CN105409246B - 具有t线圈的听力仪器 - Google Patents

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Abstract

提供了一种听力仪器，包括：T线圈天线(14)，其用于拾取感应地传输的基带音频信号；音频信号处理单元(16)，其用于对所拾取的T线圈音频信号进行处理；以及输出换能器(18)，其用于根据所处理的音频信号来刺激用户的听力；以及功能单元(22)，其适于以负载周期模式进行操作并且向音频信号处理单元传送干扰时间点，在所述干扰时间点处，功能单元从非活动模式切换到活动模式和/或从活动模式切换到非活动模式，其中，音频信号处理单元适于：在功能单元切换到活动状态和/或从活动状态进行切换的所述干扰时间点期间，向T线圈音频信号应用咔嗒声去除处理。

Description

具有T线圈的听力仪器
技术领域
本发明涉及一种听力仪器，该听力仪器包括T线圈(T-coil)天线和功能单元，该T线圈天线用于从电话设备的换能器线圈拾取基带音频信号，该功能单元以负载周期(dutycycle)模式进行操作。
听力仪器的这种T线圈天线是铁氧体线圈，其不仅对要从电话设备拾取的基带音频信号敏感，而且还对如由噪声源所感生的所有其它种类的磁场非常敏感；这种噪声源相对于听力仪器可以是外部的或内部的。这种噪声源的例子是功率耗散器(power sink)，该功率耗散器是以负载周期化方式工作的并且通常需要具有AC分量的源电流，其中AC分量具有从几十到几千赫兹的频率。通常，在听力仪器中通过负载均衡或噪声整形或大容量电容器来减小这种AC含量。
出于无线通信的目的，听力仪器可以被提供有射频(RF)收发机单元。这种RF收发机(其通常在2.4GHz附近进行操作)在负载周期模式下工作，因为其仅在有限的时间期间发送和/或接收RF分组。负载均衡和噪声整形方法仅可在非常有限的程度上应用于这种RF收发机，因为这些方法会由于 RF收发机所汲取的显著的峰值电流而使收发机的操作不经济或者甚至阻碍收发机的功能。
因此，收发机所汲取的电流峰值可以感生磁场，该磁场转而可以被T 线圈天线拾取，从而引起音频信号的可听失真。虽然在T线圈天线活动时收发机通常将不用于音频信号发送/接收，但是在T线圈天线活动的时间期间，即使在例如1％的低负载周期的情况下，收发机也可以用于除了音频信号传输之外的其它目的，例如用于遥控的目的。因此，即使在没有并发的 RF音频链路的情况下使用T线圈天线时，RF收发机也可以在T线圈天线所拾取的音频信号中感生有规律的咔嗒声(click)信号(例如，每100ms)，该click声信号可以被听力仪器用户听到。
US 7,529,378B2涉及一种听力仪器，该听力仪器适于通过以下方式来抑制诸如GSM信号之类的干扰性信号：通过对听力仪器麦克风所拾取的音频信号进行分析来检测干扰性信号的重复速率或频率，并且在出现干扰性信号的预期的下一个时间点处减弱音频信号。
WO 2009/108553A1涉及一种听力仪器，该听力仪器包括T线圈，其中，对输入音频信号进行分析以便创建输入音频信号中的噪声信号的波形，并且其中，从输入音频信号中减去噪声信号的波形，以便从音频信号中去除噪声。
US 2011/0300874A1涉及一种用于从音频信号中去除TDMA噪声的方法，其中，TDMA噪声滤波器仅在音频信号的非语音间隔期间被激活。
DE 10 2009 018 425A1涉及一种听力仪器，该听力仪器包括T线圈和传输线圈，该传输线圈用于在电话信号的频率范围以上进行无线通信，其中，对T线圈所拾取的音频信号进行分析，以便通过减去模型噪声信号或者通过加入抗噪声信号来去除由传输线圈引起的噪声。
发明内容
本发明的一个目标是提供一种听力仪器，该听力仪器包括T线圈天线和以负载周期模式进行操作的功能单元(例如RF传输单元)，其中，以有效的方式来减小T线圈天线所拾取的信号中的噪声。另一个目标是提供一种相应的听力辅助方法。
根据本发明，分别由本发明所定义的听力仪器以及本发明所定义的方法来实现这些目标。
本发明是有益的，原因在于，通过从功能单元向音频信号处理单元传送干扰时间点(在干扰时间点，功能单元从其非活动状态被切换到其活动状态，或者反之亦然)，并且通过在这些干扰时间点期间对T线圈音频信号应用咔嗒声去除处理，可以以简单和有效的方式从T线圈音频信号中去除由功能单元的负载周期式操作引起的噪声。
优选地，功能单元是无线电传输单元。
在从属权利要求中定义了本发明的优选实施例。
附图说明
下文将通过参考附图来示出本发明的例子，其中：
图1是根据本发明的听力仪器的例子的框图；
图2是根据本发明的听力仪器中的咔嗒声去除功能的例子的框图；
图3是根据本发明的听力仪器中的咔嗒声去除功能的替代例子的框图；
图4是根据本发明的听力仪器中的咔嗒声去除功能的另一个替代例子；以及
图5是与本发明一起使用的分组丢失掩盖过程的例子的示意图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的听力仪器的例子的示意框图，其中，听力仪器10包括：麦克风装置12，其用于从环境声音中捕获音频信号(通常，麦克风装置12包括至少两个间隔开的麦克风以便实现声学波束成形)；T线圈天线14，其用于从电话设备17(例如，移动电话或DECT电话)的换能器线圈15中拾取基带音频信号；音频信号处理单元16，其用于对麦克风装置 12所捕获的音频信号和T线圈14所拾取的音频信号进行处理；以及输出换能器(例如，扬声器18)，其用于根据所处理的音频信号来刺激用户的听力 (但是，本发明通常来说不仅适用于电声听力仪器，还适用于其它类型，例如，骨传导或者电刺激的听力仪器，例如耳蜗植入)。通常，听力仪器10 还包括与音频信号处理单元16进行通信的数据/程序存储器20。
听力仪器10还包括适于以负载周期模式进行操作的功能单元，该功能单元是包括天线24的无线收发机单元22，其用于建立到外部设备19的无线射频链路；这种外部设备的例子是其它听力仪器(特别是用于实现双耳系统)、无线麦克风、外部音频源，例如，电视机或其它音频流化器等等。例如，该RF单元可以在ISM频带中的2.4GHz附近进行操作，并且可以实现为蓝牙接口或其它无线接口。
听力仪器10还包括电源(即，电池26)，其用于向听力仪器10的电组件供电。
RF单元22的负载周期操作引起RF单元22从电池26汲取的电流峰值，其转而将感生磁场，该磁场由T线圈天线14拾取，并且由于这种感生磁场的典型频率在可听范围内，因此会引起T线圈14所拾取的音频信号的可听失真。通常，这种失真信号被感知为可听到的(例如，每100ms)有规律的“咔嗒声”。
为了减小或消除T线圈14所拾取的音频信号中的这种可听失真，RF 单元22向音频信号处理单元16传送干扰时间点(在干扰时间点，RF单元 22从其非活动状态被切换到其活动状态(或者反之亦然))，即，预期生成干扰性磁场的时间点，其中音频信号处理单元16适于在该干扰时间点期间向T线圈音频信号应用咔嗒声去除处理。
图2中示出了这种咔嗒声去除处理的第一个例子，其中，在干扰时间点期间将静态滤波器28应用于T线圈音频信号，即，由RF单元22所提供的干扰触发信号来控制滤波器28的操作，以便指示干扰时间点。优选地，经由淡入/淡出(fade-in/fade-out)过程来应用滤波器28。通常，滤波器28 是高通滤波器。在图2的例子中，在数字域中应用滤波器28，即，在将T线圈14所拾取的音频信号提供给滤波器28之前，由A/D转换器30对该音频信号进行数字化。
离开滤波器28的经滤波的音频信号经过进一步的信号处理，如由图2 中的单元32所指示的。
根据如图3中所示出的更复杂的方法，音频信号处理单元16可以包括充当相位消除器的自适应噪声消除滤波器128，其适于：在干扰时间点期间，利用加法器36从T线圈音频信号中减去原型失真信号(在图3中的34处示意性地指出)。滤波器128优选地适于：将原型失真信号自适应地匹配到由于单元22的负载周期操作而在T线圈音频信号中生成的真实失真信号。为此，可以使用NLMS算法或者类似的算法。
根据一个例子，可以合成原型失真信号34，即，可以根据模型来从数学上推导出原型失真信号34。虽然这种实现方式可能不是特别准确，但是这种实现方式是简单的，因为不需要像A/D转换器一样的额外的信号测量装置。替代地，原型失真信号可以与先前在实验室测量的、T线圈音频信号中所生成的真实失真信号(其可以存储在存储器20中)相对应。
在图3的实施例中，来自单元22的干扰触发信号用于将原型失真信号 34同步到T线圈14所拾取的实际音频信号，即，触发信号对从T线圈音频信号中减去适配的原型失真信号34的时间进行控制。
根据如图4和图5中所示出的另外的替代实施例，音频信号处理单元 16包括分组丢失掩盖(PLC)单元228，其用于利用替换信号区段来替换在干扰时间点期间T线圈音频信号的干扰失真的信号区段。在此情况下，单元22所提供的触发信号用于以以下方式来控制PLC单元228：使得信号区段替换处理同步到实际的T线圈音频信号，即，同步到干扰事件的时序。优选地，PLC单元228适于经由淡入/淡出过程来实现信号区段替换。
根据一个例子，替换信号区段是经记录的之前的T线圈音频信号区段，其可以经过另外的缩放。例如，可以通过互相关分析来选择这种经记录的之前的T线圈音频信号区段。作为用于确定“最相似”区段的典型的互相关的替代，还可以使用其它适当的数学度量，例如在区段的所有样本上进行求和的欧式距离。
根据替代的例子，替换信号区段可以是合成的信号区段，其中可以根据当前信号属性(例如，信号电平、音调频率、频率形状、有声/无声区分) 以及其它适当的属性来合成该信号区段。
图5中示意性地示出了用经记录的信号区段进行的替换，其中，示出了T线圈音频信号随时间变化的例子。图5中在40处指示失真的T线圈信号区段，在42处指示“最后良好”的信号区段，并且在44处指示与“最后良好”的信号区段42最相似的最近期信号区段。
要注意的是，音频信号处理单元16不是通过分析音频信号而是通过从 RF单元22接收到46处的事件触发信号来识别失真的信号区段40。
将紧挨在失真的信号区段40前面的“最后良好”的信号区段42与先前的信号区段进行比较，以便确定和选择“最相似”的信号区段44。紧挨在“最相似”的信号区段44后面的信号区段48具有相对高的可能性是用于失真的信号区段40的良好替换。在替换失真的信号区段40之前，可以针对平均幅度来对替换信号区段48进行缩放，并且然后利用适当的交叉淡化(cross fading)来将其插入以替代失真的信号区段40。
根据另一个实施例，音频信号处理单元16可以适于：在干扰时间点期间临时地减小向T线圈音频信号应用的增益，即，由来自RF单元22的触发信号来控制增益减小。优选地，随后经由淡入/淡出过程来减小增益。
要理解的是，在知道了RF单元22在其间是活动的时段的情况下，仅针对“开-事件(on-event)”(即，针对单元22从其非活动状态改变到其活动状态的时间点)来向音频信号处理单元16发送触发信号是足够的，这是因为音频信号处理单元16然后能够根据已知的活动时段的持续时间来计算“关-事件(off-event)”的时间点。
要理解的是，可以在数字域中应用咔嗒声去除处理(如图2至图4的例子中所示出的)，但是也可以在A/D转换之前在模拟信号域中应用咔嗒声去除处理。
除了RF收发机之外的负载周期化单元的例子是具有对高耗电的闪速 ROM或EEPROM的常规(写)访问的数据存储设备。对这种存储设备进行写入通常消耗比读取更多的功率。
例如，由于常规的数据记录事件，控制器可以向非易失性存储器写入数据。触发事件从而将从听力仪器的控制器产生，并且因此可以传送到音频信号处理单元，如上面所讨论的RF收发机的情况。

Claims (35)

1.一种听力仪器，包括：
T线圈天线(14)，其用于拾取感应地传输的基带音频信号，
音频信号处理单元(16)，其用于对所拾取的T线圈音频信号进行处理，
输出换能器(18)，其用于根据所处理的音频信号来刺激用户的听力，以及
功能单元(22)，其适于以负载周期模式进行操作并且向所述音频信号处理单元传送干扰时间点，在所述干扰时间点，所述功能单元从其非活动状态被切换到其活动状态和/或从其活动状态被切换到其非活动状态，
其中，所述音频信号处理单元适于：在所述功能单元被切换到其活动状态和/或从其活动状态被切换的所述干扰时间点期间，向所述T线圈音频信号应用咔嗒声去除处理，
其中，所述音频信号处理单元(16)包括静态滤波器(28)，在所述干扰时间点期间将所述静态滤波器(28)应用于所述T线圈音频，并且
其中，所述音频信号处理单元(16)适于经由淡入/淡出过程来应用所述静态滤波器(28)。
2.根据权利要求1所述的听力仪器，其中，所述功能单元是无线电收发机单元(22、24)，所述无线电收发机单元(22、24)用于建立到外部设备(19)的无线射频链路。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的听力仪器，还包括麦克风装置(12)，所述麦克风装置(12)用于从环境声音中捕获音频信号，其中，所述音频信号处理单元(16)适于对所捕获的音频信号进行处理。
4.根据权利要求1和2中任一项所述的听力仪器，其中，所述静态滤波器(28)是高通滤波器。
5.根据权利要求4所述的听力仪器，还包括麦克风装置(12)，所述麦克风装置(12)用于从环境声音中捕获音频信号，其中，所述音频信号处理单元(16)适于对所捕获的音频信号进行处理。
6.根据权利要求1和2中任一项所述的听力仪器，其中，所述音频信号处理单元(16)包括充当相位消除器的自适应噪声消除滤波器(128)，所述自适应噪声消除滤波器(128)适于在所述干扰时间点期间从所述T线圈音频信号中减去适配的原型失真信号。
7.根据权利要求6所述的听力仪器，还包括麦克风装置(12)，所述麦克风装置(12)用于从环境声音中捕获音频信号，其中，所述音频信号处理单元(16)适于对所捕获的音频信号进行处理。
8.根据权利要求6所述的听力仪器，其中，所述静态滤波器(28)是高通滤波器。
9.根据权利要求6所述的听力仪器，其中，所述自适应噪声消除滤波器(128)适于对合成的原型失真信号进行适配。
10.根据权利要求6所述的听力仪器，其中，所述自适应噪声消除滤波器(128)被馈送有原型失真信号，所述原型失真信号与由于切换所述功能单元(22)到其活动状态或者从其活动状态切换所述功能单元(22)所引起的、在所述T线圈音频信号中所生成的先前测量的真实失真信号相对应。
11.根据权利要求1和2中任一项所述的听力仪器，其中，所述音频信号处理单元(16)包括分组丢失掩盖单元(228)，所述分组丢失掩盖单元(228)用于利用替换信号区段(48)来替换在所述干扰时间点期间所述T线圈音频信号的干扰失真的区段(40)。
12.根据权利要求11所述的听力仪器，还包括麦克风装置(12)，所述麦克风装置(12)用于从环境声音中捕获音频信号，其中，所述音频信号处理单元(16)适于对所捕获的音频信号进行处理。
13.根据权利要求11所述的听力仪器，其中，所述静态滤波器(28)是高通滤波器。
14.根据权利要求11所述的听力仪器，其中，所述音频信号处理单元(16)包括充当相位消除器的自适应噪声消除滤波器(128)，所述自适应噪声消除滤波器(128)适于在所述干扰时间点期间从所述T线圈音频信号中减去适配的原型失真信号。
15.根据权利要求14所述的听力仪器，其中，所述自适应噪声消除滤波器(128)适于对合成的原型失真信号进行适配。
16.根据权利要求14所述的听力仪器，其中，所述自适应噪声消除滤波器(128)被馈送有原型失真信号，所述原型失真信号与由于切换所述功能单元(22)到其活动状态或者从其活动状态切换所述功能单元(22)所引起的、在所述T线圈音频信号中所生成的先前测量的真实失真信号相对应。
17.根据权利要求11所述的听力仪器，其中，所述音频信号处理单元(16)适于经由淡入/淡出过程来实现所述信号区段替换。
18.根据权利要求11所述的听力仪器，其中，所述替换信号区段(48)是经记录的之前的T线圈信号区段。
19.根据权利要求18所述的听力仪器，其中，所述音频信号处理单元(16)适于经由淡入/淡出过程来实现所述信号区段替换。
20.根据权利要求18所述的听力仪器，其中，所述音频信号处理单元(16)适于通过互相关分析或者通过经求和的欧氏距离来选择所述经记录的之前的T线圈信号区段。
21.根据权利要求11所述的听力仪器，其中，所述替换信号区段(48)是合成的信号区段。
22.根据权利要求21所述的听力仪器，其中，所述音频信号处理单元(16)适于经由淡入/淡出过程来实现所述信号区段替换。
23.根据权利要求1和2中任一项所述的听力仪器，其中，所述音频信号处理单元(16)适于：经由淡入/淡出过程来在所述干扰时间点期间临时地减小向所述T线圈音频信号应用的增益。
24.根据权利要求23所述的听力仪器，还包括麦克风装置(12)，所述麦克风装置(12)用于从环境声音中捕获音频信号，其中，所述音频信号处理单元(16)适于对所捕获的音频信号进行处理。
25.根据权利要求23所述的听力仪器，其中，所述静态滤波器(28)是高通滤波器。
26.根据权利要求23所述的听力仪器，其中，所述音频信号处理单元(16)包括充当相位消除器的自适应噪声消除滤波器(128)，所述自适应噪声消除滤波器(128)适于在所述干扰时间点期间从所述T线圈音频信号中减去适配的原型失真信号。
27.根据权利要求26所述的听力仪器，其中，所述自适应噪声消除滤波器(128)适于对合成的原型失真信号进行适配。
28.根据权利要求26所述的听力仪器，其中，所述自适应噪声消除滤波器(128)被馈送有原型失真信号，所述原型失真信号与由于切换所述功能单元(22)到其活动状态或者从其活动状态切换所述功能单元(22)所引起的、在所述T线圈音频信号中所生成的先前测量的真实失真信号相对应。
29.根据权利要求23所述的听力仪器，其中，所述音频信号处理单元(16)包括分组丢失掩盖单元(228)，所述分组丢失掩盖单元(228)用于利用信号区段替换(48)来替换在所述干扰时间点期间所述T线圈音频信号的干扰失真的区段(40)。
30.根据权利要求29所述的听力仪器，其中，所述音频信号处理单元(16)适于经由淡入/淡出过程来实现所述信号区段替换。
31.根据权利要求29所述的听力仪器，其中，所述替换信号区段(48)是经记录的之前的T线圈信号区段。
32.根据权利要求31所述的听力仪器，其中，所述音频信号处理单元(16)适于通过互相关分析或者通过经求和的欧氏距离来选择所述经记录的之前的T线圈信号区段。
33.根据权利要求29所述的听力仪器，其中，所述替换信号区段(48)是合成的信号区段。
34.一种经由听力仪器(10)来向用户提供听力辅助的方法，所述方法包括：
经由所述听力仪器的T线圈天线(14)从电话设备(17)的换能器线圈(15)中拾取基带音频信号，由所述听力仪器的音频信号处理单元(16)来对所拾取的T线圈音频信号进行处理，以及根据所处理的音频信号来刺激所述用户的听力，
其中，所述听力仪器的功能单元(22)以负载周期模式进行操作并且向所述音频信号处理单元传送干扰时间点，在所述干扰时间点，所述功能单元从其非活动状态被切换到其活动状态和/或从其活动状态被切换到其非活动状态，
其中，在所述功能单元被切换到其活动状态或者从其活动状态被切换的所述干扰时间点期间，由所述音频信号处理单元向所述T线圈音频信号应用咔嗒声去除处理，
其中，所述音频信号处理单元(16)包括静态滤波器(28)，在所述干扰时间点期间将所述静态滤波器(28)应用于所述T线圈音频，并且
其中，所述音频信号处理单元(16)适于经由淡入/淡出过程来应用所述静态滤波器(28)。
35.根据权利要求34所述的方法，还包括：从环境声音中捕获音频信号，以及由所述音频信号处理单元(16)来对所捕获的音频信号进行处理。
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