CN103999487B - 听觉装置的稳定性和语音可听性改进 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于诸如助听器的听觉装置的稳定性改进的信号去相关有关，并且涉及改进这种听觉装置的语音可听性。所述听觉装置包括：第一滤波器，所述第一滤波器被配置用于提供所述听觉装置的输入信号的第一频率部分，所述第一频率部分包括低通滤波后的部分；第二滤波器，所述第二滤波器被配置用于提供所述输入信号的第二频率部分，所述第二频率部分包括高通滤波后的部分；第一合成单元，所述第一合成单元被配置用于使用基于第一周期性函数的第一模型从所述第一频率部分生成第一合成信号；以及组合器，所述组合器被配置用于将所述第二频率部分与所述第一合成信号组合以用于提供组合信号。
Description
技术领域
本发明涉及用于诸如助听器的听觉装置的稳定性改进的信号去相关，并且涉及改进这种听觉装置的语音可听性。
背景技术
助听器中的信号处理通常通过为信号确定时变增益以及然后在内部将信号乘以增益来实现。这种方法给出线性时变系统，即，具有随着时间的推移而改变的频率响应的滤波器。这种系统对于其中所期望的信号处理是时间相关和频率相关增益、诸如动态范围压缩和噪声抑制的那些类型的处理来说可以是非常有效的。但因为其线性性质，时变滤波器不能够被用来实现如由本发明所公开的诸如频移或相位随机化的非线性处理。
替代方法将使用分析/合成系统。为了分析，引入信号通常被划分成段，并且每个段被分析以确定一组信号属性。为了合成，使用所测量的或修改的信号属性来生成新的信号。有效分析/合成过程是从US 4,885,790、USRE 36,478以及US 4,856,068所获知的正弦建模。在正弦建模中语音被划分成重叠的段。分析包括对各段计算快速傅里叶变换(FFT)，以及然后确定FFT的各个峰的频率、振幅以及相位。为了合成，生成了一组正弦。各个正弦与FFT的峰相匹配；并非全部峰都必然地被使用。规则被提供来将一个段中的峰的振幅、相位以及频率链接到下一段中的对应峰，并且在输出段上对各个正弦曲线的振幅、相位以及频率进行插值以给出平滑变化的信号。语音因此使用有限数目的已调制正弦分量来再现。
正弦建模为非线性信号修改提供框架。该方法能够被例如用于如在US 5,054,072中所示出的数字语音编码。为语音确定信号的振幅和相位、进行数字编码、以及然后发送到接收机，其中，它们被用来合成正弦以产生输出信号。
正弦建模对于信号时标和频率修改也是有效的，如在McAulay,R.J.和Quatieri,T.F.(1986),“Speech analysis/synthesis based on a sinusoidal representation”(基于正弦表示的语音分析/合成),IEEE学报声学语音和信号处理,第ASSP-34卷,第744-754页中所报告的。对于时标修改，FFT峰的频率被保持，但输出信号的连续段之间的间距能够被减少以加速信号或者增加以使它慢下来。对于频移，输出信号段的间距连同各个正弦的振幅信息一起被保持，但在相对于原始值已经偏移的频率处生成正弦。另一信号操纵是通过动态地调整合成的正弦的相位以减少信号峰振幅来减少峰-平均比率，像在US 4,885,790和US 5,054,072中所示出的那样。
正弦建模还能够被用于语音增强。在Quatieri,T.F和Danisewicz,R.G.(1990),“An approach to co-channel talker interference suppression using a sinusoidalmodel for speech”,IEEE学报声学语音和信号处理,第38卷,第56-69页中，正弦建模被用来抑制干扰话音，并且Kates(在Kates,J.M.(1994),“Speech enhancement based on asinusoidal model”,J.Speech Hear Res,第37卷,第449-464页中报告)同样已将正弦建模用作为噪声抑制的基础。在上面提到的Kates研究中，假定为语音的信号的高强度正弦分量被再现但假定为噪声的低强度分量被去除；然而，未发现在改进语音可懂度时的有益效果。Jensen和Hansen(在Jensen,J.,和Hansen,J.H.L.(2001),“Speech enhancement using aconstrained iterative sinusoidal model”,IEEE学报语音和音频处理,第9卷,第731-740页中报告)使用正弦建模来增强由加性宽带噪声所降级的语音，并且发现他们的方法比诸如维纳滤波的比较方案更有效。
正弦建模同样已被应用于听觉损失和助听器。Rutledge和Clements(在US 5,274,711中报告)将正弦建模用作动态范围压缩的处理框架。他们使用正弦建模再现了整个信号带宽，但增加了已合成分量在观测到听觉损失的那些频率处的振幅。类似方法已被其他人用来通过使已合成正弦分量的频率相对于原始信号的那些下移来为听觉受损听众提供频率降低。移位量是频率相关的，其中低频率接收少量移位而较高频率接收越来越大的移位。
发明内容
因此本发明的目的是提供在诸如助听器的听觉装置中提供稳定性改进的计算简单的方式。
根据本发明，上述和其它目的由涉及包括第一滤波器、第二滤波器、第一合成单元以及组合器的听觉装置的本发明的第一方面来实现。第一滤波器被配置用于提供听觉装置的输入信号的第一频率部分。第一频率部分包括或者是低通滤波后的部分，即输入信号的低通滤波后的部分。第二滤波器被配置用于提供输入信号的第二频率部分。第二频率部分包括或者是高通滤波后的部分，即输入信号的高通滤波后的部分。第一合成单元被配置用于通过使用基于第一周期性函数的第一模型从第一频率部分生成第一合成信号。第一合成信号的相位可以至少部分地被随机化。组合器被配置用于将第二频率部分与第一合成信号组合以用于提供组合信号。
本发明的第二方面涉及将听觉装置的输入信号和输出信号去相关的方法。所述方法包括选择输入信号的多个频率部分、生成第一合成信号、以及组合多个过程信号。所述多个频率部分包括第一频率部分和第二频率部分。第一频率部分包括或者是低通滤波后的部分，即输入信号的低通滤波后的部分。第二频率部分包括或者是高通滤波后的部分，即输入信号的高通滤波后的部分。第一合成信号是在至少第一频率部分和第一模型的基础上生成的。第一模型是基于第一周期性函数的。第一合成信号的相位可以至少部分地被随机化。被组合的所述多个过程信号包括所述第一合成信号和所述第二频率部分。
通过从输入信号的第一频率部分创建第一合成信号以及将这个合成信号与输入信号的第二频率部分组合，实现了输入信号的第一频率部分至少部分地与组合信号去相关，从而导致听觉装置的增加的稳定性。通过分别借助于第一和第二滤波器提供输入信号的第一和第二频率部分，以及仅在一个(或多个)选择的频率部分处生成合成信号，与对于诸如听觉装置的整个频率范围的更大频率范围生成合成信号相比，显著地减少计算负担。因此，对于一个或多个实施例，合成信号是从第一频率部分而不是从第二频率部分生成的。所得到的听觉装置因此具有结合大大地减少的计算负担的高稳定性的有益效果。
因此，可以实现的是，仅或主要对于需要或最需要的频率生成一个(或多个)合成信号。
根据本发明的听觉装置可以是下列中的任何一个或任何组合：听觉仪器和助听器。
清楚的是，例如给定信号的任何带通滤波后的部分隐式地包括该信号的低通滤波后的部分。此外，还隐式地给出了带通滤波后的部分隐式地是低通滤波后的部分，即它是给定信号的低通滤波器部分和高通滤波器部分。
听觉装置可以包括输入换能器和/或听觉损失处理器和/或接收机。输入换能器可以被配置用于提供输入信号，诸如提供电输入信号。听觉损失处理器可以被配置用于处理组合信号以用于提供处理后的信号。然而，听觉损失处理器可以被配置用于在借助于组合器来组合相应各个处理的结果之前，通过独立地处理第二频率部分和合成信号来提供处理后的信号。听觉损失处理器的处理可以是依照听觉装置的用户的听觉损失的。接收机可以被配置用于将处理后的信号转换成输出声音信号。
第一滤波器可以被连接到输入换能器。第二滤波器可以被连接到输入换能器。合成单元可以被连接到第一滤波器的输出。组合器可以被连接到第二滤波器的输出以及连接到合成单元的输出。当在本描述中使用短语“被连接到”时清楚的是，即使存在连接在其间的一个或多个第三元件(诸如(一个或多个)放大器、(一个或多个)转换器等)，第一元件(诸如第一滤波器)也可以被认为被连接到第二元件(诸如输入换能器)。
听觉装置可以包括被配置用于提供输入信号的第三频率部分的第三滤波器。第三频率部分可以包括或者可以是低通滤波后的部分。听觉装置和/或组合器可以被配置用于将第三频率部分包括在组合信号中。
所述多个频率部分可以包括第三频率部分，所述第三频率部分包括或者为低通滤波后的部分。所述多个过程信号可以包括第三频率部分。
听觉装置可以包括被配置用于提供输入信号的第四频率部分的第四滤波器。第四频率部分可以包括或者可以是高通滤波后的部分。听觉装置可以包括被配置用于使用基于第二周期性函数的第二模型从第四频率部分生成第二合成信号的第二合成单元。听觉装置和/或组合器可以被配置用于将第二合成信号包括在组合信号中。
所述多个频率部分可以包括第四频率部分，其可以包括或者是高通滤波后的部分。所述方法可以包括在第四频率部分和第二模型的基础上生成第二合成信号，其中第二模型可以是基于第二周期性函数的。所述多个过程信号可以包括第二合成信号。
第二频率部分可以是带通滤波后的部分，即第二频率部分可以是输入信号的带通滤波后的部分。
第二频率部分可以表示/包括比第一频率部分高的频率/高的频率范围。
第一频率部分可以是带通滤波后的部分，即第一频率部分可以是输入信号的带通滤波后的部分。
第一滤波器可以包括或者可以是下列中的任何一个或任何组合：低通滤波器、带通滤波器以及带阻滤波器。
第二滤波器可以包括或者可以是下列中的任何一个或任何组合：高通滤波器、带通滤波器以及带阻滤波器。
第三滤波器可以包括或者可以是下列中的任何一个或任何组合：低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器以及带阻滤波器。
第四滤波器可以包括或者可以是下列中的任何一个或任何组合：低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器以及带阻滤波器。
根据本发明的听觉装置可以针对多个不稳定性(诸如针对两个、三个、四个或更多个不稳定性)包括滤波器和合成单元。
听觉装置的滤波器可以被配置为使得输入信号可以被至少基本上划分成多个频率部分。这通过使得滤波器具有为至少基本上相同的成对地截止频率并且通过使得这样的成对地至少基本上相同的截止频率的数量等于滤波器数目减去一而可以是可能的。例如，第一滤波器和第二滤波器分别可以是具有相同或基本上相同的截止(或交叉)频率的互补的一对低通和高通滤波器，即提供了一个成对地基本上相同的截止频率。在一个或多个实施例中，第一滤波器可以是带通滤波器，第二滤波器可以是高通滤波器，以及第三滤波器可以是低通滤波器，其中第三滤波器的截止频率至少基本上与第一滤波器的下截止频率相同并且第二滤波器的截止频率至少基本上与第一滤波器的上截止频率相同，即提供了两个成对地基本上相同的截止频率。
第一滤波器的第一截止频率可以是在第二滤波器的第一截止频率的约200Hz内，诸如在100Hz内，诸如在50Hz内。
根据本发明的一个或多个实施例，第一和/或第二周期性函数可以是或者可以包括第一/第二三角函数，诸如第一/第二正弦或正弦的线性组合。因此可以实现对语音进行建模的简单方式，因为语音信号可以包括高程度的周期性，并且因此根据傅里叶定理可以由正弦或正弦的线性组合来建模(或者近似)。这样可以促进特别是语音信号的非常准确且又计算简单的模型。应理解的是，术语正弦可以表示正弦或余弦。
所述方法可以包括移动第一合成信号的频率和/或第二合成信号的频率。应理解的是，根据本发明的听觉装置的任何信号(诸如第一合成信号和/或第二合成信号)可以包括诸如至少基本上是在给定频率范围内的频率的连续区间的多个频率。因此，清楚的是，当表示移动听觉装置的给定信号的频率时，可以表示移动所提到的信号的频率或者至少移动所提到的信号的频率中的一些。第一合成单元可以被配置用于移动第一合成信号的频率。第二合成单元可以被配置用于移动第二合成信号的频率。通过移动频率可以实现增加听觉装置的输入和输出信号之间的去相关的简单方式。第一(和/或第二)合成单元可以被配置用于移动第一(和/或第二)合成信号的频率的表达，可以暗示被相应合成单元生成并且(随后)由组合器所组合的相应信号可以相对于相应频率部分在频率上移动(即例如具有另一频率范围)，所述相应频率部分由相应的滤波器来生成并且提供给相应的合成单元。
所述方法可以包括和/或第一合成单元可以被配置用于在频率上向下移动第一合成信号的至少第一部分的频率。替换地，或附加地，所述方法可以包括和/或第一合成单元可以被配置用于在频率上向上移动第一合成信号的至少第二部分的频率。
所述方法可以包括和/或第二合成单元可以被配置用于在频率上向下移动第二合成信号的至少第一部分的频率。替换地，或附加地，所述方法可以包括和/或第二合成单元可以被配置用于在频率上向上移动第二合成信号的至少第二部分的频率。
替换地或附加地，可以至少部分地随机化第一合成信号(和/或任何另外的合成信号，诸如一/该第二合成信号)的相位。这例如能够通过用随机相位代替原始(高频)信号的相位来实现。因此可以实现计算简单的提供输入和输出信号的去相关的替代方式。
在根据本发明的一个或多个实施例中，合成信号的频移可以与相位的随机化组合。因此，同时地提供由频移所实现的去相关和由相位随机化所提供的去相关的有益效果。尤其是，这可以导致更高程度的去相关以及因此导致听觉装置的更进一步增加的稳定性。
(一个或多个)相位的随机化可以是可调整的。这例如能够通过使任何期望比例的原始和随机相位混合来实现。因此能够引入产生所期望的系统(听觉装置)稳定性所需的相位随机化的最小量，同时对于所期望程度的稳定性改进给出最高可能的语音质量同时使计算负担保持尽可能低。
根据本发明的听觉装置可以包括反馈抑制滤波器，例如诸如置于如在US 2002/0176584中所示出的配置中的。因此可以实现听觉装置的增加的稳定性，从而使得能够在反馈的开始之前在听觉装置中使用更高的放大。
信号的正弦建模可能引入信号的失真。然而，失真，诸如由正弦建模所引入的失真，因渐增频率而对于用户可能益加难以听到。
听觉装置中的至少一些反馈可以是高频现象。然而，可以附加地或替换地在任何其它频率部分处发生听觉装置中的一些反馈。
在本上下文中，高频率、中频率以及低频率的表示可能与人类的正常听觉的频率范围(例如，诸如在20Hz到20kHz附近)有关。因此，高频率的提到可以在一个或多个实施例中表示2kHz之上，诸如2.5kHz之上，诸如3kHz之上，诸如3.5kHz之上，的频率。在这一个或多个实施例中，中频率的提到可以表示在500Hz与2kHz之间的频率。低频率的提到可以在这一个或多个实施例中表示500Hz之下的频率。在替代实施例中，高频率的提到可以表示3kHz之上，诸如3.5kHz之上，的频率。在这个替代实施例中，中频率的提到可以表示在1500Hz与3kHz之间的频率。低频率的提到可以在这个实施例中表示1500Hz之下的频率。在又一个实施例中，高频率的提到可以在一实施例中表示1.5kHz之上，诸如2kHz之上，诸如3kHz之上，诸如3.5kHz之上，的频率。在这个其它实施例中，中频率的提到可以表示在700Hz与1.5kHz之间的频率。低频率的提到可以在这个实施例中表示700Hz之下的频率。
助听器的用户的听觉损失的主要形式可以是高频损失。因此，较高频率的降低可以至少改进这些听众的高频可听性。
在例如在较高频率处具有几乎正常听觉而在低频率处有可听性的损失情况下存在听觉损失。通过往高处移动低频率并且例如此外放大信号，可以改进具有这种类型的损失的用户的可听性。
此外，存在所谓的“咬饼”损失，其是在低和高频率处具有更好听觉而在中频率处的损失。被配置用于提供第一、第二以及第三频率部分的系统在这里可能是有益的。例如，低通滤波器和高通滤波器可以提供其中信号不予修改的频率部分，以及中频带通滤波器可以提供其中正弦建模被应用来例如通过降低和/或增大中频率(即频率的增加)将中频率移动到更大可听性的区的频率部分。
在中频损失的情况下，频率是否被上移和/或下移可以取决于包含该损失的确切频率区。上移可以使失真变得不太可听的，但用户可能在高频率处具有较差的频率分辨率，所以一些频率分辨率也可能丢失。
因此，对于中频损失的选项将是将损失区它本身划分成两个频率区，并且在频率上向下移动这两个区的较低者以及在频率上往高移动两个区的较高者。这种方法因此能够得到实施例，该实施例包括四个滤波器输出：在频率上未被移动的低通、在频率上被下移的较低带通、在频率上被上移的较高带通、以及在频率上未被移动的高通。
对于低频和咬饼损失，可听失真可能是一个问题，因为处理失真在较低频率处可以是更显著的。
移动高频率的频率可以改进助听器的稳定性，例如以便减少声反馈。
随机化信号的相位可以是用于减少声反馈的优点。
频移可以是用于改进可听性的优点。
在低频率处的声反馈在例如功率设备中可能是一个问题。
可以仅在其中助听器不稳定性最高的一个或多个频率区中应用相位随机化。替换地，或附加地，正弦建模可以被用于整个输入信号。
如果可听性的损失是在低频率中，则可以向上移动频率。
如果可听性的损失是在中频率中，则可以向上移动频率(即使它们在这种情况下还能够被向下移动)，因为可以通过建模而被引入的失真随着频率增加而可能更难以听见。
所述方法可以包括和/或第一合成单元可以被配置用于
-将第一频率部分划分成第一多个段，所述段可以是重叠的，和/或
-对第一多个段中的各个段加窗并且将其变换到频域，和/或
-在各个段中选择N个最高峰，其中N至少是2，
-其中生成第一合成信号可以包括用第一周期性函数代替所选峰中的各个或一些。
附加地，或替换地，所述方法可以包括和/或第二合成单元可以被配置用于
-将第二频率部分划分成第二多个段，所述段可以是重叠的，和/或
-对第二多个段中的各个段加窗并且将其变换到频域，和/或
-在各个段中选择N个最高峰，其中N至少是2，
-其中生成第二合成信号可以包括用第二周期性函数代替所选峰中的各个或一些。
段可以是重叠的，例如以便可以考虑到加窗导致的信号特征损失。
生成第一合成信号和/或第二合成信号可以包括使用N个峰的各个峰的频率、振幅以及相位。
可以通过用具有比相应的选择峰的至少第一部分的频率低的频率的周期性函数代替相应的选择峰的所述至少第一部分，来在频率上向下移动所生成的第一和/或第二合成信号的至少第一部分。
可以通过用具有比相应的选择峰的至少第二部分的频率高的频率的周期性函数代替相应的选择峰的所述至少第二部分，来在频率上向上移动所生成的第一和/或第二合成信号的至少第二部分。
第一合成信号和/或第二合成信号的相位，可以通过用从(0,2π)弧度上的均匀分布随机地或伪随机地选取的相位代替所选峰中的一些峰的相位中的至少一些，来至少部分地被随机化。
此外或替换地，可以根据听觉装置的稳定性或稳定性要求来执行(一个或多个)相位的随机化。
虽然上面已经对本发明的数个方面的数个实施例进行了描述，但是应当理解的是，来自各方面中的一个的一个或多个实施例的任何特征可以被包括在其它方面中的一个或数个的一个或多个实施例中，并且当它在本专利说明书中被称为“实施例”或“一个或多个实施例”时，应理解的是，它可以是根据本发明的方面中的任何一个的一个或多个实施例。
附图说明
在下文中，参考附图更详细地解释本发明的实施例，其中
图1示意性地图示根据本发明的一个方面的助听器的实施例，
图2示意性地图示助听器的替代实施例，
图3示意性地图示助听器的另一实施例，
图4示意性地图示助听器的又一个实施例，
图5示意性地图示助听器的又一个替代实施例，
图6示意性地图示加窗语音段的幅度频谱，
图7示意性地图示频率降低的示例，
图8示意性地图示包括两个句子(第一个由女性谈话者说出而第二个由男性谈话者说出)的测试信号的声谱图，
图9示意性地图示对整个频谱使用正弦建模所再现的测试句子的声谱图，
图10示意性地图示在2kHz之上应用正弦建模所再现的测试句子的声谱图，
图11示意性地图示在2kHz之上以2:1频率压缩应用正弦建模所再现的测试句子的声谱图，
图12示意性地图示在2kHz之上以随机相位应用正弦建模所再现的测试句子的声谱图，
图13示意性地图示在2kHz之上以2:1频率压缩和随机相位应用正弦建模所再现的测试句子的声谱图，
图14示意性地图示根据本发明的方法的实施例的流程图，
图15示意性地图示根据本发明的方法的替代实施例的流程图，
图16示意性地图示根据本发明的方法的另一实施例的流程图，
图17示意性地图示根据本发明的方法的又一个替代实施例的流程图，
图18示意性地图示根据本发明的方法的实施例的流程图，以及
图19-23示意性地图示听觉装置的实施例。
具体实施方式
现将参考附图在下文中更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以不同的形式来具体化并且不应该被解释为限于本文中所阐述的实施例。而是，这些实施例被提供以便本公开将是彻底的且完整的，并且将完全地将本发明的范围传达给本领域的技术人员。同样的附图标记在所有各处指代同样的元件。因此，将不相对于每个图的描述来详细地描述同样的元件。
图1图示根据本发明的助听器2的实施例。所图示的助听器2包括输入换能器，其在这里被实施为用于提供电输入信号6的麦克风4。助听器2还包括被配置用于依照助听器2的用户的听觉损失来处理电输入信号6(或得自电输入信号6的信号)的听觉损失处理器8。应理解的是，电输入信号6是音频信号。所图示的助听器2还包括用于将处理后的信号12转换成输出声音信号的接收机10。在所图示的实施例中，处理后的信号12是听觉损失处理器8的输出信号。根据本发明的听觉损失处理器8，诸如在图1-5或19-23中的任一个中图示的，可以包括所谓的压缩器，所述压缩器被适配成取决于听觉损失压缩算法根据频率和/或声压级来处理听觉损失处理器8的输入信号。此外，听觉损失处理器8可以替换地或附加地被配置成运行其他标准助听器算法，诸如噪声降低算法。
助听器2此外包括第一滤波器14和第二滤波器16。滤波器14和16被连接到输入换能器(麦克风4)。
第一滤波器14被配置用于提供助听器2的输入信号6的第一频率部分。第一频率部分包括低通滤波后的部分。第二滤波器16被配置用于提供输入信号6的第二频率部分。第二频率部分包括高通滤波后的部分。因此，从输入信号6提供了多个频率部分。滤波器14和16可以被设计为互补的一对滤波器。滤波器14和16可以是或者可以包括具有至少基本上相同的截止频率并且可以使用双线性变换而被变换成数字无限冲激响应(IIR)滤波器的五极点巴特沃思(Butterworth)高通和低通设计。截止频率可以被选取为2kHz，其中部分地基于输入信号6的合成信号24仅在2kHz之下的频率区中被生成。在又一个实施例中截止频率例如在从1.5kHz到2.5kHz的范围中是可调整的。
所图示的助听器2还包括连接到第一滤波器14的输出的第一合成单元18。第一合成单元18被配置用于基于第一频率部分(即第一滤波器14的输出信号)和第一模型来生成第一合成信号24。第一模型是基于第一周期性函数的。因此提供了在第一频率部分内提供音频信号的简单方式，其至少在一定程度上与输入信号6去相关。
组合器20(在这个实施例中示图为简单加法器)被连接到第二滤波器16的输出和第一合成单元18的输出，以便将第二频率部分与第一合成信号24组合以用于提供组合信号26。组合信号26然后在听觉损失处理器8中通过例如使用诸如动态范围压缩以及可能噪声抑制的标准助听器处理算法来处理。
第一滤波器14和第二滤波器16分别地、第一合成单元18、组合器20以及听觉损失处理器8可以被实现在数字信号处理(DSP)单元28中，所述数字信号处理(DSP)单元28取决于要求和可用的电池功率可以是定点DSP或浮点DSP。因此，应理解的是根据一个或多个实施例，助听器2可以包括用于将麦克风信号变换成数字信号6的A/D转换器(未示出)和用于将处理后的信号12变换成模拟信号的D/A转换器(未示出)。
模型所基于的周期性函数可以是三角函数，诸如正弦或正弦的线性组合。为了描述简单，仅正弦建模(例如根据在McAulay,R.J.和Quatieri,T.F.(1986),“Speechanalysis/synthesis based on a sinusoidal representation”,IEEE学报声学语音和信号处理,第ASSP-34卷,第744-754页中所公开的过程)将在实施例的以下描述中作为主示例被提到，但关于在本专利说明书中所提到的每个示例，应该注意的是，可以替代地使用基于周期性函数的任何其它建模。
图2图示助听器2的另一实施例。因为图2中所图示的实施例与图1中所图示的实施例非常类似，所以仅将对差异进行描述。在所图示的实施例(图2)中，第一合成单元18被示出为被划分成两个信号处理块30和32。在第一块30中频移被执行。频移(例如降低和/或升高和/或扭曲)通过使用所测量到的第一滤波器14的输出信号的振幅和相位以及在移动后的频率处生成输出正弦来实现。正弦生成在块32中被执行。正弦的振幅仍然被使用，从而保持原始信号的包络性能。正弦建模连同频移一起将增强助听器2的输入和输出信号的去相关，以及因此将导致增加的稳定性。
图3图示增强图2中所示出的助听器2的输入和输出信号之间的去相关的替代或附加方式。代替频移(或除其之外)，到第一合成单元18的传入信号的相位被随机化，如由处理块34所指示的那样。随机相位可以通过用从(0,2π)弧度上的均匀分布选取的随机相位值代替传入信号(即第一滤波器14的输出信号)的测量相位来实现。并且，在这里正弦的振幅仍然被使用，从而保持信号的包络性能。
图4图示助听器2的实施例，其中频移和相位随机化与正弦建模组合，如由处理块30和34所指示的那样。对于组合处理，在第一合成单元18中执行的正弦建模使用第一合成单元18的输入信号的原始振幅和随机相位值，并且然后在移动后的频率处生成输出正弦。频移和相位随机化的组合可以在2kHz之下使用具有正弦建模的两带系统来实现。2kHz之下的频率可以在一个或多个实施例中使用十个正弦来再现。因此实现了在助听器2的输入和输出信号之间获得非常高程度的去相关的非常简单的方式。
图5图示根据本发明的实施例的助听器2的另一实施例，其中频移和相位随机化与正弦建模组合。第一合成单元18的传入信号是来自第一滤波器14的输出信号。这个传入信号像由处理块36所图示的那样被划分成段。段可以是重叠的，例如以便考虑到在加窗期间的特征损失。可以对各个段加窗以便减少频谱泄漏并且对该段计算FFT，如由处理块38所图示的那样。可以选择幅度频谱的N个最高峰，并且可以在助听器2内的数据存储单元(未显式地示出)中保存各个峰的频率、振幅以及相位。输出信号然后可以通过使用所测量到的频率、振幅以及相位值为各个选择峰生成相应的一个正弦(由处理块32来图示)来合成。
除所提到的处理步骤之外，以下过程可以被用来使正弦的开始和终止平滑：如果正弦在频率上接近于为前一个段所生成的一个，则可以跨输出段持续时间对振幅、相位以及即时频率进行插值以产生调幅和调频正弦。不与前一个段匹配的频率分量可以用上升斜坡进行加权以提供平滑的开始过渡(“起源”)，并且存在于前一个段中但不在当前段中的频率分量可以用下降斜坡进行加权以提供到零振幅的平滑过渡(“灭亡”)。
例如可以用升余弦汉宁窗对段加窗。能够被使用的一个窗尺寸是24ms(在22.05kHz的采样频率下530个样本)。可以使用其它窗形状和尺寸。
在图6中图示了峰选择的示意示例，其中图示了加窗语音(男性谈话者)段40的幅度频谱，其中16个最高的选择峰由垂直尖峰41来指示(为了简单起见并且为了增加图6的可懂度，仅垂直尖峰中的两个已被用附图标记42标记)。在这个示例中幅度频谱的峰中的四个在2kHz之下发生并且剩余12个峰在2kHz处或之上发生。对于这个示例再现整个频谱将要求总共22个峰。使用较短段尺寸可能由于减少的频率分辨率而给出较差的元音再现，但它将给出信号时间-频率包络性能的更准确再现。因为本发明的重点是在频率的信号再现和修改上，并且因为任何人类听觉系统可能在一些频率处具有降低的频率辨别力，所以频率分辨率的降低或许不是可听的同时在再现包络性能上的改进的准确性实际上可以导致改进的语音质量。
图7图示用于应用频率降低的示例。频率降低(例如根据处理块30)可以是在高频率处，例如2kHz之上。十个正弦可以被用来再现高频区。所图示的使用的频移是如图7中所示出的2:1频率压缩。这意味着在2kHz处及之下的频率在没有低频带中的修改的情况下被再现。2kHz之上，频率降低使3kHz被再现为2.5kHz处的正弦，4kHz被映射到3kHz，依此类推直到11kHz，其被再现为6.5kHz处的正弦。科学调查(如在下文中将是清楚的)已经表明，频率降低的这样的方案可以导致话音的音色方面的小改变，但具有小的表观失真。
除借助于图7所图示的频移之外或者作为其替代方案任何其它频移或许是可能的。例如，作为频率降低的替代方案或除其之外可以应用频率升高。此外可以应用非线性移动。
图8示意性地图示测试信号的声谱图。该信号包括两个句子，第一个由女性谈话者说出而第二个由男性谈话者说出。在右边的条示出以dB计的范围(参考：信号峰水平)。
输入语音的声谱图在图8中被示出，并且对于与用来再现整个频谱的32个正弦一起使用正弦建模所再现的句子的声谱图在图9中被示出。分辨率的一些损失在正弦模型中是可见的。例如，在约0.8秒处1kHz之下的基音谐波在图9中看来是模糊的，并且2kHz与4kHz之间的谐波被同样拙劣地再现。能够在1.2秒与1.5秒之间观测到类似效果。在图9中在约2秒处开始的、对于男性谈话者的正弦建模的效果不显著得多。
在根据图19或图20中所图示的听觉装置的实施例的两带助听器中、对于模拟处理的声谱图在图10中被图示，其中正弦建模被用在第一合成单元18和第二合成单元19中。十个正弦被用于第四频率部分，即用于所图示的图10的示例中2kHz之上的频率。然而，2kHz之下的频率已经再现由第一合成单元18所引起的略微修改，即使存在略微差异所图示的声谱图也可能看来在低频率处基本上和原始的匹配。然而，2kHz之上，可以更清楚地观测到由正弦建模所引起的不完美的信号再现。
在图11中呈现了频率压缩的声谱图。2kHz之上的谐波结构的大多数细节看来已丢失了，但大多数包络性能保持下来。2kHz之上的频率的移位是明显的。在这个示例中使用的FFT尺寸在6ms的加窗段持续时间的情况下是24ms。减少FFT尺寸以和6ms(132个样本)的段尺寸匹配，在根据本发明的一个或多个实施例的听觉装置中可能是更实用的。FFT尺寸的减少能够给出与在这里所呈现的示例相同的声谱图和语音质量，因为确定因子可以是段尺寸。
图12示意性地图示在2kHz之上(第二频率部分)以2:1频率压缩和随机相位使用正弦建模所再现的测试句子的声谱图。原始语音在1.2kHz之下以及在1.5kHz与2kHz之间被提供，并且在从1.2到1.5kHz的频带(第一频率部分)处的正弦建模被应用。相位随机化使用根据本发明的一个或多个实施例的听觉装置的模拟，在所图示的示例中通过在2kHz之上进行正弦建模来实现。2kHz之上的频率使用十个正弦来再现。正弦的振幅信息被保持但相位已被用随机值代替。随机相位基本上对语音可懂度或质量没有影响，因为用于正弦建模的I3可懂度指数(在Kates,J.M.和Arehart,K.H.(2005),“Coherence and the speechintelligibility index,”J.Acoust.Soc.Am.,第117卷,第2224-2237页中报告)使用2kHz之上的原始相位值是0.999，以及对于随机相位语音来说也是0.999，这指示完美的可懂度将被预期。类似地，HASQI质量指数(在对出版物J.Audio Eng.Soc.所提交的Kates,J.M.和Arehart,K.H.(2009),“The hearing aid speech quality index(HASQI)”中报告)对于在2kHz之上使用原始相位值的正弦建模是0.921而对于随机相位语音是0.915，所以在质量上基本上不存在降低。注意，HASQI测量已被处理的信号和原始信号的包络改变，所以结果表明，具有随机相位的正弦建模没有在显著程度上修改语音包络。类似情况适用于在从1.2到1.5kHz的频带处的正弦建模。
在图12中呈现了将随机相位包括在高频带中的语音的声谱图。与在图10上的声谱图中所示出的2kHz之上的正弦建模相比，随机化相位已引起了几个小差异。例如，在0.6与0.8秒之间，随机相位信号示出在3与5kHz之间、比使用原始相位值的正弦建模更不精确的谐波峰。
图13图示在2kHz之上(第二频率部分)以2:1频率压缩和随机相位使用正弦建模所再现的测试句子的声谱图和除第一频率部分外2kHz之下的原始语音。对于组合处理，第二频率部分的正弦建模使用原始振幅和随机相位值，并且然后在移动后的频率处生成输出正弦。频率降低和相位随机化的组合使用配置用于2kHz之上的正弦建模的助听器的模拟来实现。2kHz之上的频率使用十个正弦来再现。如能够从声谱图看到的，组合处理与使用原始相位值的频率降低之间的可听差异是相当小的。
图14图示使听觉装置的输入信号和输出信号去相关的根据本发明的方法的流程图。该方法包括：选择44输入信号的多个频率部分，生成46第一合成信号，以及组合48多个过程信号。
所述多个频率部分包括第一频率部分和第二频率部分。第一频率部分包括低通滤波后的部分。第二频率部分包括高通滤波后的部分。
生成第一合成信号是在第一频率部分和第一模型的基础上，其中第一模型是基于第一周期性函数的。
多个过程信号的组合包括组合第一合成信号和第二频率部分。
可以在助听器中采用图14中所图示的方法的流程图，并且组合信号随后可以依照听觉损伤校正算法来处理以及然后基本上可以被助听器的接收机变换成声音信号。这两个可选附加的部分在图14中由虚线块50(根据听觉损伤校正算法处理组合信号)和52(将听觉损伤校正后的信号变换成声音信号)来图示。
图15图示根据本发明的方法的替代实施例的流程图，进一步包括以下步骤：
-像由块54所图示的那样，将输入信号的第一(和/或第二)频率部分划分成多个(可能重叠的)段，
-像由块56所图示的那样，对各个段加窗并且将其变换到频域。这个步骤(56)能够在一个或多个实施例中通过使用由汉宁窗所加窗的加窗快速傅里叶变换(FFT)来实现。
-像由块58所指示的那样，在各个段中选择N个最高峰，其中N是适合的自然数，例如1、2或高于2，诸如在8-20附近，例如10，以及
-像由步骤60所指示的那样，通过用周期性函数代替所选峰中的各个来生成第一(和/或第二)合成信号。有效地，图14中所示出的步骤46被分成步骤54、56、58以及60。如所图示的，图15中所示出的方法的实施例还可以包括参考图14上面所描述的可选附加的步骤50和52。在根据图15中所示出的实施例的方法的一个或多个实施例中，生成合成信号的步骤46可以进一步包括使用N个峰中的各个峰的频率、振幅以及相位来生成周期性函数的步骤。
在图16中图示了图15中所示出的方法的替代(或附加的)实施例的流程图，进一步包括通过用具有比所选各个峰的频率更低的(和/或更高的)频率的周期性函数代替所选各个峰，在频率上向下(和/或向上)移动所生成的合成信号(或其(一个或多个)部分)的步骤62。
在图17中图示了图15中所图示的方法的替代(或附加的)实施例的流程图，进一步包括步骤64，其中，第一(和/或第二)合成信号的相位，通过用从(0,2π)弧度上的均匀分布随机地或伪随机地选取的相位代替所选峰中的一些的相位中的至少一些，而至少部分地被随机化。
图18图示图15中所示出的方法的又一个替代(或附加的)实施例，其中如上面所描述的诸如降低的频移(步骤62)和如上面所描述的相位随机化(步骤64)在相同的实施例中被组合。
根据在图17或18中的任一个中所图示的方法的一个或多个实施例，相位的随机化可以是可调整的，并且根据在图17或18中的任一个中所图示的方法的一个或多个实施例，可以根据助听器的稳定性来执行相位的随机化。
参考图14，本发明的实施例除关于图14所描述的实施例之外还可以包括：通过用具有比所选峰中的各个的频率更低的频率的周期性函数代替选择峰(例如选择峰中的各个)来在频率上向下和/或向上移动所生成的合成信号，和/或可以包括其中合成信号的相位通过用从(0,2π)弧度上的均匀分布随机地或伪随机地选取的相位代替所选峰中的一些的相位中的至少一些而被至少部分地随机化的步骤。
图19示意性地图示包括以下各项的听觉装置102：第一滤波器14、第二滤波器16、第一合成单元18、组合器20(即包括多个组合器20的组合器20)、第三滤波器15、第四滤波器17以及第二合成单元19。此外，听觉装置102包括输入换能器4、听觉损失处理器8以及接收机10。输入换能器被配置用于提供输入信号6。
第一滤波器14被配置用于提供输入信号6的第一频率部分。第一频率部分包括低通滤波后的部分。
第二滤波器16被配置用于提供输入信号6的第二频率部分。第二频率部分包括高通滤波后的部分。
第一合成单元18被配置用于通过使用基于第一周期性函数的第一模型从第一频率部分生成第一合成信号。
组合器20(其对于听觉装置102来说利用三个组合器20来实现)被配置用于将第二频率部分与第一合成信号组合以用于提供组合信号26。
第三滤波器15被配置用于提供输入信号的第三频率部分。第三频率部分包括低通滤波后的部分。听觉装置被配置用于将第三频率部分包括在组合信号26中。
第一频率部分是带通滤波后的部分。
第四滤波器17被配置用于提供输入信号6的第四频率部分。第四频率部分包括高通滤波后的部分。
第二合成单元19被配置用于通过使用基于第二周期性函数的第二模型从第四频率部分生成第二合成信号。听觉装置被配置用于将第二合成信号包括在组合信号26中。
第二频率部分是带通滤波后的部分。第二频率部分表示比第一频率部分高的频率。
针对实施例102实现了输入信号被至少基本上划分成四个频率段或部分：高频部分(第四频率部分)、低频部分(第三频率部分)、中间范围的高频部分(第二频率部分)以及中间范围的低频部分(第一频率部分)。
第一频率部分例如可以是在1kHz与1.5kHz之间。
第二频率部分例如可以是在1.5kHz与2.5kHz之间。
第三频率部分例如可以在1kHz之下。
第四频率部分例如可以在2.5kHz之上。
听觉损失处理器8被配置用于处理组合信号26以用于提供处理后的信号。接收机10被配置用于将处理后的信号转换成输出声音信号。
图20中所图示的实施例202基本上与图19中所图示的实施例102相同。图20的实施例202不同于图19的实施例102之处在于，组合器20借助于用于组合有关信号的单个组合器20来图示，所述有关信号即第二频率部分、第三频率部分、第一合成信号以及第二合成信号。
分别在图21和22中所图示的实施例302和402基本上不同于实施例102和202之处在于，第四滤波器和第二合成单元被省略。
对于实施例302和402，实现了输入信号被至少基本上划分成三个频率段或部分：低频部分(第三频率部分)、高频部分(第二频率部分)以及中间范围频率部分(第一频率部分)。
第一频率部分例如可以是在1kHz与2kHz之间。
第二频率部分例如可以在2kHz之上。
第三频率部分例如可以在1kHz之下。
图23示意性地图示包括以下各项的听觉装置502：第一滤波器14(其由两个滤波器部分即14A和14B4组成)、第二滤波器16、第一合成单元18、组合器20、第三滤波器(其由两个滤波器部分即14A和14B3组成)、第四滤波器(其由两个滤波器即14A和14B2组成)、第二合成单元19、第五滤波器14A以及第三合成单元21。此外，听觉装置502包括输入换能器4、听觉损失处理器8以及接收机10。输入换能器被配置用于提供输入信号6。
第一滤波器14被配置用于提供输入信号6的第一频率部分。第一频率部分包括低通滤波后的部分。
第二滤波器16被配置用于提供输入信号6的第二频率部分。第二频率部分包括高通滤波后的部分。
第一合成单元18被配置用于通过使用基于第一周期性函数的第一模型从第一频率部分生成第一合成信号。
组合器20被配置用于将第二频率部分与第一合成信号组合以用于提供组合信号26。
第三滤波器被配置用于提供输入信号的第三频率部分。第三频率部分包括低通滤波后的部分。听觉装置(即组合器20)被配置用于将第三频率部分包括在组合信号26中。
第一频率部分是带通滤波后的部分。
第四滤波器被配置用于提供输入信号6的第四频率部分。第四频率部分包括高通滤波后的部分。
第二合成单元19被配置用于通过使用基于第二周期性函数的第二模型从第四频率部分生成第二合成信号。听觉装置(即组合器20)被配置用于将第二合成信号包括在组合信号26中。
第二频率部分是带通滤波后的部分。第二频率部分表示比第一频率部分高的频率。
第五滤波器14A被配置用于提供输入信号6的第五频率部分。
第三合成单元21被配置用于通过使用基于第三周期性函数的第三模型从第五频率部分生成第三合成信号。听觉装置(即组合器20)被配置用于将第三合成信号包括在组合信号26中。
通过图23中所图示的实施例23，实现了输入信号被至少基本上划分成五个频率段或部分：高频部分(第四频率部分)、低频部分(第五频率部分)、中间范围的高频部分(第二频率部分)、中间范围的低频部分(第三频率部分)以及中间范围的中频部分(第一频率部分)。
第一频率部分例如可以是在1.5kHz与2kHz之间。
第二频率部分例如可以是在2kHz与2.5kHz之间。
第三频率部分例如可以是在1kHz与1.5kHz之间。
第四频率部分例如可以在2.5kHz之上。
第五频率部分例如可以在1kHz之下。
听觉损失处理器8被配置用于处理组合信号26以用于提供处理后的信号。接收机10被配置用于将处理后的信号转换成输出声音信号。
可以在图14-18中的任一个中所图示的方法的任何实施例中和/或在图1-5和/或19-23中的任一个中所图示的装置中的任一个中使用正弦建模。在本发明的实施例中的任一个中所使用的正弦建模过程可以是基于McAulay,R.J.和Quatieri,T.F.(1986),“Speechanalysis/synthesis based on a sinusoidal representation”,IEEE学报声学语音和信号处理,第ASSP-34卷,第744-754页的过程的，其中传入信号被优选地划分成重叠的段。各个段被加窗并且对该段计算FFT。幅度频谱的N个最高峰然后被选择，并且各个峰的频率、振幅以及相位被保存在数据存储单元中。输出信号然后通过使用所测量到的频率、振幅以及相位值为各个选择峰生成一个正弦来合成。如果正弦在频率上接近于为前一个段所生成的一个，则此外可以跨输出段持续时间对振幅、相位以及即时频率进行插值以产生调幅和调频正弦。不与前一个段匹配的频率分量可以用上升斜坡进行加权以提供平滑的开始过渡(“起源”)，以及存在于前一个段中但不在当前段中的频率分量可以用下降斜坡进行加权以提供到零振幅的平滑过渡(“灭亡”)。
在其中周期性函数是正弦的示例中，设想了正弦建模(以及一般而言使用周期性函数的建模)还给出了使用部分随机相位的选项。使原始和随机相位值混合提供响应于所估计的系统稳定性连续地调整应用于信号的量随机化的方式。看来是稳定的助听器2和/或听觉装置能够使用原始相位值，而当助听器2和/或听觉装置开始不稳定时逐渐过渡到随机相位。因此诸如在图3、4、5、17或18中的任一个中(由处理块34或64)所图示的相位随机化可以是可调整的。此外，在本发明的实施例中，可以根据助听器2和/或听觉装置的稳定性，执行相位随机化的调整，诸如在图3、4、5、17或18中的任一个中(例如由处理块34或64)所图示的。
因此，应看到，在涉及提供输入信号的多个频率部分以及然后仅在一个或多个频率部分处应用例如正弦建模的本说明书中，所呈现的新的构思在诸如助听器的听觉装置中是可行的和有利的。本文中所呈现的处理结果指示正弦建模对于频移和/或信号去相关来说是有效的过程。附加地，正弦建模具有数个优点：它可以被用来准确地再现语音而无需基音检测或话音/非话音判定；这些操作没有一个被实现在在这里所呈现的示例中。将用于(一个或多个)合成信号的生成的频率部分限制于有限的范围，诸如限于高频率和/或其他频率范围，诸如低频率和/或带通范围，在去除至少一些可听的处理伪迹时可能是有效的。此外对于有限的频率再现所需的减少数目的正弦可以大大地减少与其处理相关联的计算负荷。结果可以是为计算高效又仍然给出高语音质量的非线性信号操纵。在这个本说明书中所呈现的示例具有说明正弦建模的可行性的目的，并且不意在为待编程到助听器和/或听觉装置中的处理的最后和/或所限版本。
如将由本领域的技术人员所理解的，本发明可以以除上面所描述的那些外的其它特定形式来实现并且图示在附图中，以及可以利用各种不同算法中的任一个，而不背离其精神或基本特性。例如，算法的选择(例如什么种类的正弦建模将被使用)典型地是应用特定性的，选择取决于包括所预期到的处理复杂性和计算负荷的各种因素。因此，本文中的公开和描述旨在说明而不限制在所附权利要求中所阐述的本发明的范围。
本发明的特定方面在以下项中被描述。
项
1.一种听觉装置，所述听觉装置包括：
-第一滤波器，所述第一滤波器被配置用于提供听觉装置的输入信号的第一频率部分，所述第一频率部分包括低通滤波后的部分，
-第二滤波器，所述第二滤波器被配置用于提供输入信号的第二频率部分，所述第二频率部分包括高通滤波后的部分，
-第一合成单元，所述第一合成单元被配置用于通过使用基于第一周期性函数的第一模型从第一频率部分生成第一合成信号，以及
-组合器，所述组合器被配置用于将第二频率部分与第一合成信号组合以用于提供组合信号。
2.根据项1的听觉装置，其中
-所述听觉装置包括被配置用于提供输入信号的第三频率部分的第三滤波器，所述第三频率部分包括低通滤波后的部分，以及
-所述听觉装置被配置用于将第三频率部分包括在组合信号中。
3.根据项1或2的听觉装置，其中第一频率部分是带通滤波后的部分。
4.根据前述项中任一项的听觉装置，其中
-所述听觉装置包括被配置用于提供输入信号的第四频率部分的第四滤波器，所述第四频率部分包括高通滤波后的部分，
-所述听觉装置包括被配置用于使用基于第二周期性函数的第二模型从第四频率部分生成第二合成信号的第二合成单元，
-所述听觉装置被配置用于将第二合成信号包括在组合信号中，以及
-所述第二频率部分是带通滤波后的部分。
5.根据项4的听觉装置，其中所述第二合成单元被配置用于在频率上向下移动第二合成信号的频率。
6.根据前述项中任一项的听觉装置，其中所述第一合成单元被配置用于移动第一合成信号的频率。
7.根据前述项中任一项的听觉装置，其中所述第一合成单元被配置用于
-将第一频率部分划分成第一多个段，所述段可以是重叠的，
-对第一多个段中的各个段加窗并且将其变换到频域，以及
-在各个段中选择N个最高峰，其中N可以至少是2，
其中生成第一合成信号可以包括用第一周期性函数代替所选峰中的各个。
8.根据前述项中任一项的听觉装置，其中所述听觉装置包括：
-输入换能器，所述输入换能器被配置用于提供输入信号，和/或
-听觉损失处理器，所述听觉损失处理器被配置用于处理组合信号以用于提供处理后的信号，所述处理是依照所述听觉装置的用户的听觉损失的，和/或
-接收机，所述接收机被配置用于将处理后的信号转换成输出声音信号。
9.根据前述项中任一项的听觉装置，其中所述第一周期性函数包括三角函数，诸如正弦或正弦的线性组合。
10.根据前述项中任一项的听觉装置，其中所述第一合成信号的相位至少部分地被随机化。
11.根据项10的听觉装置，其中所述相位的随机化是可调整的。
12.如根据项6那样根据前述项中任一项的听觉装置，其中所述第一合成单元被配置用于在频率上向下移动第一合成信号的至少第一部分的频率。
13.如根据项6那样根据前述项中任一项的听觉装置，其中所述第一合成单元被配置用于在频率上向上移动第一合成信号的至少第二部分的频率。
14.如根据项4那样根据前述项中任一项的听觉装置，其中第二合成信号的相位至少部分地被随机化。
15.如根据项7和10那样根据前述项中任一项的听觉装置，其中第一合成信号的相位通过用从(0,2π)弧度的均匀分布随机地或伪随机地选取的相位代替所选峰中的一些的相位中的至少一些而被至少部分地随机化。
16.如根据项10那样根据前述项中任一项的听觉装置，其中(一个或多个)相位的随机化根据所述听觉装置的稳定性来执行。
17.如根据项7那样根据前述项中任一项的听觉装置，其中生成第一合成信号包括使用N个峰的各个峰的频率、振幅以及相位。
18.根据前述项中任一项的听觉装置，其中所述听觉装置是下列中的任何一个或任何组合：听觉仪器和助听器。
19.一种使听觉装置的输入信号和输出信号去相关的方法，所述方法包括：
-选择输入信号的多个频率部分，所述多个频率部分包括第一频率部分和第二频率部分，所述第一频率部分包括低通滤波后的部分，所述第二频率部分包括高通滤波后的部分，
-在第一频率部分和第一模型的基础上生成第一合成信号，所述第一模型是基于第一周期性函数的，以及
-组合包括第一合成信号和第二频率部分的多个过程信号。
20.根据项19的方法，其中所述多个频率部分包括第三频率部分，其包括低通滤波后的部分，并且所述多个过程信号包括第三频率部分。
21.根据项19或20的方法，其中第一频率部分是带通滤波后的部分。
22.根据项19-21中任一项的方法，其中
-所述多个频率部分包括第四频率部分，其包括高通滤波后的部分，
-所述方法包括在第四频率部分和第二模型的基础上生成第二合成信号，所述第二模型是基于第二周期性函数的，
-所述多个过程信号包括第二合成信号，以及
-所述第二频率部分包括带通滤波后的部分。
23.根据项19-22中任一项的方法，所述方法包括
-将第一频率部分划分成第一多个段，所述段可以是重叠的，
-对第一多个段中的各个段加窗并且将其变换到频域，以及
-在各个段中选择N个最高峰，其中N至少是2，
其中生成第一合成信号可以包括用第一周期性函数代替所选峰中的各个。
24.根据项23的方法，其中所生成的第一合成信号的至少第一部分通过用具有比所选峰的至少第一部分的频率更低的频率的周期性函数代替所选峰的所述至少第一部分而在频率上被向下移动。
25.根据项23或24的方法，其中所生成的第一合成信号的至少第二部分通过用具有比所选峰的至少第二部分的频率更高的频率的周期性函数代替所选峰的所述至少第二部分而在频率上被向上移动。
26.根据项23-25中任一项的方法，其中第一合成信号的相位通过用从(0,2π)弧度上的均匀分布随机地或伪随机地选取的相位代替所选峰中的一些的相位中的至少一些而被至少部分地随机化。
27.根据项19-26中任一项的方法，其中所述周期性函数包括三角函数，诸如正弦或正弦的线性组合。
28.根据项19-27中任一项的方法，其中第一合成信号的相位至少部分地被随机化。
29.根据项28的方法，其中相位的随机化是可调整的。
30.如根据项22那样根据项19-29中任一项的方法，其中第二合成信号的相位至少部分地被随机化。
31.如根据项28那样根据项19-30中任一项的方法，其中(一个或多个)相位的随机化根据所述听觉装置的稳定性来执行。
32.如根据项23那样根据项19-31中任一项的方法，其中生成第一合成信号包括使用N个峰中的各个峰的频率、振幅以及相位。
33.根据项19-32中任一项的方法，其中所述听觉装置是下列中的任何一个或任何组合：听觉仪器和助听器。
Claims (21)
1.一种听觉装置，所述听觉装置包括：
第一滤波器，所述第一滤波器被配置用于提供所述听觉装置的输入信号的第一频率部分，所述第一频率部分包括低通滤波后的部分，
第二滤波器，所述第二滤波器被配置用于提供所述输入信号的第二频率部分，所述第二频率部分包括高通滤波后的部分，
第一合成单元，所述第一合成单元被配置用于通过使用基于第一周期性函数的第一模型从所述第一频率部分生成第一合成信号，以及
组合器，所述组合器被配置用于将所述第二频率部分与所述第一合成信号组合以用于提供组合信号，
其中所述第一合成单元被配置用于：
将所述第一频率部分划分成第一多个段，
对所述第一多个段中的各个段加窗并且将其变换到频域，以及
在各个段中选择N个峰，
其中，所述第一合成单元被配置用于通过用所述第一周期性函数代替所选峰中的各个来生成所述第一合成信号。
2.根据权利要求1的听觉装置，还包括被配置用于提供所述输入信号的第三频率部分的第三滤波器，所述第三频率部分包括另一低通滤波后的部分，
其中，所述组合器被配置用于将所述第三频率部分包括在所述组合信号中。
3.根据权利要求1的听觉装置，其中所述第一频率部分是带通滤波后的部分。
4.根据权利要求3的听觉装置，还包括：
被配置用于提供所述输入信号的第四频率部分的第四滤波器，所述第四频率部分包括另一高通滤波后的部分，
被配置用于使用基于第二周期性函数的第二模型从所述第四频率部分生成第二合成信号的第二合成单元，
其中，所述组合器被配置用于将所述第二合成信号包括在所述组合信号中，以及
其中所述第二频率部分是带通滤波后的部分。
5.根据权利要求4的听觉装置，其中所述第二合成单元被配置用于向下移动所述第二合成信号的频率。
6.根据权利要求1的听觉装置，其中所述第一合成单元被配置用于移动所述第一合成信号的频率。
7.根据权利要求1的听觉装置，其中，所述段中的至少两个段是重叠的。
8.根据权利要求1的听觉装置，其中，N是至少2。
9.根据权利要求1的听觉装置，其中，所选择的N个峰是最高峰。
10.一种使听觉装置的输入信号和输出信号去相关的方法，所述方法包括：
选择所述输入信号的多个频率部分，所述多个频率部分包括第一频率部分和第二频率部分，所述第一频率部分包括低通滤波后的部分，所述第二频率部分包括高通滤波后的部分，
在所述第一频率部分和第一模型的基础上生成第一合成信号，所述第一模型是基于第一周期性函数的，以及
组合多个过程信号，所述多个过程信号包括所述第一合成信号和所述第二频率部分，
所述方法还包括：
将所述第一频率部分划分成第一多个段，
对所述第一多个段中的各个段加窗并且将其变换到频域，以及
在各个段中选择N个峰，
其中生成所述第一合成信号的行为包括用所述第一周期性函数代替所选峰中的各个。
11.根据权利要求10的方法，其中所述多个频率部分包括第三频率部分，所述第三频率部分包括另一低通滤波后的部分，并且所述多个过程信号包括所述第三频率部分。
12.根据权利要求10的方法，其中所述第一频率部分是带通滤波后的部分。
13.根据权利要求10的方法，其中：
所述多个频率部分包括第四频率部分，所述第四频率部分包括另一高通滤波后的部分，
所述方法还包括在所述第四频率部分和第二模型的基础上生成第二合成信号，所述第二模型是基于第二周期性函数的，
所述多个过程信号还包括所述第二合成信号，以及
所述第二频率部分是带通滤波后的部分。
14.根据权利要求10的方法，其中所生成的第一合成信号的至少第一部分通过用具有比所选峰的第一部分的频率低的频率的周期性函数代替所选峰的至少第一部分而在频率上被向下移动。
15.根据权利要求14的方法，其中所生成的第一合成信号的至少第二部分通过用具有比所选峰的第二部分的频率高的频率的周期性函数代替所选峰的至少第二部分而在频率上被向上移动。
16.根据权利要求10的方法，其中所生成的第一合成信号的至少第一部分通过用具有比所选峰的第一部分的频率高的频率的周期性函数代替所选峰的至少第一部分而在频率上被向上移动。
17.根据权利要求10的方法，其中，所述第一合成信号的相位被至少部分地随机化。
18.根据权利要求17的方法，其中所述第一合成信号的相位通过用从(0,2π)弧度上的均匀分布随机地或伪随机地选取的相位代替所选峰中的至少一个峰的相位而被至少部分地随机化。
19.根据权利要求10的方法，其中，所述段中的至少两个段是重叠的。
20.根据权利要求10的方法，其中，N是至少2。
21.根据权利要求10的方法，其中，所选择的N个峰是最高峰。
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101218850A (zh) * | 2005-07-08 | 2008-07-09 | 奥迪康有限公司 | 消除听力装置中的反馈和噪声的系统及方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4885790A (en) | 1985-03-18 | 1989-12-05 | Massachusetts Institute Of Technology | Processing of acoustic waveforms |
| US4856068A (en) | 1985-03-18 | 1989-08-08 | Massachusetts Institute Of Technology | Audio pre-processing methods and apparatus |
| US5054072A (en) | 1987-04-02 | 1991-10-01 | Massachusetts Institute Of Technology | Coding of acoustic waveforms |
| US5274711A (en) | 1989-11-14 | 1993-12-28 | Rutledge Janet C | Apparatus and method for modifying a speech waveform to compensate for recruitment of loudness |
| US6236731B1 (en) * | 1997-04-16 | 2001-05-22 | Dspfactory Ltd. | Filterbank structure and method for filtering and separating an information signal into different bands, particularly for audio signal in hearing aids |
| US7058182B2 (en) | 1999-10-06 | 2006-06-06 | Gn Resound A/S | Apparatus and methods for hearing aid performance measurement, fitting, and initialization |
| DE102006020832B4 (de) * | 2006-05-04 | 2016-10-27 | Sivantos Gmbh | Verfahren zum Unterdrücken von Rückkopplungen bei Hörvorrichtungen |
| EP2309777B1 (en) * | 2009-09-14 | 2012-11-07 | GN Resound A/S | A hearing aid with means for decorrelating input and output signals |
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101218850A (zh) * | 2005-07-08 | 2008-07-09 | 奥迪康有限公司 | 消除听力装置中的反馈和噪声的系统及方法 |
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