CN108540913B - 使音频信号频率失真的方法和根据该方法工作的听力装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种使音频信号频率失真的方法和根据该方法工作的听力装置。给出了用于使作为音频信号存在的输入信号(E_k)频率失真的方法以及相关的听力装置(2)。将输入信号(E_k)分成低频信号分量(NF)和高频信号分量(HF)，其中，这两个信号分量(NF，HF)在边界频率(f_g)处彼此交界。使高频信号分量频率失真，并且与低频信号分量叠加，以形成输出信号(A)。至少对于包含边界频率(f_g)的高频信号分量(HF)和/或低频信号分量(NF)的边缘区域(R_H，R_L)，改变相关联的放大因子，使得低频信号分量(NF)的信号水平(L₁)和频率失真的高频信号分量(HF)的信号水平(L₂)之间的水平差(ΔL)增大。

Description

使音频信号频率失真的方法和根据该方法工作的听力装置

技术领域

本发明涉及一种用于使音频信号频率失真的方法。本发明还涉及一种根据该方法工作的听力装置。

背景技术

一般将如下装置称为“听力装置”，该装置将馈入的或通过记录环境声音生成的音频信号(以下称为“输入信号”)，以放大和/或以其它方式进行调制的方式，作为声音信号以用户可感知的形式(例如作为馈送到耳道中的空气声或固体声)输出。除了头戴式耳机之外，特别是助听装置也属于听力装置。一般又将用于改善对施加于用户耳朵的环境声音的感知的便携式听力装置称为“助听装置”。通常被称为“助听器”的助听装置的子类被配置为用于供应在医学意义上遭受听力损失的听障者。

为了满足用户众多的个人需求，提供了不同结构形式的助听装置，例如耳后式助听装置(HdO)、具有外部听筒的助听装置(RIC，Receiver in the Canal(接收器在耳道中))、耳内式助听装置(IdO)或者还有外耳式助听装置或耳道助听装置(ITE，CIC)。示例性地列出的助听装置佩戴在外耳上或耳道中。此外，市场上还有骨导式助听器、可植入式或振动触觉式助听器。在这些设备中以机械或电的形式对受损的听力进行刺激。

最近，除了上面描述的典型的助听器外，还有用于协助正常听力的人的助听装置。这种助听装置也被称为“个人声音放大产品”或“个人声音放大设备”(缩写为：“PSAD”)。这些PSAD用于改善正常人的听力，并且大多数专门用于特定的听力情形(例如用于改善对动物声音的感知，在复杂的噪声环境中改善对话理解或用于针对性地抑制环境噪声)。

在上述类型的听力装置中，经常以频率失真、尤其是频率偏移和/或频率压缩的方式再现馈入的输入信号。在此，一方面，经常在反馈抑制的过程中使用频率失真，并且就此而言使得能够更好地估计反馈信号，由此使得能够更好地进行反馈抑制并且减少再现的信号中的伪音。另一方面，经常在助听器中使用频率失真，以便通过将听障者经常特别差地能感知的高频噪声分量映射到较低的频率，使得能够改善听障者对声音(尤其是语音)的感知。

然而，在这两种情况下，频率失真通常不应用于整个音调谱，而仅应用于音调谱的超过预定边界频率的高频信号分量。

从EP 2 244 491 B2中已知一种方法和一种听力设备。在此，借助分频网络将输入信号划分为高频信号分量和低频信号分量，其中，使高频信号分量频率失真。随后，将低频信号分量和频率失真的高频信号分量叠加，以形成输出信号。文献EP 2 244 491 B2的主题为如下问题：由于实际分频网络不准确，两个信号分量在边界频率的范围内总是具有一定的频谱重叠。众所周知，由于这种重叠，频率失真可能导致特征伪音，特别是当输入信号在重叠区域中具有优势频率时(即，频谱峰值，特别是响亮的正弦波(Sinuston))。也就是说，在这种情况下，使具有高频信号分量的优势频率的一部分频率失真，而具有低频信号分量的优势频率的另一部分保持不失真。输入信号的优势频率因此被映射到输出信号的两个紧密相邻的频率上，其引起可听见且经常作为干扰被感觉到的差拍(Schwebung)。根据EP 2244 491 B2，通过偏移边界频率，使得输出信号中的伪音减小，来减轻该问题。

从WO 00/02418 A1中还已知一种听力装置，其借助分频网络将输入信号划分到低频和高频频带中，并且借助两个AGC来调节两个频带的信号的幅值。通过控制信号调整AGC的压缩率，其中，一个压缩率的提高使得另一个压缩率同时降低。随后，利用加法器将两个放大的频带叠加

最后，从EP 2 988 529 A1中已知一种用于抑制助听装置中的声学反馈的方法。在该方法中，将要由助听装置传输的频率范围分成由分频分开的两个频率范围。在一个频率范围内估计反馈路径的传递函数并且分析其在分频处的行为。根据分析的结果，降低或提高分频，并且在上频率范围内应用相位和/或频率改变，以进行反馈抑制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种用于使音频信号频率失真的方法，利用该方法能够特别有效地抑制前面描述的类型的伪音。此外，本发明要解决的技术问题是，提供一种特别有效地抑制前面描述的类型的伪音的听力装置。

根据本发明，上述技术问题通过具有本发明的特征的方法来解决。根据本发明，上述技术问题还通过具有本发明的特征的听力装置来解决。在下面的描述中给出部分本身被视为有创造性的有利的实施和扩展。

根据本发明的方法用于使音频信号频率失真，特别是在听力装置运行时。将以下称为“输入信号”的该音频信号分为低频信号分量(以下简称为：“NF分量”)和高频信号分量(以下简称为：“HF分量”)。这两个信号分量彼此交界的频率以下称为“边界频率”。术语“低频信号分量”(“NF分量”)和高频信号分量(“HF分量”)在此仅在高频信号分量的频谱重心相比于低频信号分量的频谱重心处于更高的频率处的意义上，表示这些信号分量相对于彼此的频谱位置。

优选地，NF分量和HF分量完全覆盖输入信号的频谱。因此，在这种情况下，输入信号仅被分为所提及的两个信号分量。然而，原则上，在本发明的范围内，除了NF分量和HF分量之外，还可以从输入信号导出其它信号分量，其在音调谱中位于HF分量之上和/或NF分量之下，并且分别通过频率失真的类型与相邻的信号分量区分。

根据本方法，使HF分量频率失真，特别是频率偏移或压缩。术语“频率偏移”在此表示将输入信号的HF分量映射到同一频谱范围的另一个频谱区域上。相反，术语“压缩”表示将HF分量映射到更小的频谱范围的频谱区域上。原则上，频率失真在本发明的范围中也可以替换地以“扩展”的形式存在，即将HF分量映射到更大的频谱范围的频谱区域上，即使这种频率失真目前在听力装置中并不常见。

优选不使NF分量频率失真，因此在其频谱位置和范围方面保持不变。然而，与此不同，在本发明的范围中，也可以对NF分量进行频率失真，然而其在这种情况下与HF分量的频率失真不同地形成。

根据本方法，将NF分量与频率失真的HF分量叠加，以形成输出信号。

在此，可选地，在到NF分量和HF分量的频率划分之前，或在频率划分与NF分量和频率失真的HF分量的叠加之间(并且在此选择性地在频率失真之前或之后)，还对输入信号进行一个或多个另外的信号处理步骤，例如模拟-数字转换，与频率相关的放大，反馈抑制等。同样地，在本发明的范围内可以对输出信号进行另外的信号处理(例如数字-模拟转换和/或放大)。

根据本发明，至少对于包括边界频率的HF分量和/或NF分量的频谱边缘区域，改变、即增大或减小相关联的放大因子，使得NF分量的信号水平和频率失真的HF分量的信号水平之间的水平差增大。如果放大因子的改变不涉及整个NF或HF分量，而仅涉及其边缘区域，则在确定水平差时，可以使用该边缘区域中的信号水平。特别地，将优势频率处的NF分量和HF分量的信号水平相互比较，以确定水平差。有利地进行放大因子的改变，使得消除或至少减小HF分量和NF分量的重叠区域中的可听见的差拍。

本发明基于如下认识：NF分量和频率失真的HF分量中的输入信号的优势频率的信号水平越相似，则越明显地能够感知到开头描述的伪音。通过根据本发明在任何情况下在NF分量和HF分量的边缘区域中增大NF分量和HF分量之间的水平差，众所周知特别有效地减少了对伪音的感知。

原则上，在本发明的范围内可以想到，如在EP 2 244 491B2中所描述的，例如借助分频网络将输入信号准确地分为两个(本身不继续进行细分的)信号分量，即NF分量和HF分量。然而，在本发明的优选实施中，使用滤波器组来划分输入信号，滤波器组将输入信号划分到多个(即，远远多于两个，但是至少四个)频带中。在这种滤波器组的一般的构造中，输入信号例如被划分到48个频带中。

根据本方法，由此多个高频频带传导HF分量。相应地，以前面描述的方式使这些高频频带频率失真。反之，多个低频频带传导NF分量。相应地，这些频带不频率失真或相对于HF分量以不同的方式频率失真。术语“高频”(“HF”)和“低频”(“NF”)在此又理解为相对的指示。此外，在上面的解释的意义上，可以存在频率高于“高频”频带或低于低频频带的其它频带，其既不与HF分量、也不与NF分量相关联，而是与其相比由于不同种类的频率失真而作为其它信号分量突出。

高频信号分量的边缘区域在此在需要时由与低频频带交界的高频频带的子集形成。作为其补充或替换，低频信号分量的边缘区域由与高频频带交界的低频频带的子集形成。

术语“频带的子集”在此表示小于相关信号分量的频带的总数的数量的频带，并且在极限情况下也可以仅包括单个频带。事实上，HF分量或NF分量的相应的边缘区域由单个频带形成的这种极限情况是本发明的一个优选的实施。在这种意义上，复数“

(频带)”应理解为其中包括单个频带的情况。

相应的边缘区域和与其相关联的频带的特征在于，不同于HF或NF分量的其余频带，仅在相应的边缘区域的频带中改变放大因子，以相对于相应地另一个信号分量的信号水平增大水平差。

特别是选择NF分量和/或HF分量的边缘区域，使得其频谱范围包括NF分量和HF分量的频谱重叠区域。如果输入信号被划分到多个频带上，则相应的边缘区域特别是由包括重叠区域的频带形成。

在本发明的有利的实施中，仅为两个信号分量中的一个(即仅为HF分量或仅为NF分量)定义为了增大水平差而改变放大因子的边缘区域，同时放大因子在相应地另一个信号分量中保持恒定。然而，在本发明的一个特别有利的实施中，与此不同，不仅为NF分量、而且为HF分量分别定义边缘区域。这两个边缘区域中的放大因子在此总是互相相反地改变。由此，在两个信号分量中的第一信号分量(即HF分量或NF分量)的边缘区域中，增大放大因子，同时减小第二信号分量(即NF分量或HF分量)的边缘区域中的放大因子。

在本发明的一个特别有利的变形中，在此减小第二信号分量中的放大因子，使得由此补偿第一信号分量中的放大因子的增大。因此，换句话说，彼此相反地改变两个边缘区域中的放大因子，使得两个边缘区域上平均的信号水平或者两个边缘区域上平均的信号功率保持恒定(即，不受放大因子变化的影响)。这特别是在输入信号在HF分量和NF分量的重叠区域中的音调性质强的情况下(即，在该重叠区域中存在非常占优势的频率的情况下)，导致作为放大因子的根据本发明的改变在输出信号中不能被感知或仅可以在非常小的程度上被感知，尤其是，优势频率的可感知的音量不受水平改变影响或仅受水平改变非常小的影响。

放大因子的改变因此使得频率失真的伪音明显减小或者甚至消除，而在其方面不会对输入信号的再现质量产生负面影响。具体来说，边界频率附近的正弦波以几乎与在传统方法中相同的音量得到再现，然而其中，通常由频率失真引起的这些正弦波的差拍被完全消除或至少在很大程度上被消除。

在本发明的一个有利的扩展中，根据本发明的水平差的增大不无条件地进行，而是仅当这确实有意义时(或在这确实有意义程度上)，即当在输出信号中预期出现可听到的伪音(或者对应地预期出现预期的伪音的强度)时进行。众所周知，如果输入信号在HF分量和NF分量的频谱重叠区域中具有高的音调，即如果在该重叠区域中存在优势频率(特别是响亮的正弦波)，则预期出现可听到的伪音。因此，在所述方法的这种扩展中，采集表征重叠区域中的输入信号的音调的特征(即换句话说，形成重叠区域中的输入信号的音调的估计值或者对比值)的特征参量。

根据本方法，根据本发明的放大因子的改变以及因此HF分量和NF分量之间的水平差的增大在此依据该特征参量进行。特别地，在此，仅当该特征参量满足预定标准，特别是超过预定阈值时，才增大水平差。在本发明的一个替换实施方式中，依据该特征参量(线性或非线性地)对水平差的增大进行加权。表征重叠区域中的输入信号的音调的特征的特征参量在此优选地通过重叠区域中的输入信号的自相关来确定。特别地，特征参量由(在数学意义上为复数值的)自相关函数的量值形成。

根据本发明的听力装置通常被配置为用于自动执行前面描述的根据本发明的方法。前面描述的方法的实施方式和扩展相应地对应于装置的相关实施方式和扩展，其中，这些方法变形的优点也可以转用于听力装置的相应的实施方式。具体来说，根据本发明的听力装置包括分频器，其被配置为将接收信号分为低频信号分量(NF分量)和高频信号分量(HF分量)，其中，这两个信号分量在边界频率处彼此交界。此外，听力装置包括：信号处理器，其被配置为用于使高频信号分量频率失真；以及合成器，其被配置为用于将低频信号分量和频率失真的高频信号分量叠加，以形成输出信号。

根据本发明，信号处理器被配置为，至少针对包括边界频率的HF分量和/或NF分量的频谱边缘区域，改变相关联的放大因子，使得NF分量的信号水平和频率失真的HF分量的信号水平之间的水平差增大。

优选地，分频器由(分析)滤波器组形成，该滤波器组被配置为，将输入信号分解到多个频带中。合成器在该实施方式中对应地由(合成)滤波器组形成，该滤波器组然后在频率失真(以及可能的其它信号处理步骤)之后将频带合并为输出信号。另外，对于信号处理器的实施变形，类似地参照前面关于根据本发明的方法的描述。

根据本发明的听力装置特别地是助听装置，在此还优选是用于为供应听障者而构建的助听器。

附图说明

下面结合附图详细解释本发明的实施例，在此分别：

图1示意性地以框图示出了助听器形式的听力装置，在助听器中借助(分析)滤波器组将输入的音频信号(输入信号)划分到多个频带中，其中，在各频带中传导的输入信号在边界频率处被细分为低频信号分量(NF分量)和高频信号分量(HF分量)，其中，通过信号处理器使输入信号的HF分量频率失真，并且其中，在(合成)滤波器组中将频率失真的HF分量与输入信号的NF分量叠加，

图2示意性地以相对于频率的信号增益的曲线图示出了(分析)滤波器组的幅值频率响应，

图3示意性地以流程图示出了由听力装置执行的用于使输入信号频率失真的方法，以及

图4和图5分别示意性地以相对于频率的信号增益的曲线图，针对两种不同种类的输入信号，借助直接在边界频率处交界的两个频带的幅值频率响应，示出了所述方法的效果。

在所有附图中，分别对彼此对应的部分和参量设置相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出了助听器2形式的听力装置。助听器2作为基本部件包括输入转换器4、减法器6、(分析)滤波器组8、信号处理器10、(合成)滤波器组12、输出转换器14以及具有布置在其中的(自适应)滤波器18的电反馈路径16。

(在当前情况下示例性地由麦克风形成的)输入转换器4将从周围环境输入的声音信号S_i转换为(初始)输入信号E_i。

为了抑制声学反馈，在减法器6中从初始输入信号E_i中减去在电反馈路径16中产生的电补偿信号K。由输入信号E_i和补偿信号K的减法产生(已补偿)输入信号E_k，其被输送到(分析)滤波器组8。

在滤波器组8中，将输入信号E_k在频谱上划分到多个频带F_j中。在此，参数j是用于对频带F_j进行连续编号的数字索引。在根据图1至图5的简化示例中，滤波器组8将输入信号E_k划分到六个频带F_j(其中j＝1,2,...,6)中，其具体地也表示为F₁至F₆。在助听器2的实际的应用实施中，滤波器组8将输入信号E_k划分到远远更多的(例如，48个)频率通道F_j中。

在信号处理器10中，对分解到频带F_j中的输入信号E_k以特定于频带的方式进行处理。由信号处理器10处理后的信号P(又在频谱上被划分到频带F_j‘(j＝1,2,...,6)中)被输送到(合成)滤波器组12，其将频带F_j‘合并(叠加)为电输出信号A。

输出信号A一方面被输送到(例如通过扬声器或“听筒”形成的)输出转换器14，其将输出信号A转换为输出声音信号S_a。

输出信号A另一方面经由电反馈路径16被输送到自适应滤波器18，其由此确定补偿信号K。已补偿输入信号E_k作为参考变量被附加地输送到自适应滤波器18。

在助听器2运行时，将声音信号S_a直接输出到助听器佩戴者的耳道中，或者经由音管输送到耳道中。但是特别是在助听器2本身被布置在耳道中的助听器2的实施中，输出的声音信号S_a的一部分不可避免地作为反馈信号R经由声学反馈路径20(例如经由助听器2的通气通道或者经由固体声)反馈到输入转换器4，在那里反馈信号R与环境声音叠加为输入的声音信号S_i。

声音信号S_i、S_a和反馈信号R在此是原始声音信号，特别是空气声和/或固体声。相反，输入信号E_i、E_k、处理后的信号P、输出信号A以及补偿信号K是音频信号，即传输声音信息的电信号。

在分析滤波器组8和合成滤波器组12之间的区域中，相关音频信号、即输入信号E_k和处理后的信号P，如上所述以在频谱上被分解到频带F_j或F_j‘中的方式传导。

助听器2特别地是数字助听器，其中，信号处理器10中的信号处理借助数字技术进行。在这种情况下，音频信号在信号处理之前被模拟-数字转换器22数字化，并且在信号处理之后被数字-模拟转换器24转换回电模拟信号。在所示出的示例中，模拟-数字转换器22直接连接在滤波器组8前面，并且因此作用于已补偿输入信号E_k，同时数字-模拟转换器24连接在滤波器组12后面。在这种情况下，电反馈路径16以模拟信号的形式传导输出信号A和补偿信号K。

作为其替换，模拟-数字转换器22连接在输入转换器4和减法器6之间，因此作用于初始输入信号E_i(未示出)。在这种情况下，电反馈路径16有利地以数字信号的形式传导输出信号A和补偿信号K。

在助听器2的另一种(同样未示出的)实施方式中，减法器6连接在分析滤波器组8后面。在此，频带F_j‘或者通过另外的频率分析在频谱上分解的输出信号A被传输到自适应滤波器18。自适应滤波器18包括相应数量的通道。

信号处理器10以一般用于助听器的方式，对在频带F_j中传输的输入信号E_k进行各种信号处理过程，特别是特定于频带地变化的放大，以使得输入信号E_i的再现适应于听力受损的助听器用户的个人需求，并且因此使得其尽可能可以听见。此外，信号处理器10执行频率失真，其将输出信号A与输入信号E_i解相关，以实现改善的反馈抑制。

为了说明频率失真的效果，在图2中，以与频率相关的信号增益g(也称为：Gain)的曲线图相对于频率f示出了分析滤波器组8的频率响应。信号增益g在此也可以取小于1的值，并且在这种情况下使得输入信号E_k减弱(衰减)。

在图2中可以看到(在该示例中简化为六个的)频带F_j的幅值频率响应，频带F_j被分为三个低频频带F₁、F₂和F₃以及三个高频频带F₄、F₅和F₆。低频频带F₁-F₃在此传导输入信号E_k的低频信号分量NF，而高频频带F₄-F₆传导输入信号E_k的高频信号分量HF。

除了传输到信号处理器10的频带F_j之外，在图2中还描绘了频带F_j‘，频带F_j‘传导由信号处理器10输出的处理后的信号P的频带F_j‘，并且在频带F_j‘中反映了由信号处理器10进行的频率失真。如从图2可以看出的，在此频率失真仅作用于高频信号分量HF，即高频频带F₄‘-F₆‘，方式是，这些频带F₄‘-F₆‘相对于相应的初始频带F₄-F₆在相同的带宽处分别微小地向高的频率f偏移。与此相反，在低频信号分量NF的频带F₁-F₃上，信号处理器10没有进行频率失真，从而处理后的信号P的频带F₁‘-F₃‘在其频谱位置方面与初始频带F₁-F₃一致。

相对于彼此改变各个频带F₁‘-F₆‘各自的放大因子的信号处理过程，为了清楚起见未在根据图2的示意图中示出，因此在此示出了所有频带F₁‘-F₆‘具有相同的信号增益g。

频带F₁-F₆和相应的频带F₁‘-F₆‘的带宽特别是由半值宽度(Halbwertsbreite)给出。该半值水平在根据图2的图示中例如对应于该曲线图的基线(横坐标)。

从图2中还可以看出，频带F₁至F₆、因此信号分量NF和HF也在频谱上重叠。信号分量NF和HF的重叠区域U在此由低频信号分量NF或高频信号分量HF的相应的外部频带F₃和F₄的相应的外部半值边界的频谱距离形成(参见图2)。频带F₃和F₄的幅值频率响应的曲线相交的重叠区域U的中心在此限定了信号分量NF和HF的边界频率f_g。两个相邻的频带F₃和F₄形成了相应地容纳重叠区域U的低频信号分量NF的边缘区域R_L或高频信号分量HF的边缘区域R_H。

为了在助听器2运行时、因此在根据图2进行频率失真时，避免输出信号A中的开头描述的类型的伪音，信号处理器10根据在图3中以示例性的构造概述的方法，改变相邻的频带F₃‘和F₄‘(因此边缘区域R_L和R_H)的分别相关联的放大因子。因此，分别与频带F₃‘和F₄‘相关联的幅值频率响应的曲线由于根据图2的图示中的相关联的放大因子的这种改变，一定程度地向上或向下偏移，参见图4和图5。

在(示出用于运行助听器2的方法的一部分的)所述方法的第一步骤30中，信号处理器10接收输入信号E_k，如上面所述，输入信号E_k被滤波器组8划分到频带F_j中，因此隐含地也被分为信号分量NF和HF。

在接着的步骤32中，信号处理器10关于相邻的频带F₃和F₄(因此关于信号分量NF和HF各自的边缘区域R_L和R_H)分别形成自相关函数，以便获得表示边缘区域R_L和R_H中的输入信号E_k的音调的定量度量的特征参量。

如上面所提及的，术语“音调”表示输入信号E_k的特性，该特性表征单个频率f₀(图4和图5)在由频带F₃和F₄覆盖的频率范围内的优势。如果具有特定频率(在该频率下，频率分辨的信号水平明显超过平均的信号水平)的优势音调(例如小提琴音调)表征边缘区域R_L和R_H中的输入信号E_k，则在此给出高的音调。与此相反，如果相邻的频带F₃和F₄的信号由于宽带的噪声分量(例如噪声、交通噪声、语音噪声等)而占优势，则音调低。

所述方法在此利用自相关函数是音调的良好的度量的知识。特别是在滤波器组8是DFT调制的滤波器组(即基于离散傅里叶变换的滤波器组)或类似的实现的本发明的优选实施方式中，频带F₃和F₄中的正弦信号对应于旋转的复数指针，其在恒定的频率下在连续的时间步长之间以恒定的角度跳跃旋转。在一步自相关(“one-tap-autocorrelation”)中，如优选在所述方法的步骤32中所确定的，将该旋转的指针映射到具有与该角度步长对应的恒定的相位角的复数指针上。

在此，信号处理器10使用该复数值的自相关函数的量值作为音调的度量。替换地，使用复数指针或相位角的方差作为音调的度量，其中，利用小的方差指示稳定的频率，因此指示高音调。信号处理器10根据该复数值的自相关函数的相位角，导出优势频率f₀的量值，方式是，信号处理器将该相位角除以两个时间步长之间的时间间隔的量值(具体为：

其中，

代表相位角，T_s代表所述时间间隔；优势频率f₀在此涉及相应的频带T₃或T₄的带中心。

在步骤34中，信号处理器10通过如在图2中所示，将初始频带F₄-F₆转变到频率偏移后的频带F₄‘-F₆‘，来进行频率失真。

在步骤36中，信号处理器10检查之前确定的音调的度量、即例如在频带F₃和F₄中确定的自相关函数的量值是否低于预定的阈值。

如果情况是“是”，则信号处理器10将这识别为预期通过频率失真不引起干扰伪音的指示。相应地，信号处理器10在这种情况下在方法执行中跳转到步骤38，在步骤38中，其在频带F_j‘中将频率失真的信号P(在需要时在执行另外的信号处理步骤之后)输出到滤波器组12，以合成输出信号A。

否则，如果在步骤36中进行的检查得到音调的度量不低于预定的边界值(“否”)，则在步骤40中，信号处理器10估计在优势频率f₀处或在偏移后的优势频率f₀‘处相邻的频带F₃‘和F₄‘中的水平差ΔL(图4和图5)。信号处理器10在此特别地确定水平差ΔL，方式是，其作为在频率f₀或f₀‘处频带F₃‘和F₄‘中的信号水平L₁和L₂的度量，确定幅值频率响应的各个曲线在这些频率f₀和f₀‘处的值，并且彼此进行比较(ΔL＝|L₁–L₂|；参见图4和图5)。

在接着的步骤42中，信号处理器10检查之前确定的水平差ΔL是否超过了预定的边界值。

如果情况是“是”，则信号处理器10将这识别为由于原本就高的水平差ΔL、预期不会由于频率失真而引起干扰伪音的指示。相应地，信号处理器10在这种情况下在方法执行中又跳转到步骤38。

否则(“否”)，即如果在步骤42中执行的检测的结果是否定的，并且相应地水平差ΔL不超过阈值，则在步骤44中，信号处理器10彼此相反地调整相邻的频带F₃‘和F₄‘的放大因子，使得达到超过针对步骤42中的检测预先给定的阈值的增大的水平差ΔL‘(ΔL‘＝|L₁‘–L₂‘|；参见图4和图5)。可选地，在此根据预先给定的标准来限制水平差的增大。因此，在这种情况下，进行水平差的增大，使得不超过预先给定的最大值。在本发明覆盖的各种情况下，改变之前和/或之后的放大因子也可以具有小于1的值，并且因此引起输入信号E_k的频率选择性衰减，即使这对于传统的助听器是非典型的。

信号处理器10在此特别是计算放大因子的这种改变，使得相邻的频带F₃‘和F₄‘中的水平增大和水平降低相互进行补偿，也就是说，频带F₃‘和F₄‘在优势频率f₀或f₀‘处的调整后的信号水平L₁‘和L₂‘在总和上(或在平均值上)对应于水平调整前的相应的水平L₁和L₂(L₁‘+L₂‘＝L₁+L₂)。不同于简单地求总和或者平均值，在所述方法的一个扩展实施方式中，还考虑相关频带的幅值频率响应。

随后，信号处理器10在方法执行中又跳转到步骤38。

通过在步骤44中进行的相邻的频带F₃‘和F₄‘中的放大因子的彼此相反的改变，实现了可以以近似相等的强度听到输出信号A中的优势音调，就像没有进行步骤44中的水平调整一样。根据优势频率f₀在信号分量NF和HF中的哪一个中更强，在此以未偏移的频率f₀或者以偏移的频率f₀‘听到优势音调。然而，在此，由于增大的水平差ΔL‘，频率f₀和f₀‘之间的差拍形式的干扰伪音得到抑制。

在本发明的范围内，所述方法的许多替换的实施是可能的。例如频率失真(步骤34)也可以在该方法流程的其它位置进行，例如在水平改变(步骤42)之后。此外，在本发明的范围内，还可以在步骤30和38之间执行各种另外的信号处理步骤，特别是用于噪声抑制的对输入信号E_k的频率选择性放大等步骤。

根据图4和图5再次说明根据本发明的相邻的频带F₃‘和F₄‘中的水平改变的效果。在此，从这两个图的比较特别清楚，水平改变的方向与优势频率f₀的频谱位置有关。如果根据图4中的图示，优势频率主要位于高频信号分量HF中(f₀>f_g)，则提高相邻的高频频带F₄‘的信号水平L₂，并且降低相邻的低频频带F₃‘的信号水平L₁，以增大水平差ΔL。反之，如果优势频率f₀主要位于低频信号分量NF中(f₀<f_g)，则提高相邻的低频频带F₃‘的信号水平L₁，并且降低相邻的高频频带F₄‘的信号水平L₂。

根据前面描述的实施例，本发明变得特别清楚。但是本发明仍然不局限于这些实施例。相反，可以从前面的描述中导出本发明的许多其它实施方式。

附图标记列表

2 助听器

4 输入转换器

6 减法器

8 (分析)滤波器组

10 信号处理器

12 (合成)滤波器组

14 输出转换器

16 (电)反馈路径

18 (自适应)滤波器

20 (声学)反馈路径

22 模拟-数字转换器

24 数字-模拟转换器

30 步骤

32 步骤

34 步骤

36 步骤

38 步骤

40 步骤

42 步骤

44 步骤

ΔL 水平差

ΔL‘ (增大的)水平差

f 频率

f₀ (优势)频率

f₀‘ (偏移后的优势)频率

f_g 边界频率

g 信号增益

A 输出信号

E_i (初始)输入信号

E_k (已补偿)输入信号

F_j 频带(j＝1,2,...,6))

F_j‘ 频带(j＝1,2,...,6))

HF (高频)信号分量

K 补偿信号

L₁ 信号水平

L₂ 信号水平

L₁‘ 信号水平

L₂‘ 信号水平

NF (低频)信号分量

P (处理后的)信号

R 反馈信号

R_H 边缘区域

R_L 边缘区域

S_a (输出的)声音信号

S_i (输入的)声音信号

U 重叠区域

Claims (12)

1.一种用于特别是在运行听力装置(2)时使作为音频信号存在的输入信号(E_k)频率失真的方法，

-其中，将输入信号(E_k)分为低频信号分量(NF)和高频信号分量(HF)，其中，这两个信号分量(NF，HF)在边界频率(f_g)处互相交界，

-其中，使高频信号分量(HF)频率失真，并且

-其中，将低频信号分量(NF)和频率失真的高频信号分量(HF)叠加，以形成输出信号(A)，

其特征在于，至少对于包含边界频率(f_g)的高频信号分量(HF)和/或低频信号分量(NF)的边缘区域(R_H，R_L)，改变相关联的放大因子，使得低频信号分量(NF)的信号水平(L₁)和频率失真的高频信号分量(HF)的信号水平(L₂)之间的水平差(ΔL)增大。

2.根据权利要求1所述的方法，

-其中，借助滤波器组(8)将输入信号(E_k)划分到多个频带(F_j；j＝1-6)中，其中的多个低频频带(F₁-F₃)传导低频信号分量(NF)，并且其中随后的多个高频频带(F₄-F₆)传导高频信号分量(HF)，

-其中，高频信号分量(HF)的边缘区域(R_H)由与低频频带(F₁-F₃)交界的高频频带(F₄-F₆)的子集形成，和/或其中，低频信号分量(NF)的边缘区域(R_L)由与高频频带(F₄-F₆)交界的低频频带(F₁-F₃)的子集形成，并且

-其中，仅在与边缘区域(R_L，R_H)相关联的频带(F₃，F₄)中改变放大因子。

3.根据权利要求1或2所述的方法，

其中，至少对于两个信号分量(NF，HF)中的第一信号分量的边缘区域(R_L，R_H)增大放大因子，并且其中，至少对于第二信号分量(HF；NF)的边缘区域(R_H；R_L)减小放大因子。

4.根据权利要求3所述的方法，

其中，减小第二信号分量(HF；NF)的放大因子，使得补偿第一信号分量(NF，HF)的放大因子的增大。

5.根据权利要求1或2所述的方法，

其中，确定表征高频信号分量(HF)和低频信号分量(NF)的重叠区域(U)中的输入信号(E_K)的音调的特征的特征参量，并且其中，放大因子的改变依据所述特征参量进行。

6.根据权利要求5所述的方法，

其中，表征音调的特征的特征参量通过重叠区域(U)中的输入信号(E_k)的自相关来确定。

7.一种听力装置(2)，

-具有分频器(8)，其配置为用于，将输入信号(E_k)分为低频信号分量(NF)和高频信号分量(HF)，其中，这两个信号分量(NF，HF)在边界频率(f_g)处互相交界，

-具有信号处理器(10)，其配置为用于，使高频信号分量(HF)频率失真，并且

-具有合成器(12)，其配置为用于，将低频信号分量(NF)和频率失真的高频信号分量(HF)叠加，以形成输出信号(A)，

其特征在于，

信号处理器(10)配置为用于，至少对于包含边界频率(f_g)的高频信号分量(HF)和/或低频信号分量(NF)的边缘区域(R_H，R_L)，改变放大因子，使得低频信号分量(NF)的信号水平(L₁)和频率失真的高频信号分量(HF)的信号水平(L₂)之间的水平差(ΔL)增大。

8.根据权利要求7所述的听力装置(2)，

-其中，分频器由滤波器组(8)形成，所述滤波器组被配置为用于，将输入信号(E_k)划分到多个频带(F_j；j＝1-6)中，其中的多个低频频带(F₁-F₃)传导低频信号分量(NF)，并且其中随后的多个高频频带(F₄-F₆)传导高频信号分量(HF)，其中，与低频频带(F₁-F₃)交界的高频频带(F₄-F₆)的子集形成高频信号分量(HF)的边缘区域(R_H)，和/或其中，与高频频带(F₄-F₆)交界的低频频带(F₁-F₃)的子集形成低频信号分量(NF)的边缘区域(R_L)，并且，

-其中，信号处理器(10)配置为用于，仅在与边缘区域(R_H，R_L)相关联的频带(F₃，F₄)中改变放大因子。

9.根据权利要求7或8所述的听力装置(2)，

其中，信号处理器(10)配置为用于，至少对于两个信号分量(HF，NF)中的第一信号分量的边缘区域(R_H，R_L)增大放大因子，并且至少对于第二信号分量(NF；HF)的边缘区域(R_L，R_H)减小放大因子。

10.根据权利要求9所述的听力装置(2)，

其中，信号处理器(10)配置为用于，减小第二信号分量(NF；HF)的放大因子，使得补偿第一信号分量(HF，NF)的放大因子的增大。

11.根据权利要求7或8所述的听力装置(2)，

其中，信号处理器(10)配置为用于，确定表征高频信号分量(HF)和低频信号分量(NF)的重叠区域(U)中的输入信号(E_k)的音调的特征的特征参量，并且仅当特征参量满足预先给定的标准时，进行放大因子的改变。

12.根据权利要求11所述的听力装置(2)，

其中，信号处理器(10)配置为用于，通过重叠区域(U)中的输入信号(E_k)的自相关来确定表征音调的特征的特征参量。

Images