反饋抑制的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 提供一種用于在助聽(tīng)器中執(zhí)行自適應(yīng)反饋抑制的新方法和利用該方法的助聽(tīng)器。 根據(jù)該方法，利用對(duì)反饋路徑的慢改變建模的慢自適應(yīng)濾波器和對(duì)反饋路徑的快改變建模 的快自適應(yīng)濾波器，執(zhí)行反饋抑制。
【背景技術(shù)】
[0002] 在助聽(tīng)器中，到達(dá)助聽(tīng)器的麥克風(fēng)的聲學(xué)信號(hào)被放大，并且通過(guò)小揚(yáng)聲器被輸出， W恢復(fù)可聽(tīng)度。麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器之間的小距離可能導(dǎo)致反饋。當(dāng)放大后的聲學(xué)輸出信號(hào)的 一部分被傳播回麥克風(fēng)用于重復(fù)放大時(shí)，生成反饋。當(dāng)反饋信號(hào)超過(guò)麥克風(fēng)處的原始信號(hào) 的水平時(shí)，反饋環(huán)變得不穩(wěn)定，通常導(dǎo)致聽(tīng)覺(jué)失真或者振嗚。停止反饋的一種方式是降低增 益。
[0003] 反饋的風(fēng)險(xiǎn)限制了可W由助聽(tīng)器使用的最大增益。
[0004] 在助聽(tīng)器中使用反饋抑制是眾所周知的。通過(guò)反饋抑制，通過(guò)從麥克風(fēng)信號(hào)減去 反饋模型信號(hào)來(lái)抑制到達(dá)麥克風(fēng)的反饋信號(hào)。反饋模型信號(hào)由數(shù)字反饋抑制電路提供，數(shù) 字反饋抑制電路被配置成對(duì)助聽(tīng)器的輸出信號(hào)沿著其傳播回助聽(tīng)器的輸入用于重復(fù)放大 的傳播反饋路徑建模。接收器的轉(zhuǎn)移函數(shù)（在助聽(tīng)器領(lǐng)域中，助聽(tīng)器的揚(yáng)聲器通常被表示 為接收器）和麥克風(fēng)的轉(zhuǎn)移函數(shù)包括在傳播反饋路徑的模型中。
[0005] 通常，數(shù)字反饋抑制電路包括一個(gè)或多個(gè)數(shù)字自適應(yīng)濾波器，W對(duì)反饋路徑建模。 從麥克風(fēng)的音頻信號(hào)減去反饋抑制電路的輸出，W去除音頻信號(hào)的反饋信號(hào)部分。
[0006] 在具有多于一個(gè)麥克風(fēng)（例如，具有定向麥克風(fēng)系統(tǒng)）的助聽(tīng)器中，助聽(tīng)器可W包 括用于各個(gè)麥克風(fēng)和多組麥克風(fēng)的單獨(dú)數(shù)字反饋抑制電路。
[0007]W0 99/26453A1提供助聽(tīng)器中的反饋抑制的方法的有用檢查。
[0008]W0 99/26453A1公開(kāi)了具有串聯(lián)連接的兩個(gè)自適應(yīng)濾波器的反饋抑制，參見(jiàn)圖1。
[0009] 在將助聽(tīng)器安裝到期望用戶期間和/或當(dāng)助聽(tīng)器在耳朵中被開(kāi)啟時(shí)，第一濾波器 被適配。該濾波器使用白噪聲探測(cè)信號(hào)快速地適配，并且然后濾波器系數(shù)被凍結(jié)，即，在助 聽(tīng)器的正常操作期間；第一濾波器作為固定濾波器操作。
[0010] 第一濾波器對(duì)被假設(shè)為在助聽(tīng)器被使用的同時(shí)基本恒定的助聽(tīng)器反饋路徑的那 些部分建模，諸如，麥克風(fēng)、驅(qū)動(dòng)接收器的放大器、W及接收器諧振、W及基本聲學(xué)反饋路 徑。
[0011] 第二濾波器在助聽(tīng)器被使用時(shí)適配，并且不使用單獨(dú)探測(cè)信號(hào)。當(dāng)助聽(tīng)器變得不 穩(wěn)定，并且跟蹤諸如由巧嚼、打噴嘻、或使用電話聽(tīng)筒導(dǎo)致的在日常使用中發(fā)生的反饋路徑 中的擾動(dòng)時(shí)，該濾波器提供對(duì)反饋抑制電路的快速校正。
[0012] 固定濾波器和自適應(yīng)濾波器的串聯(lián)連接提供速度和準(zhǔn)確度之間的良好折衷。單個(gè) 長(zhǎng)濾波器傾向于慢和/或不準(zhǔn)確。而且，固定濾波器是具有相對(duì)低處理器要求的IIR濾波 器。
[0013] 然而，實(shí)際上，當(dāng)助聽(tīng)器通過(guò)分配者或者另一個(gè)被訓(xùn)練人被安裝到用戶時(shí)，固定濾 波器的濾波器系數(shù)被確定用于每個(gè)單獨(dú)用戶。該不僅要求附加安裝步驟，而且不能捕捉反 饋路徑的真正不變部分，該是因?yàn)橛煞峙湔邷y(cè)量的反饋路徑已經(jīng)包括了一些變化部分。例 如，助聽(tīng)器在耳道中的安裝包括在不變部分中，但是例如當(dāng)助聽(tīng)器被重新插入耳朵中時(shí)，其 可能經(jīng)歷改變。
[0014]W0 99/26453A1還提及了允許第一濾波器緩慢適應(yīng)W遵循助聽(tīng)器中的慢改變的可 能性，諸如，部件漂移。然而，在W0 99/26453A1中沒(méi)有公開(kāi)關(guān)于如何允許第一濾波器緩慢 適配的進(jìn)一步解釋，即，沒(méi)有用于慢自適應(yīng)濾波器的適配的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 根據(jù)一些實(shí)施例，提出了適配慢自適應(yīng)濾波器的方法，由此避免在安裝期間或者 在助聽(tīng)器的加電期間初始化W便確定濾波器系數(shù)的值。
[0016] 提供一種助聽(tīng)器，包括
[0017] 輸入換能器，用于生成音頻信號(hào)；
[0018] 反饋抑制電路，所述反饋抑制電路被配置用于對(duì)助聽(tīng)器的反饋路徑建模；
[0019] 減法器，用于從音頻信號(hào)減去反饋抑制電路的輸出信號(hào)，W形成反饋補(bǔ)償音頻信 號(hào)；
[0020] 聽(tīng)力損失處理器，所述聽(tīng)力損失處理器禪合至減法器的輸出，用于處理反饋補(bǔ)償 音頻信號(hào)來(lái)執(zhí)行聽(tīng)力損失補(bǔ)償；W及優(yōu)選地
[0021] 輸出換能器，優(yōu)選為接收器，所述輸出換能器禪合至聽(tīng)力損失處理器的輸出，用于 基于處理后的反饋補(bǔ)償音頻信號(hào)提供聲音信號(hào)，
[002引其中，反饋抑制電路包括
[0023] 慢自適應(yīng)濾波器，具有輸出和禪合至聽(tīng)力損失處理器的輸入，W及
[0024] 快自適應(yīng)濾波器，具有輸出和禪合至慢自適應(yīng)濾波器的輸入，快自適應(yīng)濾波器的 輸出可W構(gòu)成反饋抑制電路的輸出。
[00巧]換能器是將一種能量形式的信號(hào)變換為另一種能量形式的相應(yīng)信號(hào)。例如，輸入 換能器可W包括將到達(dá)麥克風(fēng)的聲學(xué)信號(hào)變換為相應(yīng)模擬音頻信號(hào)的麥克風(fēng)，其中，音頻 信號(hào)的瞬時(shí)電壓隨著聲學(xué)信號(hào)的聲壓連續(xù)地變化。
[0026] 輸入換能器還可W包括拾音線圈，將在拾音線圈處的磁場(chǎng)變換為相應(yīng)模擬音頻信 號(hào)，其中，音頻信號(hào)的瞬時(shí)電壓隨著在拾音線圈處的磁場(chǎng)強(qiáng)度連續(xù)地變化。拾音線圈通常被 用于從忙于在公共場(chǎng)所中（例如，在教堂中、聽(tīng)眾席、劇場(chǎng)、電影院等）的多個(gè)人的揚(yáng)聲器或 者通過(guò)擴(kuò)音系統(tǒng)（諸如，在火車站、機(jī)場(chǎng)、大型購(gòu)物中屯、等）增加語(yǔ)音的信噪比。來(lái)自揚(yáng)聲 器的語(yǔ)音通過(guò)感應(yīng)環(huán)路系統(tǒng)（還被表示為"聽(tīng)力回路"）被變換到磁場(chǎng)，并且拾音線圈被用 于磁性拾取磁性傳送的語(yǔ)音信號(hào)。
[0027] 通過(guò)拾音線圈，當(dāng)拾音線圈拾取由助聽(tīng)器生成的（例如，由接收器生成的）磁場(chǎng) 時(shí)，可W生成反饋。
[0028] 輸入換能器可W進(jìn)一步包括至少兩個(gè)分離麥克風(fēng)和一個(gè)波束形成器，波束形成器 被配置用于將至少兩個(gè)分離麥克風(fēng)的麥克風(fēng)輸出信號(hào)組合為定向麥克風(fēng)信號(hào)，例如，如在 本領(lǐng)域中眾所周知的。
[0029] 輸入換能器可W包括一個(gè)或多個(gè)麥克風(fēng)和一個(gè)拾音線圈W及一個(gè)開(kāi)關(guān)，例如，用 于單獨(dú)或w任何組合選擇全向麥克風(fēng)信號(hào)、或定向麥克風(fēng)信號(hào)、或拾音線圈信號(hào)，作為音頻 信號(hào)。
[0030] 輸出換能器優(yōu)選地包括接收器，即，小揚(yáng)聲器，其將模擬音頻信號(hào)變換為相應(yīng)聲學(xué) 聲音信號(hào)，其中，瞬時(shí)聲壓根據(jù)模擬音頻信號(hào)的幅度連續(xù)地變化。
[0031] 通常，使得模擬音頻信號(hào)適用于通過(guò)在模數(shù)變換器中變換為相應(yīng)數(shù)字音頻信號(hào)的 數(shù)字信號(hào)處理，由此模擬音頻信號(hào)的幅度由二進(jìn)制數(shù)表示。W此方式，為數(shù)值序列形式的離 散時(shí)間和離散幅度數(shù)字音頻信號(hào)表示連續(xù)時(shí)間和連續(xù)幅度模擬音頻信號(hào)。
[0032] 貫穿本公開(kāi)，通過(guò)助聽(tīng)器本身生成的音頻信號(hào)的一部分，例如，作為由助聽(tīng)器生成 的聲音、機(jī)械振動(dòng)、電磁場(chǎng)等的結(jié)果，被稱為音頻信號(hào)的反饋信號(hào)部分；或者簡(jiǎn)而言之，反饋 信號(hào)。
[0033] 在助聽(tīng)器中提供反饋抑制電路，W便對(duì)反饋路徑建模，即，期望反饋抑制電路具有 與反饋路徑本身相同的轉(zhuǎn)移函數(shù)，使得反饋抑制電路的輸出信號(hào)與音頻信號(hào)的反饋信號(hào)部 分盡可能地匹配。
[0034] 減法器被提供用于從音頻信號(hào)減去反饋抑制電路的輸出信號(hào)，W形成反饋補(bǔ)償音 頻信號(hào)，其中，反饋信號(hào)部分已被去除或者至少被減少。
[0035] 反饋抑制電路包括自適應(yīng)濾波器，其跟蹤反饋路徑的當(dāng)前轉(zhuǎn)移函數(shù)。
[0036] 反饋抑制電路可W包括與沿著助聽(tīng)器的反饋路徑傳播的反饋信號(hào)的延遲相對(duì)應(yīng) 的一個(gè)或多個(gè)電子延遲。
[0037] 反饋抑制電路可W包括至少一個(gè)固定濾波器，其被配置用于對(duì)助聽(tīng)器的反饋路徑 的固定部分建模。
[0038] 反饋抑制電路可W包括被配置用于對(duì)反饋路徑建模的至少一個(gè)快自適應(yīng)濾波器 和至少一個(gè)慢自適應(yīng)濾波器。
[0039] 慢自適應(yīng)濾波器消除對(duì)在安裝到期望用戶期間或者在助聽(tīng)器加電期間的反饋抑 制電路的初始化的需求。
[0040] 而且，慢自適應(yīng)濾波器改進(jìn)了關(guān)于反饋路徑的慢改變的反饋抑制電路的性能，諸 如，耳垢的累積、由于用戶的耳道中的助聽(tīng)器的再插入導(dǎo)致的改變、助聽(tīng)器的電子部件的漂 移等。從而，慢自適應(yīng)濾波器可W跟蹤在幾分鐘內(nèi)或者甚至更慢發(fā)生的改變，同時(shí)快自適應(yīng) 濾波器可W使用電話手機(jī)等跟蹤在幾十毫秒并且多達(dá)幾秒內(nèi)發(fā)生的諸如微笑、巧嚼、打噴 嘻的改變。
[0041] 慢自適應(yīng)濾波器的濾波器系數(shù)可W至少部分地基于慢自適應(yīng)濾波器的輸出信號(hào) 和音頻信號(hào)之差。
[0042] 慢自適應(yīng)濾波器的濾波器系數(shù)可W至少部分地基于慢自適應(yīng)濾波器的輸出信號(hào) 和快自適應(yīng)濾波器的輸出信號(hào)之差。
[0043] 慢自適應(yīng)濾波器的濾波器系數(shù)可W至少部分地基于慢自適應(yīng)濾波器的輸出信號(hào) 與快自適應(yīng)濾波器的輸出信號(hào)和第一音頻信號(hào)的加權(quán)和之差。
[0044]W下，在第一時(shí)間內(nèi)設(shè)及的助聽(tīng)器的W上組件和信號(hào)被表示為第一個(gè)各自組件和 信號(hào)，W使它們區(qū)別于W下描述的第二各自組件和信號(hào)。
[0045] 助聽(tīng)器可W進(jìn)一步包括
[0046] 第二輸入換能器，用于生成第二音頻信號(hào)，
[0047] 第二反饋抑制電路，所述第二反饋抑制電路被配置用于對(duì)助聽(tīng)器的第二反饋路徑 建模，
[0048] 第二減法器，用于從第二音頻信號(hào)減去第二反饋抑制電路的第二輸出信號(hào)，W形 成第二反饋補(bǔ)償音頻信號(hào)，并且其中
[0049] 聽(tīng)力損失處理器禪合至第二減法器，用于處理第二反饋補(bǔ)償音頻信號(hào)來(lái)執(zhí)行聽(tīng)力 損失補(bǔ)償，并且其中
[0050] 第二反饋抑制電路包括
[0051] 第二慢自適應(yīng)濾波器，具有輸出和禪合至聽(tīng)力損失處理器或者第一慢自適應(yīng)濾波 器的輸入；W及
[0052] 第二快自適應(yīng)濾波器，具有輸出和禪合至第二慢自適應(yīng)濾波器的輸入。
[0053] 第二快自適應(yīng)濾波器的輸出可W構(gòu)成第二反饋抑制電路的輸出。
[0054] 在具有例如正面和背面麥克風(fēng)的多個(gè)輸入換能器的助聽(tīng)器中，由于助聽(tīng)器外殼的 小尺寸，導(dǎo)致輸入換能器之間的距離通常小。期望到各個(gè)輸入換能器的反饋路徑相互接近， W具有類似轉(zhuǎn)移函數(shù)，并且從而一個(gè)濾波器可W被用于對(duì)到輸入換能器中的相應(yīng)一個(gè)的反 饋路徑之一建模，并且在W下表示的"校正濾波器"中的更簡(jiǎn)單濾波器可W被用于對(duì)到各自 其他輸入換能器的建模反饋路徑和其他反饋路徑之差建模，由此基本避免慢自適應(yīng)濾波器 的公共特征的復(fù)制。反饋路徑差異可能導(dǎo)致由于正在論述的輸出換能器和輸入換能器之間 的物理距離的小差異導(dǎo)致的幅度響應(yīng)的子采樣延遲和小成形（minorshaping)。
[00巧]因此，校正濾波器的主要目的可能在于實(shí)現(xiàn)內(nèi)