CN103987009A - 听力装置的运行方法及听力装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种听力装置的运行方法及听力装置，其中所述方法包括：接收数字音频信号的样本；将所接收的样本作为数字输入信号(x(n))馈给输入缓冲器(102)；处理所缓冲样本(x(n))以提供数字输出信号(y(m))的样本使得所述数字输出信号(y(m))为所述数字输入信号(x(n))的具有预定目标采样率(Fy)的采样率转换后的表示；估计所述数字音频信号的接收质量；及根据估计的接收质量控制所缓冲样本(x(n))的处理。本发明方法和装置改善了因采样率转换引起的等待时间的控制。

Description

听力装置的运行方法及听力装置
技术领域
本发明涉及听力装置的运行方法及对应的听力装置。更具体地，本发明涉及前述听力装置中的采样率转换。例如，本发明可用在如助听器或听音装置的应用中，其从个人的周围接收声信号、以电子方式修改声信号并将修改后的声信号传给个人的耳朵或耳道；或用在如头戴式耳麦的应用中，其以电子方式接收音频信号并将对应的声信号传给个人的耳朵或耳道。 
背景技术
对接收自另一装置的数字音频信号进行数字信号处理的听力装置在本领域众所周知。前述听力装置可设计成使得处理速率即信号处理需要输入样本的速率等于输入速率即接收音频信号样本的速率。然而，多种不同的因素如生产偏差、发射和接收装置的时钟频率的变化及传输误差可能导致输入速率至少暂时偏离处理速率。同时，通常希望保持处理速率恒定不变。在这些情形下，输入信号优选进行预处理以确保信号处理以处理速率接收所需要的样本。 
已知及相当简单的解决方案是使听力装置具有输入缓冲器，所接收的样本在到达时写入该缓冲器中，及当需要新样本时信号处理从该缓冲器读取相应的最老的尚未读的样本。当出现缓冲器欠载运行时，即应进行读操作时缓冲器为空时，则上次读取的样本重复作为信号处理的输入。当出现缓冲器过载运行时，即应进行写操作时缓冲器为满时，则放弃（跳过）将要写的样本。这种简单形式的采样率转换，在下面称为跳过-重复，具有样本的跳过和重复在处理后的信号中导致明显可听见的非自然信号的缺点。另外，其仅在输入速率和处理速率彼此接近时才可成功应用。 
另外，已知对输入信号进行上采样以按重采样速率提供样本，重采样速率为输入速率的整数倍-定义为上采样因子。对上采样信号执行跳过-重复程序，因而以重采样速率提供等于处理速率的整数倍的采样率。随后，所得的信号通 过整数下采样因子而下采样到处理速率。这种上采样的跳过-重复方法也在处理后的信号中导致非自然信号，但它们相较上面描述的简单的跳过-重复方法导致的非自然信号而不太听得见。此外，通过选择不同的上采样因子和下采样因子，该方法可用于在输入速率和处理速率彼此不接近时执行采样率转换。 
在本说明书中，转换比定义为处理速率和输入速率的比。装置必须对付的转换比变化范围可因系统和场合的不同而不同。如果变化范围大和/或如果变化快速发生，则上采样的跳过-重复方法中的跳过和重复需要更复杂的控制以避免彼此之后立即出现多个跳过操作或多个重复操作，否则其将明显降低处理后的信号的质量。相较简单的方法，上采样的跳过-重复方法对前述变化更敏感，因为在上采样的方法中，单一错过输入样本可导致上采样信号样本连续几次重复。在输入信号按包进行接收时，其中每一包包括多个信号样本，则整个包的内容可能因传输误差而丢失。包的丢失，及众所周知和广泛实施的、重新传输丢失的包以避免在处理后的音频信号中出现间隙，二者均使这些问题恶化。 
在上面提及的跳过-重复方法中，在彼此之后立即出现的多个跳过操作或多个重复操作主要由下述原因引起：增加或减小转换比的决定基于关于单一样本的信息做出；该决定通过跳过或重复相应样本而立即执行。因此，在本领域已开发备选方法，其提供转换比的更慢的有效控制。 
一种前述已知的备选方法包括以分段恒定的转换比执行采样率转换，例如通过上面描述的上采样和下采样，然而，并不跳过和重复上采样的样本。所接收的输入样本被缓冲，当缓冲水平即所缓冲样本的数量落到预定下限之下时增大转换比；相反，当缓冲水平增加到高于预定上限时减小转换比。下限和上限优选选择成使得它们的差小于总缓冲区大小，因而它们提供低于下限和高于上限的空间。该额外的空间用于使控制算法能过冲。缓冲区大小、缓冲阈值和转换比相应增大和减小的步长选择成使得它们一起使该方法能适应输入速率的预期变化，而没有实际的缓冲器欠载运行或过载运行的风险。当上采样和下采样因子之一等于一时该方法也起作用。 
信号处理通常需要资源，如逻辑电路、存储空间、计算时间或能力，其中每一个在听力装置中通常均为有限的资源，在电池供电的听力装置中更是如此。因此，希望在听力装置中使用特别有效率的方法实施采样率转换。在大多数采样率转换方法中，尤其在包括重采样的信号的上采样及随后的下采样的方法中，需要滤波以避免在处理后的信号中混叠非自然信号。该滤波明显增加采样率转换的复杂性和资源消耗，因此，滤波器的设计在听力装置中十分重要。上采样之后滤波或上采样与滤波一体以去除混叠的频率在本领域通常称为插值。在下面，术语上采样应解释为覆盖没有前述滤波和插值的上采样。 
效率高的已知采样率转换方法包括在上采样和下采样步骤中使用所谓的多相滤波器。每一接收的输入样本并行馈给一组数字滤波器，每一数字滤波器表示将要应用的插值滤波器的特定相。该组中的相滤波器的输出以重采样速率循环采样，每一输入样本一个循环，因而重采样的样本循环馈给第二组中的各个数字滤波器。第二组中的每一滤波器表示将要应用的下采样滤波器的特定相，及这些相滤波器的输出以处理速率相加，因而以处理速率提供采样率转换后的信号。插值滤波器通常配置成抑制高于输入速率一半的频率，及下采样滤波器通常配置成抑制高于处理速率一半的频率。插值滤波器和下采样滤波器因而抑制处理后的信号中的混叠非自然信号。一组中的相滤波器的长度和等于或稍大于相应插值或下采样滤波器的长度。 
在文献[1]的10.5.3章“Time-Variant Filter Structures”，作者公开了使用多相滤波器的采样率转换可怎样以特别有效率的方式实施。在所公开的方法中，插值滤波器和下采样滤波器组合为单一滤波器，其配置成使得抑制高于输入速率和处理速率中的最小速率的一半的频率。该方法能计算采样率转换后的信号，其通过缓冲所接收的输入样本并以处理速率计算所缓冲样本的子集和滤波器系数的子集的标量积而基本上进行。将使用的实际子集使用针对将要计算的每一输出样本动态更新的相应指数从输入缓冲器和一组滤波器系数相应动态选择。 
上面描述的基于多相滤波器的方法显然可与上面描述的、其中分段恒定的转换比在缓冲水平超出预定缓冲阈值时改变的方法结合使用。转换比可通过改 变上采样因子和/或下采样因子进行改变。然而，由于相滤波器的长度和系数取决于上和下采样因子，每当转换比改变时，相滤波器的长度和系数必须重新计算或从预存的滤波器配置库读取。除了转换本身所需要的资源之外，这显然还需要计算时间和/或存储空间。 
此外，基于如上所述的预定缓冲阈值改变转换比导致等待时间即从接收到输入样本直到对应的输出样本传给信号处理为止的时间延迟随时间变化，至少一定程度上不可预测。同样，在已知方法和装置中，缓冲阈值预先进行选择，并使得如果输入速率变化在实施方法或制造装置时预期的范围内则调节是可能的。如果变化大于预期，采样率转换可能不能适当地起作用；及如果变化小于预期，等待时间将长于所需要的时间。然而，在听力装置中，一致的及短的等待时间通常很重要，尤其在听力装置用户能够看见其所听声音的来源时，例如当用户听视频或电视广播的声音时。 
同样，在实施丢失包的重传的听力装置中，输入缓冲器的大小和缓冲下限值通常选择成使能在出现缓冲器欠载运行之前对同一丢失包连续重传预定次数。然而，这导致在没有重传的时间段期间等待时间大于所需要的时间。 
发明内容
本发明的目标在于提供听力装置的运行方法，该方法克服了上述问题。本发明的另一目标在于提供不遭受上述问题的听力装置。 
本发明的这些及其它目标由所附独立权利要求限定的及下面描述的发明实现。本发明的进一步的目标由从属权利要求限定的及下面详细描述的实施方式实现。 
根据估计的输入信号接收质量控制输入信号的采样率转换的转换比使能提供自适应等待时间，当用户靠近传输输入信号的装置时等待时间短，长等待时间通常更恼人，当用户远离传输装置时等待时间长因而重传的风险增加。根据实施，所产生的非自然信号在语音及其它日常声音中几乎注意不到，因此，自适应等待时间可有利地用在听力装置中。 
以目标在于使估计的平均或平滑输入缓冲水平和目标缓冲水平之间的差最小化的方式控制转换比能实现自适应等待时间，同时具有稳健的采样率转换和精确的等待时间控制。 
通过对输入信号进行上采样及随后对上采样信号进行下采样而执行采样率转换同时结合通过对上采样信号进行操作而控制转换比进一步实现效率高的及稳健的采样率转换同时精确控制等待时间，处理后的信号中只有较少的非自然信号。根据实施，该非自然信号在语音及其它日常声音中几乎注意不到，因此，该方法可有利地用在听力装置中。 
通过将输出信号的每一样本计算为缓冲样本的子集和滤波器系数的子集的标量积而进行采样率转换，其中对每一计算的样本，均相应从输入缓冲器和一组滤波器系数重新选择前述子集，及其中缓冲样本的子集的选择根据估计的平均或平滑输入缓冲水平进行实现更有效率的采样率转换。在前述实施例中，可实现的、所产生非自然信号的低水平相当出人意料，因为每当缓冲样本的子集的选择因估计的平均或平滑输入缓冲水平变化而改变时奈奎斯特（Nyquist）判据实际上均被违反，因此，混叠非自然信号预期在处理后的信号中可清楚听见。 
在本说明书中，“听力装置”指适于改善、增强和/或保护用户的听觉能力的装置如助听器、听音装置或有源耳朵保护装置，其通过从用户环境接收声信号、产生对应的音频信号、可能修改该音频信号、及将接收的或已修改的音频信号作为听得见的信号提供给用户的至少一只耳朵而实现。“听力装置”还指适于以电子方式接收音频信号、可能修改该音频信号、及将接收的或已修改的音频信号作为听得见的信号提供给用户的至少一只耳朵的装置如头戴式耳机或耳麦。前述听得见的信号例如可以下述形式提供：辐射到用户外耳内的声信号、作为机械振动通过用户头部的骨结构和/或通过中耳的部分传到用户内耳的声信号、及直接或间接传给用户的耳蜗神经和/或听觉皮层的电信号。 
听力装置可构造成以任何已知的方式进行佩戴，如安排在耳后的单元，具有将空气传播的声信号导入耳道内的管或具有安排成靠近耳道或位于耳道中的扬声器；整个或部分安排在耳廓和/或耳道中的单元；连到植入颅骨内的固定装 置的单元、整个或部分植入的单元等。听力装置可包括单一单元或几个彼此电子通信的单元。 
更一般地，听力装置包括用于从用户环境接收声信号并提供对应的输入音频信号的输入变换器和/或以电子方式接收输入音频信号的接收器、用于处理输入音频信号的信号处理电路、及用于根据处理后的音频信号将听得见的信号提供给用户的输出装置。一些听力装置可包括多个输入变换器，例如用于提供随方向而变的音频信号处理。在一些听力装置中，接收器可以是无线接收器。在一些听力装置中，接收器可以是例如用于接收有线信号的输入放大器。在一些听力装置中，放大器可构成信号处理电路。在一些听力装置中，输出装置可包括输出变换器，例如用于提供空传声信号的扬声器或用于提供结构传播的或液体传播的声信号的振动器。在一些听力装置中，输出装置可包括一个或多个用于提供电信号的输出电极。 
在一些听力装置中，振动器可适于提供经皮或由皮传给颅骨的结构传播的声信号。在一些听力装置中，振动器可植入在中耳和/或内耳中。在一些听力装置中，振动器可适于将结构传播的声信号提供给中耳骨和/或耳蜗。在一些听力装置中，振动器可适于例如通过卵圆窗将液体传播的声信号提供在耳蜗液体中。在一些听力装置中，输出电极可植入在耳蜗中或植入在颅骨内侧上，并可适于将电信号提供给耳蜗的毛细胞、一个或多个听觉神经、和/或听觉皮层。 
“听力系统”指包括一个或两个听力装置的系统，及“双耳听力系统”指包括两个听力装置并适于协同地向用户的两只耳朵提供听得见的信号的系统。听力系统或双耳听力系统还可包括“辅助装置”，其与听力装置通信并影响和/或受益于听力装置的功能。辅助装置例如可以是遥控器、远程传声器、音频网关设备、移动电话、广播系统、汽车音频系统或音乐播放器。听力装置、听力系统或双耳听力系统可用于补偿听力受损人员的听觉能力损失、增强或保护正常听力人员的听觉能力和/或将电子音频信号传给人。 
除非明确指出，在此所用的单数形式的含义均包括复数形式（即具有“至少一”的意思）。应当进一步理解，说明书中使用的术语“具有”、“包括” 和/或“包含”表明存在所述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。应当理解，除非明确指出，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，可以是直接连接或耦合到其他元件，也可以存在中间插入元件。如在此所用的术语“和/或”包括一个或多个列举的相关项目的任何及所有组合。除非明确指出，在此公开的任何方法的步骤不必须精确按所公开的顺序执行。 
附图说明
本发明将在下面结合附图并参考优选实施例进行更详细地说明。 
图1示出了根据本发明的听力装置的实施例。 
图2示出了根据本发明的听力装置的另一实施例。 
图3示出了本发明实施例中的上采样。 
图4示出了本发明实施例中的下采样。 
图5示出了本发明实施例中的采样率转换。 
图6示出了本发明实施例中的输入缓冲水平的确定。 
图7示出了本发明实施例中的自适应等待时间控制。 
为清晰起见，这些附图均为示意性及简化的图，它们只给出了对于理解本发明所必要的细节，而省略其他细节。在所有附图中，同样的附图标记用于同样或对应的部分。 
通过下面给出的详细描述，本发明进一步的适用范围将显而易见。然而，应当理解，在详细描述和具体例子表明本发明优选实施例的同时，它们仅为说明目的给出。对于本领域的技术人员来说，基于下面的详细描述在本发明范围内进行各种变化和修改将显而易见。在本说明书内，任何前述修改均以非限定的方式提及。 
具体实施方式
图1中所示的听力装置的第一实施例100包括接收器101、输入缓冲器102、样本处理器103、估计器104、比率控制器105、放大器106和输出变换器107。听力装置100例如可以是头戴式耳机或耳麦，并可由用户佩戴在工作位置，如在用户耳朵之处、之中、之上或靠近耳朵。 
发射器108将数字音频信号的样本传给听力装置100，例如借助于无线电信号或其它有线或无线电子信号。发射器可以是能够传输数字音频信号的任何类型的装置，如膝上型计算机、移动电话、无线传声器、另一听力装置等。传输可使用任何适当的协议进行，包括连续数据协议或包数据协议，如蓝牙高级音频分发框架（A2DP），其是蓝牙1.0标准的一部分；或蓝牙低能（BLE），其是蓝牙4.0标准的一部分。发射器108在听力装置100的外部，但在一些实施例中，发射器108可包括在听力装置100中。 
接收器101接收数字音频信号的样本并将所接收的样本作为数字输入信号x(n)馈给输入缓冲器102。接收器101，非必须地受助于发射器108，可应用任何已知的方法和技术，如消息校验和、前向纠错编码和解码、丢失数据包的重传等，以确保所接收样本中的误差被校正和/或避免传输误差导致在数字输入信号x(n)中提供的音频信号中的间隙或其它中断。 
样本处理器103处理缓冲样本以提供数字输出信号y(m)的样本，使得数字输出信号y(m)为数字输入信号x(n)的采样率转换后的表示，具有预定目标采样率Fy，其优选等于放大器106的处理速率。样本处理器103可使用现有技术中已知的任何采样率转换方法，尤其是上面另外描述的任何方法，假定所实施的方法能引起转换比的变化。样本处理器103优选使用下面结合图3、4和5所述的方法中的一个或多个。 
估计器104反复确定表明实际缓冲水平的平均或平滑输入缓冲水平l(t)，即输入缓冲器102中的未处理样本的数量N（参见图6）。平均或平滑输入缓冲水平l(t)可使用任何已知的平均或平滑方法进行确定，例如反复对输入缓冲器102中的未处理样本的数量N进行计数并计算跨计数结果的滑动时间窗口的平均或对计数结果进行低通滤波。计数可通过任何已知的计数方法实现，例如 计算输入缓冲器102中指向下一写位置的输入指针和指向下一读位置的输出指针之间的差或通过在发生写操作时递增计数器值及在发生读操作时递减计数器值。在输入缓冲器102中的样本在采样率转换时被跳过的情形下，这些样本视为已处理因而对实际缓冲水平N没有影响。估计器104优选使用下面结合图6所述的方法中的一个或多个。 
比率控制器105适于以目标在于使估计的平均输入缓冲水平l(t)和目标缓冲水平L之间的差最小化的方式控制样本处理器103。比率控制器105可借助于使前述差最小化的任何已知方法实现前述目的，例如自适应最小均方（LMS）方法或比例控制方法。比率控制器105优选包括或构成比例微分（PD）控制器或比例积分微分（PID）控制器，因而优选相应借助于比例微分控制或比例积分微分控制实现其目标。比率控制器105优选可通过将一个或多个控制参数提供给样本处理器103而控制样本处理器103。控制参数可包括样本处理器103可用于确定跳过或重复操作应进行和/或何时进行和/或确定转换比应通过其它手段如通过改变上采样或下采样因子而进行改变的任何参数。适当的控制参数可指明目标转换比、当前转换比将引起的变化量、或将引起的时移。样本处理器103可调节转换比以尽可能好地并在预定约束条件内匹配指明的目标转换比或将指明的变化量加到当前转换比而得到的转换比，或在处理缓冲的输入样本x(n)时尽可能好地并在预定约束条件内引起指明的时移。 
放大器106从样本处理器103接收数字输出信号y(m)的样本并将对应的放大信号提供给输出变换器107。放大器106可以是或包括适合提供对应于数字输出信号y(m)的放大信号的任何已知类型的放大器，如数字脉宽调制器、数模转换器及其后面的模拟放大器或模拟脉宽调制器等。放大器106还可包括适于以任何已知的方式修改数字输出信号的信号处理器（未示出），例如抑制噪声、回响、回波、瞬变、声反馈等以增强语音感知、空间提示等从而补偿用户的听觉能力损失或增强或保护用户的听觉能力。 
输出变换器107将放大信号转换为声信号。当听力装置100由用户佩戴在工作位置时，声信号可进入用户的耳朵或耳道，其因而可听见声信号从而理想 地感知从发射器108接收的样本包括的数字形式的初始音频信号或其增强或改善版本。在一些实施例中，输出变换器107及放大器106（非必须）可由其它适当的输出装置代替，如“发明内容”部分对听力装置的一般描述中提及的输出装置。 
在一些实施例中，听力装置100还可包括等待时间控制器109，其根据估计的数字音频信号接收质量控制目标缓冲水平L。等待时间控制器109优选可根据估计的接收质量降低而增加目标缓冲水平L，反之亦然。接收质量优选可基于实际缓冲水平N的反复确定而进行估计。等待时间控制器109优选使用下面结合图7所述的方法中的一个或多个。 
听力装置100还可包括电池或蓄电池110，其向听力装置100的电子电路提供电能。作为备选或另外，听力装置100可从外部装置如发射器108接收电能，例如经传输信号或通过其它有线或无线功率传输装置。 
图2中所示的听力装置的第二实施例200包括接收器101、输入缓冲器102、样本处理器103、估计器104、比率控制器105、放大器106、输出变换器107、非必需的等待时间控制器109、及非必需的电池或蓄电池110，除了下面说明的差异外，其具有与图1的第一实施例的对应元件一样的结构、连接和功能。听力装置200例如可以是助听器、听音装置或有源耳朵保护装置，并可佩戴在工作位置如用户耳朵之处、之中、之上或附近。如上结合图1所述，听力装置200可从发射器108接收数字音频信号的样本。听力装置200还包括与放大器106和输出变换器107连接以形成音频信号通路的传声器201、前置放大器202、数字转换器203、信号处理器204。 
传声器201安排成使得在听力装置200由用户佩戴在工作位置时其可从用户环境接收声输入信号因而将对应的传声器信号提供给前置放大器202。前置放大器202放大传声器信号并将放大的传声器信号提供给数字转换器203。数字转换器203使放大的传声器信号数字化并将数字化的主音频信号提供给信号处理器204，其根据听力装置200的目的修改主音频信号，例如以改善、增强 和/或保护个人的听觉能力。信号处理器204将修改后的音频信号提供给放大器106，代替数字输出信号y(m)。 
信号处理器204还连接成从样本处理器103接收数字输出信号y(m)并根据数字输出信号y(m)和数字化的主音频信号的组合向放大器106提供修改后的音频信号。例如，如果发射器108为移动电话，根据移动电话是否相应处于呼叫状态，信号处理器204可在给放大器106的修改后的音频信号中提供数字输出信号y(m)的修改或未修改版本及数字化的主音频信号的修改版本之间切换。作为备选或另外，信号处理器204以任何其它已知方式组合两个输入信号中的音频信号，如将它们相加。 
图3示出了使用本发明的实施例如图1和2中所示实施例可包括的多相滤波器对数字输入信号x(n)进行上采样。样本处理器103和/或输入缓冲器102因而可包括图3中所示的元件。多相滤波器用于上采样在本领域众所周知，其在效率及容易实施方面的优点也众所周知（例如参见文献[1]的10.5.2章）。当数字音频信号的样本来自发射器108时，接收器101可执行纠错、请求重传丢失的样本或样本包和/或抛弃完全一样的样本或样本包以提供具有尽可能少的错误和中断的数字输入信号x(n)。 
数字输入信号x(n)具有随时间变化的采样率Fx。如果样本被连续传输，采样率Fx可直接反映在数字音频信号的各个样本到达接收器101的时间中。然而，如果从发射器108到听力装置100、200的传输基于包，准确的瞬时采样率Fx不明确。在后一情形下，或者在样本由于传输误差或其它原因而不规则地到达的情形下，下面提及采样率Fx时其应解释为包括对适当数量的样本如对一个或多个包的平均值。 
数字输入信号x(n)的各个样本并行写到U个上采样相滤波器Pu的输入，u=0…U-1，每一相滤波器表示插值滤波器HU的特定相。上采样相滤波器Pu的数量U等于上采样因子。插值滤波器HU为常规的长度为J的有限脉冲响应（FIR）滤波器，及其系数hU(j)计算成使得插值滤波器HU将抑制高于采样率Fx的一半的频率并通过低于未改变的频率，如果应用于数字信号的话。如果滤波 器长度J初始不为U的整数倍，则插值滤波器HU用零系数填充以实现整数倍。上采样相滤波器Pu（其是长度为J/U的FIR滤波器）的系数pu(i)从pu(i)=hU(u+i·U)进行计算，u=0…U-1及i=0…J/U-1。上采样相滤波器Pu的输出以重采样速率Fz=U·Fx按递增u的顺序循环重采样以提供上采样信号z(r)。 
图4示出了数字信号如图3中提供的上采样信号z(r)的下采样，其使用本发明实施例如图1和2中所示实施例可包括的多相滤波器。样本处理器103因而可包括图4中所示的元件。多相滤波器用于下采样在本领域众所周知，其在效率及容易实施方面的优点也众所周知（例如参见文献[1]的10.5.2章）。 
如图所示，上采样和/或下采样可包括使用多相滤波器Pu、Qd。样本处理器103包括用于上采样和/或下采样的多相滤波器Pu、Qd。 
上采样信号z(r)的各个样本按递减d的顺序循环写到D个下采样相滤波器Qd的输入，d=0...D-1。下采样相滤波器Qd的数量D等于下采样因子，每一下采样相滤波器Qd表示下采样滤波器HD的特定相。下采样滤波器HD是常规的长度为K的FIR滤波器。如果滤波器长度K初始不为D的整数倍，则下采样滤波器HD用零系数填充以实现整数倍。下采样相滤波器Qd（其是长度为K/D的FIR滤波器）的系数qd(i)从qd(i)=hD(d+i·D)进行计算，d=0...D-1及i=0...K/D-1。所有下采样相滤波器Qd的输出求和并以目标采样率Fy=Fz/D=Fx·U/D进行重采样以提供采样率转换后的信号，其优选构成样本处理器103的数字输出信号y(m)。下采样滤波器HD的系数hD(k)计算成使得下采样滤波器HD将抑制高于数字输出信号y(m)的采样率Fy的一半的频率并通过低于未改变的频率，如果应用于数字信号。 
在本发明的实施例如图1和2中所示的实施例中采样率转换可通过组合图3和4中的元件实现。在这些实施例中，样本处理器103可通过对上采样样本z(r)执行跳过和/或重复操作和/或通过改变上采样和/或下采样因子U、D而控制转换比U/D。优选地，样本处理器103可按一种模式工作，其中只要足以使估计的平均或平滑输入缓冲水平l(t)和目标缓冲水平L之间的差最小化则其执行跳过和/或重复操作；及可按另一模式工作，其中当前述差太大或改变太快从而 在没有对连续样本z(r)执行多次跳过或多次重复操作的风险或与目标缓冲水平L没有太大偏差（如缓冲器过载运行或缓冲器欠载运行）的情形下不能通过跳过和/或重复操作实现最小化时则其仅改变上采样和/或下采样因子U、D。比率控制器105可根据前述差和/或前述差的变化速度控制样本处理器103的工作模式，例如通过将这些中的一个或两个与预定阈值比较。上面描述的上采样及下采样及可能的实施在文献[1]的10.5.2章详细说明。 
作为备选及优选地，可使用在文献[1]的10.5.3章公开的、基于时变滤波器结构的采样率转换，因而其可包括在本发明的实施例中，优选包括在上面描述的样本处理器103和/或输入缓冲器102中。前述采样率转换在图5中图示且优选可基于下面的等式： 
其中U和D为上面描述的上和下采样因子，及算子提供数R的整数部分使得余数总是为正。EQ1对应于来自文献[1]的等式（10.5.8），然而文字符号稍有差异。其余文字符号的含义在下面说明。EQ1优选与等式EQ2结合，等式EQ2对应于来自文献[1]的等式（10.5.7）： 
EQ2：g(a，b)=h(aU-(bD)U) 
其中函数g(a,b)定义时变滤波器，及提供以U为模的bD，即bD除以U之后的正余数。因而EQ1可重写为： 
因此，上和下采样及伴随的防止混叠的滤波可通过缓冲数字输入信号x(n)的样本及对每一样本优选以目标采样率Fy提供数字输出信号y(m)、将样本y(m)计算为缓冲样本x(n)的动态选择的子集和长度为J的FIR滤波器H的滤波器系数h(j)的动态选择的子集的标量积而实现。滤波器H的滤波器系数h(j)优选计算成使得滤波器H将抑制高于上面描述的插值滤波器HU和下采样滤波器HD的 较低截止频率的频率。滤波器H因而将抑制高于输入采样率Fx和目标采样率Fy中的最小采样率的一半的频率并通过低于未改变的频率，如果应用于数字信号。如果J初始不为上采样因子U的整数倍，则滤波器H用零系数填充以实现整数倍。滤波器系数h(j)优选保存在系数表501中，其可包括在样本处理器103中。 
该采样率转换的高效率部分归因于对每一输出样本y(m)只需要执行J/U次乘法，即两个子集的相应单元之间的J/U个积。由于每一指数i和m优选逐步遍历，积iU可通过连续相加U进行计算，项可通过连续加D及只要和超过U则减U进行计算。类似地，分数mD/U的总数部分可通过连续加D、在和超出U时减U、及对每一进行的减递增计数器而进行计算，计数器的值产生前述总数部分。因而，将用在标量积中的实际子集可使用相应指数从输入缓冲器102及系数表501中的滤波器系数h(j)的预定集合动态选择，前述指数仅使用加、减和比较运算进行动态更新。计算可在运算器502中进行，其可包括在样本处理器103中。另外的细节及可能的实施在文献[1]的10.5.3章中说明。具体地，优选实施例包括文献[1]的10.5.3章中公开的实施例，如文献[1]的图10.16所示的块处理算法、文献[1]的图10.17中公开的滤波器结构、及该章最后一部分中公开的具有U个多相滤波器的实施例。 
在缓冲所接收的样本之前，例如可由接收器101执行上面结合图3所述的纠错等，关于数字输入信号x(n)的采样率Fx的意义的意见也与上面结合图3所述的一样。 
样本处理器103可通过改变上采样和/或下采样因子U、D而控制转换比。然而，由于上采样信号z(r)在EQ1或EQ3中并不直接可得，也不能在文献[1]中公开的实施中得到，对上采样信号z(r)执行跳过或重复操作不可能。然而，EQ1和EQ3及文献[1]中公开的实施可进行修改以使能类似于跳过和重复上采样信号z(r)的样本的操作。这通过修改EQ1和EQ3中的数字输入信号x(n)的指数的计算而实现，使得其根据估计的平均或平滑输入缓冲水平l(t)和目标缓冲水平L之间的差而改变，如下式中所示： 
其对应于EQ3，除了整数一次样本指数修改量S(m)加到x(n)的指数之外。一次样本指数修改量S(m)优选对每一输出样本y(m)进行更新以计算。在计算输出样本y(m)之前增加或减小一次样本指数修改量S(m)导致时变滤波器对其时间相应向前或向后移位一个样本的缓冲样本x(n)的子集作用。其效果等于如上所述的对数字输入信号x(n)进行跳过或重复操作的效果，因为其暂时修改转换比。然而，由于在EQ4中整个子集均时移，数字输出信号y(m)相较通过对数字输入信号x(n)使用简单的跳过或重复操作的采样率转换获得的相应数字输出信号y(m)具有不太明显的非自然信号；所产生的非自然信号的水平实际上相当于对上采样信号z(r)使用简单的跳过或重复操作时产生的水平。 
比率控制器105因而可通过导致一次样本指数修改量S(m)的变化而控制样本处理器103中的转换比。比率控制器105可将一次样本指数修改量S(m)作为控制参数提供给样本处理器103。作为备选，比率控制器105可将二次样本指数修改量s(m)作为控制参数提供给样本处理器103，及样本处理器103可根据二次样本指数修改量s(m)明确地或暗中地计算一次样本指数修改量S(m)，例如根据： 
其中提供二次样本指数修改量s(m)随时间的累计和。应注意，EQ5可通过将一次样本指数修改量S(m)表达为二次样本指数修改量s(m)、m、D和U的函数而变换为EQ4。二次样本指数修改量s(m)可以是整数函数，但优选为分数函数以实现缓冲样本x(n)的子集中更均匀的时移分布。二次样本指数修改量s(m)对于特定指数m的值因而以输入样本间隔1/Fx、分数s(m)/U的形式表明采样率转换中所需要的时移，而一次样本指数修改量S(m)或多或少对应于二次样本指数修改量s(m)随时间的积分，因而表明所有先前需要的时移的和。对 于一次样本指数修改量S(m)和二次样本指数修改量s(m)，对x(n)的指数可仅通过如上所述的加、减和比较值进行计算。 
根据控制转换比所需要的速度，比率控制器105可对每一输出样本y(m)或以更大的间隔计算或更新一次或二次样本指数修改量S(m)、s(m)一次。在一些实施例中，比率控制器105可在计算输出样本y(m)期间计算或更新一次或二次样本指数修改量S(m)、s(m)，使得一次或二次样本指数修改量S(m)、s(m)实际上变成两个指数m和i的函数。在该情形下，对于特定输出样本y(m)，少于整个子集被时移，所产生的非自然信号通常更明显。尽管如此，这样的实施方式在一些情形下是优选实施方式。 
本领域技术人员容易能够将上面描述的根据EQ4或EQ5的修改应用于文献[1]的10.5.3章中公开的实施，如文献[1]的图10.16所示的块处理算法、文献[1]的图10.17中公开的滤波器结构、及该章最后一部分中公开的具有U个多相滤波器的实施例。在文献[1]的图10.17中公开的滤波器结构中，修改可包括增加移位寄存器的长度及在每一保持采样装置之前提供复用器，其使保持采样装置能从移位寄存器中的多个连续存储单元中的任一单元选择其输入。在采样率转换以软件进行实施的情形下，所需要的修改相当直接。 
在一些实施例中，样本处理器103可按一种模式工作，其中只要足以使估计的平均或平滑输入缓冲水平l(t)和目标缓冲水平L之间的差最小化则其执行上面描述的时移操作；及可按另一模式工作，其中当前述差太大或改变太快从而在与目标缓冲水平L没有太大偏差（如缓冲器过载运行或缓冲器欠载运行）的情形下不能通过上述时移操作实现最小化时则其仅改变上采样和/或下采样因子U、D。比率控制器105可根据前述差和/或前述差的变化速度控制样本处理器103的工作模式，例如通过将这些中的一个或两个与预定阈值比较。 
在任一上面描述的采样率转换实施例中，比率控制器105可提供一个或多个控制参数，如一次或二次样本指数修改量S(m)、s(m)或任何其它适当的控制参数如目标转换比或当前转换比所需要的位移。比率控制器105优选反复计算或更新一个或多个控制参数，例如每输出样本y(m)一次或任何其它间隔，如更 大或更小的间隔，取决于所需要的控制转换比的速度。比率控制器105优选可借助于众所周知的比例微分控制算法或比例积分微分控制算法计算或更新一个或多个控制参数。 
为此，比率控制器105优选可计算从估计器104接收的平均或平滑输入缓冲水平l(t)和目标缓冲水平L之间的差e(k)，L例如可以是保存在比率控制器105中的固定值或从等待时间控制器109接收的变化值，并使用该差e(k)作为计算控制参数w(k)的连续值的误差最小化控制算法的误差输入。在比例积分微分控制中，控制参数w(k)根据下式迭代计算： 
EQ 6 : w ( k ) = w ( k - 1 ) + K p · e ( k ) + K d · de dk + K i · ∫ edk
其中Kp、Kd和Ki为预定常数，其可预先通过实验确定或从关于数字输入信号x(n)的预期性态的知识分析。在比例微分控制中，Ki设为零。在将二次样本指数修改量s(m)提供为控制参数的实施例中，EQ6可重写为： 
EQ 7 : s ( m ) = s ( m - 1 ) + K p · e ( k ) + K d · de dm + K i · ∫ edk
此外或作为备选，比率控制器105可使用其它已知类型的控制算法，如超前、滞后、或超前-滞后补偿器。 
在任一上面描述的采样率转换实施例中，估计器104优选可提供如图6中所示的平均或平滑输入缓冲水平l(t)。曲线601示出了实际缓冲水平N随时间t变化的例子。输入缓冲器102可具有下限阈值602和上限阈值603，二者可分别等于零和缓冲区大小；或作为备选，远离这些极值以引起比率控制器105应用的控制算法的过冲。在所示例子中，接收器101将样本x(n)的包馈入输入缓冲器102，这导致曲线601增加包大小，例如在写操作604期间。包由于传输误差而不规则地到达。样本处理器103以有规律的间隔读取N个缓冲样本x(n)，这导致曲线601减少所读取的样本数量，例如在读操作605期间。 
时间线606分为三个时间段，其中纵向虚线示出用于确定实际输入缓冲水平N的不同方法。在第一时间段607，每当样本处理器103进行的读操作605发生时对实际缓冲水平N进行采样。在第二时间段608，每当接收器101进行 的写操作604发生时对实际缓冲水平N进行采样。在第三时间段609，以有规律的时间间隔对实际缓冲水平N进行采样，前述时间间隔优选实质上短于连续写操作604之间的间隔及实质上短于连续读操作605之间的间隔。估计器可使用任一所示的采样方法或其任意组合，以向用于提供平均或平滑输入缓冲水平l(t)的使平滑或求平均算法提供输入数据。 
估计器104优选可对采样结果的滑动时间窗口计算平均值，作为备选或另外，对采样结果进行低通滤波以获得平均或平滑输入缓冲水平l(t)。由于实际缓冲水平N中相对于向上和向下移位的不同采样时间，所示采样方法通常导致使平滑或求平均算法提供不同的结果，及估计器104因此优选可从平均或低通滤波器的输出减去常数，其反映在向比率控制器105提供平均或平滑输入缓冲水平l(t)之前所实施的采样方法的典型估计误差。时间窗口的宽度、低通滤波器的特性和/或典型的估计误差可预先通过实验确定或通过了解包大小、样本处理器105按批读取的样本数量、数字输入信号x(n)的到达时间的预期变化、及采样率转换所涉及的硬件和/或软件的特性而分析确定。 
在任一上面描述的采样率转换实施例中，等待时间控制器109优选可自适应地提供目标缓冲水平L，如图7中所示。与图6中一样，曲线601示出了实际缓冲水平N随时间t变化的例子，输入缓冲器102可具有如上所述的下限阈值602和上限阈值603。再次地，样本处理器103以有规律的间隔读取多个缓冲样本x(n)，例如在读操作605期间，及接收器101将样本x(n)的包馈入输入缓冲器102，例如在写操作604期间。在所示例子中，包由于数字音频信号的接收质量随时间降低而不规则地到达。因而，在该图的最左边部分，实际缓冲水平N的局部最小值701和局部最大值702之间的差相对小，而在最右边部分，实际缓冲水平N的局部最小值703和局部最大值704之间的差相对大。还示出了估计器104提供的平均或平滑输入缓冲水平l(t)。 
等待时间控制器109优选可根据估计的数字音频信号接收质量控制目标缓冲水平L，以在高接收质量时实现短等待时间及在低接收质量时实现长等待时间。等待时间与目标缓冲水平L关联，因为比率控制器105工作以使估计的平 均或平滑输入缓冲水平l(t)和目标缓冲水平L之间的差e(k)最小化，等待时间控制器109因而优选可在估计的接收质量高时降低目标缓冲水平L及在估计的接收质量低时增加目标缓冲水平L。 
在一些实施例中，等待时间控制器109可根据估计的数字音频信号接收质量以间接的方式实现目标缓冲水平L的控制，例如通过确定实际缓冲水平N中的局部最小值701、703并根据所确定的局部最小值701、703控制目标缓冲水平L。例如，只要所确定的局部最小值701、703低于预定阈值705，则等待时间控制器109可增加目标缓冲水平L；及只要所确定的局部最小值701、703高于预定阈值705，则迭代地降低目标缓冲水平L。预定阈值705可等于下限阈值602或可以更高以引起等待时间控制算法过冲而没有缓冲器欠载运行的风险。等待时间控制器109可使目标缓冲水平L立即增加等于所确定的局部最小值701、703低于预定阈值705的量，随后例如呈指数地朝向最小目标缓冲水平Lmin降低目标缓冲水平L，例如具有1和3s之间、2和6s之间或3和10s之间的时间常数。作为备选，等待时间控制器109可跟踪局部最小值701、703并根据低通滤波或平滑的最小跟踪值采用上面描述的目标缓冲水平L的增加和降低。 
优选地，等待时间控制器109还可确定实际缓冲水平N中的局部最大值702、704并根据所确定的局部最小值701、703和所确定的局部最大值702、704控制目标缓冲水平L。例如，等待时间控制器109可根据所确定的局部最大值702、704和所确定的局部最小值701、703之间的差增加而随目标缓冲水平L降低而增加时间常数。作为备选或另外，等待时间控制器109可根据所确定的局部最大值702、704和所确定的局部最小值701、703之间的差增加而增加目标缓冲水平L。后者例如可通过在将目标缓冲水平L提供给比率控制器105之前向其添加安全余量值而实现，其中安全余量值与前述差有关。时间常数和/或安全余量值可与前述差成正比，或者当前述差增大时增加，反之亦然。等待时间控制器109可通过跟踪局部最小值701、703和局部最大值702、704而确定局部最大值702、704和局部最小值701、703之间的差，及根据低通滤 波的或平滑的最小和最大跟踪值确定前述差。代替使用上述计算中的所确定的局部最大值702、704和所确定的局部最小值701、703之间的差，等待时间控制器109可使用估计器104提供的平均或平滑输入缓冲水平l(t)和所确定的局部最小值701、703之间的差，因为当比率控制器105按如上所述工作时该差与先前的差高度关联。 
等待时间控制器109可使用任何已知的方法和/或装置跟踪或确定局部最小值701、703和/或局部最大值702、704随时间的发展，及可根据所确定的发展控制目标缓冲水平L。等待时间控制器109可从接收器101接收质量信号，其例如指明传输误差、丢失包和/或包重传等的频率，及等待时间控制器109可仅基于质量信号或基于质量信号与上面描述的使用实际缓冲水平N的方法的结合估计数字音频信号的接收质量。在任何实施例中，等待时间控制器109还可在将目标缓冲水平L提供给比率控制器105之前以适当的截止频率对其进行低通滤波以避免转换比突然变化。 
代替如上所述的使估计的平均或平滑输入缓冲水平l(t)和目标缓冲水平L之间的差最小化，比率控制器105可使用更简单的方案，其通过使样本处理器103在前述差低于下限差阈值时增加转换比及使样本处理器103在前述差高于上限差阈值时降低转换比而进行。假定前述差计算成使得在估计的平均或平滑输入缓冲水平l(t)超过目标缓冲水平L时其为正；否则，颠倒前述逻辑。这种更简单的方案对应于如上所述的在使用分段恒定转换比的采样率转换中实施自适应等待时间控制。应注意，当加到目标缓冲水平L时，上限和下限差阈值产生如上所述的缓冲阈值。上限和下限差阈值之一可设为零，使得目标缓冲水平L指示缓冲阈值之一。作为备选，上限和下限差阈值可量值相等但反号，使得目标缓冲水平L指示缓冲阈值之间的可用缓冲空间的中间值。上限和下限差阈值的量值和正负号的其它组合显而易见。 
在任何实施例中，听力装置100、200优选主要使用在离散时域工作的数字电路实施，但其部分也可实施为在连续时域工作的模拟电路。听力装置100、200的数字功能模块如图中所示的功能模块可以硬件、固件和软件的任何适当 的组合和/或以硬件单元的任何适当的组合实施。此外，任何单一硬件单元可并行或按交叉顺序和/或按其任何适当的组合执行几个功能模块的操作。 
在任何实施例中，输入缓冲器102优选可实施为环形缓冲器或先进先出（FIFO）缓冲器。 
听力装置100、200可以是双耳听力系统的一部分，及听力装置100、200可从双耳听力系统中的另一听力装置接收数字音频信号。双耳听力系统可包括一个或多个辅助装置。 
本发明的实施例可在任何类型的装置中使用，但在电池驱动和/或便携装置中使用最有利。 
一些优选实施例已经在前面进行了说明，但是应当强调的是，本发明不受这些实施例的限制，而是可以权利要求限定的主题内的其它方式实现。例如，在此公开的实施例的特征可任意组合，以使根据本发明的系统、装置和/或方法适应具体需要。 
当由对应的过程适当代替时，上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的及权利要求中限定的系统和/或装置的结构特征可与本发明方法的实施结合。方法的实施具有与对应系统和/或装置一样的优点。 
权利要求中的任何附图标记不意于限定其范围。 
参考文献
[1]Digital Signal Processing;John G.Proakis and Dimitris K Manolakis;Prentice Hall;4th edition(April7,2006);ISBN978-0131873742. 

Claims (20)

1.一种听力装置的运行方法，所述方法包括：接收数字音频信号的样本；将所接收的样本作为数字输入信号(x(n))馈给输入缓冲器(102)；处理所缓冲样本(x(n))以提供数字输出信号(y(m))的样本使得所述数字输出信号(y(m))为所述数字输入信号(x(n))的具有预定目标采样率(Fy)的采样率转换后的表示；估计所述数字音频信号的接收质量；及根据估计的接收质量控制所缓冲样本(x(n))的处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述接收质量基于所述输入缓冲器(102)中的未处理样本(x(n))的数量(N)的反复确定进行估计。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述处理包括对所缓冲样本(x(n))进行上采样以提供上采样信号(z(r))及对所述上采样信号(z(r))进行下采样，及其中控制所述处理包括对所述上采样信号(z(r))执行操作。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括根据目标缓冲水平(L)控制所缓冲样本(x(n))的处理。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括根据估计的、所述数字音频信号的接收质量降低而增加所述目标缓冲水平(L)，反之亦然。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括估计指示所述输入缓冲器(102)中的未处理样本(x(n))的数量(N)的平均或平滑输入缓冲水平(l(t))；及以目标在于使估计的平均或平滑输入缓冲水平(l(t))和目标缓冲水平(L)之间的差(e(k))最小化的方式控制所缓冲样本(x(n))的处理。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述处理包括将所述输出信号(y(m))的每一样本计算为所缓冲样本(x(n))的子集和滤波器系数(h(j))的子集的标量积，其中对每一计算的样(y(m))本均分别从所述输入缓冲器(102)和一组预定系数(h(j))重新选择所述子集，及其中所缓冲样本(x(n))的所述子集的选择根据估计的平均或平滑输入缓冲水平(l(t))进行。
8.根据权利要求1所述的方法，其中控制所缓冲样本(x(n))的处理包括比例微分控制或比例积分微分控制。
9.一种听力装置，包括接收器(101)、输入缓冲器(102)和样本处理器(103)，所述接收器(101)适于接收数字音频信号的样本并将所接收的样本作为数字输入信号(x(n))馈给所述输入缓冲器(102)；所述样本处理器(103)适于处理所缓冲样本(x(n))以提供数字输出信号(y(m))的样本使得所述数字输出信号(y(m))为所述数字输入信号(x(n))的具有预定目标采样率(Fy)的采样率转换后的表示；其中所述听力装置(100,200)还包括等待时间控制器(109)，其适于估计所述数字音频信号的接收质量及根据估计的接收质量控制所缓冲样本(x(n))的处理。
10.根据权利要求9所述的听力装置，其中所述等待时间控制器(109)还适于基于所述输入缓冲器(102)中的未处理样本(x(n))的数量(N)的反复确定而估计所述接收质量。
11.根据权利要求9所述的听力装置，还包括比率控制器(105)，其适于根据目标缓冲水平(L)控制所述样本处理器(103)。
12.根据权利要求9所述的听力装置，其中所述样本处理器(103)还适于对所缓冲样本(x(n))进行上采样以提供上采样信号(z(r))及对所述上采样信号(z(r))进行下采样，及其中所述比率控制器(105)还适于使得所述样本处理器(103)对所述上采样信号(z(r))执行操作。
13.根据权利要求9所述的听力装置，其中所述等待时间控制器(109)还适于根据估计的、所述数字音频信号的接收质量降低而增加所述目标缓冲水平(L)，反之亦然。
14.根据权利要求9所述的听力装置，还包括估计器(104)，其适于估计指示所述输入缓冲器(102)中的未处理样本(x(n))的数量(N)的平均或平滑输入缓冲水平(l(t))；及其中所述比率控制器(105)还适于以目标在于使估计的平均或平滑输入缓冲水平(l(t))和目标缓冲水平(L)之间的差(e(k))最小化的方式控制所述样本处理器(103)。
15.根据权利要求9所述的听力装置，其中所述样本处理器(103)还适于将所述输出信号(y(m))的每一样本计算为所缓冲样本(x(n))的子集和滤波器系数(h(j))的子集的标量积，及适于对每一计算的样(y(m))本均分别从所述输入缓冲器(102)和一组预定系数(h(j))重新选择所述子集，及适于根据估计的平均或平滑输入缓冲水平(l(t))选择所缓冲样本(x(n))的所述子集。
16.根据权利要求9所述的听力装置，其中所述样本处理器(103)还适于根据估计的平均或平滑输入缓冲水平(l(t))使所缓冲样本(x(n))的所述子集时移。
17.一种听力装置的运行方法，所述方法包括：接收数字音频信号的样本；将所接收的样本作为数字输入信号(x(n))馈给输入缓冲器(102)；处理所缓冲样本(x(n))以提供数字输出信号(y(m))的样本使得所述数字输出信号(y(m))为所述数字输入信号(x(n))的具有预定目标采样率(Fy)的采样率转换后的表示；估计指示所述输入缓冲器(102)中的未处理样本(x(n))的数量(N)的平均或平滑输入缓冲水平(l(t))；及以目标在于使估计的平均或平滑输入缓冲水平(l(t))和目标缓冲水平(L)之间的差(e(k))最小化的方式控制所缓冲样本(x(n))的处理。。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括权利要求2-8中包括的任何特征。
19.一种听力装置，包括接收器(101)、输入缓冲器(102)和样本处理器(103)，所述接收器(101)适于接收数字音频信号的样本并将所接收的样本作为数字输入信号(x(n))馈给所述输入缓冲器(102)；所述样本处理器(103)适于处理所缓冲样本(x(n))以提供数字输出信号(y(m))的样本使得所述数字输出信号(y(m))为所述数字输入信号(x(n))的具有预定目标采样率(Fy)的采样率转换后的表示；其中所述听力装置(100,200)还包括估计器(104)，其适于估计指示所述输入缓冲器(102)中的未处理样本(x(n))的数量(N)的平均或平滑输入缓冲水平(l(t))；及包括比率控制器(105)，其适于以目标在于使估计的平均或平滑输入缓冲水平(l(t))和目标缓冲水平(L)之间的差(e(k))最小化的方式控制所述样本处理器(103)。
20.根据权利要求19所述的听力装置，还包括权利要求9-16中包括的任何特征。
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