專利名稱：助聽(tīng)器和用以在助聽(tīng)器中控制信號(hào)處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
0001本發(fā)明涉及在助聽(tīng)器中控制信號(hào)處理的方法和執(zhí)行此方法的 助聽(tīng)器。更具體的是，本發(fā)明涉及自相關(guān)指數(shù)(ACI)的評(píng)估方法，ACI
用于在助聽(tīng)器中控制信號(hào)處理。
背景技術(shù)：
0002在現(xiàn)有技術(shù)中公知的是，信號(hào)自相關(guān)的測(cè)量對(duì)控制助聽(tīng)器的 信號(hào)處理有用。特別是，建議使用ACI相關(guān)特征控制助聽(tīng)器中類似反 饋抵消濾波器的反饋補(bǔ)償系統(tǒng)的自適應(yīng)率。同樣公知的是，這種測(cè)量 的計(jì)算具有高成本的儲(chǔ)器需要和計(jì)算負(fù)荷。還建議將ACI輸入到助聽(tīng) 器的其他系統(tǒng)中，諸如聽(tīng)覺(jué)場(chǎng)景分析(ASA)系統(tǒng)。ASA系統(tǒng)可以部分 地基于ACI提供聲音或助聽(tīng)器的噪音環(huán)境分類，并且?guī)椭?tīng)器的增 益相關(guān)系統(tǒng)選擇適當(dāng)?shù)脑鲆娌呗?。更一般的是，ACI幫助助聽(tīng)器中的 后續(xù)系統(tǒng)達(dá)到功能的合適策略。此類系統(tǒng)可以是上述的反饋抵消系統(tǒng)、 自動(dòng)回路增益評(píng)估器、自適應(yīng)定向系統(tǒng)(多麥克風(fēng)系統(tǒng))、信號(hào)壓縮系統(tǒng) (計(jì)算合適的增益)和頻率修改系統(tǒng)等。因此，良好的ACI評(píng)估通常可 以使助聽(tīng)器運(yùn)行。
0003解釋ACI相關(guān)特征的經(jīng)典方法是通過(guò)下面自相關(guān)函數(shù)r^計(jì)算 信號(hào)自相似性的值
;(0 = lim7 J"",).W—(1)
其中，t表示時(shí)間，r表示時(shí)間滯后或信號(hào)延遲。在離散時(shí)域內(nèi)，上述
方程概括成
^(/> = m"")'W"—力 (2) 其中，n表示采樣數(shù)或時(shí)間戳，j表示采樣滯后。使用r^(0)將該指數(shù)歸一化，生成指數(shù)pxx(n)，其值域是±1，其中+ l表示完全自相似，-l表 示完全相反的波形
/^)=乙"；:？/、2 (3) 在本領(lǐng)域中公知，正弦波的自相關(guān)函數(shù)是余弦波，并且白噪聲(平穩(wěn)隨
機(jī)過(guò)程)產(chǎn)生如下面方程所示的狄拉克函數(shù)
<formula>formula see original document page 10</formula>(4)
其中s(n)是單位方差隨機(jī)序列。
0004在自適應(yīng)反饋抵消系統(tǒng)的環(huán)境下，可以使用這個(gè)函數(shù)分析來(lái) 控制自適應(yīng)濾波器的自適應(yīng)率。因此，如果lA(力l或k(刀l足夠大 (j-0)，則表示音調(diào)麥克風(fēng)輸入諸如反饋的振鳴或外來(lái)的振鳴。從理論 上說(shuō)，自適應(yīng)率控制器可以隨后基于這一事實(shí)結(jié)合其他特征來(lái)應(yīng)用其 控制策略。然而，需要存儲(chǔ)的許多采樣點(diǎn)和在計(jì)算中需要的許多乘法 運(yùn)算使這種方法在大多數(shù)實(shí)際助聽(tīng)器中難以操縱。
0005例如，Haykin,S.: Adaptive Filer Theory, 3rd Edition, Prentice-Hall, NJ, USA, 1996(美國(guó)新澤西出版社1996年出版的S '?？艘蚓帉?xiě)的第三 版《自適應(yīng)濾波器原理》)中，建議使用自相關(guān)矩陣的條件數(shù)作為信號(hào) 自相似指數(shù)。此技術(shù)也被建議在專利申請(qǐng)EP-A-l 228665中，然而，該 教導(dǎo)非常麻煩，因此目前不能在現(xiàn)代助聽(tīng)器中使用。此外，此技術(shù)沒(méi) 有指出上述助聽(tīng)器中后續(xù)系統(tǒng)的需要。
0006專利申請(qǐng)EP-A-1 228665中所建議使用的另一種方法是在兩個(gè) 不同頻率比較聲壓級(jí)別，也就是比較濾波器組輸出的最小能量和最大 能量。此技術(shù)也有缺點(diǎn)，如在給定頻帶中幾乎不區(qū)分自相似度。
0007在專利申請(qǐng)WO 01/06746 A2中公開(kāi)的另一種技術(shù)是，通過(guò)二 階線性預(yù)測(cè)器評(píng)估信號(hào)帶寬。從線性預(yù)測(cè)器提取的系數(shù)指示聲波可以 被視為正弦曲線的范圍和頻率。在WO 01/06746 A2中，帶寬檢測(cè)被加 入到系統(tǒng)中，用以確定反饋抵消系統(tǒng)中的自適應(yīng)率。然而當(dāng)信號(hào)中存在不止一條正弦波時(shí)，此處描述的帶寬檢測(cè)技術(shù)不能提供穩(wěn)定的自相 似性測(cè)量。
0008另一種現(xiàn)有技術(shù)建議計(jì)算信號(hào)的過(guò)零率。這是一種實(shí)用簡(jiǎn)單 的方法，但是對(duì)于廣泛應(yīng)用的現(xiàn)代助聽(tīng)器來(lái)說(shuō)，這種方法還是不夠準(zhǔn)確。
0009如先前所述，現(xiàn)有技術(shù)方案不能以合理的存儲(chǔ)和計(jì)算成本提 供ACI評(píng)估。此外，已知技術(shù)方案不能提供滿足當(dāng)前助聽(tīng)器子系統(tǒng)需 求的ACI評(píng)估特征。
0010因此，仍然需要對(duì)這個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行改進(jìn)。尤其是，需要實(shí)施一 種基于改進(jìn)的ACI評(píng)估來(lái)控制信號(hào)處理的方法和助聽(tīng)器。
發(fā)明內(nèi)容
0011在本文描述的背景下，本發(fā)明的目標(biāo)是提供方法和執(zhí)行此方 法的助聽(tīng)器，其彌補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)方法的缺點(diǎn)或至少減少了現(xiàn)有技術(shù)方 法的缺點(diǎn)。
0012具體地，本發(fā)明的目標(biāo)是提供方法和助聽(tīng)器，其允許計(jì)算適 于以高效和節(jié)省資源的方式控制助聽(tīng)器中信號(hào)處理的ACI特性。
0013具體地，本發(fā)明的目標(biāo)是提供方法和助聽(tīng)器，其將滿足切實(shí) 可行要求的信號(hào)自相似的相關(guān)特征提供給助聽(tīng)器環(huán)境中的存儲(chǔ)器和計(jì) 算負(fù)荷。然后將這些特征傳輸?shù)胶罄m(xù)系統(tǒng)中用以進(jìn)一步在助聽(tīng)器中的 分析、推理和控制的決策。
0014根據(jù)本發(fā)明的目標(biāo)，提供一種助聽(tīng)器，其包括用于接收至少 一個(gè)音頻輸入信號(hào)的信號(hào)通道和自相關(guān)指數(shù)(ACI)評(píng)估裝置，其中ACI 包括用于產(chǎn)生所述音頻輸入信號(hào)的釆樣率減少的信號(hào)的下采樣裝置； 用于提取所述采樣率減少的信號(hào)的符號(hào)信號(hào)的符號(hào)提取裝置；用于產(chǎn) 生和存儲(chǔ)所述符號(hào)信號(hào)的延遲版本的存儲(chǔ)延遲裝置；用于比較所述符 號(hào)信號(hào)的延遲版本的子集與非延遲版本的音頻輸入信號(hào)的比較裝置； 用于對(duì)比較裝置的輸出進(jìn)行平均從而提取所述音頻信號(hào)自相似性的延 遲具體評(píng)估的平均裝置；和用于通過(guò)從所述音頻信號(hào)自相似性的延遲具體評(píng)估中確定概括特征來(lái)獲取經(jīng)評(píng)估的自相關(guān)指數(shù)的獲取裝置。此 裝置可以僅通過(guò)提取采樣率被減少的信號(hào)的符號(hào)信號(hào)，來(lái)有效計(jì)算
ACI，這是因?yàn)橛?jì)算ACI自相關(guān)函數(shù)的乘法運(yùn)算被減化為符號(hào)運(yùn)算，
這可以顯著地減少助聽(tīng)器處理單元的計(jì)算負(fù)荷。此外，存儲(chǔ)符號(hào)信號(hào) 的下采樣版本來(lái)代替存儲(chǔ)全動(dòng)態(tài)的音頻信號(hào)，可以進(jìn)一步減少助聽(tīng)器 系統(tǒng)的存儲(chǔ)器需要。
0015在助聽(tīng)器中控制信號(hào)處理的相應(yīng)方法，在獨(dú)立權(quán)利要求18所 述方法中敘述。
0016根據(jù)為助聽(tīng)器中的信號(hào)處理提供相關(guān)特征的目標(biāo)，也就是優(yōu) 化特征信息化的程度，根據(jù)被劃分成許多有限帶寬的版本和寬頻帶的 版本的所計(jì)算的ACI，提供助聽(tīng)器和方法。用這種方法，可以獲得信 號(hào)自相似的更詳細(xì)的映像，以及可以直接觀測(cè)和比較負(fù)責(zé)給定自相似 的頻帶。這可以通過(guò)這樣的助聽(tīng)器實(shí)現(xiàn)該助聽(tīng)器接受寬頻帶音頻輸 入信號(hào)，并且進(jìn)一步包括帶通濾波器組用以把寬頻帶音頻輸入信號(hào)分 成有限帶寬的音頻信號(hào)；其中自相關(guān)指數(shù)評(píng)估裝置適于通過(guò)為所述有 限帶寬的音頻信號(hào)計(jì)算自相關(guān)矩陣，和通過(guò)為所述寬頻帶音頻輸入信 號(hào)計(jì)算自相關(guān)向量，來(lái)評(píng)估至少一個(gè)自相關(guān)指數(shù)。另一方面，本發(fā)明 提供如權(quán)利要求35所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
0017本發(fā)明的另外的方面、實(shí)施例和具體變化由另外的從屬權(quán)利 要求限定。
0018基于非限制優(yōu)選實(shí)施例和參考附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描
述。在附圖中
0019圖l是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例示出助聽(tīng)器的框圖。
0020圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例示出圖1中助聽(tīng)器的ACI核心的框圖。
0021圖3a-g是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例示出在圖2中ACI核心中使用 的子模塊及其函數(shù)的框圖。0022圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
0023對(duì)理解本發(fā)明有用的更多的術(shù)語(yǔ)和先決條件，在下面描述本 發(fā)明具體實(shí)施例時(shí)，將對(duì)其進(jìn)行解釋。
0024本發(fā)明實(shí)施例的目標(biāo)是將滿足切實(shí)可行要求的信號(hào)自相似的 相關(guān)特征提供給助聽(tīng)器環(huán)境中的存儲(chǔ)器和計(jì)算負(fù)荷。然后將這些特征 傳輸?shù)胶罄m(xù)系統(tǒng)中用以進(jìn)一步分析、推理和控制決策。
0025根據(jù)實(shí)施例，助聽(tīng)器包括ACI核心或ACI評(píng)估裝置，該ACI 核心或ACI評(píng)估裝置計(jì)算ACI特征，這些ACI特征在特征信息化程度 的方面被優(yōu)化，以便在助聽(tīng)器中控制信號(hào)處理。計(jì)算的ACI被分成許 多有限帶寬的版本和寬頻帶版本。這樣，由于負(fù)責(zé)給定自相似的頻帶 可以被直接觀測(cè)和比較，因此可以獲得信號(hào)自相似性的更詳細(xì)的映像。
0026該助聽(tīng)器的實(shí)施例在圖1中圖示說(shuō)明。圖1示出包含有多頻 段音頻壓縮和自適應(yīng)反饋抵消的助聽(tīng)器的框圖，其中自適應(yīng)率控制器 6、自適應(yīng)反饋抵消模塊7和音頻壓縮模塊8分別通過(guò)對(duì)系統(tǒng)中由ACI 核心4提供的特征所支持的信號(hào)的分析修改其操作。該助聽(tīng)器進(jìn)一步 包括頻帶分離器或帶通濾波器組3，以把寬頻帶音頻輸入信號(hào)分成有限 帶寬的音頻信號(hào)，用以在多個(gè)頻帶范圍內(nèi)補(bǔ)償聽(tīng)力受損者的聽(tīng)力損失。
0027根據(jù)實(shí)施例，第一步是將自相關(guān)函數(shù)方程2和3變成更相關(guān) 函數(shù)方程，可連續(xù)觀測(cè)并且切實(shí)可行的ACI可以取代根據(jù)方程5遞推 更新所得到的總和
<formula>formula see original document page 13</formula>
0028其中n表示最新收集的采樣點(diǎn)，預(yù)先設(shè)定濾波系數(shù)am以便產(chǎn) 生低通濾波函數(shù)。也可以應(yīng)用具有多個(gè)反饋和前饋系數(shù)的其他濾波器 結(jié)構(gòu)，用以根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例產(chǎn)生等效的結(jié)果。上述方程最簡(jiǎn)單的情 形是泄漏積分器(leaky integrator)。結(jié)果，經(jīng)處理的輸入的指數(shù)遺忘因 子(exponential forgetting factor)如方程6中給出rm。d 0,力= (" — _/) + " rm。d 0 — 1,7) (6)
0029其中給定a的值在0.5和1之間。為了使修改的自相關(guān)函數(shù)歸 一化為指數(shù)范圍從-1到1，結(jié)果應(yīng)該除以r^(w,0)，如方程7所示
L("，》H^ (7)
0030由于方程5和方程6中描述的平均函數(shù)而使自相關(guān)函數(shù)僅以 平穩(wěn)的速度改變，所以方程7的歸一化過(guò)程可以以迭代的方式完成， 其中在執(zhí)行中的減小量可以忽略。用這種方法，麻煩的除法運(yùn)算可以 用稍微簡(jiǎn)單的乘法運(yùn)算代替，如方程8所示
—1J) + A;如果p"(" —1,y)厶。d(",0)〈^。d("J);否則 ,， -、 A (8)
其中A是比0略大的很小的數(shù)。如果所需的后續(xù)系統(tǒng)局限于確定p是否 大于預(yù)先設(shè)定的臨界值P^^ ，則上述方程可以簡(jiǎn)化為方程9:
p如果P,w:d(",O)o咖d(",力;否則
0031根據(jù)實(shí)施例，為相關(guān)度進(jìn)一步優(yōu)化ACI特征可以通過(guò)將ACI 集中在具體感興趣的時(shí)間滯后或延遲(j)來(lái)實(shí)現(xiàn)。首先，自身限制信號(hào) 的帶寬可以產(chǎn)生自相關(guān)。然而，此自相關(guān)通常不關(guān)注使用ACI的后續(xù) 系統(tǒng)。因此，僅僅需要計(jì)算時(shí)間滯后(j)，其中時(shí)間滯后(j)具有由限制 帶寬引起的微小自相關(guān)。此外，如果為圖1中助聽(tīng)器的反饋抵消系統(tǒng) 將ACI特征傳送到自適應(yīng)率控制器，則真正需要關(guān)注的時(shí)間滯后是那 些可以表明反饋抵消濾波器狀態(tài)和麥克風(fēng)輸入之間的相關(guān)程度的時(shí)間 滯后。如果這些或較大的時(shí)間滯后的相關(guān)性太強(qiáng)，則存在適應(yīng)不良的 風(fēng)險(xiǎn)。這種情況通過(guò)上面提到的自適應(yīng)率控制器來(lái)處理，并且在2007 年4月2號(hào)提交的共同未決的PCT專利申請(qǐng)"HearingAid,andaMethod for control of Adaptation Rate in Anti-Feedback Systems for Hearing Aids(助聽(tīng)器和控制助聽(tīng)器防反饋系統(tǒng)中自適應(yīng)率的方法)"中進(jìn)一步描 述，該專利由同一申請(qǐng)人提交并且要求丹麥專利申請(qǐng)No.200600467的
優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容合并在此處作為參考。基于這點(diǎn)，根據(jù)實(shí)施例，ACI 通常僅僅評(píng)估時(shí)間滯后，該時(shí)間滯后在所關(guān)注頻帶上，與通過(guò)助聽(tīng)器后的延遲相對(duì)應(yīng)，并且比通過(guò)助聽(tīng)器后的延遲大。0032根據(jù)實(shí)施例，通過(guò)放棄對(duì)于對(duì)應(yīng)于波長(zhǎng)即所關(guān)注頻帶之外的
頻率的時(shí)間滯后的ACI計(jì)算，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)抵消算法的復(fù)雜性進(jìn)一 步優(yōu)化。這也提高了由ACI分開(kāi)的頻帶的頻率選擇性，因?yàn)樵谒P(guān)注 頻帶之外的理論上主導(dǎo)的正弦曲線不可能影響剩余的自相關(guān)面元 (autocorrelation bins)。
0033根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，后續(xù)系統(tǒng)所關(guān)注的特征是在頻帶內(nèi)最 大歸一化的ACI。因此，根據(jù)實(shí)施例，提供下面的指數(shù)，其解釋一組 頻帶內(nèi)的自相似程度和集體的自相似。用這種方法，特征向量被減少 為幾個(gè)非常信息化的ACI特征。
^C/Wmax("," = max(PwM(",^)) IJ4 e在組#沖選擇的時(shí)間滯后 (10)
4C/ A ，("^max(/^("乂J)lJ^e為寬帶^a選擇的時(shí)間滯后 (11)
0034根據(jù)可替換實(shí)施例，査找統(tǒng)一的ACI特征中正指數(shù)最大的自 相似，其提供指數(shù)以查找負(fù)指數(shù)最大的自相似，也就是，査找信號(hào)自 相反指數(shù)，如方程12和13所示
^C/一隱(","=min(^。涯(",A》IA e在組#A中選擇的時(shí)間滯后 (12)
^CU") = min(/^("乂J) I人6 e為寬帶」C/選擇的時(shí)間滯后 (13)
0035該可選ACI特征也可能在后續(xù)系統(tǒng)中非常受關(guān)注。根據(jù)具體 實(shí)施例，該特征在ASA算法環(huán)境中，非常有助于辨別弦樂(lè)器和口聲。 口聲的檢測(cè)可以引起助聽(tīng)器增益策略優(yōu)化言語(yǔ)感受與可理解性，與此 同時(shí)弦樂(lè)器聲音可以引起增益策略優(yōu)化聽(tīng)覺(jué)舒適度。
0036根據(jù)可替換實(shí)施例的其他后續(xù)算法，處理負(fù)自相似與處理正 自相似一樣。在這種情況下，ACI信息被統(tǒng)一成表示自相似最大絕對(duì) 值的單一特征，如方程14和15所示
^C/屮ra" ) = max(l I) IA e在組#A中選擇的時(shí)間滯后
(14)
_。A,(") = max(| A^("義』)1^ e為寬帶f/選的時(shí)間滯后 (15)0037為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，在下文中假設(shè)，但不限于，自相似最大絕對(duì)值
是所關(guān)注的特征。實(shí)現(xiàn)特征向量的更有效的計(jì)算方式是，在找到最強(qiáng) 的自相似后進(jìn)行歸一化處理，并且避免不需要的重復(fù)的歸一化處理。
0038記住這點(diǎn)，通過(guò)相除的歸一化轉(zhuǎn)換成方程16:
<formula>formula see original document page 16</formula>/選的時(shí)間滯后0039通過(guò)迭代相除的歸一化轉(zhuǎn)換成方程17:
<formula>formula see original document page 16</formula>l否則.0040并且歸一化臨界值測(cè)定轉(zhuǎn)換成方程18:
(16)
<formula>formula see original document page 16</formula>
(17)
<formula>formula see original document page 16</formula>否則；^為^7選的時(shí)間滯后(18)
0041為了實(shí)現(xiàn)為存儲(chǔ)器和計(jì)算負(fù)荷提供滿足可行需要的信號(hào)自相 似的相關(guān)ACI特征的目標(biāo)，建議根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)一步測(cè)量，來(lái)
減少計(jì)算的需求和存儲(chǔ)器的使用。記住這個(gè)目標(biāo)，提供的實(shí)施例中， 存儲(chǔ)的時(shí)間滯后信號(hào)限于所關(guān)注信號(hào)的符號(hào)。存儲(chǔ)符號(hào)數(shù)據(jù)代替存儲(chǔ) 全動(dòng)態(tài)的信號(hào)，這大大地減少助聽(tīng)器系統(tǒng)的存儲(chǔ)器需要。此外，計(jì)算 相關(guān)函數(shù)的乘法運(yùn)算被簡(jiǎn)化為符號(hào)運(yùn)算，這又大大地減少了助聽(tīng)器的
計(jì)算負(fù)荷，這從方程19中可以明顯地看出
<formula>formula see original document page 16</formula> (19)
0042根據(jù)另外的實(shí)施例，歸一化的ACI特征可以通過(guò)利用方程16、 17或18得到。
0043本發(fā)明進(jìn)一步示出，符號(hào)運(yùn)算符在評(píng)估適當(dāng)?shù)腁CI特征方面 令人滿意，理由如下。以周期信號(hào)p(n)和完全隨機(jī)的噪聲信號(hào)s(n)為例。 將上述信號(hào)疊加在一起構(gòu)成示例信號(hào)x(n)，用以分析信號(hào)自相關(guān)。如果信號(hào)p(n)主導(dǎo)信號(hào)s(n)，則信號(hào)s(n)不可能引起符號(hào)改變。然而，如 果來(lái)自信號(hào)p(n)的采樣振幅比較小，則信號(hào)s(n)極可能使信號(hào)x(n)的符 號(hào)"隨機(jī)化"。如果信號(hào)p(n)是0，則信號(hào)x(n)的符號(hào)完全隨機(jī)。通過(guò) 依靠概率函數(shù)的P(n)與#[咖)2]的比率，基于自相關(guān)特征的信號(hào)x(n)
的符號(hào)能夠非常良好地執(zhí)行。進(jìn)一步使用符號(hào)運(yùn)算符可以產(chǎn)生實(shí)質(zhì)上 被歸一化的算法，如方程20所示
<formula>formula see original document page 17</formula> (20)
如果<formula>formula see original document page 17</formula>否則
<formula>formula see original document page 17</formula>
其中④表示異或(XOR)邏輯運(yùn)算符。使用&特征可以非常有效的計(jì)算 ACI， ^特征與所描述的其他特征相比有稍微不同的性質(zhì)。因?yàn)樗?采樣點(diǎn)是等加權(quán)的，不像先前實(shí)施例中大振幅的釆樣點(diǎn)主導(dǎo)小振幅的 采樣點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，這種方法可以提供更穩(wěn)定的自 相關(guān)指數(shù)。
0044因此，振幅的位移不再表示某組采樣點(diǎn)主導(dǎo)指數(shù)。差異可以 被理解為平均自相關(guān)和中值自相關(guān)的差，基于ACI的&是中值自相關(guān)。 后者更多地取決于使用ACI的后續(xù)系統(tǒng)，但是在一些實(shí)施例中，在助 聽(tīng)器系統(tǒng)中使用兩個(gè)ACI特征以便按預(yù)期執(zhí)行。
0045結(jié)合上述方法的一組概括的信息化的ACI特征(也稱為概括特 征)可以允許對(duì)使用這些特征的大范圍的后續(xù)助聽(tīng)器系統(tǒng)的分析、推理 和控制決策。此類助聽(tīng)器的更多實(shí)施例將在下面進(jìn)行描述。
0046根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，考慮所描述的ACI特征的助聽(tīng)器的聽(tīng)覺(jué) 場(chǎng)景分析(ASA)系統(tǒng)能夠決定助聽(tīng)器是否應(yīng)該為言語(yǔ)可懂性、舒適度、 風(fēng)噪聲、合唱、音樂(lè)、如鳥(niǎo)叫的環(huán)境聲音，閉塞等優(yōu)化其功能。根據(jù) 具體實(shí)施例，上述ACI特征可以幫助ASA系統(tǒng)辨別語(yǔ)音、弦樂(lè)器及正 弦波、和類似噪聲的聲音；其中由最大正ACI特征和最小負(fù)ACI特征 表明語(yǔ)音，由最大正ACI特征和相當(dāng)?shù)淖畲筘?fù)ACI特征表明弦樂(lè)器及 正弦波，由小量ACI特征表明類似噪聲的聲音。通過(guò)ACI特征和頻帶具體信號(hào)能量包絡(luò)的長(zhǎng)期發(fā)展，ASA系統(tǒng)可以將助聽(tīng)器使用者所在環(huán) 境中的普通聲音分類。通過(guò)獲取聽(tīng)覺(jué)場(chǎng)景的標(biāo)識(shí)，根據(jù)本發(fā)明，技術(shù) 人員能夠建議各種方法優(yōu)化助聽(tīng)器中的信號(hào)處理。
0047根據(jù)實(shí)施例，用于助聽(tīng)器反饋抵消自適應(yīng)濾波器的步長(zhǎng)控制 (SSC)系統(tǒng)能夠更準(zhǔn)確地確定給定的具體聲音的不適應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)。如果ACI 特征表示鳴笛或存在弦樂(lè)器，則步長(zhǎng)控制系統(tǒng)適于減少步長(zhǎng)或立即完 全停止自適應(yīng)。另一方面，如果ACI特征表示類似噪聲的聲音，則步 長(zhǎng)控制系統(tǒng)適于促進(jìn)自適應(yīng)。根據(jù)另外的實(shí)施例，在計(jì)算自適應(yīng)率前， 步長(zhǎng)控制算法的準(zhǔn)確運(yùn)算還要考慮其他因素，諸如助聽(tīng)器增益和定向 系統(tǒng)的效率。這在2006年3月31號(hào)提交的共同未決的專利申請(qǐng) PCT/EP2006/061215中進(jìn)行了詳細(xì)描述，其內(nèi)容通過(guò)參考合并于此處。
0048根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，用來(lái)動(dòng)態(tài)査找助聽(tīng)器的鳴笛界限的助 聽(tīng)器自動(dòng)回路增益評(píng)估系統(tǒng)能夠決定助聽(tīng)器是否接近鳴笛界限。甚至 更進(jìn)一步，ACI特征是否與另一個(gè)耳朵中的助聽(tīng)器通信。這在2007年 4月2號(hào)提交的共同未決的PCT專利申請(qǐng)"Hearing Aid, and a Method for Control of Adaptation Rate in Anti-Feedback Systems for Hearing Aids(助 聽(tīng)器和在助聽(tīng)器防反饋系統(tǒng)中控制自適應(yīng)率的方法)"中已經(jīng)進(jìn)行了詳 細(xì)描述。
0049如本發(fā)明所描述，到目前為止，所描述的實(shí)施例示出一組仔 細(xì)選擇的ACI特征有助于改進(jìn)助聽(tīng)器的功能性。
0050下面將參考圖1-4更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的助聽(tīng)器 的實(shí)施，該助聽(tīng)器按照存儲(chǔ)器和計(jì)算負(fù)荷的可行要求來(lái)提供信號(hào)自相 似的相關(guān)概括的ACI特征。圖1示出助聽(tīng)器的框圖，該助聽(tīng)器實(shí)施ACI 核心4以產(chǎn)生概括的ACI特征ACI—Result—[O;K]和ACI—Avg—
。圖 4示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)評(píng)估ACI特征來(lái)控制助聽(tīng)器的操作步驟 410-480的流程圖。圖2描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的ACI核心4的詳細(xì) 框圖。圖3a-3g描述根據(jù)圖2的ACI核心中存在的子模塊的功能說(shuō)明 和更詳細(xì)的框圖。
0051圖1中的助聽(tīng)器包括麥克風(fēng)1和求和節(jié)點(diǎn)(因?yàn)樾盘?hào)y(n)具有 負(fù)號(hào)，所以也被認(rèn)為是減法節(jié)點(diǎn))2，其中麥克風(fēng)1用以接收音頻輸入信號(hào)d(n)(操作410)，求和節(jié)點(diǎn)2用以補(bǔ)償從接收器9漏回到麥克風(fēng)1的 聲反饋。減法節(jié)點(diǎn)從音頻輸入信號(hào)d(n)中減去反饋抵消信號(hào)y(n),從而 生成帶通濾波器輸入信號(hào)e(n)。帶通濾波器組3包括K個(gè)帶通濾波器， 將經(jīng)反饋補(bǔ)償?shù)膸V波器輸入信號(hào)e(n)分成多個(gè)有限帶寬的音頻信 號(hào)Vk(n)(kE[l;k])。壓縮器8通過(guò)將增益應(yīng)用到每個(gè)有限帶寬音頻信號(hào) Vk(n)，生成壓縮輸出信號(hào)u(n)。接收器9將處理器輸出信號(hào)u(n)轉(zhuǎn)換成 輸出聲音。此外，自適應(yīng)反饋抵消模塊7中的自適應(yīng)反饋抵消濾波器， 基于帶通濾波器輸入信號(hào)e(n)、各自的濾波系數(shù)和由自適應(yīng)率控制器6 提供的自適應(yīng)率，適應(yīng)性地從處理器輸出信號(hào)u(n)獲得反饋抵消信號(hào)
y(n)。
0052然后有限帶寬信號(hào)Vk(n)和寬頻帶信號(hào)e(n)集合在一起輸入到 ACI核心4。 ACI核心4為每個(gè)有限帶寬信號(hào)和寬頻帶信號(hào)輸出評(píng)估特 征組(操作420)。這些評(píng)估特征組被輸送到助聽(tīng)器的后續(xù)系統(tǒng)中，諸如 聽(tīng)覺(jué)場(chǎng)景分析模塊5和自適應(yīng)率控制器6。而且有限帶寬信號(hào)Vk(n)被 輸入到壓縮器8，壓縮器8基于這些輸入信號(hào)首先計(jì)算信號(hào)包絡(luò)。
0053根據(jù)由ACI核心4輸送的特征和從壓縮器8輸送的信號(hào)包絡(luò) 特征，聽(tīng)覺(jué)場(chǎng)景分析模塊5能夠以模糊方式將聲音環(huán)境分類。然后此 模糊分類被反饋給壓縮器8，此時(shí)壓縮器8能夠根據(jù)助聽(tīng)器使用者的聽(tīng) 力損失、輸入聲級(jí)包絡(luò)和聲音環(huán)境類別，為助聽(tīng)器使用者選擇增益策 略?；谶@些概括特征，壓縮器8為每個(gè)有限帶寬音頻信號(hào)Vk(n)計(jì)算 和施加增益，并且將它們添加在一起形成單一的壓縮器輸出信號(hào)u(n)。
0054然后計(jì)算的增益參數(shù)組與ACI核心提供的ACI特征一起被饋 送給自適應(yīng)率控制器6。基于這些特征，自適應(yīng)率控制器6能夠?yàn)樽赃m 應(yīng)濾波模塊7的自適應(yīng)機(jī)構(gòu)計(jì)算優(yōu)化的自適應(yīng)率，并且根據(jù)具體實(shí)施 例，為自適應(yīng)濾波模塊7中的自適應(yīng)反饋抵消濾波器調(diào)整濾波系數(shù)。 此外，為自適應(yīng)濾波模塊7提供壓縮器輸出u(n)，以便模擬和適應(yīng)反 饋路徑，從而生成反饋評(píng)估(也被稱為反饋抵消信號(hào))y(n)。最后，如己 經(jīng)提到的，壓縮器輸出u(n)被饋送給接收器單元9，該接收器單元9將 數(shù)字信號(hào)u(n)轉(zhuǎn)換成聽(tīng)得見(jiàn)的聲波。
0055如圖2中描述的ACI核心4包括下采樣模塊10,該下采樣模塊10如圖3f所示每次跳過(guò)ACI—input—
信號(hào)中的第N個(gè)采樣點(diǎn)(操 作430)，就將計(jì)算和存儲(chǔ)負(fù)荷減少因子Nk。后續(xù)的下采樣模塊10是 符號(hào)提取模塊(Sign)ll，如圖3a所示提取符號(hào)信號(hào)sd(n)(操作440)。符 號(hào)提取模塊再一次將符號(hào)信號(hào)sd(n)輸送給符號(hào)存儲(chǔ)模塊12，如圖3e 所示。符號(hào)存儲(chǔ)模塊12也被稱為存儲(chǔ)和延遲裝置，并且通過(guò)在符號(hào)信 號(hào)sdk(n)施加D個(gè)采樣點(diǎn)的時(shí)間滯后或延遲而生成延遲版本的符號(hào)信 號(hào)sd(n-Dk)(操作450)。
0056然后通過(guò)比較單元將符號(hào)信號(hào)的延遲版本的子集與非延遲版 本的音頻輸入信號(hào)進(jìn)行比較(操作460)。根據(jù)圖2中描述的實(shí)施例，通 過(guò)圖3b中所示的cMULT模塊13執(zhí)行每個(gè)比較單元。每個(gè)信號(hào)頻帶k 的最后Mk符號(hào)存儲(chǔ)部分的輸出被分別饋送給如圖3b所示的cMULT 模塊13。每個(gè)cMULT模塊13基于延遲的sdk(n)符號(hào)信號(hào)選擇其輸出。 如果所述符號(hào)信號(hào)為正，則cMULT模塊13選擇sxk(n)作為輸出反之亦 然，即如果所述符號(hào)信號(hào)為負(fù)，則cMULT模塊選擇-sxk(n)作為輸出。 基于輸入到ACI—type—k的內(nèi)核參數(shù)，sxk(n)信號(hào)可以被選擇為sdk(n)信 號(hào)或原始x"n)信號(hào)，該過(guò)程通過(guò)多路復(fù)用器14完成。
0057然后比較單元的輸出被求平均，以提取信號(hào)自相似的延遲具 體評(píng)估(操作470)。根據(jù)圖2所描述的實(shí)施例，每個(gè)cMULT模塊13的 輸出被圖3c所示的Avgl模塊15低通濾波。Avgl模塊15的平均時(shí)間 常數(shù)由輸入到ACI—SpeedShr一k的內(nèi)核參數(shù)決定。
0058隨后，在操作480中，從Avgl模塊15輸出的延遲具體評(píng)估 中確定概括特征。根據(jù)圖2描述的實(shí)施例，cMULT模塊的低通濾波輸 出被饋送給ABS模塊16， ABS模塊16可以返回其輸入的絕對(duì)值。然 后，來(lái)自ABS模塊16的所有這些信號(hào)被傳送到MAX模塊17， MAX 模塊17可以査找最有用的自相似或自相反runi(n)。如果輸入到 ACI—type—k的內(nèi)核參數(shù)被設(shè)置為0，則統(tǒng)一的ACI—Result—k特征被直 接從MAX模塊17的輸出r皿i(n)傳出，否則，r^(n)在被傳送到多路復(fù) 用器18的輸出之前，將經(jīng)歷迭代相除的歸一化過(guò)程，其中該多路復(fù)用 器18輸出選定的自相關(guān)指數(shù)。
0059根據(jù)實(shí)施例，通過(guò)操作470中的Avgl模塊15理論上可獲得的信號(hào)自相似的最大評(píng)估在兩個(gè)步驟中出現(xiàn)。首先，下采樣信號(hào)x(n)
被傳送到ABS模塊19并且由ABS模塊19調(diào)整。第二，經(jīng)調(diào)整的x(n) 由功能相同的濾波器20進(jìn)行低通濾波，該功能相同的濾波器與上面提 到的低通濾波器15執(zhí)行相同的濾波功能。
0060應(yīng)用信號(hào)自相似理論上可獲得的最大評(píng)估rG(n)，通過(guò)乘法模 塊21使對(duì)歸一化的ACI特征的最后評(píng)估Pw(n)乘以ro(n)，從而生成對(duì) 信號(hào)r加i(n)的評(píng)估rest(n)。如果信號(hào)rest(n)比實(shí)際的runi(n"、，則歸一化 比較單元NCU 22決定通過(guò)將A加到產(chǎn)生輸出Puni(n)的信號(hào)p。w(n)來(lái)使 歸一化ACI特征增加A 。反之，如果信號(hào)rest(n)大于或等于實(shí)際的runi(n)， 則歸一化比較單元22決定以通過(guò)從信號(hào)p。,d(n)中減去A來(lái)使歸一化的 ACI特征減小A 。圖3g進(jìn)一步圖示說(shuō)明歸一化比較單元22的功能。
0061根據(jù)另一個(gè)具體實(shí)施例，多路復(fù)用器18將所選的ACI_result 類型傳送給如圖3d所示的二級(jí)低通濾波器Avg2 24。所述二級(jí)低通濾 波器生成二級(jí)ACI特征，該二級(jí)ACI特征被傳送給ACI一Avg一[O;k]向 量。該二級(jí)特征向量ACI一Result—[O;k]包括主要特征發(fā)展趨勢(shì)的信息， 該信息然后也可被助聽(tīng)器中其他的信號(hào)處理單元使用。
0062本發(fā)明更多的示例性實(shí)施方式可以概括如下
0063助聽(tīng)器包括能夠接收數(shù)字化的音頻輸入信號(hào)的信號(hào)通道； 用于將所述信號(hào)的采樣率減少到合適的裝置；用于提取所述被減少的 采樣率信號(hào)的符號(hào)；用于存儲(chǔ)和延遲所述符號(hào)信號(hào)的裝置；用于將延 遲版本的所述符號(hào)信號(hào)的子集與沒(méi)有延遲的音頻輸入信號(hào)做比較；以 及平均裝置，其用以平均每個(gè)比較單元輸出，以提取信號(hào)自相似的時(shí) 間滯后具體評(píng)估。
0064該助聽(tīng)器進(jìn)一步包括從信號(hào)自相似的時(shí)間滯后具體評(píng)估組中 獲取信號(hào)自相似的概括特征的裝置。所述概括特征通過(guò)查找信號(hào)自相 似的時(shí)間滯后具體評(píng)估的最大正值、最小負(fù)值或最大振幅，來(lái)確定。
0065每個(gè)比較單元基于音頻輸入信號(hào)的符號(hào)和延遲的符號(hào)信號(hào)生 成一個(gè)符號(hào)輸出。
0066每個(gè)比較單元基于對(duì)音頻輸入信號(hào)的符號(hào)與延遲的符號(hào)信號(hào)的比較生成具有音頻輸入信號(hào)幅度和一個(gè)符號(hào)的輸出。
0067助聽(tīng)器進(jìn)一步包括通過(guò)除以理論上可獲得的信號(hào)自相似的最
大評(píng)估來(lái)歸一化所述概括特征的裝置。
0068通過(guò)迭代除法實(shí)現(xiàn)歸一化過(guò)程，并且每次除法迭代與信號(hào)自 相似的計(jì)算評(píng)估的更新同時(shí)進(jìn)行。
0069該助聽(tīng)器進(jìn)一步包括用于評(píng)估超出一個(gè)或多于一個(gè)的歸一化 閾值的裝置，其中通過(guò)將概括的未歸一化的自相似特征的大小和理論 上可獲得的信號(hào)自相似的最大評(píng)估與正在分析的歸一化閾值的乘積進(jìn) 行比較，來(lái)確定超出部分。
0070平均裝置由自動(dòng)回歸的低通濾波器實(shí)現(xiàn)。
0071該助聽(tīng)器進(jìn)一步包括對(duì)概括的自相似特征的長(zhǎng)期平均。
0072助聽(tīng)器進(jìn)一步包括從信號(hào)自相似的時(shí)間滯后具體評(píng)估組中獲 取信號(hào)自相似的概括特征。所述概括特征通過(guò)查找自相似的時(shí)間滯后 具體評(píng)估的最大正值、最小負(fù)值或最大振幅的指數(shù)數(shù)目，來(lái)確定。
0073在助聽(tīng)器中，為多個(gè)音頻輸入信號(hào)進(jìn)行自相似評(píng)估，并且所 述音頻輸入信號(hào)來(lái)自多個(gè)帶通濾波器和直接通過(guò)的寬頻帶音頻輸入信號(hào)。
0074在助聽(tīng)器系統(tǒng)中用以提取自相關(guān)特征的方法包括以下步驟 接收數(shù)字化的音頻輸入信號(hào)；將所述信號(hào)的釆樣率減少到合適；提取 所述被減少采樣率的信號(hào)的符號(hào)；存儲(chǔ)和延遲所述符號(hào)信號(hào)；比較延 遲版本的所述符號(hào)信號(hào)的一個(gè)子集與未延遲的音頻輸入信號(hào)；將比較 的輸出進(jìn)行平均以提取信號(hào)自相似的時(shí)間滯后具體評(píng)估。
0075該方法進(jìn)一步包括以下步驟從信號(hào)自相似的時(shí)間滯后具體 評(píng)估組中獲得信號(hào)自相似的概括特征。所述概括特征通過(guò)查找信號(hào)自 相似的時(shí)間滯后具體評(píng)估的最大正值、最小負(fù)值或最大振幅的指數(shù)數(shù) 目，來(lái)確定。
0076比較步驟基于音頻輸入信號(hào)的符號(hào)和延遲的符號(hào)信號(hào)生成符 號(hào)輸出。0077比較步驟基于對(duì)音頻輸入信號(hào)的符號(hào)與延遲的符號(hào)信號(hào)的比 較，生成具有音頻輸入信號(hào)的振幅和一個(gè)符號(hào)的輸出。
0078該方法進(jìn)一步包括通過(guò)除以理論上可獲得的信號(hào)自相似的最 大評(píng)估來(lái)歸一化所述概括特征的步驟。
0079通過(guò)迭代除法實(shí)現(xiàn)歸一化過(guò)程，并且每次除法迭代與信號(hào)自 相似的計(jì)算評(píng)估的更新同時(shí)發(fā)生。
0080該方法進(jìn)一步包括評(píng)估超出一個(gè)或多于一個(gè)的歸一化閾值的 步驟，其中通過(guò)將概括的未歸一化的自相似特征的大小和理論上可獲 得的信號(hào)自相似的最大評(píng)估與正在分析的歸一化閾值的乘積進(jìn)行比 較，來(lái)確定超出部分。
0081通過(guò)自動(dòng)回歸的低通濾波器實(shí)現(xiàn)平均步驟。
0082該方法進(jìn)一步包括長(zhǎng)期平均概括的自相似特征的步驟。
0083該方法進(jìn)一步包括從信號(hào)自相似的時(shí)間滯后具體評(píng)估組中獲 取信號(hào)自相似的概括特征的步驟。所述概括特征通過(guò)查找自相似的時(shí) 間滯后具體評(píng)估的最大正值、最小負(fù)值或最大振幅的指數(shù)數(shù)目，來(lái)確定。
0084在此方法中，對(duì)多個(gè)音頻輸入信號(hào)進(jìn)行自相似評(píng)估，并且所 述音頻輸入信號(hào)來(lái)自多個(gè)帶通濾波器和直接通過(guò)的寬頻帶音頻輸入信號(hào)。
0085在助聽(tīng)器中控制信號(hào)處理的方法包括以下步驟為助聽(tīng)器中 一個(gè)或多于一個(gè)信號(hào)評(píng)估自相關(guān)指數(shù)，并且基于此評(píng)估在助聽(tīng)器中控 制信號(hào)處理。
0086
一種助聽(tīng)器，其包括信號(hào)處理裝置、用于評(píng)估助聽(tīng)器中一個(gè) 或多于一個(gè)信號(hào)的自相關(guān)指數(shù)的裝置和用于控制信號(hào)處理的控制裝 置，其中控制裝置使用評(píng)估的自相關(guān)指數(shù)。上述描述特征的所有適當(dāng) 結(jié)合將被認(rèn)為屬于本發(fā)明，即使它們未以其結(jié)合的方式明確地描述。
0087根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在此處描述的助聽(tīng)器可以在信號(hào)處理 裝置上實(shí)現(xiàn)，信號(hào)處理裝置適合于相同的處理裝置，諸如數(shù)字信號(hào)處理器，包括現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)的模擬/數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)
處理器、或?qū)Ｓ眯盘?hào)處理器(ASSP或ASIC)。顯而易見(jiàn)，優(yōu)選整個(gè)系統(tǒng) 在單一數(shù)字組件中執(zhí)行，即使某些部分可以用技術(shù)人員全都知道的其 他方式執(zhí)行。
0088根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的助聽(tīng)器、方法和裝置可以在任何適合的 數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)中執(zhí)行。助聽(tīng)器、方法和裝置還可以在例如會(huì)議中 被聽(tīng)覺(jué)病矯治專家使用。根據(jù)本發(fā)明的方法還可以在計(jì)算機(jī)程序中執(zhí) 行，該計(jì)算機(jī)程序包含執(zhí)行根據(jù)本文描述的實(shí)施例的方法的可執(zhí)行程 序編碼。如果使用客戶一服務(wù)器環(huán)境，本發(fā)明的實(shí)施例包括遠(yuǎn)程服務(wù) 器計(jì)算機(jī)，其實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)并且主控執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法 的計(jì)算機(jī)程序。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，可以提供如計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì) 的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品用以存儲(chǔ)根據(jù)本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程序，所述可讀存儲(chǔ) 介質(zhì)包括軟盤、存儲(chǔ)棒、CD-ROM、 DVD、閃存、或任何其他合適的 存儲(chǔ)介質(zhì)。
0089根據(jù)另外的實(shí)施例，程序編碼可以存儲(chǔ)在數(shù)字聽(tīng)覺(jué)裝置的存 儲(chǔ)器或計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中，并且該程序編碼可以通過(guò)助聽(tīng)器裝置本身或 諸如其中CPU的處理單元或任何其他適合的處理器或執(zhí)行根據(jù)所述實(shí) 施例的方法的計(jì)算機(jī)，來(lái)執(zhí)行。
0090本發(fā)明的原理在其中的實(shí)施例中己經(jīng)被描述和解釋，在未偏 離此原理的情況下，可以對(duì)本發(fā)明的布置和細(xì)節(jié)進(jìn)行修改，這對(duì)本領(lǐng) 域的技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的。在不偏離本發(fā)明精神的情況下，可以在 本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行改變和修改，并且本發(fā)明包括所有這樣的變化和修改。
權(quán)利要求
1. 一種助聽(tīng)器，其包括信號(hào)通道，其用于接收至少一個(gè)音頻輸入信號(hào)；自相關(guān)指數(shù)ACI評(píng)估裝置，其包括下采樣裝置，其用于生成所述音頻輸入信號(hào)的采樣率減少的信號(hào)；符號(hào)提取裝置，其用于提取所述采樣率減少的信號(hào)的符號(hào)信號(hào)；存儲(chǔ)和延遲裝置，其用于產(chǎn)生和存儲(chǔ)所述符號(hào)信號(hào)的延遲版本；比較裝置，其用于將所述符號(hào)信號(hào)的所述延遲版本的一個(gè)子集與非延遲版本的音頻輸入信號(hào)進(jìn)行比較；平均裝置，其用于平均所述比較裝置的輸出，以提取信號(hào)自相似的延遲具體評(píng)估；獲取裝置，其通過(guò)根據(jù)所述信號(hào)自相似的所述延遲具體評(píng)估確定概括特征，來(lái)推導(dǎo)出評(píng)估的自相關(guān)指數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的助聽(tīng)器，其中所述音頻輸入信號(hào)是寬頻 帶音頻輸入信號(hào)，并且所述助聽(tīng)器進(jìn)一步包括帶通濾波器組，其用于把所述寬頻帶音頻輸入信號(hào)分離成有限帶 寬的音頻信號(hào)；并且其中所述自相關(guān)指數(shù)評(píng)估裝置適于，通過(guò)為所述有限帶寬的音頻 信號(hào)計(jì)算自相關(guān)矩陣和為所述寬頻帶音頻輸入信號(hào)計(jì)算自相關(guān)向量， 來(lái)評(píng)估至少一個(gè)自相關(guān)指數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的助聽(tīng)器，其中所述音頻輸入信號(hào)是寬頻 帶音頻輸入信號(hào)，并且所述助聽(tīng)器進(jìn)一步包括帶通濾波器組，其用于把所述寬頻帶音頻輸入信號(hào)分離成有限帶 寬的音頻信號(hào)；并且其中所述自相關(guān)指數(shù)評(píng)估裝置適于處理多個(gè)音頻 輸入信號(hào)，所述多個(gè)音頻輸入信號(hào)包括至少一個(gè)所述有限帶寬的音頻信號(hào)和所述寬頻帶音頻輸入信號(hào)。
4. 根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的助聽(tīng)器，其中所述概括特征 是通過(guò)查找所述信號(hào)自相似的延遲具體評(píng)估的最大正值、最小負(fù)值或 最大幅值來(lái)確定的。
5. 根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的助聽(tīng)器，其中所述符號(hào)信號(hào)的所述延遲版本的子集僅包括這樣的延遲版本其具有等于或大于在 各自有限帶寬音頻信號(hào)的頻帶上通過(guò)助聽(tīng)器的延遲。
6. 根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的助聽(tīng)器，其中所述符號(hào)信號(hào) 的所述延遲版本的子集包括所產(chǎn)生的延遲版本的全集。
7. 根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的助聽(tīng)器，其中所述比較裝置包括一組比較單元，每個(gè)比較單元都基于所述非延遲音頻輸入信號(hào)的 符號(hào)和各自延遲的符號(hào)信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)符號(hào)比較輸出信號(hào)。
8. 根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的助聽(tīng)器，其中所述比較裝置包括一組比較單元，每個(gè)比較單元都基于對(duì)所述非延遲音頻輸入信號(hào) 的符號(hào)和所述延遲的符號(hào)信號(hào)的比較產(chǎn)生符號(hào)比較輸出信號(hào)，所述符 號(hào)比較輸出信號(hào)具有所述非延遲音頻輸入信號(hào)的振幅和一個(gè)符號(hào)。
9. 根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的助聽(tīng)器，其中所述自相關(guān)指數(shù)評(píng)估裝置進(jìn)一步包括歸一化裝置，其通過(guò)與所述信號(hào)自相似的最大理論上可獲得的評(píng)估 相除，將所述概括特征歸一化。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的助聽(tīng)器，其中所述歸一化裝置適于通過(guò)迭代除法將所述概括特征歸一化，其中每次除法迭代與所述信號(hào)自相 似的評(píng)估更新同時(shí)發(fā)生。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或IO所述的助聽(tīng)器，其中所述自相關(guān)指數(shù)評(píng)估裝置進(jìn)一步包括一種裝置，其通過(guò)將所述概括特征其中之一的大小與和正在分析 的所述歸一化閾值相乘的所述信號(hào)自相似的最大可獲得評(píng)估進(jìn)行比 較，來(lái)確定一個(gè)或多于一個(gè)歸一化閾值的超出部分。
12. 根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的助聽(tīng)器，其中所述平均裝置 是自動(dòng)回歸的低通濾波器。
13. 根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的助聽(tīng)器，其中所述自相關(guān)指 數(shù)評(píng)估裝置進(jìn)一步包括一種用于產(chǎn)生所述概括特征的長(zhǎng)期平均的裝置。
14. 根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的助聽(tīng)器，其中所述自相關(guān)指 數(shù)評(píng)估裝置進(jìn)一步包括一種裝置，其通過(guò)查找所述信號(hào)自相似的延遲具體評(píng)估的最大正 值、最小負(fù)值或最大幅值的指數(shù)數(shù)目，來(lái)從所述信號(hào)自相似的延遲具 體評(píng)估組中獲得關(guān)于信號(hào)自相似概括特征。
15. 根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的助聽(tīng)器，其進(jìn)一步包括 麥克風(fēng)，其用于將所述助聽(tīng)器聲音環(huán)境下的聲音轉(zhuǎn)換成所述音頻輸入信號(hào)；減法節(jié)點(diǎn)，其用于從所述音頻輸入信號(hào)中減去反饋抵消信號(hào)，從 而生成帶通濾波器輸入信號(hào)，其中所述帶通濾波器將所述帶通濾波器 輸入信號(hào)分成所述有限帶寬的音頻信號(hào)；壓縮器，其用于通過(guò)對(duì)每個(gè)有限帶寬的音頻信號(hào)施加增益來(lái)產(chǎn)生 壓縮輸出信號(hào)；接收器，其用于將所述處理器輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成輸出聲音；自適應(yīng)反饋抵消濾波器，其用于從所述處理器輸出信號(hào)中獲得所 述反饋抵消信號(hào)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的助聽(tīng)器，其進(jìn)一步包括-聲音場(chǎng)景分析裝置，其基于至少一個(gè)所述評(píng)估的自相關(guān)指數(shù)和從所述處理器輸入的信號(hào)包絡(luò)特征，將所述聲音環(huán)境類別分類；并且其中所述壓縮器進(jìn)一步適于從助聽(tīng)器使用者的聽(tīng)力損失、所述有 限帶寬的音頻信號(hào)的所述輸入聲音包絡(luò)和從所述聲音場(chǎng)景分析裝置輸 入的所述聲音環(huán)境類別中推導(dǎo)出所述增益。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的助聽(tīng)器，其進(jìn)步一部包括 自適應(yīng)率控制器，其基于至少一個(gè)所述評(píng)估的自相關(guān)指數(shù)和所述增益，來(lái)調(diào)整所述自適應(yīng)反饋抵消濾波器的自適應(yīng)率。
18. —種用于在助聽(tīng)器中控制信號(hào)處理的方法，其包括 接收至少一個(gè)音頻輸入信號(hào)；為所述音頻輸入信號(hào)評(píng)估自相關(guān)指數(shù)，包括生成所述音頻輸入信號(hào)的采樣率減少的信號(hào)； 提取所述采樣率減少的信號(hào)的符號(hào)信號(hào)； 生成和存儲(chǔ)所述符號(hào)信號(hào)的延遲版本；比較所述符號(hào)信號(hào)的所述延遲版本的子集與非延遲版本的音 頻輸入信號(hào)；平均所述比較步驟的輸出，以提取信號(hào)自相似的延遲具體評(píng) 估；及通過(guò)根據(jù)所述信號(hào)自相似的所述延遲具體評(píng)估確定概括特征， 來(lái)推導(dǎo)所述評(píng)估的自相關(guān)指數(shù)的版本。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述音頻輸入信號(hào)是寬頻 帶音頻輸入信號(hào)，并且所述方法進(jìn)一步包括將所述寬頻帶音頻輸入信號(hào)分離成有限帶寬的音頻輸入信號(hào)；及 通過(guò)為至少一組所述有限帶寬的音頻信號(hào)計(jì)算自相關(guān)矩陣和/或?yàn)?所述寬頻帶音頻輸入信號(hào)計(jì)算自相關(guān)向量，評(píng)估至少一個(gè)自相關(guān)指數(shù)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述音頻輸入信號(hào)是寬頻 帶輸入信號(hào)，并且所述方法進(jìn)一步包括將所述寬頻帶音頻輸入信號(hào)分離成有限帶寬的音頻輸入信號(hào)；及 處理多個(gè)音頻輸入信號(hào)，所述多個(gè)音頻輸入信號(hào)包括至少一個(gè)所述 有限帶寬的音頻信號(hào)和所述寬頻帶輸入信號(hào)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18-20中任何一項(xiàng)所述的方法，其中所述概括特 征是通過(guò)查找所述信號(hào)自相似的延遲具體評(píng)估的最大正值、最小負(fù)值 或最大幅值來(lái)確定的。
22. 根據(jù)權(quán)利要求18-21中任何一項(xiàng)所述的方法，其中所述符號(hào)信 號(hào)的所述延遲版本的子集僅包括這樣的延遲版本該延遲等于或大于 在各自有限帶寬音頻信號(hào)的頻帶上通過(guò)所述助聽(tīng)器的延遲。
23. 根據(jù)權(quán)利要求18-21中任何一項(xiàng)所述的方法，其中所述符號(hào)信 號(hào)的所述延遲版本的子集包括全部所產(chǎn)生的延遲版本。
24. 根據(jù)權(quán)利要求18-23中任何一項(xiàng)所述的方法，其中比較步驟進(jìn) 一步包括基于非延遲音頻輸入信號(hào)的符號(hào)和各自延遲的符號(hào)信號(hào)產(chǎn)生 一組符號(hào)比較輸出信號(hào)。
25. 根據(jù)權(quán)利要求18-23中任何一項(xiàng)所述的方法，其中比較步驟進(jìn) 一步包括基于對(duì)所述非延遲音頻輸入信號(hào)的符號(hào)和所述延遲的符號(hào)信 號(hào)的比較產(chǎn)生一組符號(hào)比較輸出信號(hào)，每個(gè)符號(hào)比較輸出信號(hào)具有非 延遲音頻輸入信號(hào)的振幅和一個(gè)符號(hào)。
26. 根據(jù)權(quán)利要求18-25中任何一項(xiàng)所述的方法，其中評(píng)估所述自 相關(guān)指數(shù)的步驟進(jìn)一步包括通過(guò)除以與所述信號(hào)自相似的最大理論上可獲得的評(píng)估，將所述概 括特征歸一化。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中在所述歸一化步驟中，所 述概括特征是通過(guò)迭代除法來(lái)被歸一化的，其中每次除法迭代與所述 信號(hào)自相似的評(píng)估更新同時(shí)發(fā)生。
28. 根據(jù)權(quán)利要求26或27所述的方法，其中評(píng)估所述自相關(guān)指數(shù)的步驟進(jìn)一步包括通過(guò)將所述概括特征其中之一的大小與和正在分析的所述歸一化 閾值相乘的所述信號(hào)自相似的最大可獲得評(píng)估進(jìn)行比較，來(lái)確定一個(gè) 或多于一個(gè)歸一化閾值的超出部分。
29. 根據(jù)權(quán)利要求18-28中任何一項(xiàng)所述的方法，其中通過(guò)使用自 動(dòng)回歸的低通濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)平均。
30. 根據(jù)權(quán)利要求18-29中任何一項(xiàng)所述的方法，其中評(píng)估所述自 相關(guān)指數(shù)的步驟進(jìn)一步包括產(chǎn)生所述概括特征的長(zhǎng)期平均。
31. 根據(jù)權(quán)利要求18-30中任何一項(xiàng)所述的方法，其中評(píng)估所述自 相關(guān)指數(shù)的步驟進(jìn)一步包括通過(guò)查找所述信號(hào)自相似的延遲具體評(píng)估的最大正值、最小負(fù)值 或最大幅值的指數(shù)數(shù)目，來(lái)從所述信號(hào)自相似的所述延遲具體評(píng)估組 中獲得關(guān)于信號(hào)自相似的概括特征。
32. 根據(jù)權(quán)利要求18-31中任何一項(xiàng)所述的方法，其進(jìn)一步包括 將助聽(tīng)器聲音環(huán)境下的聲音轉(zhuǎn)換成所述音頻輸入信號(hào)； 從所述音頻輸入信號(hào)中減去反饋抵消信號(hào)，從而生成帶通濾波器輸入信號(hào)，其中所述帶通濾波器輸入信號(hào)被分成所述有限帶寬的音頻 信號(hào)；通過(guò)對(duì)每個(gè)有限帶寬的音頻信號(hào)施加增益來(lái)產(chǎn)生壓縮輸出信號(hào)；將處理的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成輸出聲音；從所述處理器輸出信號(hào)中推導(dǎo)所述反饋抵消信號(hào)。
33. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其進(jìn)一步包括 基于至少一個(gè)所述評(píng)估的自相關(guān)指數(shù)和從所述處理器輸入的信號(hào)包絡(luò)特征，將所述聲音環(huán)境類別分類；以及從助聽(tīng)器使用者的聽(tīng)力損失、所述有限帶寬的音頻信號(hào)的輸入聲 音包絡(luò)和所述聲音環(huán)境類別中推導(dǎo)所述增益。
34. 根據(jù)權(quán)利要求32或33所述的方法，其進(jìn)一步包括 基于至少一個(gè)所述評(píng)估的自相關(guān)指數(shù)和所述增益，來(lái)調(diào)整所述自適應(yīng)率用以自適應(yīng)地獲取所述反饋抵消信號(hào)。
35. —種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括程序編碼，當(dāng)在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)， 其執(zhí)行權(quán)利要求18-34其中之一所述的方法。
全文摘要
一種助聽(tīng)器，包括信號(hào)通道和自相關(guān)指數(shù)(ACI)評(píng)估裝置，該信號(hào)通道用以接收至少一個(gè)音頻輸入信號(hào)，其中ACI包括下采樣裝置，其用以生成所述音頻輸入信號(hào)的采樣率減少的信號(hào)；符號(hào)提取裝置，其用以提取采樣率減少的信號(hào)的符號(hào)信號(hào)；存儲(chǔ)延遲裝置，其用以產(chǎn)生和存儲(chǔ)所述符號(hào)信號(hào)的延遲版本；比較裝置，其用以比較延遲版本的所述符號(hào)信號(hào)的子集與非延遲版本的音頻輸入信號(hào)；平均裝置，其用以平均比較裝置的輸出，以提取所述音頻信號(hào)自相似的延遲具體評(píng)估；和獲取裝置，其通過(guò)從所述音頻信號(hào)自相似性的延遲具體評(píng)估中確定概括特征，獲取評(píng)估的自相關(guān)指數(shù)。
文檔編號(hào)H04R25/00GK101416532SQ200780012490
公開(kāi)日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2007年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月1日
發(fā)明者K·T·克林克白 申請(qǐng)人:唯聽(tīng)助聽(tīng)器公司