CN108024186B - 助听器及其宽动态范围压缩的恢复时间动态调整方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种助听器及其宽动态范围压缩的恢复时间动态调整方法，助听器包括：一麦克风，用以接收一输入音频信号；一扬声器；以及一音频处理电路，用以对该输入音频信号套用一带通滤波器以计算一高频能量比值，并计算相应于该输入音频信号的一过零率比值，并依据该高频能量比值及该过零率比值计算该输入音频信号中的一子音发生几率，其中，该音频处理电路对该输入音频信号套用一子音判断机制，并依据该子音判断机制的结果以调整该子音发生几率，其中，该音频处理电路依据调整后的该子音发生几率以计算相应于该输入音频信号的一恢复时间因子，并依据该恢复时间因子对该输入音频信号进行一宽动态范围压缩处理以产生一输出音频信号于该扬声器播放。

Description

助听器及其宽动态范围压缩的恢复时间动态调整方法
技术领域
本公开涉及助听器，特别涉及一种助听器及其宽动态范围压缩(wide dynamicrange compression，WDRC)的恢复时间(recovery time)动态调整方法。
背景技术
宽动态范围压缩(WDRC)的技术广泛在助听器的范围被使用。经过长时间研究发现，启动时间大约5ms能符合使用者需求，但是恢复时间随着环境不同而所改变。
当输入音频信号突然增加到所规定的分贝值的瞬间至助听器的输出音频信号稳定在已提高的声压级所需的时间是称为「启动时间」。一般而言，固定的启动时间约5ms即可符合使用者的需求。然而，当输入音频信号从一较高的分贝数突然降低到一较低的分贝数的瞬间至助听器的输出音频信号已稳定地处于已降低的声压级所需的时间称为「恢复时间」。
传统的助听器均将启动时间及恢复时间设为一固定数值。若恢复时间的固定数值较小(例如50ms)，若说话者所发出的声音信号的母音及子音之间的时间间隔较长时，则母音及子音之间的噪声亦会被放大，而导致听障人士在听到此种声音信号时会不舒服。若恢复时间的固定数值较大(例如150ms)，若说话者所发出的声音信号的母音及子音之间的时间间隔较短时，则预期被放大的子音会来不及放大，进而导致听障人士的语音辨识率下降。
因此，需要一种助听器及其宽范围动态压缩的恢复时间控制方法以解决上述问题。
发明内容
本公开提供一种助听器，包括：一麦克风，用以接收一输入音频信号；一扬声器；以及一音频处理电路，用以对该输入音频信号套用一带通滤波器以计算一高频能量比值，并计算相应于该输入音频信号的一过零率比值，并依据该高频能量比值及该过零率比值计算该输入音频信号中的一子音发生几率，其中，该音频处理电路还对该输入音频信号套用一子音判断机制以在时域判断该输入音频信号是否包含子音或是噪声，并依据该子音判断机制的结果以调整该子音发生几率，其中，该音频处理电路还依据调整后的该子音发生几率以计算相应于该输入音频信号的一恢复时间因子，并依据该恢复时间因子对该输入音频信号进行一宽动态范围压缩处理以产生一输出音频信号于该扬声器播放。
本公开还提供一种用于助听器的宽动态范围压缩方法，包括：接收一输入音频信号；对该输入音频信号套用一带通滤波器以计算一高频能量比值；计算相应于该输入音频信号的一过零率比值；依据该高频能量比值及该过零率比值计算该输入音频信号中的一子音发生几率；对该输入音频信号套用一子音判断机制以在时域判断该输入音频信号是否包含子音或是噪声，并依据该子音判断机制的结果以调整该子音发生几率；以及依据调整后的该子音发生几率以计算相应于该输入音频信号的一恢复时间因子，并依据该恢复时间因子对该输入音频信号进行一宽动态范围压缩处理以产生一输出音频信号。
附图说明
图1显示依据本公开一实施例中的助听器的框图。
图2显示依据本公开一实施例中的宽动态范围压缩方法的流程图。
附图标记说明：
100～助听器；
110～音频输入级；
111～麦克风；
120～音频处理电路；
130～音频输出级；
131～接收器；
10～输入音频信号；
11～输入电性信号；
14～输出电性信号；
15～输出音频信号；
210－250～步骤。
具体实施方式
为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合说明书附图，作详细说明如下。
图1显示依据本公开一实施例中的助听器的框图。在一实施例中，助听器100包括一音频输入级110、一音频处理电路120、以及一音频输出级130。音频输入级110包括一麦克风111，用以接收一输入音频信号10(例如一模拟音频信号)，并将该输入音频信号10转换为一输入电性信号11做为音频处理电路120的输入(例如经由一模拟数字转换器(ADC)，未示出)。
音频处理电路120是将该输入电性信号11一进行宽动态范围压缩处理以产生一输出电性信号14。需了解的是上述宽动态范围压缩处理中包括了一预定宽动态范围压缩转换曲线，其是针对各使用者的听力特性的不同，预先进行各种听量及频率的听力测量，进而获得个别的宽动态范围压缩转换曲线。此外，在输入音频信号的声音强度产生变化时，音频处理电路120亦会对助听器100的恢复时间进行相应的调整，进而让听障人士有更佳的使用者体验。在一些实施例中，音频处理电路120可以是一微控制器(microcontroller)、一处理器、一数字信号处理器(DSP)、或是应用导向的集成电路(ASIC)，但本公开并不限于此。
更进一步而言，音频处理电路120在进行宽动态范围压缩时，会参考该输入音频信号相关的恢复时间因子以调整输出音频信号的延迟(即恢复时间)，其细节将在图2的实施例中详述。音频输出级130例如包括一接收器(receiver)131或扬声器，用以将音频处理电路120所产生的输出电性信号14转换为输出音频信号15(例如经由一数字模拟转换器(DAC)，未示出的)。为了便于说明，在下面实施例中，均省略将音频信号与电性信号之间的转换，而仅使用输入音频信号及输出音频信号进行说明。
图2显示依据本公开一实施例中的宽动态范围压缩的恢复时间动态调整方法的流程图。
在步骤210，麦克风111接收一输入音频信号。
在步骤220，音频处理电路120先对输入音频信号套用一带通滤波器(band passfilter)以计算输入音频信号的高频能量Ehigh及整体能量Etotal、以及一过零率比值，并计算该输入音频信号的一测量过零率ZR。
更进一步而言，输入音频信号可能为一弦波，其振幅及相位会随着时间变化，音频处理电路120会计算在一预定时间内(例如)该输入音频信号从负值变为正值的次数，藉以计算该测量过零率ZR。
音频处理电路120计算一高频能量比值Ep，其中高频能量比值Ep＝Ehigh/Etotal。此外，音频处理电路120还设定一标准过零率Zs。举例来说，标准过零率Zs是可依据经验及实际情况设定为一固定数值。接着，音频处理电路120是计算一过零率比值Zp，其中过零率比值Zp可表示为：
Figure GDA0002305439930000041
在步骤230，音频处理电路120依据该过零率比值及高频能量比值以计算输入音频信号的一子音发生几率。更进一步而言，在该子音判断处理中，音频处理电路120计算该输入音频信号中的子音发生几率PEZ＝EP.ZP，其中0≤PEZ≤1。接着，在步骤240，音频处理电路120依据一子音判断机制来调整子音发生几率PEZ。例如：
Figure GDA0002305439930000042
在步骤250，音频处理电路120依据该子音判断机制的结果以计算相应于该输入音频信号的一恢复时间因子(例如为βx)。其中，上述子音判断机制可利用现有在时域(timedomain)的子音判断技术来判断输入音频信号是否包含子音或噪声。
举例来说，恢复时间因子β可定义为β＝a+PEZ.b，其中a及b可为正数或负数。一般而言，子音的声音频率是属于较高频的部分，母音的声音频率是属于较低频的部分，但噪声亦有可能属于高频信号。当子音发生几率PEZ＝0，即表示音频处理电路120判断输入声音信号为噪声。此时，恢复时间因子β＝a，且相应的恢复时间为150ms，此恢复时间因子亦可定义为β150。当子音发生几率PEZ＝1时，即表示输入声音信号即为子音，而非噪声。此时，恢复时间因子β＝a+b，且相应的恢复时间为50ms，此恢复时间因子亦可定义为β50。
需了解的是，恢复时间因子β150及β50所相应的恢复时间即代表恢复时间的上限(150ms)及下限(50ms)。随着子音发生几率PEZ的变化以及子音判断的结果，音频处理电路120计算出的恢复时间因子βx也会在β150及β50之间的范围内变化。
在步骤260，音频处理电路120依据该恢复时间因子及一预定听力补偿曲线对该输入音频信号进行一宽动态范围压缩处理以产生一输出音频信号。
更进一步而言，该输出音频信号的恢复时间与该输入音频信号的恢复时间因子有关。本公开的宽动态范围压缩方法可依据说话者所发出的声音的特性以调整助听器的恢复时间。当说话者所发出的声音中的母音与子音之间的时间间隔较大时，恢复时间也会随着调整变长，且噪声的增益也会降低。当说话者所发出的声音中的母音与子音之间的时间间隔较短时，恢复时间也会随着调整变短，藉以增加子音的增益需求，以利听障人士辨识语音。
本公开虽以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本公开的范围，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本公开的精神和范围内，当可做些许的变动与润饰，因此本公开的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种助听器，包括：
一麦克风，用以接收一输入音频信号；
一扬声器；以及
一音频处理电路，用以对该输入音频信号套用一带通滤波器以计算一高频能量比值，并计算相应于该输入音频信号的一过零率比值，并依据该高频能量比值及该过零率比值计算该输入音频信号的一子音发生几率，
其中，该音频处理电路还对该输入音频信号套用一子音判断机制以在时域判断该输入音频信号是否包含子音或是噪声，并依据该子音判断机制的结果以调整该子音发生几率，
其中，该音频处理电路还依据调整后的该子音发生几率以计算相应于该输入音频信号的一恢复时间因子，并依据该恢复时间因子对该输入音频信号进行一宽动态范围压缩处理以产生一输出音频信号于该扬声器播放。
2.如权利要求1所述的助听器，其中该音频处理电路利用该带通滤波器以计算该输入音频信号的一高频能量及一整体能量，并将该高频能量除以该整体能量以得到该高频能量比值。
3.如权利要求1所述的助听器，其中该音频处理电路是计算该输入音频信号的一测量过零率，并设定一标准过零率，且当该测量过零率小于该标准过零率时，该音频处理电路将该过零率比值设定为该测量过零率除以该标准过零率，当该测量过零率大于或等于该标准过零率时，该音频处理电路将该过零率比值设定为1。
4.如权利要求1所述的助听器，其中该音频处理电路还将该高频能量比值乘以该过零率比值以得到该子音发生几率，
当该子音判断机制的结果为该输入音频信号为子音时，该音频处理电路将调整后的该子音发生几率设定为该子音发生几率。
5.如权利要求1所述的助听器，其中该音频处理电路依据调整后的该子音发生几率计算该恢复时间因子，并依据该恢复时间因子对该输入音频信号进行该宽动态范围压缩处理以调整该输入音频信号的一恢复时间以输出该输出音频信号。
6.一种用于助听器的宽动态范围压缩的恢复时间动态调整方法，包括：
接收一输入音频信号；
对该输入音频信号套用一带通滤波器以计算一高频能量比值；
计算相应于该输入音频信号的一过零率比值；
依据该高频能量比值及该过零率比值计算该输入音频信号的一子音发生几率；
对该输入音频信号套用一子音判断机制以在时域判断该输入音频信号是否包含子音或是噪声，并依据该子音判断机制的结果以调整该子音发生几率；
依据调整后的该子音发生几率以计算相应于该输入音频信号的一恢复时间因子；以及
依据该恢复时间因子对该输入音频信号进行一宽动态范围压缩处理以产生一输出音频信号。
7.如权利要求6所述的方法，还包括：
利用该带通滤波器以计算该输入音频信号的一高频能量及一整体能量，并将该高频能量除以该整体能量以得到该高频能量比值。
8.如权利要求6所述的方法，还包括：
计算该输入音频信号的一测量过零率，并设定一标准过零率；
当该测量过零率小于该标准过零率时，该过零率比值设定为该测量过零率除以该标准过零率；以及
当该测量过零率大于或等于该标准过零率时，音频处理电路是将该过零率比值设定为1。
9.如权利要求6所述的方法，还包括：
将该高频能量比值乘以该过零率比值以得到该子音发生几率；以及
当该子音判断机制的结果为该输入音频信号为子音时，音频处理电路将调整后的该子音发生几率设定为该子音发生几率。
10.如权利要求6所述的方法，还包括：
依据调整后的该子音发生几率计算该恢复时间因子，并依据该恢复时间因子对该输入音频信号进行该宽动态范围压缩处理以调整该输入音频信号的一恢复时间以输出该输出音频信号。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006052183A1 (en) * 2004-11-15 2006-05-18 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method and apparatus for header compression with transmission of context information dependent upon media characteristic
CN1898988A (zh) * 2003-12-25 2007-01-17 雅马哈株式会社 声音输出装置
CN101460996A (zh) * 2006-06-02 2009-06-17 日本电气株式会社 增益控制系统、增益控制方法和增益控制程序
CN102751958A (zh) * 2011-04-18 2012-10-24 中国科学院电子学研究所 一种基于双模自动增益控制电路的调整压缩比方法
CN104869516A (zh) * 2014-02-24 2015-08-26 Gn瑞声达A/S 资源管理器

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100318353A1 (en) * 2009-06-16 2010-12-16 Bizjak Karl M Compressor augmented array processing

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1898988A (zh) * 2003-12-25 2007-01-17 雅马哈株式会社 声音输出装置
WO2006052183A1 (en) * 2004-11-15 2006-05-18 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method and apparatus for header compression with transmission of context information dependent upon media characteristic
CN101460996A (zh) * 2006-06-02 2009-06-17 日本电气株式会社 增益控制系统、增益控制方法和增益控制程序
CN102751958A (zh) * 2011-04-18 2012-10-24 中国科学院电子学研究所 一种基于双模自动增益控制电路的调整压缩比方法
CN104869516A (zh) * 2014-02-24 2015-08-26 Gn瑞声达A/S 资源管理器

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