù)定水平。在一實(shí)施例中，定義第一平均時(shí)間。在一實(shí) 施例中，如果平均剩余反饋和/或平均開(kāi)環(huán)增益已經(jīng)大于第一預(yù)定平均時(shí)間的第三預(yù)定水 平，則使用該控制信號(hào)修改(減少)信號(hào)處理器中任意時(shí)間點(diǎn)允許的最大增益Gmx。在一實(shí)施例中，定義第四預(yù)定水平。在一實(shí)施例中，定義第二平均時(shí)間。在一實(shí) 施例中，如果平均剩余反饋和/或平均開(kāi)環(huán)增益已經(jīng)小于第二預(yù)定平均時(shí)間的第四預(yù)定水 平，則使用該控制信號(hào)修改(增加)信號(hào)處理器中任意時(shí)間點(diǎn)允許的最大增益Gmx。此外，在詳細(xì)的說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中，本申請(qǐng)還提供一種存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序的有 形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)程序包括程序代碼部，當(dāng)在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)上執(zhí)行該計(jì)算機(jī)程 序時(shí)，該程序代碼部使該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行上述方法的至少某些步驟(例如大多數(shù)或全 部)。除了存儲(chǔ)在諸如磁盤(pán)、CD-ROM、DVD、或硬盤(pán)介質(zhì)、或任何其它機(jī)器可讀媒介的有形媒 介上以外，還可以經(jīng)由傳輸介質(zhì)如有線或無(wú)線鏈路或網(wǎng)絡(luò)，如因特網(wǎng)，傳送該計(jì)算機(jī)程序， 并且將該計(jì)算機(jī)程序加載到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，以在不同于該有形媒介的位置處執(zhí)行該計(jì)算 機(jī)程序。此外，在詳細(xì)的說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中，本申請(qǐng)還提供一種包含處理器和使該處 理器進(jìn)行上述方法的至少某些步驟(例如大多數(shù)或全部)的程序代碼部的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。 在一申請(qǐng)中，該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)形成聽(tīng)力裝置的一部分。在一申請(qǐng)中，在詳細(xì)的說(shuō)明書(shū)和權(quán)利 要求書(shū)中，該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)形成如上所述的聽(tīng)力裝置的一部分。通過(guò)本發(fā)明的獨(dú)立權(quán)利要求和詳細(xì)的說(shuō)明書(shū)中定義的實(shí)施例來(lái)實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)進(jìn)一 步的目標(biāo)。當(dāng)在本文中使用時(shí)，除非另有特別說(shuō)明，否則單數(shù)形式“一個(gè)”、“一種”、和“該”也 意圖包括復(fù)數(shù)形式(也就是具有“至少一個(gè)”的意思)。還應(yīng)該理解，當(dāng)在本說(shuō)明書(shū)中使用 時(shí)，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”、“含有”、和/或“組成”表示所陳述的特征、整體、步驟、操作、元件、 和/或部件的存在，但是不排除它的一個(gè)或多個(gè)其它特征、整體、步驟、操作、元件、部件、和 /或它們的組合的存在或附加。應(yīng)當(dāng)理解，除非另有特別說(shuō)明，否則當(dāng)元件涉及“連接”或 “耦合”到其它元件時(shí)，它可以直接連接或耦合到其它元件，也可以存在中間元件。而且，當(dāng) 在本文中使用時(shí)，“連接”或“耦合”可以包括無(wú)線連接或耦合。當(dāng)在本文中使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“和 /或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)列出項(xiàng)的任意和所有的組合。除非另有特別說(shuō)明，否則在此公開(kāi) 的任意方法的步驟都不必以公開(kāi)的確切順序執(zhí)行。根據(jù)以下對(duì)本發(fā)明示范性實(shí)施例的詳細(xì)描述，該聽(tīng)力裝置的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例將 變得明顯。


現(xiàn)在關(guān)于附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。在這些附圖中，圖1是示出現(xiàn)有技術(shù)聽(tīng)力裝置的示意性圖；以及圖2是示出具有反饋抑制能力的現(xiàn)有技術(shù)聽(tīng)力裝置的示意圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的聽(tīng)力裝置的示意性框圖，該圖示出將考慮的信號(hào)路徑；以及圖4示出形成開(kāi)環(huán)近似單元的一部分的反饋增益估算器。
具體實(shí)施例方式圖1示出現(xiàn)有技術(shù)的聽(tīng)力裝置10的示意圖，聽(tīng)力裝置10在麥克風(fēng)12處接收聲音， 產(chǎn)生根據(jù)全前向傳遞函數(shù)處理的并且傳送給揚(yáng)聲器16的電信號(hào)，揚(yáng)聲器16將處理后信號(hào) 轉(zhuǎn)換回聲音輸出。一些聲音輸出經(jīng)由聲反饋路徑返回到麥克風(fēng)12，并且基于聲反饋傳遞函 數(shù)，返回的聲音輸出可能引起聽(tīng)力裝置10的不穩(wěn)定。圖2示出現(xiàn)有技術(shù)的聽(tīng)力裝置10的以反饋抑制濾波器18為特征進(jìn)一步示意圖。 聽(tīng)力裝置10包括麥克風(fēng)12，用于拾取聲音并且將聲音轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。該電信號(hào)形成傳送到 信號(hào)處理器14的第一信號(hào)。信號(hào)處理器14適合于處理第一信號(hào)以產(chǎn)生第二信號(hào)，第二信 號(hào)形成處理后的信號(hào)并且傳送給揚(yáng)聲器16。因而將信號(hào)處理器14安排在電信號(hào)前向路徑 中。信號(hào)處理器14通常包括至少一個(gè)用于對(duì)于第一信號(hào)施加增益的放大器，以產(chǎn)生 相對(duì)于第一信號(hào)放大了的第二信號(hào)。信號(hào)處理器14可以進(jìn)一步包括濾波器，如帶通濾波 器，以過(guò)濾第一信號(hào)。在多波段裝置中，該聽(tīng)力裝置中可以存在多個(gè)信號(hào)處理器。然后每個(gè) 信號(hào)處理器處理第一信號(hào)的頻譜中的分開(kāi)的頻率段(分開(kāi)的分波段)(未示出)。在聽(tīng)力裝置10的正常操作環(huán)境中，從揚(yáng)聲器16發(fā)出的聲音指向用戶(hù)耳道中的鼓 膜。麥克風(fēng)12被放置成便于從用戶(hù)的周?chē)曇舡h(huán)境拾取聲音。然而揚(yáng)聲器16的一些聲音 可能反饋給麥克風(fēng)12，因而與來(lái)自周?chē)曇舡h(huán)境的聲音一起被麥克風(fēng)12拾取。因此，聲反 饋信號(hào)路徑存在，其可能在聽(tīng)力裝置10中導(dǎo)致聲反饋不穩(wěn)定。這個(gè)可以引起稱(chēng)為嘯聲的效 應(yīng)。在聲反饋不穩(wěn)定出現(xiàn)之前必須完成兩個(gè)條件開(kāi)環(huán)增益超過(guò)I(OdB)以及開(kāi)環(huán)相位是 360°的任意整數(shù)倍。所考慮的環(huán)路是由聽(tīng)力裝置10的麥克風(fēng)12和接收器16之間具有傳 遞函數(shù)的前向信號(hào)路徑和接收器16和麥克風(fēng)12之間具有傳遞函數(shù)的聲反饋信號(hào)路徑形成 的環(huán)路。因此，開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)是聽(tīng)力裝置10的前向傳遞函數(shù)(G(f，t))和聲反饋傳遞函數(shù) (FBG (f，t))的乘積。為了補(bǔ)償聲反饋，提供反饋抑制濾波器18。反饋抑制濾波器18具有連接到信號(hào)處 理器14的輸出端口的濾波器輸入端口，并且由此接收第二信號(hào)。反饋抑制濾波器18產(chǎn)生 濾波器輸出信號(hào)，其理想上與電轉(zhuǎn)換的聲反饋信號(hào)相反或相同，且分別加到電信號(hào)中或從 電信號(hào)中減去，并且從而理想上補(bǔ)償聲反饋信號(hào)對(duì)電信號(hào)的貢獻(xiàn)。在這種情況下，該第一信 號(hào)將沒(méi)用任何反饋信號(hào)。反饋抑制濾波器18安排在電反饋信號(hào)路徑中。正如已經(jīng)指出的，電反饋信號(hào)路徑的傳遞函數(shù)理想上是聲反饋信號(hào)路徑的傳遞函 數(shù)與麥克風(fēng)12和接收器16的傳遞函數(shù)的倒數(shù)。在現(xiàn)有聽(tīng)力裝置的情形中，反饋抑制濾波 器18是自適應(yīng)反饋抑制濾波器。這種自適應(yīng)反饋抑制濾波器能夠適用于反饋路徑的估算，并且因而比具有固定濾波器特征的反饋抑制濾波器更能補(bǔ)償聲反饋。為了適應(yīng)自適應(yīng)反饋抑制濾波器18的濾波器特征，提供濾波器控制單元20 (例如圖3中所示的)，其通過(guò)使用基 于最小均平方(LMS)、遞歸最小二乘法(RLS)等的方法進(jìn)行聲反饋路徑的傳遞函數(shù)的估算， 以控制由自適應(yīng)反饋抑制濾波器18進(jìn)行的自適應(yīng)消除算法(例如，參見(jiàn)[Haykin ； 1996])。 濾波器控制單元20根據(jù)收斂速度確保自適應(yīng)反饋抑制濾波器18的自適應(yīng)性。收斂速度越 高，自適應(yīng)反饋抑制濾波器模擬聲反饋就越快，可是自適應(yīng)系統(tǒng)更加敏感(但是更不準(zhǔn)確)。 收斂速度越低，自適應(yīng)反饋抑制濾波器模擬聲反饋就越慢，這可導(dǎo)致呈現(xiàn)給用戶(hù)嘯聲聲音。圖3示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的聽(tīng)力裝置10的示意性框圖。在圖3中，給出了自適 應(yīng)反饋抑制濾波器更詳細(xì)的說(shuō)明。如以上指出的，由濾波器控制單元20控制自適應(yīng)反饋抑 制濾波器18。自適應(yīng)反饋抑制濾波器18是由于反饋抑制濾波器18的自適應(yīng)性質(zhì)而具有可 變傳遞函數(shù)的電反饋信號(hào)路徑的一部分。圖3中所示的聽(tīng)力裝置10的新的特征是開(kāi)環(huán)近 似單元30,其適合于執(zhí),行開(kāi)環(huán)沂似算法以確定剩金反饋(也就是由自適應(yīng)反饋抑制濾波器 補(bǔ)償之后該系統(tǒng)中剩余的反饋)的傳遞函數(shù)。通過(guò)估算該剩余反饋，開(kāi)環(huán)近似單元30能夠 確定自適應(yīng)反饋抑制濾波器18事實(shí)上是否可以補(bǔ)償聲反饋。因而開(kāi)環(huán)近似單元30確定第一信號(hào)和第二信號(hào)(也就是，到信號(hào)處理器14的輸 入信號(hào)SPin相對(duì)于信號(hào)處理器14的輸出信號(hào)SPem)之間的關(guān)系。為了確定開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)， 開(kāi)環(huán)近似單元30進(jìn)一步連接到信號(hào)處理器14并且進(jìn)行第一和第二信號(hào)(SPIN/SPOT)之間 的關(guān)系與來(lái)自信號(hào)處理器14由開(kāi)環(huán)近似單元30接收的信號(hào)處理器傳遞函數(shù)(G)的乘法運(yùn) 算。如果開(kāi)環(huán)增益接近于1 (OdB)或大于1，且卷入的開(kāi)環(huán)相位接近于0°，則開(kāi)環(huán)近似單元 30產(chǎn)生控制信號(hào)。開(kāi)環(huán)近似單元30將該控制信號(hào)傳送到信號(hào)處理器14以便控制信號(hào)處理器14的 傳遞函數(shù)(G)；例如，改變信號(hào)處理器14的最大增益(Gmax)或改變由信號(hào)處理器單元14在 第一信號(hào)上進(jìn)行的過(guò)濾。在開(kāi)環(huán)近似單元30的另一實(shí)施例中，開(kāi)環(huán)近似單元30將控制信 號(hào)傳送給濾波器控制單元20，以控制自適應(yīng)反饋抑制濾波器18和/或?yàn)V波器控制單元20 的收斂速度(如LMS或RLS算法的步長(zhǎng))。在聽(tīng)力裝置的典型正常操作模式中，用戶(hù)的聲環(huán)境和聲反饋條件是相對(duì)穩(wěn)定的。 在這種情況下，自適應(yīng)濾波器18、20的自適應(yīng)速度是相對(duì)緩慢的(例如，以節(jié)省功率和/或 避免產(chǎn)生人為現(xiàn)象)。在聲環(huán)境突變(例如，在ms或s之內(nèi))的情況下(例如，語(yǔ)音或噪聲信號(hào)中的突 變)和/或在聲反饋條件突變的情況下(例如，該設(shè)備在耳道中的安裝中的變化和/或接 近于聽(tīng)力裝置的反射的變化，例如電話或帽子的突然接近)，開(kāi)環(huán)近似單元30 (通常適合于 比自適應(yīng)濾波器反應(yīng)相對(duì)快)適合于修改(增加)自適應(yīng)濾波器的自適應(yīng)速度以能夠克服 變化的反饋條件，并且因而避免嘯聲。可選地或附加地，可以基于來(lái)自開(kāi)環(huán)近似單元30的 控制信號(hào)修改一個(gè)或多個(gè)濾波器系數(shù)。通過(guò)識(shí)別剩余聲反饋的增加(現(xiàn)在沒(méi)有由自適應(yīng)濾 波器補(bǔ)償)來(lái)完成聽(tīng)力裝置的聲操作條件的(突然)改變的檢測(cè)。例如，通過(guò)對(duì)聽(tīng)力裝置 10的第一和第二信號(hào)的相關(guān)分析(例如，確定信號(hào)處理器14的輸入(SPin)和輸出(SPout) 之間的交互關(guān)系)來(lái)完成該檢測(cè)。例如，可以以與自適應(yīng)濾波器(僅具有更快的自適應(yīng)速 度)的自適應(yīng)算法(參見(jiàn)濾波器控制單元20)的執(zhí)行相同的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)該檢測(cè)。在聲反饋條件緩慢變化(例如，在分或小時(shí)或天內(nèi))的情況下(例如，由于設(shè)備在耳道中的安裝的變化導(dǎo)致的，例如，由于物理運(yùn)動(dòng)，例如，與鍛煉相關(guān))，該自適應(yīng)反饋系統(tǒng) 不能利用聽(tīng)力裝置的當(dāng)前設(shè)置避免嘯聲。在這種情形中，由開(kāi)環(huán)近似單元30進(jìn)行某一預(yù)定 大小的剩余聲反饋的檢測(cè)，在信號(hào)處理器14中使用開(kāi)環(huán)近似單元30提供的控制信號(hào)修改 (減少)在任意時(shí)間點(diǎn)允許的最大增益Gmax。在一實(shí)施例中，當(dāng)開(kāi)環(huán)近似單元30檢測(cè)到某一預(yù)定大小的剩余聲反饋時(shí)，在信號(hào)處理器14中使用開(kāi)環(huán)近似單元30提供的控制信號(hào)修改(減少)在任意時(shí)間點(diǎn)允許的最大 增益Gmax，并且在濾波器控制單元中使用該控制信號(hào)修改(增加)自適應(yīng)濾波器18，20的自 適應(yīng)速度以能夠克服變化的反饋條件，并且因而避免嘯聲?？蛇x地或附加地，可以基于來(lái)自 開(kāi)環(huán)近似單元30的控制信號(hào)修改一個(gè)或多個(gè)濾波器系數(shù)。在一實(shí)施例中，該聽(tīng)力裝置包括檢測(cè)器，用于識(shí)別在給定時(shí)間點(diǎn)感受到嘯聲的風(fēng) 險(xiǎn)相對(duì)高的頻率或頻率段。在一實(shí)施例中，使用線性預(yù)測(cè)模型實(shí)現(xiàn)該開(kāi)環(huán)近似單元。圖4示出線性預(yù)測(cè)器系 統(tǒng)。Yk(η)是分波段k的補(bǔ)償后的信號(hào)(圖3中的SPin)，其由延遲(d次抽樣)處理的信號(hào) (Uk(η)(圖3中的SPqut))預(yù)測(cè)。復(fù)數(shù)預(yù)測(cè)器系數(shù)(ak)估算某一時(shí)刻η特定分波段k中的反 饋增益。可以使用最小均平方方法有效地計(jì)算該預(yù)測(cè)器系數(shù)以及由此的反饋增益估算，其 得到反饋增益估算的閉合形式解?？梢钥紤]的最簡(jiǎn)單的方案是一階模型。對(duì)于一階模型， 最小均平方解與給定分波段k的補(bǔ)償后的和處理后的信號(hào)(分別為Yk(Ii)和Uk(η))之間的 乘積成正比。利用0階濾波器(例如，F(xiàn)IR濾波器)來(lái)說(shuō)明該預(yù)測(cè)器系統(tǒng)?？蛇x地，該預(yù)測(cè) 器系統(tǒng)可以作為更高階濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)，這使它更加精確，但是對(duì)于處理冪更加復(fù)雜。為了進(jìn)行剩余反饋傳遞函數(shù)的估算，開(kāi)環(huán)近似單元30包括接收第一信號(hào)(SPin)的 第一開(kāi)環(huán)近似單元輸入端口 32和接收第二信號(hào)(SPtm)的第二開(kāi)環(huán)近似單元輸入端口 34。 例如，第一開(kāi)環(huán)近似單元輸入端口 32可以連接到信號(hào)處理器的輸入端口 36，并且第二開(kāi)環(huán) 近似單元輸入端口可以連接到信號(hào)處理器的輸出端口 38。這樣，從(補(bǔ)償后的)電信號(hào)和 處理后的信號(hào)中直接獲得開(kāi)環(huán)近似單元輸入信號(hào)。另外，開(kāi)環(huán)近似單元30連接到信號(hào)處理 器14，并且接收表示信號(hào)處理器傳遞函數(shù)(G)的數(shù)據(jù)，并且利用這些數(shù)據(jù)來(lái)確定開(kāi)環(huán)傳遞 函數(shù)。明顯地，在可選實(shí)施例中，開(kāi)環(huán)近似單元30將表示剩余反饋傳遞函數(shù)的數(shù)據(jù)傳送給 信號(hào)處理器14，然后信號(hào)處理器14進(jìn)行剩余反饋傳遞函數(shù)與信號(hào)處理器傳遞函數(shù)之間的 乘法運(yùn)算，由此確定開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)以及何時(shí)需要相應(yīng)地控制信號(hào)處理器傳遞函數(shù)和/或?yàn)V 波器控制單元。在實(shí)際執(zhí)行中，信號(hào)處理器14、自適應(yīng)濾波器18，20和開(kāi)環(huán)近似單元30可以 形成同一信號(hào)處理單元的一部分，例如形成同一集成電路的一部分。此外，在實(shí)際執(zhí)行中， 通過(guò)例如作為該聽(tīng)力裝置的音頻處理IC的一部分實(shí)現(xiàn)的在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的(數(shù)字信號(hào)) 處理器上運(yùn)行的軟件來(lái)主要地(例如專(zhuān)門(mén)地)實(shí)現(xiàn)本公開(kāi)所述的信號(hào)處理器、自適應(yīng)濾波 器和開(kāi)環(huán)近似單元的功能目標(biāo)。正如以上指出的，該聽(tīng)力裝置可以作為處理寬頻率段的全波段系統(tǒng)或僅處理聲頻 譜的分波段的分波段系統(tǒng)操作。如上面引用的ΕΡ1191814的圖2或4中在原理上說(shuō)明的， 聽(tīng)力裝置可以包括用于要單獨(dú)處理的多個(gè)分波段的幾個(gè)分波段系統(tǒng)。本發(fā)明的實(shí)施例可以 用于任一類(lèi)型的聽(tīng)力裝置。參考文獻(xiàn)· US 2006/0245610 Al (SIEMENS AUDIOLOGISCHE TECHNIK)02-11-2006
· WO 2006/063624 Al (WIDEX)22-06-2006· EP 1 191 814 Al(T0EPH0LM & WESTERMANN)27-03-2002· [Engebretson,1993]A. Engebretson, Μ· French-St. George, "Properties of anadaptive feedback equalization algorithm", J. Rehabil. Res. Dev. ,30(1), pp.8-16, 1993
· [Haykin,1996]Simon Haykin, Adaptive Filter Theory, Prentice Hall, 3rdedition, 1996, ISBN 0-13-322760-X.· [Makhoul ； 1975] J. Makhoul, "Linear prediction :A tutorial review", Proceedings of the IEEE,63(5) :561_580，April 1975.
權(quán)利要求
一種用于補(bǔ)償用戶(hù)聽(tīng)力損傷的聽(tīng)力裝置(10)，包括輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換器(12)，用于將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換器(16)，用于將處理后的信號(hào)轉(zhuǎn)換為呈現(xiàn)給所述用戶(hù)的處理后的聲信號(hào)；以及自適應(yīng)反饋抑制單元(18，20)，用于補(bǔ)償所述輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換器(16)和所述輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換器(12)之間的聲反饋，并產(chǎn)生反饋補(bǔ)償信號(hào)，該反饋補(bǔ)償信號(hào)與所述電信號(hào)相混合以產(chǎn)生補(bǔ)償后的電信號(hào)；以及信號(hào)處理器，用于處理所述補(bǔ)償后的電信號(hào)并由此產(chǎn)生所述處理后的信號(hào)，該聽(tīng)力裝置還包括開(kāi)環(huán)近似單元(30)，用于監(jiān)視所述補(bǔ)償后的電信號(hào)和所述處理后的信號(hào)之間的關(guān)系，并且基于所述關(guān)系產(chǎn)生控制信號(hào)，所述控制信號(hào)控制所述信號(hào)處理器(14)和/或所述自適應(yīng)反饋抑制單元(18，20)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聽(tīng)力裝置(10)，其中所述開(kāi)環(huán)近似單元(30)還用于監(jiān)視信 號(hào)處理器傳遞函數(shù)，并且從所述補(bǔ)償后的信號(hào)和所述處理后的信號(hào)之間的所述關(guān)系與所述 信號(hào)處理器傳遞函數(shù)之間的乘積計(jì)算開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聽(tīng)力裝置(10)，其中所述開(kāi)環(huán)近似單元(30)還用于將 所述補(bǔ)償后的信號(hào)和所述處理后的信號(hào)之間的所述關(guān)系傳送給所述信號(hào)處理器(14)，并且 所述信號(hào)處理器(14)用于從所述補(bǔ)償后的信號(hào)和所述處理后的信號(hào)之間的所述關(guān)系與所 述信號(hào)處理器傳遞函數(shù)之間的乘積計(jì)算開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聽(tīng)力裝置(10)，其中所述信號(hào)處理器(14)用于根據(jù)所 述控制信號(hào)調(diào)整信號(hào)處理器傳遞函數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聽(tīng)力裝置(10)，其中所述信號(hào)處理器(14)用于根據(jù)所述開(kāi) 環(huán)傳遞函數(shù)調(diào)整信號(hào)處理器傳遞函數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的聽(tīng)力裝置(10)，其中所述自適應(yīng)反饋抑制單元 (18，20)用于根據(jù)所述控制信號(hào)調(diào)整濾波器參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的聽(tīng)力裝置(10)，其中所述濾波器參數(shù)包括用于控制所述自適 應(yīng)反饋抑制單元(18，20)的收斂速度的值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的聽(tīng)力裝置(10)，其中所述開(kāi)環(huán)近似單元(30)從 開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)來(lái)確定開(kāi)環(huán)增益和相位。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的聽(tīng)力裝置(10)，其中所述環(huán)路近似單元(30)用于當(dāng)所述開(kāi) 環(huán)增益大于0. 3時(shí)，例如大于0. 4，0. 5，0. 6，0. 7，0. 8，`0. 9，1. 0，1. 1或1. 2，產(chǎn)生所述控制信 號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的聽(tīng)力裝置(10)，其中所述環(huán)路近似單元(30)用于當(dāng)所 述開(kāi)環(huán)相位為0°或360°的整數(shù)倍時(shí)產(chǎn)生控制信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的聽(tīng)力裝置(10)，還包括濾波器組，該濾波器組 用于將所述補(bǔ)償后的電信號(hào)劃分為多個(gè)分波段電信號(hào)，并且所述信號(hào)處理器(14)用于同 時(shí)處理所述多個(gè)分波段電信號(hào)，并且將所述多個(gè)處理后的分波段電信號(hào)混合到所述處理后 的信號(hào)中。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的聽(tīng)力裝置(10)，還包括濾波器組，該濾波器組 用于將所述電信號(hào)劃分為多個(gè)分波段電信號(hào)，所述自適應(yīng)反饋抑制單元(18，20)用于補(bǔ)償每個(gè)分波段中的所述輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換器和所述輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換器之間的聲反饋，并且產(chǎn)生分波 段反饋補(bǔ)償信號(hào)，該分波段反饋補(bǔ)償信號(hào)與所述分波段電信號(hào)相混合以產(chǎn)生每個(gè)分波段的 補(bǔ)償后的電信號(hào)，并且所述信號(hào)處理器(14)用于同時(shí)處理每個(gè)分波段的所述多個(gè)補(bǔ)償后 的電信號(hào)，并且將每個(gè)分波段的所述多個(gè)處理后的信號(hào)混合到所述處理后的信號(hào)中。
13.一種操作用于補(bǔ)償用戶(hù)聽(tīng)力損傷的聽(tīng)力裝置的方法，該聽(tīng)力裝置包括用于將聲信 號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換器、用于將處理后的信號(hào)轉(zhuǎn)換為呈現(xiàn)給所述用戶(hù)的處理后 的聲信號(hào)的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換器以及用于處理所述補(bǔ)償后的電信號(hào)并由此產(chǎn)生所述處理后的 信號(hào)信號(hào)處理器，該方法包括提供自適應(yīng)反饋抑制以補(bǔ)償所述輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換器和所述輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換器之間的聲反饋；產(chǎn)生反饋補(bǔ)償信號(hào)，將所述反饋補(bǔ)償信號(hào)與所述電信號(hào)相混合從而產(chǎn)生補(bǔ)償后的電信號(hào)，監(jiān)視所述補(bǔ)償后的電信號(hào)和所述處理后的信號(hào)之間的關(guān)系，基于所述關(guān)系產(chǎn)生用于控制所述信號(hào)處理器和/或所述自適應(yīng)反饋抑制的控制信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，包括規(guī)定使用所述補(bǔ)償后的電信號(hào)和所述處理后的 信號(hào)之間的關(guān)系確定剩余聲反饋和/或開(kāi)環(huán)增益。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的方法，包括規(guī)定如果剩余聲反饋和/或開(kāi)環(huán)增益大于 第一預(yù)定水平，則使用所述控制信號(hào)修改所述反饋補(bǔ)償信號(hào)的產(chǎn)生的自適應(yīng)速度。
16.根據(jù)權(quán)利要求13-15中任一項(xiàng)所述的方法，包括規(guī)定如果剩余聲反饋和/或開(kāi)環(huán)增 益大于第二預(yù)定水平，則使用所述控制信號(hào)修改所述信號(hào)處理器中任意時(shí)間點(diǎn)允許的最大 增 Gmaxo
17.根據(jù)權(quán)利要求13-16中任一項(xiàng)所述的方法，包括規(guī)定隨著時(shí)間監(jiān)視剩余聲反饋和/ 或開(kāi)環(huán)增益。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，包括規(guī)定如果第一預(yù)定平均時(shí)間的平均剩余反饋和 /或平均開(kāi)環(huán)增益已經(jīng)大于第三預(yù)定水平，則使用所述控制信號(hào)修改所述信號(hào)處理器中任 意時(shí)間所允許的最大增益Gmax。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的方法，包括規(guī)定如果第二預(yù)定平均時(shí)間的平均剩余反 饋和/或平均開(kāi)環(huán)增益已經(jīng)小于第四預(yù)定水平，則使用所述控制信號(hào)修改所述信號(hào)處理器 中任意時(shí)間所允許的最大增益Gmax。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種具有自適應(yīng)反饋抑制的聽(tīng)力裝置。該聽(tīng)力裝置包括用于將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器、用于將處理后的信號(hào)轉(zhuǎn)換為呈現(xiàn)給用戶(hù)的處理后的聲信號(hào)的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換器以及用于補(bǔ)償輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換器和輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換器之間的聲反饋并產(chǎn)生反饋補(bǔ)償信號(hào)的自適應(yīng)反饋抑制單元，反饋補(bǔ)償信號(hào)與來(lái)自輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換器的電信號(hào)混合以提供補(bǔ)償后的電信號(hào)。信號(hào)處理器用于處理補(bǔ)償后的電信號(hào)并由此產(chǎn)生處理后的信號(hào)。本發(fā)明聽(tīng)力裝置還包括開(kāi)環(huán)近似單元，用于監(jiān)視補(bǔ)償后的電信號(hào)和處理后的信號(hào)之間的關(guān)系，并基于該關(guān)系產(chǎn)生控制信號(hào)，該控制信號(hào)對(duì)信號(hào)處理器和/或自適應(yīng)反饋抑制單元進(jìn)行控制。
文檔編號(hào)H04R25/00GK101820574SQ20101013975
公開(kāi)日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2010年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月6日
發(fā)明者郭萌 申請(qǐng)人:奧迪康有限公司