CN107071674A - 配置成定位声源的听力装置和听力系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了配置成定位声源的听力装置和听力系统，其中所述听力装置包括：至少一输入变换器，用于将输入声音转换为有噪声电输入信号，所述输入声音包括a)来自目标声源的目标声音信号和b)来自环境的可能附加噪声声音信号的混合；至少一无线接收器，用于接收所述目标声音信号的无线传输的版本并提供实质上无噪声的目标信号；连接到所述至少一输入变换器和所述至少一无线接收器的信号处理单元，所述信号处理单元包括当听力装置由用户佩戴时从目标声源到听力装置的声传播通道的声音传播模型，所述声音传播模型配置成用于估计目标声音信号相对于用户的到达方向。

Description

配置成定位声源的听力装置和听力系统
技术领域
本申请涉及助听器领域，尤其涉及一种配置成定位声源的听力装置和听力系统。
背景技术
受损听力的定位提示经常退化(由于下降的听觉能力以及由于听力受损者佩戴的助听器的配置)，这意味着判断给定声音是从哪个方向接收的能力的退化。这是恼人的并且可能是危险的，例如在交通中。人类的声音定位与声音到人的两耳处的到达时间、衰减等的差异有关，并且例如取决于声源的方向和距离，耳朵的构造和大小等。
发明内容
本发明涉及相对于助听器用户的助听器(或其鼻子)估计到一个或多个感兴趣声源的方向的问题。我们假定目标声源配备有无线传输能力及目标声音经该无线链路传给助听器用户的助听器。因此，助听器系统经其传声器声学地接收目标声音，及经电磁传输通道(或其它无线传输选择)无线地接收目标声音。假定i)接收到的声学信号由目标声音和可能的背景噪声组成；和ii)无线目标声音信号，其由于无线传声器靠近目标声源而(实质上)无噪声，本发明的目标在于估计目标声源相对于助听器系统的位置。在本说明书中(无线传播的目标信号)，术语“无噪声”意为“实质上无噪声”或者“包括比声学传播的目标声音小的噪声”。
目标声源例如可包括人的话音，或直接来自人的嘴巴或经扬声器呈现。目标声源的拾取及无线传给助听器例如可实施为连到或位于目标声源附近的无线传声器，例如位于有噪声环境(如鸡尾酒会、车厢中、机舱中等)中的对话伙伴身上，或者位于“讲演厅情形”下的讲课者身上，等等。作为备选，其可以是现场播放或经一个或多个扬声器呈现的音乐或其它声音。目标声源也可以是具有无线传输能力的通信装置，例如包括发射器的收音机/电视机，其将声音信号无线传给助听器。
由于下述几个目的，估计目标声源的位置(和/或传声器之间的时延)是有利的：1)目标声源可被“双耳化”，即双耳地进行处理并呈现给助听器用户(具有正确的空间线索)，这样，无线信号将听上去就像源自正确的空间位置一样；2)助听器系统中的降噪算法可适应该已知目标声源在已知位置的存在；3)向助听器用户可视(或通过其它手段)反馈如经移动电话或平板电脑反馈无线传声器的位置，或为简单的信息或为用户界面的一部分，其中助听器用户可控制多个不同无线声源的出现(音量等)。
我们的未决欧洲专利申请(2014年10月21日申请的题为“听力系统”的申请14189708.2)也涉及助听器中的声源定位话题。然而，与其相比较，本发明的不同之处在于a)计算更简单；b)存储器复杂性方面更便宜；及c)限于M＝2个传声器。本发明中提出的解决方案1)能够考虑背景噪声的存在，除声学目标信号之外，其将总是在传声器处出现；及2)(除1)之外)还能够考虑撞击在助听器传声器上的声音被头部过滤的事实，这通常将提高性能。
一方面，提供适于佩戴在用户头部之处或之上的听力装置。该听力装置包括：
-至少一输入变换器，用于将输入声音转换为有噪声电输入信号，所述输入声音包括a)来自目标声源的目标声音信号和b)来自环境的可能附加噪声声音信号的混合；
-至少一无线接收器，用于接收目标信号的无线传输的版本并提供实质上无噪声的目标信号；
-连接到至少一输入变换器和至少一无线接收器的信号处理单元，该信号处理单元包括：
--当听力装置由用户佩戴时从目标声源到听力装置的声传播通道的(例如可配置的)声音传播模型，该声音传播模型配置成用于估计目标声音信号相对于用户的到达方向。
在实施例中，至少一输入变换器包括至少一传声器。
在实施例中，声音传播模型不随频率而变。换言之，假定所有频率按同样的方式衰减和延迟(全频带模型)。这具有使解决方案计算简单的优点(适合具有有限处理和/或功率容量的便携装置)。在实施例中，声音传播模型在一频率范围(例如低于阈频，例如4kHz)中不随频率而变，该频率范围形成听力装置的工作频率范围(如在最小频率fmin(如20Hz或50Hz或250Hz)和最大频率fmax(如8kHz或10kHz)之间)的一部分。在实施例中，听力装置的工作频率范围分为多个(如两个以上)子频率范围，其中在给定子频率范围内的频率以同样的方式衰减和延迟(但在子频率范围之间不同)。
在实施例中，声音传播模型包括远场模型。
在实施例中，声音传播模型导致(使)耳间时间差(ITD)和耳间电平差(ILD)能分别通过下式估计：
ILD＝K1sin(θ)[相对电平]
ITD＝K2θ+K3sin(θ)[时间]，
其中K1,K2和K3为要选择的常数，及θ为目标声源的到达方向相对于参考方向的角度。
在实施例中，参考方向通过用户(和/或通过用户身体(如头部，如耳朵处)上的第一和第二(左和右)听力装置的位置)定义，例如相对于与通过第一和第二(左和右)听力装置的第一和第二输入变换器(如传声器)的线垂直的线定义。在实施例中，第一和第二听力装置的第一和第二输入变换器假定分别位于用户头部的两侧(如相应地位于用户的左和右耳之处或之上或之中)。
在实施例中，ILD的相对电平按dB进行确定。在实施例中，ITD的时间按秒或多个时间样本(每一时间样本通过采样速率定义)进行确定。
在实施例中，声音传播模型包括自由场模型。在实施例中，模型参数Ki选择为(K1,K2,K3)＝(0,0,a/c)。使用这些选择，助听器用户头部的存在(自由场假设)被忽视，及假定目标源无限远(远场假设)。从而，不理会用户头部的“阴影效应”。在该模型中，ILD(取为)零，及ITD＝(a/c)sin(θ)，其中a为分别位于用户的第一(左)和第二(右)耳处的第一和第二输入变换器(如传声器)之间的距离(参见图2A)，c为声速，及θ为目标声源的到达方向相对于用户定义的参考方向(如用户的视向，例如通过用户耳朵之间垂直于通过用户耳朵的纵向平面的线定义，例如参见图1、2、3)的角度。这具有使能计算简单的解决方案的优点(适合具有有限处理和/或功率容量的便携装置)。
在实施例中，声音传播模型包括球形头部模型。在实施例中，模型参数Ki(i＝1,2,3)选择为(K1,K2,K3)＝(γ,a/(2c),a/(2c))，其中γ为常数。这实施粗略的实心球头部模型(参见图2B)。在该模型中，ILD建模为γsin(θ)，及ITD建模为(a/2c)(sin(θ)+θ)，其中a,c和θ如上定义。这实施相当粗略的实心球头部模型。在此，对于θ＝0(声音来自前面)，ILD为0dB，及对于来自+-90度(侧面)的声音，其具有最大值。ITD的表达式为Woodworth模型(细节请参考[2])。这具有使能计算简单的解决方案的优点(适合具有有限处理和/或功率容量的便携装置)。
在实施例中，声音传播模型包括信号模型和头部模型。在实施例中，头部模型包括自由场模型。在实施例中，头部模型包括球形头部模型。
在实施例中，听力装置包括时域到时频域转换单元，用于将时域中的电输入信号转换为时频域中的电输入信号的表示，在多个频率窗口k中的每一时刻l提供电输入信号，k＝1,2,…,N。在实施例中，时域到时频域转换单元包括滤波器组。在实施例中，时域到时频域转换单元包括傅里叶变换单元，如包括快速傅里叶变换(FFT)算法，或例示傅里叶变换(DFT)算法，或短时傅里叶变换(STFT)算法。
在实施例中，信号处理单元配置成提供目标声音信号的到达方向θ的最大似然估计量。
在实施例中，当听力装置由用户佩戴时从目标声源到听力装置的声传播通道的声音传播模型包括由下式定义的信号模型：
其中，R(l,k)为有噪声目标信号的时频表示，S(l,k)为无噪声目标信号的时频表示，为从目标声源到听力装置的相应输入变换器的声传播通道的频率传递函数，及V(l,k)为附加噪声的时频表示。
在实施例中，信号处理单元配置成通过找到使下面的似然函数最大的θ值提供目标声源的到达方向θ的最大似然估计量，
其中为附加噪声的估计量的时频表示，及Cv(l,k)为输入变换器间噪声协方差矩阵。在实施例中，频率传递函数假定与到达方向θ无关。
在实施例中，听力装置的至少一输入变换器为一个或两个(意思为包括一个或多个输入变换器，例如由一个或多个输入变换器组成)。在实施例中，至少一输入变换器包括至少一传声器如两个。
在实施例中，听力装置配置成确定信号相对于用户是从前半平面还是后半平面到达。在实施例中，听力装置包括至少两个输入变换器，其布置成空间上分开使得第一输入变换器比至少两个输入变换器中的第二输入变换器更朝向用户的前半平面定位，当听力装置在工作时安装到用户上时。在实施例中，信号起源相对于用户在前半平面还是后半平面通过比较信号到达至少两个输入变换器中的第一(前)和第二(后)输入变换器的时间确定。
在实施例中，听力系统配置成(仅)在似然函数大于阈值的情形下计算到达方向。从而，在确定目标声音的可靠到达方向的条件差的情形下可节约功率。在实施例中，无线接收的声音信号在到达方向尚未被确定时不呈现给用户。在实施例中，无线接收的声音信号和声学接收的信号的混合呈现给用户。
在实施例中，听力装置包括波束形成单元，及信号处理单元配置成在波束形成单元中使用目标声音信号相对于用户的到达方向的估计量以提供包括目标信号的波束成形信号。在实施例中，信号处理单元配置成将随电平和频率而变的增益施加到包括目标信号的输入信号及提供包括目标信号的增强输出信号。在实施例中，听力装置包括适于基于包括目标信号的信号将可感知为声音的刺激提供给用户的输出单元。在实施例中，听力装置配置成基于估计的耳间时间差和耳间电平差估计头部相关传递函数。
在实施例中，听力装置(或系统)配置成根据当前声环境和/或电池状态指示在不同的声音传播模型之间切换。在实施例中，听力装置(或系统)配置成基于来自电池状态检测器的指示表明电池电量相当低而切换到(计算要求)较低的声音传播模型。
在实施例中，听力装置包括助听器、头戴式耳机、耳麦、耳朵保护装置或其组合。
一方面，提供包括第一和第二如上所述的、具体实施方式中详细描述的、权利要求中限定的及图示的听力装置的听力系统。第一和第二听力装置适于分别位于用户的第一和第二耳朵之处或之中。在实施例中，第一和第二听力装置中的每一个包括配置成使能在其间交换信息的天线和收发器电路，例如交换状态、控制和/或音频数据。在实施例中，第一和第二听力装置配置成使能将在第一和第二听力装置之一中估计的关于到达方向的数据交换给另一听力装置。
在实施例中，听力系统配置成估计第一和第二听力装置的目标声源到输入变换器传播时延。在实施例中，听力装置配置成确定第一和第二听力装置的目标源到输入变换器传播时延之间的差。
在实施例中，听力装置包括一个或多个检测器，用于监视听力装置的当前输入信号和/或当前声环境(如包括一个或多个相关检测器、电平检测器、语音检测器)。
在实施例中，听力装置包括电平检测器(LD)，用于确定输入信号的电平(如基于频带级和/或全(宽带)信号)。
在实施例中，听力装置包括话音活动检测器(VAD)，配置成提供控制信号，该控制信号包括指明(声学或无线传播的)输入信号在特定时间点(或特定时间段)是否包括话音的指示(如二元或基于概率)。
在实施例中，听力装置(或系统)配置成根据控制信号如来自话音活动检测器的控制信号在本地的和通知的(informed)估计到达方向之间切换。在实施例中，听力装置(或系统)配置成当在输入信号中检测到话音时，例如当在无线接收的(实质上)无噪声的信号中检测到话音时，仅按本发明中所述确定到达方向。从而，在听力装置/系统中可节能。
在实施例中，听力装置包括电池状态检测器，其提供指明电池当前状态(如电压、剩余容量或估计的运行时间)的控制信号。
定义
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听力仪器或有效耳朵保护装置或其它音频处理装置，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、及将可能已修改的音频信号作为可听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、及将可能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。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、及直接或间接传到用户耳蜗神经的电信号。
听力装置可构造成以任何已知的方式进行佩戴，如作为佩戴在耳后的单元(具有将辐射的声信号导入耳道内的管或者具有安排成靠近耳道或位于耳道中的扬声器)、作为整个或部分安排在耳廓和/或耳道中的单元、作为连到植入在颅骨内的固定结构的单元、或作为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(即有线或无线)接收输入音频信号的接收器、用于处理输入音频信号的(通常可配置的)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。在一些听力装置中，放大器可构成信号处理电路。该信号处理电路通常包括一个或多个(集成或单独的)存储器元件，用于执行程序和/或用于保存处理中使用(或可能使用)的参数和/或用于保存与听力装置的功能有关的信息和/或用于保存信息(例如处理后的信息，如由信号处理电路提供)，例如结合到用户的接口和/或到编程装置的接口使用。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，振动器可适于经皮或由皮将结构传播的声信号传给颅骨。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到耳蜗液体。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、听觉皮层和/或大脑皮层的其它部分。
“听力系统”指包括一个或两个听力装置的系统。“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、音频网关设备、移动电话(如智能电话)、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例如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。
附图说明
图1A示出了对于使用无线传声器的助听器系统的“通知的”双耳到达方向(DoA)估计情形，其中rm(n)、s(n)和hm(n,θ)分别为传声器m处接收到的有噪声的声音、(实质上)无噪声的目标声音及目标讲话者和传声器m之间的声道脉冲响应。
图1B示意性地示出了当第一和第二听力装置分别位于用户的第一(左)和第二(右)耳之处或之中时，声源相对于包括第一和第二听力装置的助听器系统的几何布置。
图2A示出了自由场情形下双耳助听器系统的第一和第二传声器相对于声源的几何布置。
图2B示出了球形头部模型中双耳助听器系统的第一(左)和第二(右)传声器相对于声源的几何布置。
图3示出了对于多种模型情形，在SNR＝0dB时，性能为由角度θ表示的到达方向(DoA)的函数。
图4A示出了包括伙伴传声器单元(PMIC)、一对听力装置(HDl,HDr)和(中间)辅助装置(AD)的助听器系统。
图4B示出了包括伙伴传声器单元(PMIC)和一对听力装置(HDl,HDr)的听力系统。
图5示出了可形成根据本发明的听力系统的一部分的示例性听力装置。
具体实施方式
本发明解决的问题是估计目标声源的位置。为实现该目的，对到达助听器系统的传声器的信号及其从发射目标源到传声器的传播进行一些假设。在下面，概述这些假设。
图1A示出了相应情形。由目标讲话者(信号源)产生并由讲话者处的传声器(参见“目标讲话者处的无线体戴式传声器”)拾取的语音信号s(n)(目标信号，n为时间指数)通过声道hm(n,θ)(声传播通道的传递函数)进行传输并到达例如包括第一和第二助听器的听力系统的传声器m(m＝1,2)(参见“助听器系统传声器”)。由于(可能的)附加环境噪声(参见“环境噪声(如竞争性讲话者)”)，在传声器m(在此为左听力装置的传声器)处接收到有噪声信号rm(n)。实质上无噪声的目标信号s(n)经无线连接传给听力装置(术语“实质上无噪声的目标信号s(n)”指s(n)至少通常包括比用户处的传声器接收到的信号rm(n)小的噪声的假设)。本发明的目标在于使用这些信号估计目标信号相对于用户的到达方向(DoA)(参见相对于通过用户鼻子的虚线定义的方向的角度θ)。
图1B示意性地示出了当第一和第二听力装置HDL,HDR分别位于用户U头部的第一(左)或第二(右)耳之处或之中时，声源相对于包括第一和第二听力装置的助听器系统的几何布置。该设置类似于上面结合图1A所述的设置。空间的前和后向及前和后半平面(参见箭头前和后)相对于用户U的头部定义并通过用户的视向(LOOK-DIR，虚线箭头)(由用户的鼻子和通过用户耳朵的(垂直)参考平面(垂直于视向的实线)定义)确定。左和右听力装置HDL,HDR中的每一个包括位于用户耳后(BTE)的BTE部分。每一BTE部分包括两个传声器，即分别位于左和右听力装置的前面的传声器FML,FMR及位于后面的传声器RML,RMR。每一BTE部分上的前和后传声器沿(实质上)平行于视向的线间隔开距离ΔLM，分别参见点线REF-DIRL和REF-DIRR。如图1A中所示，目标声源S位于距用户距离d处并具有通过相对于参考方向(在此为用户的视向)的角度θ确定的到达方向(在水平面中)。在实施例中，用户U位于声源S的远场中(如虚实线d所示)。
信号模型
一般地，我们假定描述由第m个输入变换器(如传声器m)接收的有噪声信号的信号模型(例如参见[2],Eq.(1))：
rm(n)＝s(n)*hm(n,θ)+vm(n),(m＝{left,right}或{1,2}) [2](1)
其中s,hm和vm分别为目标讲话者位置处发出的(实质上)无噪声的目标信号、目标讲话者和传声器m之间的声道脉冲响应及附加噪声分量。θ为目标声源的到达方向相对于通过用户(和/或通过用户身体(如头部，例如耳朵处)上的第一和第二(左和右)听力装置的位置)定义的参考方向的角度，n为离散时间指数，*为卷积算子。在实施例中，参考方向由用户的视向定义(例如由用户的鼻子指向的方向定义(当看作箭头尖时))。在实施例中，在短时傅里叶变换域(STFT)中运行，这使能将所有涉及的量写作频率指数k、时间(帧)指数l和到达方向(角度)θ的函数。有关的量由下面的等式2-10给出(参见[2])。
大多数目前技术发展水平的助听器均在短时傅里叶变换(STFT)中运行，因为其允许随频率而变的处理、计算效率和能力从而适应变化的条件。因此，使Rm(l,k),S(l,k)和Vm(l,k)分别指rm,s和vm的STFT。在实施例中，假定S还包括源(如嘴巴)到传声器传递函数及传声器响应。具体地，
其中m＝{left,right}，l和k分别为帧和频率窗口指数，N为帧长度，A为抽选因子，w(n)为窗口函数，及j＝√(-1)为虚数单位。类似地定义S(l,k)和Vm(l,k)。此外，使Hm(k,θ)指hm的离散傅里叶变换(DFT)：
其中m＝{left,right}，N为DFT阶，αm(k,θ)为实数并指因传播效应引起的随频率而变的衰减因子，及Dm(k,θ)为从目标声源到传声器m的随频率而变的传播时间。为简单及降低计算开销，可使用快速傅里叶变换(FFT)算法计算STFT以将声道建模为跨频率均匀地延迟和衰减其输入信号的函数，即
其中和跨频率恒定不变。
现在，我们可将STFT域中的等式(1)近似为：
按列向量集合传声器等式(等式(6))导致下面的信号模型：
其中
R(l，k)＝[Rleft(l，k)，Rright(l，k)]T [2](8)
V(l，k)＝[Vleft(l，k)，Vright(l，k)]T [2](10)
上标T指转置算子。
最大似然框架
总体目标是使用最大似然框架估计到达方向θ。为此，假定(复值)噪声DFT系数遵循下面针对附加噪声的等式(11)中展现的高斯分布(例如参见[2])。
为定义似然函数，假定上面等式(10)中表示的附加噪声V(l，k)根据零平均圆形对称复高斯分布进行分布：
其中Cv(l，k)＝E{V(l，k)VH(l，k)}为输入变换器间(如传声器间)噪声协方差矩阵，及其中E{.}和上标H分别表示预期和厄米转置算子。由于S(l，k)在助听系统处可得到，我们可相当容易地确定有噪声的传声器信号中的、实质上不存在目标语音的时频区域。因此，我们使用随噪声为主的帧进行的指数平滑法自适应估计Cv(l，k)(例如Cv(n+1)＝α’Cv(n-1)+(1-α’)Cv(n)，其中α’为步长，n为时间指数)。此外，我们假定有噪声的观测跨频率独立。因此，每一帧的似然函数由下式定义：
其中|.|指矩阵行列式，N为频率指数的数量，及
R(l)＝[R(l，1)，R(l，2)，...，R(l，N)]
R(l，k)＝[Rleft(l，k)，Rright(l，k)]T，1≤k≤N
S(l)＝[S(l，1)，S(l，2)，...，S(l，N)]T
Cv (l)＝[Cv(l，1)，Cv(l，2)，...，Cv(l，N)]T
对应的对数似然函数L由下式给出：
假定有噪声DFT系数跨频率k统计上独立，特定帧(具有指数l)的似然函数由等式(12)(包括等式(12)之后的许多等式)给出。
舍弃等式(12)中与θ无关的项，得到等式(14)。
目标在于根据θ仅估计最大似然估计量(MLE)，对等式(13)中的L有作用但与θ无关的部分(如前两个部分)在简化的对数似然函数中忽略：
头部模型
一般地，我们考虑位于助听器用户的一只或两只耳朵之上/之处的传声器。众所周知，头部的存在在声音到达传声器之前影响声音，取决于声音方向。在下面，我们概述一些方法(所有方法均基于上面的最大似然框架)，其区别在于考虑头部存在的方式不同。在所提出的框架中，头部存在可使用位于用户头部两侧(如用户耳朵处)的第一和第二听力装置的传声器之间的耳间电平差(ILD)模型和耳间时间差(ITD)模型考虑。
尽管ILD和ITD传统上关于到达人的耳膜的声信号进行定义，但我们将该定义扩展到意为传声器信号之间的电平差和时间差(其中传声器通常位于用户的耳廓处/上，例如参见图1B)。ILD和ITD的这种与传声器有关的定义也可分别称为传声器间时间差(IMTD)和传声器间电平差(IMLD)。
ITD和ILD为到达角度θ(在水平面中，参见图1)和频率的函数。然而，在所提出的框架中，我们使用相对粗略的不随频率而变的模型。这样做以得到计算简单的解决方案(因而很适合遭受功率和/或空间限制的电子装置，例如便携装置，例如小型装置，例如助听器)。和的方法可按下面的一般化ITD/ILD模型进行描述：
ILD＝K1sin(θ)[dB]
ITD＝K2θ+K3sin(θ)[时间]
其中K1,K2和K3为要选择的常数。
在第一例子中(如[1]中进一步阐明的)，进行下面的参数选择
(K1,K2,K3)＝(0,0,a/c)
其中a为传声器距离，c为声速。使用这些选择，严格地讲，我们完全忽略了助听器用户的头部的存在(自由场假设)，及我们假定目标源无限远(远场假设)。
在第二例子中(如[2]中进一步阐明的)，进行下面的参数选择
(K1,K2,K3)＝(γ,a/(2c),a/(2c))
其中γ为常数。这实施粗略的实心球头部模型。在此，对于θ＝0(声音来自前面)，ILD为0dB，对于来自+-90度(侧面)的声音，ILD具有最大值。ITD反映Woodworth模型(细节可参见[2])。
应注意，两个头部模型均与频率无关。在这些假设在实践中显然并非完全有效的同时，它们使解决方案简单(计算复杂性方面)并具有令人惊奇的好性能。
θ的最大似然估计
所有提出的算法的总体目标均为了找到到无线传声器的方向θ的最大似然估计量。通常，这通过找到使似然函数等式(14)(参见[2])最大的θ值实现。对于M＝2个传声器，似然函数显然为两个传声器信号的函数。但由于上面讨论的头部模型在传声器信号之间强加某些(假定的)关系，似然函数的详细表达取决于所使用的头部模型。在下面，我们分别概述基于自由场模型(K1,K2,K3)＝(0,0,a/c)和基于实心球模型(K1,K2,K3)＝(γ,a/(2c),a/(2c))的算法。
通知的到达方向估计-自由场模型
在下面，我们使用上面描述的自由场模型(如[1]中详细描述的)。这导致相当简单的似然函数表达，其可针对到达角度θ最大化。我们考虑传声器数量分别M＝2和M＝1的解决方案，及针对背景噪声进行不同的假设。
图2A示出了在自由场情形下，双耳助听器系统的第一和第二传声器(分别为Mic.1和Mic.2)相对于声源S的几何布置。声源S位于相对于参考方向成角度θ并距用户耳朵之间的用户头部中途中的参考点距离d处，如图2中所示。第一和第二传声器位于用户头上(如耳朵处)并间隔开一距离(耳朵之间的距离)，并分别距声源S距离d1和d2。信号(如目标信号)从声源S到每一传声器(Mic.1,Mic.2)的传播时间D1,D2与距离d1,d2有关，即Dm＝dm/c，其中c为空气中的声速(m＝1,2)。和的几何表达在图2A中基于d,θ和a给出。
M＝2个传声器，一般噪声协方差-最大似然法
D1和D2(或者Dleft和Dright)表示从目标声源到传声器m(m＝1,2或者m＝左、右，参见图2)的随频率而变的传播时间。D1和D2(或者Dleft和Dright)经θ依赖于彼此，如下面的等式所示(参见[1]中的等式(6))
考虑上面的关系，并一起考虑M＝2个传声器接收到的信号，Dm和θ可共同估计。在实施例中，第一和第二传声器在用于θ的参考方向(平面)(即由θ＝0定义的)周围对称地设置，例如参见图1、2。
在下面，我们针对传声器间噪声协方差矩阵Cv(l,k)的两种不同情形获得θ的MLE。我们首先考虑没有任何限制的Cv(l,k)的一般情形。其后，我们假定第一和第二传声器处的附加噪声V1和V2不相关，及我们将Cv(l,k)建模为对角矩阵以降低计算开销。
1)一般Cv(l,k)：对于M＝2，将Cv -1(l,k)记为
此外，在远场和自由场情形下，使因传播效应引起的随频率而变的衰减因子α1＝α2＝α。使用该假设，我们展开上面针对M＝2的等式(13)，应注意，D2＝D1–(a/c)sin(θ)。获得的展开式为θ,α和D1的函数，我们的目标在于找到θ和D1的MLE。为消除对α的依赖性，我们在中取代α的MLE。α的MLE为：
其中
及
将插入到内得到
在该一般情形下，似然函数由[1](20)(和[1](18,19))给出。我们希望找到使似然函数最大化的θ值。如下面所述，这可使用逆离散傅里叶变换(IDFT)进行，其计算方面相对便宜(因而在低功率应用如助听器中有吸引力)。
IDFT(通过IFFT算法有效率地获得)由下面的等式给出。
在我们的情形下，使
这具有IDFT结构
其中
应注意，和从k＝1:N转变为k＝0:(N-1)。这被允许，因为
在上面的概述中，假定D被估计为整数。还预期D小于N，从而使时延能在传输的纯净(实质上无噪声)目标信号和记录的目标+噪声(有噪声目标)信号的同一帧内。
还假定衰减因子α1,α2不随频率而变，这使它们的比不随频率而变，进而使γ不随频率而变。
从上面的概述(及[1](18))可以看出，f(θ,D1)为IDFT，其可关于D1进行有效率地评估。因此，对于给定θ，计算导致离散时间序列，其中D1的MLE为该序列的最大值的时间指数。由于θ未知，我们考虑不同θ的离散集Θ，并针对每一θ∈Θ计算D1和θ的MLE则从全局最大值找到：
M＝2个传声器，对角噪声协方差-最大似然法
如果我们假定在两个传声器信号中观测到的噪声独立(对传声器噪声有效的假设，但其对外部声学噪声源不太有效，尤其在低频时)，则传声器间噪声协方差矩阵Cv变成对角矩阵([1](22))。
2)对角Cv(l,k)：为降低计算开销并简化解决方案，假定V1(l,k)和V2(l,k)不相关，使得噪声协方差矩阵为对角矩阵：
遵循与前面部分类似的程序得到简化的对数似然函数
其中
p(l，k)＝C11(l，k)R1(l，k) [1](24)
在该情形下，似然函数的表达变得更简单。具体地，似然函数由[1](23)(和[1](24,25))给出。再次地，找到使似然函数最大化的θ可使用IDFT进行，但这样做的计算负荷比上面的小(通常，性能也稍微降低，因为不相关的噪声假设稍微不同准确，参见[1]的图3、4、5)。
M＝1个传声器–最大似然法
可能使用所提出框架的M＝1个传声器版本估计目标讲话者的到达角度(即在双耳听力系统情形下，分别针对助听器HD1,HD2的每一传声器(m＝1,2)独立地估计相应时延D1,D2，然后从(个别)确定的时延和头部模型估计DoA)。具体地，我们可独立地估计信号从目标源传到每一传声器所花的时间，这要求使简单的M＝1似然函数最大化(参见[1](13))。
如上所述，在信号传播时间方面使该函数最大化可使用IDFT关于Dm进行(参见[1](14))，及θ的估计量使用[1](15)找到：
[1](13)中的表达式可解释为具有加权函数的一般化互相关(GCC)函数。
M＝1个传声器–“通知的PHAT”
在下面，所提出的方法与[3]中提出的方法比较，[3]中的方法属于“独立时延”类方法并基于传统的互相关来得到D1和D2。通常，基于一般化互相关(GCC)方法[4]的任何方法均可用于独立地估计D1和D2：
[1]中提出的方法使用ψ(k)＝1。PHAT对于无根据设置众所周知，但在通知的设置中显得是新的。我们提出“通知的”PHAT加权函数
通知的到达方向估计-球形头部模型
进一步参考[2]，我们在此将粗略的实心球头部模型插入在似然函数中，参见上面的[2](14)。之后，我们使所得的表达式关于θ最大化以得到最大似然估计量。如上面针对远场模型所述，简单形式的头部模型使我们能使用(计算方面相对便宜的)IDFT得到最大似然估计量。
图2B示出了在球形头部模型中(由图2B中的实线圆表示)，双耳助听器系统的第一传声器(参见“左传声器”)和第二传声器(参见“右传声器”)相对于声源S的几何布置。左和右传声器位于用户的相应耳朵处并隔开距离2b(等于图2A中的a)。在图2B的模型中，声音被假定沿用户头部的表面从声源S传到用户的耳朵(与图2A的直线传播(假设)相反)。右传声器的传播通路dright(和传播时延Dright)比左传声器的传播通路dleft(和传播时延Dleft)长(就像图2A中的(d1,d2)和D1,D2一样)，但右传声器的传播通路dright(和对应的传播时延Dright)假定比图2A中的对应传播通路d2(和对应时延D2)稍长(因通路遵循用户头部的曲率的弯曲部分引起)。用户处的目标信号到达方向(如图1和2A中一样)由角度θ定义。
M＝2个传声器，一般噪声协方差-最大似然法
为使用实心球模型，需要决定参数γ>0的值。参数γ例如可在离线模拟实验中确定。γ的一些可能的值例如为γ＝6，如γ＝2.2、γ＝10.7等。通常，γ取决于噪声和/或目标信号频谱。
使用实心球头部模型，可以发现，似然函数可表达为[2](19)(使用等式(20),(21))。如[2]中所述，其可使用IDFT关于θ最大化。
其中
M＝2个传声器，对角噪声协方差-最大似然法
通过在上面的[2](20,21)中插入C12＝C21＝0可直接简化上面的表达式，从而得到下面的等式(20)’和(21)’：
M＝1个传声器
实心球头部模型描述(假定)在头部任一侧拾取的两个传声器信号之间的关系。如果只有一个传声器可用，则不存在这样的关系。换言之，球形头部模型方法不可应用于M＝1个传声器情形。
对于本领域技术人员，将上面的表达式推及到几个无线传声器的位置必须共同估计的情形是相当直接的。
例子
根据本发明的听力系统在其中有用的情形的一例子如图4中所示。
图4示出了根据本发明的包括伙伴传声器单元PMIC和一对(左和右)听力装置HDl,HDr的听力系统的两个示例性使用情形。左和右听力装置(例如形成双耳助听器系统的一部分)由用户U分别佩戴在左和右耳处。伙伴传声器由通信伙伴或讲话者TLK佩戴，其为用户希望与其讨论和/或听其讲话的人。伙伴传声器单元PMIC可以是由仅计划在给定时间与用户U通信的人TLK佩戴的单元。在特定情形下，伙伴传声器单元PMIC可形成更大的系统(如广播系统)的一部分，其中讲话者的话音传给用户(如无线广播)和听力装置的可能其他用户，及可能经扬声器进行声传播。伙伴传声器单元可用在任一情形中。在实施例中，伙伴传声器单元PMIC包括多输入传声器系统，配置成聚焦于目标声源(佩戴者的话音)，因此将其灵敏度朝向佩戴者嘴巴，参见从伙伴传声器单元到讲话者TLK的嘴巴的(理想情形下)锥形波束。因而拾取的目标信号传给用户U佩戴的左和右听力装置HDl,HDr。图4A和4B示出了从伙伴传声器单元到左和右听力装置HDl,HDr的传输通路的两种可能情形。在本发明的实施例中，听力系统配置成在左和右听力装置HDl,HDr之间交换信息(该信息例如可包括传播时延D1和D2(参见图2))，例如经耳间无线链路(参见图4中的IA-WL)。
图4A示出了包括伙伴传声器PMIC、一对听力装置HDl,HDr和(中间的)辅助装置AD的听力系统。实线箭头指明包含佩戴伙伴传声器单元的人TLK的话音的音频信号PS从伙伴传声器单元PMIC到辅助装置AD然后到左和右听力装置HDl,HDr的通路。(中间的)辅助装置AD可以仅是转播站或者可包含多个不同的功能，例如提供从一链路协议或技术到另一链路协议或技术的翻译(例如从例如基于蓝牙的远场传输技术到例如基于NFC或专有协议的近场传输技术(如感应)的转换)。作为备选，两个链路可基于同一传输技术，如蓝牙或类似的标准化或专用方案。对于非必需的耳间无线链路IA-WL也可如此。
图4B示出了包括伙伴传声器单元PMIC和一对听力装置HDl,HDr的听力系统。实线箭头指明包含佩戴伙伴传声器单元PMIC的人TLK的话音的音频信号PS从伙伴传声器单元到左和右听力装置HDl,HDr的直接通路。该听力系统配置成使能在伙伴传声器单元PMIC及左和右听力装置HDl,HDr之间及非必须地在左和右听力装置HDl,HDr之间经耳间无线链路IA-WL建立音频链路。伙伴传声器单元PMIC包括(至少)使能传输音频信号PS的天线和收发器电路，及左和右听力装置HDl,HDr包括(至少)使能从伙伴传声器单元PMIC接收音频信号PS的天线和收发器电路。这些链路例如可基于远场通信，例如根据标准化(如蓝牙或蓝牙低功率)或者专有方案。作为备选，耳间无线链路IA-WL可基于近场传输技术(如感应)，例如基于NFC或专有协议。
图5示出了示例性的听力装置，其可形成根据本发明的听力系统的一部分。该听力装置HD如助听器属于特定类型(有时称为耳内接收器式或RITE型)，包括适于位于用户耳朵之处或之后的BTE部分BTE和适于位于用户耳道之中或之处的ITE部分ITE及包括接收器(扬声器)。BTE部分和ITE部分通过连接元件IC进行连接(如电连接)。
在图5的听力装置实施例中，BTE部分包括输入单元，其包含两个输入变换器(如传声器)MIC1,MIC2(分别对应于图1B的前传声器FMx和后传声器RMx)，每一输入变换器用于提供表示输入声音信号(如目标信号的有噪声版本)的电输入音频信号。输入单元还包括两个(可个别选择的)无线接收器WLR1,WLR2，用于提供相应的直接接收的辅助音频输入信号。在实施例中，WLR1配置成从目标声源接收目标信号的实质上无噪声的版本，WLR2配置成从双耳听力系统如双耳助听器系统的对侧听力装置接收信息(如与目标声源的定位有关的信息，例如包括估计的传播时延)。听力装置HD包括其上安装多个电子元件的衬底SUB，包括保存至少两个不同的声音传播模型(定义这些模型的参数)的存储器MEM。BTE部分还包括可配置的信号处理单元SPU，其适于基于当前参数设置(和/或来自用户接口的输入)访问存储器MEM及选择和处理一个或多个电输入音频信号和/或一个或多个直接接收的辅助音频输入信号。可配置的信号处理单元SPU提供增强的音频信号，其可看情况呈现给用户或者进行进一步处理或者传给另一装置。
听力装置HD还包括输出单元(如输出变换器或耳蜗植入物的电极)，其基于增强的音频信号或源自其的信号将增强的输出信号提供为可由用户感知为声音的刺激。
在图5的听力装置实施例中，ITE部分包括扬声器(接收器)SP形式的输出单元，用于将信号转换为声信号。ITE部分还包括引导元件如圆顶DO，用于引导和将ITE部分定位在用户耳道中。
图5中例示的听力装置HD为便携装置，其还包括用于对BTE部分和ITE部分的电子元件供电的电池BAT。在实施例中，听力装置HD包括电池状态检测器，其提供指明电池的当前状态的控制信号。
在实施例中，听力装置如助听器(例如信号处理单元)适于提供随频率而变的增益和/或随电平而变的压缩和/或一个或多个频率范围到一个或多个其它频率范围的移频(具有或没有频率压缩)，例如以补偿用户的听力受损。
总之，对于多种模型情形，在SNR＝0dB时，图3将性能示为由角度θ表示的到达方向(DoA)的函数。图3表明五个不同到达方向(DoA)估计器的平均绝对误差(MAE)在SNR为0dB时为θ的函数。该性能度量MAE由下式给出：
其中为信号的第j帧的估计的DoA。如图所示，所提出的基于最大似然法(ML)的方法的表现比基于互相关的方法和提出的“通知的”PHAT方法好。在基于ML的方法之中，考虑时延的方法更准确地估计θ，但计算成本较高。然而，使用非对角Cv相较于将Cv建模为对角矩阵并不提供可观的改善。估计器对于朝向头部两侧的θ表现更差，因为所考虑的远场和自由场假设(即α1＝α2)对于这些θ不太有效。
总的来说，本发明中已提出三种估计目标源的到达方向的解决方案。
解决方案a)：最简单的解决方案是单传声器解决方案，其独立地估计从目标声源到两个传声器(头部一侧一个)的传播时间。也就是说，这是单传声器方案应用两次(其中传播时延D1和D2(参见图2)例如经耳间无线链路(参见图4中的IA-WL)交换)。给定两个传播时间的估计量，可估计DOA。在图3中(参见[1])，该方法称为基于ML(独立时延)[局部解决方案]。
解决方案b)：第二种解决方案考虑从发射器到传声器的传播时间不能非常不同，假定传声器之间分隔对应于人头宽度的距离(即如果一个传播时间为10s(比方说)，则另一个不能为20s(比方说)，因为传声器之间的最大传播时间约为0.5ms)。该方法假定背景噪声在传声器之间不相关，该假设理论上尤其在低频时无效。在图3中，该方法称为基于ML(对角Cv)[通知的解决方案]。
解决方案c)第三种也是最先进的(且计算复杂的)解决方案类似于第二种解决方案，区别在于背景噪声不再被假定在传感器(传声器)之间不相关。在图3中，该方法称为基于ML(一般Cv)。
解决方案a)在助听器系统中最容易实施且显得比现有算法好。解决方案b)表现好于解决方案a)，但计算更复杂并需要无线双耳通信，该算法适合即将面市的助听器系统。解决方案c)比解决方案b)计算更复杂并提供稍好的性能[通知的解决方案]。
除非明确指出，在此所用的单数形式“一”、“该”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。
应意识到，本说明书中提及“一实施例”或“实施例”或“方面”或者“可”包括的特征意为结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一实施方式中。此外，特定特征、结构或特性可在本发明的一个或多个实施方式中适当组合。提供前面的描述是为了使本领域技术人员能够实施在此描述的各个方面。各种修改对本领域技术人员将显而易见，及在此定义的一般原理可应用于其他方面。
权利要求不限于在此所示的各个方面，而是包含与权利要求语言一致的全部范围，其中除非明确指出，以单数形式提及的元件不意指“一个及只有一个”，而是指“一个或多个”。除非明确指出，术语“一些”指一个或多个。
因而，本发明的范围应依据权利要求进行判断。
参考文献
[1]:“Informed TDoA-based Direction of Arrival Estimation for HearingAid Applications,”M.Farmani,M.S.Pedersen,Z.-H.Tan,and J.Jensen,2015IEEEGlobal Conference on Signal and Information Processing(GlobalSIP),14-16Dec.2015,DOI:10.1109/GlobalSIP.2015.7418338,INSPEC Accession Number:15807779.25February 2016.
[2]:“Informed Direction of Arrival Estimation Using a Spherical-HeadModel for Hearing Aid Applications,”M.Farmani,M.S.Pedersen,Z.-H.Tan,andJ.Jensen,Published in:2016IEEE International Conference on Acoustics,Speechand Signal Processing(ICASSP),20-25March 2016,DOI:10.1109/ICASSP.2016.7471697,INSPEC Accession Number:16021462,19May 2016.
[3]:Courtois et al.,“Implementation of a binaural localizationalgorithm in hearing aids:Specifications and achievable solutions,”in AudioEngineering Society Convention 136,April 2014,p.9034.
[4]:C.Knapp and G.C.Carter,“The generalized correlation method forestimation of time delay,”IEEE Trans.Acoustics,Speech and Signal Process.,vol.24,no.4,pp.320–327,1976.

Claims (15)

1.适于佩戴在用户头部之处或之上或者适于完全或部分植入在用户头部中的听力装置，包括：
-至少一输入变换器，用于将输入声音转换为有噪声电输入信号，所述输入声音包括a)来自目标声源的目标声音信号和b)来自环境的可能附加噪声声音信号的混合；
-至少一无线接收器，用于接收所述目标声音信号的无线传输的版本并提供实质上无噪声的目标信号；
-连接到所述至少一输入变换器和所述至少一无线接收器的信号处理单元，所述信号处理单元包括：
--当听力装置由用户佩戴时从目标声源到听力装置的声传播通道的声音传播模型，所述声音传播模型配置成用于估计目标声音信号相对于用户的到达方向。
2.根据权利要求1所述的听力装置，其中所述声音传播模型不随频率而变。
3.根据权利要求1所述的听力装置，其中所述声音传播模型包括远场模型。
4.根据权利要求1所述的听力装置，其中所述声音传播模型使耳间时间差ITD和耳间电平差ILD能分别通过下式估计：
ILD＝K1sin(θ)[相对电平]
ITD＝K2θ+K3sin(θ)[时间]，
其中K1,K2和K3为要选择的常数，及θ为目标声源的到达方向相对于参考方向的角度。
5.根据权利要求4所述的听力装置，其中所述至少一输入变换器包括两个传声器，及其中所述常数(K1,K2,K3)选择为等于或实质上等于(0,0,a/c)或者(γ,a/(2c),a/(2c))，其中a为传声器距离，c为声速，及γ为常数。
6.根据权利要求1所述的听力装置，其中所述声音传播模型包括自由场模型。
7.根据权利要求1所述的听力装置，其中所述声音传播模型包括球形头部模型。
8.根据权利要求1所述的听力装置，包括时域到时频域转换单元，用于将时域中的电输入信号转换为时频域中的电输入信号表示，从而在多个频率窗口k中的每一时刻l提供电输入信号，k＝1,2,…,N。
9.根据权利要求1所述的听力装置，其中所述信号处理单元配置成提供目标声音信号的到达方向θ的最大似然估计量。
10.根据权利要求9所述的听力装置，其中所述信号处理单元配置成使用逆离散傅里叶变换IDFT估计使似然函数最大化的到达方向θ值。
11.根据权利要求1所述的听力装置，其中当听力装置由用户佩戴时从目标声源到听力装置的声传播通道的声音传播模型包括由下式定义的信号模型：
<mrow> <mi>R</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>l</mi> <mo>,</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mi>S</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>l</mi> <mo>,</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mover> <mi>H</mi> <mo>~</mo> </mover> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>&amp;theta;</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <mi>V</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>l</mi> <mo>,</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
其中，R(l,k)为有噪声目标信号的时频表示，S(l,k)为无噪声目标信号的时频表示，为从目标声源到听力装置的相应输入变换器的声传播通道的频率传递函数，及V(l,k)为附加噪声的时频表示。
12.根据权利要求1所述的听力装置，其中所述信号处理单元配置成通过找到使下面的似然函数最大的θ值提供目标声源的到达方向θ的最大似然估计量，
<mrow> <mover> <mi>L</mi> <mo>~</mo> </mover> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>k</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <mo>{</mo> <mo>-</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>Z</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>l</mi> <mo>,</mo> <mi>k</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mi>H</mi> </msup> <msubsup> <mi>C</mi> <mi>v</mi> <mrow> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>Z</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mn>1</mn> <mo>,</mo> <mi>k</mi> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mo>}</mo> </mrow>
其中为附加噪声的估计量的时频表示，及Cv(l,k)为输入变换器间噪声协方差矩阵。
13.根据权利要求1所述的听力装置，其中所述听力装置的所述至少一输入变换器包括一个或两个输入变换器。
14.根据权利要求1所述的听力装置，包括助听器、头戴式耳机、耳麦、耳朵保护装置或其组合。
15.根据权利要求1所述的听力装置，配置成根据控制信号如来自话音活动检测器的控制信号在本地的和通知的估计到达方向之间切换。
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