CN101310564A - 诸如声音信号处理系统或助听装置的信号处理系统 - Google Patents

Abstract

例如声音信号处理系统或者助听装置的信号处理系统(1)，其包括：至少一个信号输入端(5)；至少一个信号输出端(7)；至少一个信号处理器(3)，该信号处理器(3)被配置来处理从信号输入端(5)接收的信号，并将处理过的信号通过至少一个处理器输出端(17)馈送至信号输出端(7)；至少一个旁路系统(9，11)，其被配置来将处理器输出端(17)至少部分地从至少一个信号输出端(7)淡出和/或去耦，并在所述处理器输出端(17)的淡出和/或去耦期间将所述至少一个信号输入端(5)至少部分地耦合和/或淡入到所述至少一个信号输出端(7)。本发明还涉及一种信号处理方法。

Description

诸如声音信号处理系统或助听装置的信号处理系统

本发明涉及一种信号处理系统和信号处理方法。本发明还涉及一种信号处理系统的使用。

众所周知，信号处理系统有各种的构造和类型。已知的信号处理系统包括一个或多个可调信号处理器。

信号处理系统的一个例子是可调或可编程的助听器装置。助听装置可以为该装置的用户的听力损失提供补偿。

由于一个用户和另一个用户的听力损失是不同的，一个或多个器件参数(如滤波器系数)通常需要针对每个单独用户调整。现代助听器装置还包括先进的功能(也称为功能块)，例如动态范围压缩和射束形成。这些功能块的参数和系数以及听力损失补偿特性经常需要改变以满足用户的需要。将设备参数从一个设置改变为其它设置可以由听觉病矫治专家完成(在调配期间)，或在正常的工作期间由用户自己完成。

设备参数从一个设置切换为另一个设置可能导致助听扬声器的不可控的高振幅峰值。如果该扬声器直接置于用户的耳道并且没有预防措施，这些峰值可能会对用户的听力造成严重的损害。

欧洲专利EP0341903B1涉及助听器的编程接口和方法。根据这个专利，为了防止在不确定状态下对助听器的操作以及在程序选择和程序重调时产生的任何可能的损害性的声音，可编程助听器放大功能在加载新程序数据时会自动静音。这个解决方案的一个问题在于其使得调配过程相对长，特别是当必须尝试许多设置并且要求用户选择最佳的设置时。因而，这个解决方案可能会导致用户忘记先前的设置输出是什么，并使得用户作出正确的决定更困难，从而导致配置不准确。

另一种已知的方法涉及平滑参数转换，参见例如EP1513371。在该方法中，为了平稳的执行音频处理参数从一个工作设置到一个新的设置的转换而没有听觉伪像，以较少的步骤将所讨论的参数从当前值改变至新的值。这项技术一般应用于数字音频系统(包括消费类电子产品)，比如，用来调整主音量。在这样的设备中，变化率通常是固定的(例如，每秒24dB)，该变化率决定步长大小，通过步长大小使得所讨论的变量(在这种情况下为音量)可以在每个样本周期递增或递减。运用这种方法使得变量利用预先指定的时间间隔来完成在系统设置中用户要求的变更。

当同时切换少量参数时，这种参数转换的方法是可以接受的。然而，随着参数数量的增加，以较少步骤改变所有变量就不再切合实际了。

本发明的一个目的在于改善信号处理系统和信号处理方法。同样，本发明一方面的目的还在于防止与调整信号处理器相关联的问题，例如与将助听器的音频参数从一组值切换至另一组相关联的问题。

在本发明的一方面中，提供了一种例如声音信号处理系统或助听器装置的信号处理系统，其包括：

-至少一个信号输入端；

-至少一个信号输出端；

-至少一个可调信号处理器，该信号处理器被配置用来处理从信号输入端接收的信号，并将处理过的信号通过至少一个处理器输出端馈送给信号输出端；

-至少一个旁路系统，其被配置用来将处理器输出端至少部分地从所述至少一个信号输出端淡出(fade out)和/或去耦，并在上述处理器输出端的淡出和/或去耦期间，将所述至少一个信号输入端至少部分地耦合和/或淡入(fade in)到所述至少一个信号输出端。

这样，与调整信号处理器相关联的问题便可以通过一种简单有效的方式来防止。特别地，调整或切换一个或多个处理器参数可以迅速执行而不损害或干扰系统用户。比如，大量的参数可以同时安全的切换。在进一步的实施例中，例如，旁路系统能够实现在处理系统参数的安全和快速切换期间该信号输出从不(完全)中断。例如，当该系统用于助听器装置时，可以防止在程序选择和改编程序期间产生可能有害的声音，并且装置调配过程仍然是方便、短暂的，从而是用户友好的。

在进一步的实施例中，本发明在用户带着助听器装置时允许助听器参数安全快速地改变，优选基本上没有声音的中断，从而提高调配过程的可靠性并且改善装置的用户反馈。

本发明的另一个方面提供了一种信号处理方法，例如一种声音信号处理方法或一种助听方法，例如一种利用了根据本发明的系统的方法，该方法包括：

-提供至少一个信号输入端；

-提供至少一个信号输出端；

-提供至少一个可调的信号处理器，该信号处理器被配置用来处理从所述输入端接收的信号，并将处理过的信号馈送给至少一个处理器输出端；

其中，在某个旁路周期期间，将所述至少一个处理器输出端至少部分地从所述至少一个信号输出端淡出和/或去耦，其中在所述旁路周期期间，将所述至少一个信号输入端至少部分地耦合和/或淡入到所述至少一个信号输出端。

这个方法可以提供上述优点。

例如，该方法可以是或者包括用于助听器参数切换的方法。

同样，本发明提供了例如在助听方法和/或补偿听力损失的方法期间，根据本发明的系统的一种使用，其中，在信号处理器调整阶段开始时旁路系统将所述处理器输出端至少部分地从所述至少一个信号输出端淡出和/或去耦，其中，在所述信号处理器调整阶段开始时该旁路系统将所述至少一个信号输入端至少部分地耦合和/或淡入到所述至少一个信号输出端。比如，旁路系统可以这样配置：通过所述至少一个信号输入端至所述输出端的耦合或淡入，使得由于处理器输出端的去耦或淡出造成的信号输出端的信号强度损失被部分或基本补偿或抵消。这个使用也能提供上述优点。例如，在使用期间，在处理器输出端的去耦或淡出期间，信号输出端的信号强度可以基本保持同样的水平。

在从属的权利要求中描述了本发明进一步有利的实施例。本发明的这些和其他方面将参照下文中描述的实施例给出并说明。

本发明将基于附图中显示的示范性实施例而被更详细地描述。

图1为助听器系统的实施例的框图；

图2为根据本发明实施例的系统的框图；

图3为根据本发明第二实施例的系统的框图；

图4为根据本发明第三实施例的系统的框图。

在本申请中，相应或相似的特征使用相应或相似的参考符号来表示。

助听器装置经常需要用一组新的参数来重新初始化一个或多个音频处理算法。这在例如调配或者用户想要改变助听器程序时是必要的。通常，当用户戴着助听器时，执行参数切换是必需的。在现有技术的装置中，从一个工作参数设置切换为一个新的设置而未采取任何预防措施会导致在助听器输出端可听到的喀嚓声。喀嚓声的大小和持续时间依赖于要被改变的参数以及其当前值与新值之间的差。由于控制这些因素是不可能的，从而可能导致不可预知的输出。这可能会导致高电平的声音脉冲进入用户的耳道，造成不舒服的感觉，并可能造成对用户的耳朵的进一步损害。

图1显示了定向助听器装置101的部分框图。助听器装置101装备有第一信号处理器103，其耦合于一定数目(在本实施例中为4个)的信号输入端105。例如，第一信号处理器103可以是一个麦克风阵列波束形成器处理器。多个相应的声音探测器115，特别是麦克风阵列，耦合于信号输入端105，以向第一信号处理器103提供与声音相关的电信号。该助听器系统还包括一个主信号输出端107。第一信号处理器103的输出端117(也称为处理器输出端)通过多个其他信号处理单元120、121、123，诸如频带分解器120、宽动态范围压缩(WDRC)算法单元121和信号合成器123，被耦合于系统101的主信号输出端107。这些其他的单元120、121、123也可以称为信号处理器。正如本领域技术人员所清楚的，多个信号处理器103、120、121、123可以是单独的部件，可以相互集成或者以其他方式提供。

例如，‘下游’的信号输出端107可以耦合于一个或多个声音致动器或电声致动器124，比如扬声器或接收器，其可被馈送以来自信号输出端107的电信号并产生声音。如果需要，声音致动器124能够与信号处理系统101的信号处理装置103、120、121、123分开而独立地包括末端信号衰减装置，增益装置和/或信号处理器，从而例如提供声音信号的最后的和/或不可调的衰减或增益(即增加或减少声音信号)以从该信号产生声音。

在图1所示的实施例中，声音信号可以被基本数字化地处理。可替换地，可以配置助听器装置或信号处理系统以处理模拟声音信号，或提供数字与模拟混合处理。

如下是图1所示的定向助听器设备的音频处理链。如图1所示，语音信号被麦克风115捕获(例如通过采样数字化地捕获)，并由若干信号处理算法处理。首先，麦克风信号可以通过第一信号处理器103的一组有限脉冲响应滤波器(FIR)进行滤波，该滤波器FIR实现听力损失补偿(HLC)和麦克风阵列射束形成器的功能。由此产生的一组过滤后的信号可以加在一起以形成第一信号处理器103的射束形成器输出信号，该输出信号通过第一信号处理器103被提供在处理器输出端117。接着，这个射束形成器输出信号可以被频带分解滤波器120分成不同的频带。接着，由该滤波器120提供的每个频带通过各自的WDRC-1和WDRC-2单元121利用宽动态范围压缩(WDRC)算法进行处理。接着，由前述WDRC块121得到的音频输出信号由信号合成器123相加，并通过系统主输出端107传送到助听器接收器124。

在图1所示的定向助听器装置101中，例如，第一信号处理器103的这些音频处理块(射束形成器)，频带分解滤波器(BSF)120，和宽动态范围压缩器(WDRC)121的每一个都可以有其自己的参数设置，其所有参数的任意组合都是允许的。例如，所描述的信号处理系统101可以装配一个或多个合适的存储器M以存储参数(示意性描述了第一处理器3的一个这样的存储器M)。作为一个非限制性的例子，在一个可能的实施中，射束形成器103有四组32个复系数(频域)。接着，频带分解滤波器120可以有6个滤波器系数(二阶IIR滤波器)，其可以筛选出16组可能。并且，例如，每个宽动态范围压缩单元121可以有9个参数。每个参数可以从一组可能取值范围为16到90的设置中独立地选出。这个合计有大量的排列，使器件参数切换无法控制，并导致切换时不可预测的输出。

在图101的实施例中，助听器装置101的主音量参数可以作为一个例子。例如，16位助听器的音量参数可取从0db(全音量)至-90db中的任意值(静音输出)。假设用户希望从音量设置为-20db的当前用户节目切换至音量设置为0dB的新节目。突然切换至新的用户节目将会导致+20db的音量电平中断，其将传至扬声器124并转化为用户耳道中播放的声音脉冲。为了避免这种不舒服并可能有危害的声音脉冲，需要采取预防措施，以使音频处理参数从现有值到一个新值之间的过渡更平稳。

这个问题的一个明显的解决方法是减小主输出端107的信号幅值以减轻高压喀嚓声的影响。这可以通过例如减小装置的主音量的方法做到。减小主音量至最小值(例如-90db)使得在接收器124上再也听不到喀嚓声。然而，将输出端107静音使得助听器调配过程(其中的许多设置都必须尝试并且要求用户选择最佳的设置)非常冗长和不准确。因此，不同于静音的解决方案当然成为优选的。

此外，在图1的实施例中，利用所提述的参数转换方法，在较少的步骤中改变所有变量是不切实际的。例如，当切换射束形成器系数时，运用这种方法就会产生问题，因为一个典型的射束形成器装置需要32×4×2＝256个参数(每个有四组32个复频域系数)，其在这种情况下必须平稳的更新。使用较少步骤同时更新256个系数将给助听器处理器带来巨大的计算负荷。执行该转换所需的计算负荷一般将超过典型地用于助听器装置中的超低功耗处理器的承载能力的数倍。

图2描述了根据本发明第一实施例的系统1。例如，系统1可以是一个声音(信号)处理系统或助听器装置，包括或被耦合于一个或多个声音致动器24。图2的系统包括信号输入端5、信号输出端7和可调信号处理器3。例如，信号输出端7可以是一个主信号输出端，或诸如子输出端的不同信号输出端。信号处理器3被配置来处理从输入端5接收到的信号，并通过至少一个处理器输出端17将处理过的信号传给输出端7。在本实施例中，所述系统输出端7可以被耦合于例如所述的声音致动器24。系统输出端7还可以耦合于其他装置，例如进一步的信号处理器和/或其他装置的输入端。

在图2的实施例中，系统1装配有旁路系统9、11，其被配置用来将处理器输出端17至少部分地从至少一个信号输出端7去耦和/或淡出，并将至少一个信号输入端5至少部分地和直接地耦合和/或淡入到所述至少一个信号输出端7，特别是在所述处理器输出端17的淡出和/或去耦期间。通过信号输入端5至输出端7的直接耦合和/或淡入，所述至少一个信号处理器3被旁路，或换句话说，在信号输入端5收到的信号可以不用通过信号处理器3(或它的至少一个FIR信号处理部分)而到达信号输出端7。这样，可以获得处理器参数的安全参数切换，其中系统输出端7静音带来的相关问题可以避免。特别地，旁路系统可以配置为在信号输入端5至信号输出端17耦合或淡入期间，基本淡出处理器输出端17。

例如，旁路系统可以包括至少一个信号控制器11，信号控制器11被安排用来控制至少一个处理器输出端17至上述信号输出端7的耦合/去耦，以及控制信号输入端5至所述信号输出端7的耦合/去耦。信号控制器11可以以各种方式配置，这取决于例如将要控制的信号的类型。控制器11可以是硬件类型和/或基于软件的控制器11。控制器11可以是所述信号处理器3的一部分，可以与之集成，或可以是系统1的一个单独部分。优选地，信号控制器11简单地包含一个或多个衰减器，以在某一个预定的衰减时间周期期间逐渐淡出处理器输出端17。此外，优选地，例如，控制器11的一个或多个衰减器可以被配置以在处理器输出端17淡出期间，例如衰减周期期间，淡入系统1的信号输入端5直接至系统1的信号输出端7。所述信号控制器11的衰减器可以以各种方式配置。例如，本过程中所用的衰减器对象可以是一个简单的带有两个输入端和一个输出端的一阶滤波器，其可以是电子衰减器和/不同的衰减器。

在图2的实施例中，信号控制器11被直接置于信号处理器3和主信号输出端7之间。可替换地，如图3所示，信号控制器例如经过一个或多个其他信号处理单位20、21、23被间接地耦合于主信号输出端7。

并且，在图2所示的实施例中，信号控制器11被直接置于信号输入端3和信号输出端7之间。可替换地，如图4所示，信号控制器例如经过一个或多个其他的系统组件，例如信号增益器(参见下文)，被间接地耦合于信号输入端3。

如图2所示，旁路系统也可以包括至少一个信号旁路线9，该旁路线9被布置以将至少一个信号输入端5耦合至信号控制器11，该信号控制器11被布置以控制旁路线9至所述信号输出端7的耦合。这样的旁路线9可以如技术人员所清楚的以各种方式来构建。例如，旁路线可以包含合适的信号通信装置、电气线路，无线连接和/或其它装置，其取决于例如从输入端5馈送到输出端7的信号的类型。此外，旁路线9可以是上述信号控制器11的一部分，可以与之集成，或可以是系统1的一个单独部分，这取决于例如各种系统部件的布局和实现。比如，若干系统部件3、9、11互相集成，例如集成在集成电路(IC)或相似的结构中。

另一个方面，信号处理器3的一个或多个信号处理参数是可调的，其中所述至少一个旁路系统9、11被配置以在一个或多个信号处理参数调整之前将处理器输出端17至少部分地从至少一个主信号输出端7去耦和/或淡出。该至少一个旁路系统9、11也可以被配置以在一个或多个信号处理参数调整之后将处理器输出端17耦合和/或淡入到所述至少一个信号输出端7。

此外，如图2所示，可以提供信号处理器调节系统8，该调节系统8被配置用来调节信号处理器3，例如用来设置一个或多个处理器参数。比如，这样的参数可以储存在处理器3的存储器M中。这样的调节系统8也可以用各种方式来构建。例如，这样的调节系统8可以被布置以由例如用户和/或操作者来操作，以调节系统1来满足所期望的信号处理性能。调节系统8可以人为控制，和/或电子控制，例如由外部计算机控制，和/或以其他不同的方式控制。调节系统8可以是一个单独的系统组件和/或至少部分地与一个或多个其他组件部分集成，例如与信号处理器3和/或与信号旁路控制器11集成。此外，例如，旁路系统9、11可被和/或经由信号处理器调节系统8控制，特别地，所述处理器输出端17的去耦或淡出在信号处理器3的调节开始的时候自动执行。

此外，所述至少一个旁路系统可以被配置以在一个或多个信号处理参数已作调整之后，例如在信号处理器调节阶段结束时，将至少一个信号输入端5从至少一个信号输出端7去耦和/或淡出。

在图2的实施例使用期间，例如在助听器方法和/或补偿听力损失方法的使用期间，信号处理器3可以处理从系统输入端5接收的信号，如与声音相关的信号(也称为声音信号)，该信号可由麦克风15产生。

在信号处理器3的调节被执行时，调节系统8可以根据调节系统8的配置来例如被启动、操作和/或控制。在一个实施例中，调节系统的8可以配合旁路系统9、11以使处理系统1处于某一旁路周期，在其中信号处理器3被旁路。例如，该旁路周期可以包括处理器调节阶段开始，随后的主要调节阶段和调节阶段结束。

在调节阶段开始时，例如当调节系统8被启动、操作和/或控制时且在一个或多个信号处理参数被调节之前(即主要调节阶段之前)，控制器(或衰减器)11在一个相对较短的时间范围内淡出信号处理器输出端17，例如在一秒内或不到一秒。该衰减可以包括部分的衰减，但优选包括处理器输出端17的基本淡出和/或去耦。

同时，控制器11可以将控制器11从旁路线9接收的系统信号输入端5直接淡入(或耦合)至系统输出端7。例如，控制器11可以将信号输入端5直接馈送至系统输出端，优选地使用这种淡入处理，从而在系统信号输出端7就基本没有或只有少量和渐进变化的信号强度发生。在这种情况下，衰减可以包括部分的衰减，但也可以包括系统信号输入端5的基本淡入。优选地执行所述淡入，从而由于处理器输出端17的去耦或淡出造成的信号输出端7的信号强度损失可以基本被补偿，或抵消。

优选地，所述处理器输出端17的淡出也可以包括从系统输出端7去耦处理器输出端17，这样，淡出处理后处理器信号的任何尖峰都无法到达系统输出端7。

优选地，所述衰减(淡入和淡出)包括各自信号迅速地变化。该衰减可以是数字衰减处理，或模拟衰减处理。

比如，在上述情况下，信号控制器11可被调节系统8控制，和/或被启动从而开始上述的衰减活动。

接下来，在旁路周期的第二部分中(所述主要调节阶段)，信号处理器3的一个或多个信号处理参数由调节系统8安全地调节。在这里，优选地储存在处理器存储器M中的所有处理参数在一个步骤中被调节。在该主要调节阶段，旁路系统9、11将信号输入端5基本直接耦合至输出端7，并将信号直接从该系统输入端5馈送至系统输出端7，从而旁路了信号处理器3。通过这种方式，在调节处理器3的开始和随后的主要阶段，系统输出端7可以保持在某个信号强度固有水平。

在图2的实施例中，未处理的信号(即未被处理器3处理的信号)在旁路周期的主要阶段期间可从信号输入端5基本直接地馈送至信号输出端7，其中，信号不经过处理器3。在这里，信号水平并没有被改变。可替代地，提供合适的增益以将这些信号调节到所期望的水平，这将结合图4在下面描述。

接着，在一个或多个信号处理参数调节之后，处理器输出端17可以再次被淡入到所述至少一个信号输出端7。同时，信号输入端5从信号输出端7淡出和去耦。此后，信号输入端5仍然可以通过信号处理器3间接耦合至信号输出端7。于是，随后，已调节的或重编程序的信号处理器可以再次处理从系统输入端5接收的信号，其中，处理过的信号可以被馈送至系统的输出端7。

图3显示第二实施例。第二实施例与图1所示的实施例的不同在于，该第二实施例还包括如图2所示和描述的旁路系统9、11。这提供了图2实施例相比于图1实施例的优势。图2的实施例也可以装配所述的处理器调节系统8(图3中未示出)，该调节系统8被配置用来调节信号处理器3，例如用于设置一个或多个处理器参数。

特别地，在图3中，旁路系统的控制器11被置于第一信号处理器3和随后的信号处理器之间，此处为所述频带分解滤波器20。

在图3的实施例中，声音信号处理参数的转换基本可以按照以下三个步骤来进行，包括处理器调节阶段的开始(阶段1)，随后的主要调节阶段(阶段2)和调节阶段的结束(阶段3)。例如，在下文中，控制器11的衰减器可以在所述的旁路周期期间在处理器输出端17和信号输入端5a之间衰减。

阶段1)开始处理器调节阶段，处于转换中的音频处理单元(例如第一信号处理器3)被旁路系统9、11旁路。在图3的实施例中，为此目的，一个麦克风输入端5a(如mic-1)通过旁路线9和控制器11直接连接至频带分解滤波器20的一个输入端。优选地不要突然这样做，以防止可能导致位于信号路径下游的接收机24出现喀嚓声的不连续。为此目的，信号控制器11可以包括一个或多个所述的衰减器，其能够平稳地淡出原始信号处理器输出端17和将mic-1输入端5a淡入至频带分解滤波器20的输入端。

例如，将被编程的处理单元3的输出端可以通过将装置的输出端口7与一个未被处理的(或者部分处理)的输入信号连接从而平稳的与装置的输出端口7断开。这个阶段可以用衰减器在较短的时间内(比如半秒，或者其他不同的时间)实现。优选地这样选择衰减周期：使得在重新定向期间没有伪象被注意到。

阶段2)在随后的主要调节阶段期间，一旦信号处理器3的射束形成(BF)信号全部被淡出，射束形成器系数切换可以通过用一组新的参数在一个步骤中重写信号处理器3中的存储器M中的工作参数组被安全的执行，优选在一个步骤中执行。由于第一信号处理器3的射束形成器输出端17在这一阶段没有连接到装置的输出端口7，当用户佩戴或携带各自声音接收机时，用户的耳道中不会再产生切换的喀嚓声。在阶段2期间，例如改变所考虑的系统参数。由此切换所带来的任何伪象优选地不能被用户察觉，因为被编程的处理单元(处理器3)的输出端与装置的输出端口7是断开的。

阶段3)调整阶段优选在向信号处理器3的存储器M写入该组工作参数的步骤之后立即或迅速地结束。然后，BF处理器输出端17的信号(用新的系数组计算的)连接回到频带分解滤波器20的输入端，这可以逐步的完成。优选地，采用控制器11的一个或多个衰减器淡出输入端5a的mic-1信号并淡入射束形成器输出端17的信号。

因此，例如，被编程的处理单元3的输出端17可以平稳的重新连接至装置的输出端口7，完成这个过程。这个阶段可以使用相同的或其他的衰减器在较短的时间内(如半秒)完成。衰减期间可以再次这样选择：使得在重定向时不会注意到伪象。

例如，本实施例中所用的衰减器对象，即信号控制器11的衰减器，可以是一个简单的具有两个输入一个输出(即信号控制器11的输出)的一阶滤波器，其作为离散时间对象使用时具有以下的时间响应：

y[n]＝x₂[n]*μ[n]+x₁[n]*(1-μ[n])

其中，n是离散采样指数，μ[n]是衰减器状态，在这个例子中，x₁[n]是信号输入端5a的mic-1信号，x₂[n]是第一处理器3的输出17，y[n]是信号控制器11的输出(混合信号)，*表示乘法运算符，+表示加法运算符。图3中表示了各个信号x₁[n]、x₂[n]和y[n]。

在这种情况下，例如，以上过程的第一阶段(处理器调节阶段的开始)可以通过初始化衰减器的变量μ为μ[0]＝1.0开始；这使得y[n]＝x₂[n](射束形成器输出端17全部出现在频带分解滤波器输入端)。在随后的采样周期内，衰减器μ[n]可以简单地以一恒定的步长减小直到μ为0，其可以用作第一阶段完成的标志。在上述更新过程中，y[n]由两个信号x₁[n]和x₂[n]的平稳改变的混合组成，在第一阶段开始时y[n]＝x₂[n]，在这一阶段结束时，y[n]＝x₁[n]。

例如，在本实施例中，衰减器μ的步长可以这样计算：使得第一阶段的转换在一个特定的预先确定的时间间隔内完成。仅仅作为一个例子，对于第一阶段的时间间隔为500ms，衰减器步长FSS＝1/(0.5×Fs)，其中Fs是音频采样率。

第一阶段完成后，射束形成器处理器3被旁路系统9、11完全旁路，并且其参数的任何变化在接收器24都不会听见。因此，射束形成器处理器的系数可以在主要调节阶段期间在一个步骤内切换，而不用担心切换的喀嚓声。

一旦射束形成器处理器3被一组新的系数重新初始化，射束形成器的输出端可以逐步混合回到频带分解滤波器的输入端。这可以在阶段3使用衰减器完成，其与在阶段1完全相同，但现在x₁[n]作为射束形成器处理器输出17，x₂[n]是从一个信号输入端5a接收的mic-1信号。在阶段3)开始时，衰减器μ可以重新初始化为μ[0]＝1.0，导致y[n]＝x₂[n](频带分解器的输入由100％mic-1信号和0％射束形成器信号构成)。在阶段3)结束时，衰减器μ已逐渐下降为0，从而使y[n]变为y[n]＝x₁[n](频带分解器的输入由0％mic-1信号和100％射束形成器信号构成)。

上述方法的计算非常有效。例如，在本实施例中，更新公式在16个采样的每帧可被执行一次且只进行一个加法、一个减法和两个乘法。在进一步的实施例中，可以提供一些小的额外开销以执行这个三阶段的过程。全部的执行在消耗的处理器周期的数量方面也很有效率(每帧多个周期，或每个采样一个周期的一部分)，并因此，可以成功地用于超低功耗应用和/或应用于有限计算能力处理器，如助听器单元。

实验结果

实施了几个仿真和实验来测试用于切换系数(例如助听器系数)的上述过程是否可以在实际上得到基本连续的音频信号而没有能听见的伪象。在这些实验中，定向助听器装置的射束形成器处理器系数在某一特定时间由高定向模式切换为全向模式。实验在从0度(在收听者的一侧)变化至90度(在收听者的前面)的声源角度(到达方向)上反复进行。

在上述切换或旁路过程禁止时，可以注意到有明显的喀嚓声。这可以解释如下。由于当声音来自麦克风阵列15侧面时，系统1的高定向模式的定向方式与全向模式相比要低，切换时产生了信号水平的差别，其导致了短的喀嚓声。所产生的喀嚓声的幅度只依赖于实验中的到达角度，因为所有其他参数已保持恒定。在一个商业助听器产品中，其他单元的系数(比如WDRC参数)也同时更新，所以实践中切换伪象实际上要比实验中遇到的强得多。

为了检查输出信号的区别，随着切换过程/旁路方法的启用，上述实验被重复进行。实验中使用的切换过程仅在一秒的时间间隔内完成。上述阶段1)可以在半秒内完成，紧接着非常短的阶段2)在16kHz采样率下的16个采样的一个帧周期内(1ms)完成，以及最后阶段3在另一半秒内完成。在所有的实验中，当使用衰减器切换过程时，均没有发现切换伪象。该切换过程导致了没有音频输出中断的平稳转换，其当然优于在切换时将输出静音的方法。

图4显示了另一个实施例。图4的实施例1″不同于图3所示的实施例，其区别在于旁路系统9、11被配置以旁路第一信号处理器3以及一些其他信号处理单元120、121、123。因此，上述与图3实施例相同的参数切换过程也可用来同时屏蔽各种系统组件3、20、21、23的音频参数的变化，如图4所示。

此外，在进一步的方面，如图4所示，旁路系统可以包含一个可选的增益(或增益单元)4以调节信号水平，其被从信号输入端5馈送到信号输出端7。因此，在使用期间，在所述的旁路周期期间，通过旁路线9从信号输入端5馈送至信号输出端7的信号在参数切换过程前可以被调节到例如与输出端口7处的水平相匹配的所需水平。例如，为了这个目的，优选地，在参数切换过程开始之前，确定将被旁路的系统部分的增益因子，其中确定的(将被旁路的系统部分的)增益因子可以被复制到增益块4，以提供所述水平的匹配。

特别地，在图4的布置中，系统主输出端7可以直接与通过旁路线9和信号控制器11从信号输入端5a接收的mic-1信号混合。因此，在所述的第一阶段1)中，系统1″的大多数和优选所有的可调音频处理单位都被旁路。

然后，在第一阶段之后，在系统输出端(现在的信号y[n])7，系统1″的整个音频链中的任何或所有参数的变化都将听不见了。这样布置的一个优点是例如可以避免平滑WDRC121参数，因为在所述的主要调节阶段2)期间，新的参数能在一个步骤内被复制以重写旧的参数。

此外，如果需要，通过增益4能够将在信号输入端5a处提供的麦克风信号调节到使用能增加或减少信号水平的增益4(例如固定增益)的水平。优选地，先于参数切换处理由系统1″提供的整体增益例如通过旁路系统被首先自动确定，其中在随后的处理信号的衰减和/或去耦处理期间，该增益通过增益4应用于麦克风信号5a以防止系统输出端7处的信号强度变化。

一方面，本发明可以实现安全的参数切换，同时避免静音的问题。比如，接着上面所述，可以采用下面的工艺。

首先，在一个实施例中，转换中的系统处理块或单元可以通过平稳衰减麦克风信号到设备输出端7而被旁路。衰减时间可以短至例如半秒或其他时间周期。

其次，在一个实施例中，参数从旧的设置切换为新的设置。如果喀嚓声或尖峰产生，由于在这一阶段处理单元并未连接到装置的输出端，用户没有听到它们。

第三，在一个实施例中，各自的处理单元的输出被平稳的衰减回装置的输出端。衰减时间可以短至例如半秒或其他时间周期，迅速地完成整个过程。

在本发明的一个方面，使用上述工艺，声音输出(例如在系统的主输出端7上)优选地从不中断，同时安全迅速地切换某个装置参数。在助听器系统中，这允许助听器装置的用户快速确定新的助听器设置优于还是差于之前的设置，其提高了调配会话的可靠性，并使装置在每天的使用中是用户友好的。例如，用户可以立即听出随后的参数设置间的区别，并且可以判断出最适合其需要的设置。这样，提出了一种方法来执行参数切换，同时保持对助听扬声器的输出音频信号质量的控制。比如，该方法可以是或包括一种用于在切换期间没有音频输出中断的助听器参数切换方法。

特别地，按照本发明的上述方面，在参数切换期间可能出现的喀嚓声、尖峰和不受控制的输出信号不再能够到达用户的耳朵，因而保护用户免受进一步听力损伤。在编程期间，用户可以继续正常收听(装置的输出未被静音)。在调配会话期间，这提高了调配的可靠性，因为用户可以立即对比当前和先前的设置的结果，并且引导听力专家至最佳参数设置。在正常操作期间，没有对设备输出静音的切换模式增加了安全性(例如在交通中)，并且提高了装置对用户要求的反应能力。

此外，在一个实施例中，本发明可以提供一种用于具有平稳音频转换的参数切换的方法，其包括：

-提供音频源15和输出端7；

-提供(非特定的)音频增强处理，例如使用一个或多个所述信号处理器3，该增强处理被连接到音频源15；

-提供参数的配置处理，例如响应用户输入(比如通过一个所述的调节系统8)，修改声音增强处理(或者一个或多个信号处理器3)的参数；

-提供至少一个衰减器(上面所称的信号控制器11)，其在音频源15和增强的音频之间进行衰减；其中，

-根据参数修改要求，例如根据用户输入，衰减器11从增强的音频向音频源衰减；并且

-在完成这个之后，应用参数修正。

优选地，当参数修正完成时(以及瞬变期望已经稳定下来)，衰减器11从音频源衰减回增强的音频。

此外，在进一步的详细内容中，音频增强的增益可以在切换前确定，其中在衰减处理期间，该增益应用到音频源。

本发明可以应用于例如不同类型的助听器装置，和/或可能的其他可以插入使用者耳道内的音频设备，其中需要通过听力专家或使用者来改变参数。

尽管本发明的说明性实施例已经参考附图进行了比较详细的描述，但是应当理解，本发明并不限于这些实施例。本领域技术人员可以进行不脱离权利要求中定义的本发明的精神和范围的各种改变或修正。

本发明的文本中，术语“信号处理器”应作广义的解释。例如，信号处理器可以包括可调滤波器，微电子电路，诸如电阻、电容或电感的电子元件，微控制器信号处理器，数字信号处理器，模拟信号处理器，这些可调信号处理器和/或其他类型的可调信号处理器的组合。在本专利申请中，将被信号处理器处理的信号通常是指涉及声音的信号。比如，信号处理系统可以是一个声音信号处理系统，其中电信号或电子信号正被处理，涉及声音的信号可以被一个或多个合适的声音检测器检测。

例如，根据本发明的系统或方法处理的所述信号，可以是电信号或电子信号，光信号，声信号和/或其他信号。要处理的信号也可能是与不同类型信号相关的电信号或电子信号。例如，要处理的信号可以是有关声音和/或视频的电信号或电子信号，其中可以提供一个或多个声音和/或视频检测器以根据已检测的声音和/或视频来产生这种电信号或电子信号。

例如，在助听器装置或助听方法中，信号可以是由一个或多个所述的声音探测器产生的电信号或电子信号，优选地为数字信号。例如，声音探测器可以包括一个合适的麦克风，一个敏感的低噪麦克风，致动器或不同的声音探测器。

此外，如技术人员所知，本发明可以在硬件和/或软件中实现。例如，本发明可以以一种计算机程序被提供，其提供有计算机可读指令，该指令被配置以当该指令由计算机加载并运行时来实施根据本发明的方法。

可以理解，在本申请中所说的“包括”不排除其他元件或步骤。并且，术语“一”并不排除包括多个。此外，单个处理器或其他单元可以完成权利要求中列举的几个装置的功能。权利要求中的任何参考标记都不应被解释为对权利要求范围的限制。

Claims (22)

1.信号处理系统(1)，例如一种声音信号处理系统或者助听器装置，包括：

-至少一个信号输入端(5)；

-至少一个信号输出端(7)；

-至少一个可调信号处理器(3)，该信号处理器(3)被配置用来处理从信号输入端(5)接收的信号，并将处理过的信号通过至少一个处理器输出端(17)馈送至信号输出端(7)；

-至少一个旁路系统(9，11)，其被配置用来将处理器输出端(17)至少部分地从所述至少一个信号输出端(7)淡出和/或去耦，并在所述处理器输出端(17)的淡出和/或去耦期间，将所述至少一个信号输入端(5)至少部分地耦合和/或淡入到所述至少一个信号输出端(7)。

2.根据权利要求1的系统，所述旁路系统被配置用来在将信号输入端(5)耦合和/或淡入到信号输出端(7)的期间基本淡出所述处理器输出端(17)。

3.根据权利要求1或2的系统，所述旁路系统包括增益(4)以调节从信号输入端(5)馈送到信号输出端(7)的信号，优选使得系统输出端(7)的信号强度基本上保持为恒定的信号水平。

4.根据前述任意一个权利要求的系统，其中所述旁路系统包括至少一个信号控制器(11)，该信号控制器(11)被配置来控制所述至少一个处理器输出端(17)到所述信号输出端(7)的耦合以及控制信号输入端(5)到所述信号输出端(7)的耦合。

5.根据权利要求4的系统，其中所述信号控制器(11)包括至少一个用来淡出处理器输出端(17)的衰减器。

6.根据权利要求5的系统，其中所述衰减器被配置以在处理器输出端(17)的淡出期间，将信号输入端(5)直接淡入至信号输出端(7)，从而旁路所述处理器(3)。

7.根据权利要求4-6中任意一个的系统，其中所述旁路系统包括至少一个信号旁路线(9)，该旁路线(9)被配置来耦合所述至少一个信号输入端(3)至信号控制器(11)，该信号控制器(11)被配置来控制旁路线(9)至所述信号输出端(5)的耦合和/或淡入。

8.根据前述任何一个权利要求的系统，其中信号处理器的一个或多个信号处理参数是可调的，其中所述至少一个旁路系统(9，11)被配置以在一个或多个信号处理参数被调节之前，将所述处理器输出端(17)至少部分地从所述至少一个信号输出端(7)淡出和/或去耦，其中所述至少一个旁路系统(9，11)被配置以在一个或多个信号处理参数被调节之后，将所述处理器输出端(17)耦合和/或淡入到所述至少一个信号输出端(7)。

9.根据前述任何一个权利要求所述的系统，其中所述至少一个旁路系统可由信号处理器调节系统(8)控制，所述调节系统(8)被配置用来调节信号处理器(3)。

10.根据前述任何一个权利要求所述的系统，其中所述旁路系统(9，11)被配置来特别是在所述至少一个信号处理器被调节之后，将所述至少一个信号输入端(5)从所述至少一个信号输出端(7)淡出和/或去耦，其中所述旁路系统(9，11)被配置来在信号输入端(5)的淡出和/或去耦期间，将所述至少一个处理器输出端(17)淡入和/或耦合到所述至少一个信号输出端(7)。

11.根据前述任何一个权利要求所述的系统，其中所述至少一个信号处理器包括麦克风阵列射束形成器处理器(3)，信号分解器(20)，压缩单元(21)和/或信号合成器(23)。

12.信号处理方法，例如一种音频信号处理方法或一种助听方法，例如一种利用根据前述权利要求的任何一个所述的系统的方法，该方法包括：

-提供至少一个信号输入端(5)；

-提供至少一个信号输出端(7)；

-提供至少一个可调的信号处理器(3)，该信号处理器(3)被配置来处理从输入端(5)接收的信号，并将处理过的信号馈送至至少一个处理器输出端(17)；

其中，在某个旁路周期期间，将所述至少一个处理器输出端(17)至少部分地从所述至少一个信号输出端(7)淡出和/或去耦，其中在所述旁路周期期间，将所述至少一个信号输入端(5)至少部分地耦合和/或淡入到所述至少一个信号输出端(7)。

13.根据权利要求12的方法，其中在所述旁路周期的至少部分期间，处理器输出端(17)基本上从信号输出端(7)淡出和/或去耦。

14.根据权利要求12或13的方法，其中在旁路周期期间，从信号输入端(5)馈送到信号输出端(7)的信号由增益因子调节至一水平，该增益因子例如匹配于所述至少一个处理器(3)的增益因子。

15.根据权利要求12-14中任意一个所述的方法，其中在处理器输出端(17)的淡出期间，将信号输入端(5)直接淡入到信号输出端(7)。

16.根据权利要求12-15中任意一个所述的方法，其中在所述旁路周期的至少一个处理器调节阶段内，来自信号输入端(5)的信号例如通过旁路线(9)被直接馈送至信号输出端(7)而不用经过处理器(3)的信号处理部分。

17.根据权利要求12-16中任意一个的方法，其中当所述至少一个处理器输出端(17)已经从所述至少一个信号输出端(7)淡出和/或去耦时，信号处理器(3)的一个或多个信号处理参数在所述旁路周期的至少部分期间被调节。

18.根据权利要求17的方法，其中在调节一个或多个信号处理参数后，处理器输出端(17)被耦合和/或淡入到所述至少一个信号输出端(7)，其中在一个或多个信号处理参数已经被调节后将所述至少一个信号输入端(5)从所述至少一个信号输出端(7)去耦和/或淡出。

19.根据权利要求18的方法，其中一个或多个信号处理参数包括射束形成系数。

20.根据权利要求17-19中任意一个的方法，其中信号处理器(3)的所有信号处理参数在一个步骤内被调节，比如通过在一个步骤内向信号处理器的存储器(M)中写入一组新的参数。

21.根据权利要求12-20中任意一个的方法，其中在所述旁路周期期间，衰减器(11)在处理器输出端(17)和信号输入端(5a)之间衰减。

22.根据权利要求1-11中任意一个系统的使用，例如在助听方法和/或补偿听力损失的方法中，其中旁路系统(9，11)在信号处理器调节阶段开始时，将所述处理器输出端(17)至少部分地从所述至少一个信号输出端(7)淡出和/或去耦，其中旁路系统(9，11)在信号处理器调节阶段开始时，将所述至少一个信号输入端(5)至少部分地耦合和/或淡入到所述至少一个信号输出端(7)，从而特别地基本上补偿了信号输出端(7)的信号强度损失，或抵消了由于处理器输出端(17)的去耦或淡出造成的这种损失。

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