CN109922416B - 具有对波束赋形的灵活控制的听力设备和方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种双耳听力系统的听力设备，双耳听力系统包括该听力设备和对侧听力设备。听力设备包括：收发器模块，用于与双耳系统的对侧听力设备通信，收发器模块被配置用于提供从对侧听力设备接收的对侧信号；和一组麦克风，包括分别用于提供第一麦克风输入信号和第二麦克风输入信号的第一麦克风和第二麦克风。听力设备包括：波束赋形模块，连接到第一麦克风和第二麦克风，用于处理第一麦克风输入信号、第二麦克风输入信号和对侧信号，波束赋形模块被配置成提供第一波束赋形的输入信号。听力设备包括波束赋形控制器，其连接到波束赋形模块和收发器模块。

Description

具有对波束赋形的灵活控制的听力设备和方法
技术领域
本公开涉及双耳听力系统的听力设备、控制听力设备的波束赋形的方法。
背景技术
听力设备制造商在提供模仿正常听力和人脑感知以便为听力设备用户提供令人满意的听力体验的听力设备时面临许多挑战。
开发与听觉系统和声学环境一起工作的听力设备仍然具有挑战性。
发明内容
因此，需要克服或解决上述挑战的设备和方法。本公开的目的是提供通过改进听力设备中的波束赋形控制来增强助听器用户的声学体验的设备和方法。
公开了一种双耳听力系统的听力设备，双耳听力系统包括该听力设备和对侧听力设备。该听力设备包括：收发器模块，用于与双耳系统的对侧听力设备通信，收发器模块被配置用于提供从对侧听力设备接收的对侧信号；以及一组麦克风，包括分别用于提供第一麦克风输入信号和第二麦克风输入信号的第一麦克风和第二麦克风。听力设备包括：波束赋形模块，连接到第一麦克风和第二麦克风，用于处理第一麦克风输入信号、第二麦克风输入信号和对侧信号，波束赋形模块被配置成提供第一波束赋形的输入信号；以及处理单元，用于处理波束赋形的输入信号并基于来自波束赋形模块的第一波束赋形的输入信号提供电输出信号。听力设备包括：接收器，用于将电输出信号转换为音频输出信号；以及波束赋形控制器，连接到波束赋形模块和收发器模块。波束赋形控制器被配置成：控制波束赋形模块以在波束赋形模块中应用第一系数集的至少一部分；确定波束赋形模块的目标系数集；以及基于第一系数集和目标系数集来确定第一中间系数集。波束赋形控制器被配置成控制波束赋形模块以在波束赋形模块中应用第一中间系数集的至少一部分；以及控制波束赋形模块以在波束赋形模块中应用目标系数集的至少一部分。
另外，本公开涉及一种控制听力设备的波束赋形的方法。该方法包括：控制波束赋形方案以将第一系数集的至少一部分应用于麦克风输入信号和对侧信号；确定目标系数集；基于第一系数集和目标系数集来确定第一中间系数集；控制波束赋形方案以将第一中间系数集的至少一部分应用于麦克风输入信号和对侧信号；以及控制波束赋形方案以将目标系数集的至少一部分应用于麦克风输入信号和对侧信号。
本公开的一个优点是，本文公开的听力设备受益于波束赋形操作的灵活且平滑但可感知的引导或控制。根据本公开的对波束赋形的控制对于用户来说是足够可察觉的，以感知波束赋形的改变但仍然平滑地执行，以使听力设备的用户感到舒适。
一种双耳听力系统的听力设备，双耳听力系统包括该听力设备和对侧听力设备，该听力设备包括：收发器模块，用于与双耳系统的对侧听力设备通信，收发器模块被配置用于提供从对侧听力设备接收的对侧信号；一组麦克风，包括分别用于提供第一麦克风输入信号和第二麦克风输入信号的第一麦克风和第二麦克风；波束赋形模块，连接到第一麦克风和第二麦克风，用于处理第一麦克风输入信号、第二麦克风输入信号和对侧信号，其中，波束赋形模块被配置成提供第一波束赋形的输入信号；处理单元，被配置成基于第一波束赋形的输入信号提供电输出信号；接收器，其被配置成基于电输出信号提供音频输出信号；以及波束赋形控制器，连接到波束赋形模块和收发器模块；其中，波束赋形控制器被配置成：控制波束赋形模块以应用第一系数集的至少一部分；确定波束赋形模块的目标系数集；基于第一系数集中的一个或多个系数并基于目标系数集中的一个或多个系数来确定第一中间系数集；控制波束赋形模块以应用第一中间系数集的至少一部分；以及控制波束赋形模块以应用目标系数集的至少一部分。
可选地，第一中间系数集被归一化。
可选地，波束赋形控制器被配置成确定目标系数集是否满足灵活控制标准；并且其中，波束赋形控制器被配置成：如果目标系数集满足灵活控制标准，则确定第一中间系数集，并控制波束赋形模块以应用第一中间系数集的至少一部分。
可选地，灵活控制标准基于感知参数。
可选地，感知参数基于一个或多个用户偏好。
可选地，灵活控制标准基于步长参数。
可选地，步长参数选自一范围。
可选地，波束赋形控制器被配置成：基于声学环境参数来确定目标系数集。
可选地，波束赋形控制器被配置成：通过基于统计期望优化第一系数集的成本函数来确定波束赋形模块的目标系数集。
可选地，波束赋形控制器被配置成：确定第二中间系数集；并且其中，波束赋形控制器被配置成：控制波束赋形模块以在应用目标系数集之前应用第一和第二中间系数集的至少一部分。
一种控制听力设备的波束赋形的方法，该方法包括：控制波束赋形方案以将第一系数集的至少一部分应用于麦克风输入信号和对侧信号；确定目标系数集；基于第一系数集中的一个或多个系数并基于目标系数集中的一个或多个系数来确定第一中间系数集；控制波束赋形方案以将第一中间系数集的至少一部分应用于麦克风输入信号和对侧信号；以及控制波束赋形方案以将目标系数集的至少一部分应用于麦克风输入信号和对侧信号。
可选地，该方法还包括：确定目标系数集是否满足灵活控制标准；其中，如果目标系数集满足灵活控制标准，则执行确定第一中间系数集的动作、以及控制波束赋形模块以应用第一中间系数集的至少一部分的动作。
可选地，基于声学环境参数来执行确定目标系数集的动作。
可选地，确定目标系数集的动作包括：基于统计期望来优化第一系数集的成本函数。
可选地，该方法还包括：确定第二中间系数集；以及控制波束赋形模块以在应用目标系数集之前应用第一和第二中间系数集的至少一部分。
将在详细描述中描述其他优点和/或特征。
附图说明
通过以下参考附图对示例性实施例的详细描述，以上和其他特征及优点对于本领域技术人员将变得显而易见，其中：
图1示意性地示出示例性听力设备。
图2是根据本公开的示例性方法的流程图。
附图标记列表
2 听力设备
4 收发器模块
4A 天线
4B 无线电收发器
5 对侧信号
5 对侧波束赋形信号
6 第一麦克风
6A 第一麦克风输入信号
8 第二麦克风
8A 第二麦克风输入信号
10 波束赋形模块
10A 第一波束赋形的输入信号
12 波束赋形控制器
13 到波束赋形模块的控制信号
14A 到处理单元的控制信号
14B 到用于对侧听力设备的收发器模块的控制信号
16 处理单元
16A 电输出信号
18 接收器
100 一种控制听力设备中的波束赋形的方法
102 控制波束赋形方案以将第一系数集的至少一部分应用于麦克风输入信号和对侧信号
104 确定目标系数集
104a 基于统计期望来优化第一系数集的成本函数
105 确定目标系数集是否满足灵活控制标准
106 基于第一系数集和目标系数集来确定第一中间系数集
107 确定中间系数集的数量
108 确定每个中间系数集的一个或多个系数
109 控制波束赋形模块以在应用目标系数集之前应用中间系数集的至少一部分
110 控制波束赋形方案以将第一中间系数集的至少一部分应用于麦克风输入信号和对侧信号
112 控制波束赋形方案以将目标系数集的至少一部分应用于麦克风输入信号和对侧信号
具体实施方式
在下文中参考相关附图来描述各种示例性实施例和细节。应当注意，附图可以或可以不按比例绘制，并且贯穿各附图具有相似结构或功能的元件由相同的参考数字表示。还应当注意，附图只是意图帮助描述实施例。它们并不意图作为本发明的穷尽的描述或作为本发明范围的限制。此外，所示出的实施例不需要具有所有所示的方面或优点。结合特定实施例描述的方面或优点不必限于该实施例，并且可以在任何其他实施例中实施，即使没有这样说明或者没有这样明确描述。
可以将本公开视为与耳对耳音频流送相关。发明人已经意识到：在双耳听力系统中，利用来自两个听力设备的信号可以支持在嘈杂环境和鸡尾酒会场景中通过波束赋形来增强语音可懂度。
应当注意，通过波束赋形来减小噪声的尝试未考虑人类听觉系统的机制以及对话中的对社交互动的需要。例如，可能不一定需要最优的高方向性波束赋形来过度抑制离轴(off-axis)谈话者并引起隧道听力问题。本公开提出了利用听觉系统的双耳听力引导策略、耳对耳音频流送以用于朝向监听耳进行波束赋形和离轴源引导，这使得
1.由于对于收听环境具有足够的方向性指数，因此具有更好的语音可懂度，和/或
2.由于监听耳保持多个流以供选择性地收听(例如，由于监听耳保持多个流从而更好地感知离轴源)，因此通过提供离轴源来更好地感知环境中的所有声音(情景感知)。
本文公开了一种听力设备。听力设备可以是助听器，其中，处理单元被配置成补偿用户的听力损失。
听力设备可以是以下类型：耳后式(BTE)类型、耳内式(ITE)类型、耳道式(ITC)类型、耳道中接收器式(RIC)类型、或耳中接收器式(RITE)类型。听力设备可以是双耳助听器。听力设备可以包括第一耳机和第二耳机，其中，第一耳机和/或第二耳机是如本文所公开的耳机。
听力设备可以是双耳听力系统的一部分。双耳听力系统包括听力设备和对侧听力设备。
听力设备包括用于与双耳系统的对侧听力设备通信的收发器模块。收发器模块被配置用于提供从对侧听力设备接收的对侧信号。换言之，收发器模块被配置成例如经由有线连接或无线连接，提供从对侧听力设备接收的对侧信号。
听力设备包括一组麦克风，该组麦克风包括分别用于提供第一麦克风输入信号和第二麦克风输入信号的第一麦克风和第二麦克风。该组麦克风可以包括用于提供N个麦克风输入信号的N个麦克风，其中，N是在1至50的范围内的整数，例如1至20，例如1至10。在一个或多个示例性听力设备中，麦克风的数量N是两个、三个、四个、五个或更多。该组麦克风可以包括用于提供第三麦克风输入信号的第三麦克风。
听力设备包括连接到第一麦克风和第二麦克风的波束赋形模块，用于处理第一麦克风输入信号、第二麦克风输入信号和对侧信号。波束赋形模块被配置成提供第一波束赋形的输入信号。
听力设备包括处理单元，用于处理波束赋形的输入信号并基于来自波束赋形模块的第一波束赋形的输入信号提供电输出信号。听力设备包括用于处理输入信号(例如，一个或多个波束赋形的输入信号)的处理单元。处理单元的一个或多个输入端子可选地连接到波束赋形控制器和/或波束赋形模块的相应输出端子。例如，处理单元的收发器输入端子可以连接到预处理单元的收发器输出端子。处理单元的一个或多个麦克风输入端子可以连接到预处理单元的相应的一个或多个麦克风输出端子。
听力设备包括用于将电输出信号转换为音频输出信号的接收器。
听力设备包括连接到波束赋形模块和收发器模块的波束赋形控制器。波束赋形控制器被配置成：控制波束赋形模块以在波束赋形模块中应用第一系数集的至少一部分。波束赋形模块可以被配置成：将第一系数集的至少一部分应用于麦克风输入信号，例如第一麦克风输入信号和/或第二麦克风输入信号。波束赋形控制器被配置成：将控制信号发送到对侧听力设备(例如，经由收发器)，以便使得对侧设备能够将对应的波束赋形系数应用于对侧信号。对应的波束赋形系数可以是第一系数集的一部分。应用于对侧信号的对应波束赋形系数可以与应用于该麦克风输入信号的波束赋形系数不同。
波束赋形控制器可以被配置成：例如基于对侧信号、第一麦克风输入信号和/或第二麦克风输入信号，确定波束赋形模块的目标系数集。在一个或多个示例性听力设备中，波束赋形控制器被配置成：基于(例如，指示声学环境的分类的)声学环境参数来确定目标系数集。例如，波束赋形控制器可以被配置成：通过手动接收用户输入(例如，经由在与听力设备耦合的附属设备上运行的应用程序)来发起向中间集和/或目标集的转变。例如，波束赋形控制器可以被配置成：通过确定是否满足标准来发起向中间集和/或目标集的转变，其中，所述标准基于一个或多个用户偏好和/或环境噪声水平。
在一个或多个示例性听力设备中，波束赋形控制器被配置成：通过基于统计期望优化第一系数集的成本函数来确定波束赋形模块的目标系数集。换言之，波束赋形控制器被配置成：通过求解最小化问题来确定波束赋形模块的目标系数集。
在一个或多个示例性听力设备中，对第一中间系数集进行归一化。例如，第一中间系数集的所有系数的总和为1，例如α+β＝1，其中，[α|β]表示第一中间系数集。
波束赋形控制器可以被配置成：可选地在一个或多个约束(例如，第一系数集的归一化)下优化成本函数。
可以设想目标系数集包括：表示为α的甲目标系数集，其与第一波束赋形的输入信号相关(并应用于麦克风输入信号)；和/或表示为β的乙目标系数集，其用于对侧听力设备以便对对侧信号进行波束赋形。
换言之，确定目标系数集(α,β)可以包括：在约束α+β＝1下求解最小化问题，例如，由以下给出：
Figure BDA0001890407530000071
其中，li是第一波束赋形的输入信号，ri是对侧信号(在第i个子带中)，α是甲目标系数集。假设目标声源位于零方向轴上。以上公式可以被简化为：
Figure BDA0001890407530000081
其中，rms表示信号的均方根值(例如，信号幅度、或相位、或表示信号的任何其他相关度量的均方根值)。它等同于在以下成本函数C(α,β)中并且在约束α+β＝1下求解α和β：
argmin{E[(αli+βri)·(αli+βri)]} (3)
E为统计期望，其中，α是第一带通系数并且β是对侧带通系数。
在一个或多个示例性听力设备中，求解最小化问题可以包括：应用随机最速下降算法。
在一个或多个示例性听力设备中，求解最小化问题可以包括：应用最小均方算法或归一化最小均方算法。
可以自适应地获得最小化问题，例如，通过：
C(α,β)＝{E{(αli+βri)·(αli+βri)}+λ(α+β-1) (4)
最小化问题可以通过使用随机最速下降算法来求解，该算法包括：
·取梯度
Figure BDA0001890407530000082
·求解拉格朗日λ＝-E{v·l}-E{v·r}和v＝αl+βr
·
Figure BDA0001890407530000083
·解是
Figure BDA0001890407530000084
·μ是步长大小
最小化问题可以通过使用LMS算法(最小均方)来求解：
Figure BDA0001890407530000085
最小化问题可以通过使用NLMS算法(归一化最小均方)来求解：
Figure BDA0001890407530000086
或
Figure BDA0001890407530000087
对于所有三种算法，在v·v>0时完成更新。
所实现的解如下：
Figure BDA0001890407530000091
其中，输出为v＝αnli+βnri并且步长大小μ＝0.001，αn是第一带通系数，βn是带通波束赋形器中使用的对侧带通系数。
例如，信号矢量li和ri的大小可以在[20-60]的范围内，例如，以8kHz至33kHz的采样率(例如，16kHz)获得的48个样本。在计算中，信号矢量可以在两帧中累积。
在一个或多个示例性听力设备中，更好的耳策略(最小化问题)可以被表示为(例如，针对一个或多个子带)：
si＝argmin(rms(li)，rms(ri)，rms(v)) (9a)
例如，波束赋形控制器可以被配置成通过求解该最小化问题来确定目标系数集。当调整过程收敛时，解为波束赋形结果(包括甲目标集和乙目标集(例如，用于对侧)的目标集)。当调整过程从相等的权重开始时，(α0＝β0＝0.5)，更好的耳收听策略可以从三个信号的最小RMS中选择信号。在给定用于听力设备的公式(9a)下，在对侧听力设备处(如果有的话)，更好的耳策略(最小化问题)可以被表示为(例如，针对一个或多个子带)：
si＝argmax(rms(li)，rms(ri)，rms(v)) (9b)
在一个或多个示例性听力设备中，波束赋形控制器被配置成确定中间系数集的数量。例如，波束赋形控制器12被配置成以如下方式确定中间集的数量N：
Figure BDA0001890407530000092
其中，D表示从当前集到目标集的距离并且μ表示步长大小。
波束赋形控制器可以被配置成：确定每个中间系数集的系数，并顺序地控制波束赋形模块以在应用目标系数集之前应用中间系数集的至少一部分。波束赋形控制器可以被配置成：基于步长参数来确定每个中间系数集的系数。
波束赋形控制器可以被配置成：基于第一系数集和目标系数集来确定第一中间系数集。波束赋形控制器可以被配置成：控制波束赋形模块以在波束赋形模块中应用第一中间系数集的至少一部分。波束赋形控制器被配置成：控制波束赋形模块以在波束赋形模块中应用目标系数集的至少一部分。
在一个或多个示例性听力设备中，听力设备可以包括用于将一个或多个无线输入信号(例如，第一无线输入信号和/或第二无线输入信号)转换为天线输出信号的天线。一个或多个无线输入信号可以源自对侧听力设备或一个或多个外部源，例如一个或多个配偶麦克风设备、无线TV音频发送器和/或与无线发射器相关联的分布式麦克风阵列。
在一个或多个示例性听力设备中，收发器可以包括耦合到天线的无线电收发器，用于将天线输出信号转换为收发器输入信号。
在一个或多个示例性听力设备中，听力设备可以包括多个天线和/或天线可以被配置成在一个或多个天线模式下操作。
在一个或多个示例性听力设备中，波束赋形控制器被配置成：确定目标系数集是否满足灵活控制标准。当目标系数集满足灵活控制标准时，可以执行基于第一系数集和目标系数集来确定第一中间系数集的动作、以及控制波束赋形模块以在波束赋形模块中应用第一中间系数集的至少一部分的动作。
在一个或多个示例性听力设备中，灵活控制标准基于感知参数。在一个或多个示例性听力设备中，感知参数基于一个或多个用户偏好。例如，基于用户偏好在验配阶段设置感知参数，使得向中间系数集和/或目标系数集的转变以连续但仍然可感知的方式进行(例如，只是足够可感知)。可以设想，感知参数由验配者基于来自用户表达内容的反馈而设置为稍微可感知的改变。例如，可以手动触发向中间集或目标集的转变的确定和/或发起(例如，经由在与听力设备耦合的附属设备上运行的应用程序)。例如，可以基于满足标准而自动触发向目标集的转变的确定和/或发起，其中，所述标准基于一个或多个用户偏好和/或环境噪声水平。
在一个或多个示例性听力设备中，灵活控制标准基于步长参数。步长参数可以指代增量值。步长参数可以例如指代步长大小、增量步长或渐进步长。步长参数可以基于感知参数。在一个或多个示例性听力设备中，步长参数选自一范围。可以基于感知参数从例如[0,1与0,7]之间的范围中选择步长参数。
在一个或多个示例性听力设备中，波束赋形控制器被配置成：将一个或多个约束应用于所确定的目标系数集以使目标系数集体系化(regularize)，例如以基于听力设备用户的偏好来满足不同的波束赋形需求。例如，目标系数集的最优值可能取决于声学场景而变化很大。例如，每个耳朵或听力设备上的目标系数范围可以被约束在[α1,α2]之间，例如[-.2,1.2]、[0,1]、或甚至[0.5,0.5]等。在一个或多个示例性听力设备中，波束赋形控制器被配置成：控制一个听力设备中的目标系数集并通知另一个听力设备使用监听波束图案。
在应用本技术的示意性示例中，重点可以是以特定方式改变系数，使得方向性指数可以从最优变为次优以满足不同的波束赋形需求。例如，以下范围选择[-0.2,1.2]作为系数的约束。第一系数集的第一系数是0.0。波束赋形控制器确定目标系数集的第一系数是1.2。波束赋形控制器基于步长大小为0.2的灵活标准确定第一中间系数集的第一系数是0.2。波束赋形控制器基于步长大小为0.2的灵活标准确定第二中间系数集的第一系数是0.4。波束赋形控制器基于步长大小为0.2的灵活标准确定第三中间系数集的第一系数是0.6。波束赋形控制器基于步长大小为0.2的灵活标准确定第四中间系数集的第一系数是0.8。波束赋形控制器基于步长大小为0.2的灵活标准确定第五中间系数集的第一系数是1。波束赋形控制器将第一、第二、第三、第四、第五中间系数集和目标系数集提供给波束赋形模块，波束赋形模块将第一、第二、第三、第四、第五中间系数集和目标系数集的至少一部分应用于第一麦克风输入信号和第二麦克风输入信号。波束赋形控制器可以将第一、第二、第三、第四、第五中间系数集和目标系数集提供给对侧设备，对侧设备将第一、第二、第三、第四、第五中间系数集和目标系数集的至少一部分应用于对侧信号。
以此方式，本公开实现了聚焦耳的漫声场收听的改善的方向性指数、改善的耳索引和改善的情景感知，以提供供选择性收听的多个流。这允许基于声学状况在方向性指数与情景感知之间执行最优选择。所公开的听力设备允许波束赋形中的连续统一体(continuum)，从而得到灵活且平滑的引导。这还允许一个听力设备作为开放耳工作，而另一个听力设备被设定为定向模式。
本公开涉及一种控制听力设备的波束赋形的方法。该方法包括：控制波束赋形方案以将第一系数集的至少一部分应用于麦克风输入信号和对侧信号。从其中包括听力设备的双耳听力设备系统的对侧听力设备接收对侧信号。
该方法包括：确定目标系数集。
该方法包括：基于第一系数集和目标系数集来确定第一中间系数集。
在一个或多个示例性方法中，该方法包括：确定目标系数集是否满足灵活控制标准。当目标系数集满足灵活控制标准时，可以执行基于第一系数集和目标系数集来确定第一中间系数集的动作、以及控制波束赋形模块以在波束赋形模块中应用第一中间系数集的至少一部分的动作。
在一个或多个示例性方法中，确定目标系数集是基于声学环境参数来执行的。
在一个或多个示例性方法中，确定目标系数集包括：基于统计期望来优化第一系数集的成本函数。
该方法包括：控制波束赋形方案以将第一中间系数集的至少一部分应用于麦克风输入信号和对侧信号。
该方法包括：控制波束赋形方案以将目标系数集的至少一部分应用于麦克风输入信号和对侧信号。
在一个或多个示例性方法中，该方法包括：确定中间系数集的数量，确定每个中间系数集的一个或多个系数；以及顺序地控制波束赋形模块以在应用目标系数集之前应用中间系数集的至少一部分。
本公开有利地提供了波束赋形控制中的连续统一体。可以看出，本公开提供了如下连续统一体，其为基于针对语音可懂度和情景感知的双耳度量的单调函数，并且与对给定声学环境的听觉需求良好地相关。
在所有图中，相同的参考数字用于相同或对应的部分。
图1示出根据本公开的示例性听力设备。听力设备2被配置用于双耳听力系统，双耳听力系统包括该听力设备和对侧听力设备。双耳听力系统的听力设备2(左/右)听力设备包括收发器模块4，用于与双耳系统的对侧(右/左)听力设备(图1中未示出)进行(例如，无线)通信。收发器模块4可以包括天线4A和无线电收发器4B。收发器模块4被配置用于提供从对侧听力设备接收的对侧波束赋形信号5。
听力设备2包括一组麦克风，该组麦克风包括分别用于提供第一麦克风输入信号6A和第二麦克风输入信号8A的第一麦克风6和第二麦克风8。听力设备2包括连接到第一麦克风6和第二麦克风8的波束赋形模块10，用于接收并处理第一麦克风输入信号6A、第二麦克风输入信号8A和对侧信号5。波束赋形模块10基于第一麦克风输入信号6A和第二麦克风输入信号8A提供或输出第一波束赋形的输入信号10A。
听力设备2包括处理单元16和接收器18，处理单元16用于处理波束赋形的输入信号10A并基于波束赋形的输入信号10A提供电输出信号16A，接收器18用于将电输出信号16A转换为音频输出信号。
听力设备2包括连接到波束赋形模块10和收发器4的波束赋形控制器12。
波束赋形控制器12被配置成：控制波束赋形模块10以在波束赋形模块10中应用第一系数集的至少一部分。
波束赋形控制器12可以被配置成：确定波束赋形模块10的目标系数集。波束赋形控制器12可以被配置成：基于对侧信号5、第一麦克风输入信号6A和/或第二麦克风输入信号8A来确定目标系数集。在一个或多个示例性听力设备中，波束赋形控制器12被配置成：基于声学环境参数来确定目标系数集。例如，可以手动触发向目标集的转变的确定和/或发起(例如，经由在与听力设备耦合的附属设备上运行的应用程序)。例如，可以基于满足标准而自动触发向目标集的转变的确定和/或发起，其中，所述标准基于一个或多个用户偏好和/或环境噪声水平。
在一个或多个示例性听力设备中，波束赋形控制器12被配置成：通过基于统计期望优化第一系数集的成本函数来确定波束赋形模块10的目标系数集。波束赋形控制器12可以被配置成：可选地在一个或多个约束(例如，第一系数集的归一化)下优化成本函数。波束赋形控制器12可以被配置成：执行公式(1)至(9)中概述的任何计算。
在一个或多个示例性听力设备中，波束赋形控制器12被配置成：确定中间系数集的数量。例如，波束赋形控制器12被配置成：在公式(10)中确定中间集的数量N。
波束赋形控制器12可以被配置成：确定每个中间系数集的系数，并顺序地控制波束赋形模块10以在应用目标系数集之前应用中间系数集的至少一部分。波束赋形控制器12可以被配置成：基于步长参数来确定每个中间系数集的系数。波束赋形控制器12可以被配置成：使用指示中间集的控制信号13将每个中间系数集发送到波束赋形模块10。波束赋形模块10被配置成：将中间集的至少一部分，然后将目标系数集的至少一部分应用于麦克风输入信号8A和6A中的任何一个。
波束赋形控制器12可以被配置成：基于第一系数集和目标系数集来确定第一中间系数集。波束赋形控制器12被配置成：例如通过将控制信号13发送到波束赋形模块10，控制波束赋形模块10以在波束赋形模块10中应用第一中间集的至少一部分并最终应用目标系数集。波束赋形控制器12被配置成：控制波束赋形模块10以将目标系数集的至少一部分应用于麦克风输入信号8A和6A中的任何一个。
波束赋形控制器12被配置成：将目标系数集在控制信号13中发送到波束赋形模块10。
第一中间系数集可以包括甲第一中间系数集和乙第一中间系数集。波束赋形模块10被配置成：将甲第一中间系数集应用于第一麦克风输入信号6A和第二麦克风输入信号8A。波束赋形控制器14可以被配置成：向收发器模块4提供指示第一中间集的控制信号14B，收发器模块4被配置成：将控制信号14B发送到对侧信号。控制信号14B可以包括第一中间系数集。对侧听力设备被配置成：将乙第一中间系数集应用于对侧信号。
图2示出根据本公开的控制听力设备中的波束赋形的示例性方法的流程图。方法100在听力设备中执行。方法100包括：控制(102)波束赋形方案以将第一系数集的至少一部分应用于麦克风输入信号和对侧信号。
方法100包括：确定(104)目标系数集。在一个或多个示例性方法中，确定(104)目标系数集是基于声学环境参数来执行的。在一个或多个示例性方法中，确定(104)目标系数集包括：基于统计期望来优化(104a)第一系数集的成本函数。
方法100包括：基于第一系数集和目标系数集来确定(106)第一中间系数集。
方法100包括：控制(110)波束赋形方案以将第一中间系数集的至少一部分应用于麦克风输入信号和对侧信号。控制(110)波束赋形方案以将第一中间系数集的至少一部分应用于麦克风输入信号可以包括：将包括第一中间系数集的控制信号发送到听力设备的波束赋形模块和对侧听力设备。第一中间系数集可以包括甲第一中间系数集和乙第一中间系数集。波束赋形模块被配置成：将甲第一中间系数集应用于麦克风输入信号，并且对侧听力设备被配置成：将乙第一中间系数集应用于对侧信号。
在一个或多个示例性方法中，方法100包括：确定(105)目标系数集是否满足灵活控制标准。当目标系数集满足灵活控制标准时，可以执行基于第一系数集和目标系数集来确定(106)第一中间系数集的动作、以及控制(110)波束赋形模块以在波束赋形模块中应用第一中间系数集的至少一部分的动作。
方法100包括：控制(112)波束赋形方案以将目标系数集的至少一部分应用于麦克风输入信号和对侧信号。控制(112)波束赋形方案以将目标系数集应用于麦克风输入信号和对侧信号可以包括：将包括目标系数集的控制信号发送到听力设备的波束赋形模块和对侧听力设备。目标系数集可以包括甲目标系数集和乙目标系数集。波束赋形模块被配置成：将甲目标系数集应用于麦克风输入信号，并且对侧听力设备被配置成：将乙目标系数集应用于对侧信号。
在一个或多个示例性方法中，确定(104)目标系数集是基于声学环境参数来执行的。
在一个或多个示例性方法中，确定(104)目标系数集包括：基于统计期望来优化(104a)第一系数集的成本函数。
在一个或多个示例性方法中，方法100包括：例如基于步长参数，确定(107)中间系数集的数量。
方法100可以包括：确定(108)每个中间系数集的一个或多个系数；以及顺序地控制(109)波束赋形模块以在应用目标系数集之前应用中间系数集的至少一部分。中间系数集可以包括甲中间系数集和乙中间系数集。波束赋形模块被配置成：将甲中间系数集应用于麦克风输入信号，并且对侧听力设备被配置成：将乙中间系数集应用于对侧信号。
如在本说明书中使用的，术语“处理单元”可以指软件、硬件或前述的组合。另外，术语“处理单元”可以是处理器、集成电路、处理器的一部分或集成电路的一部分。在一些实施例中，处理单元包括至少某个硬件。另外，在一些实施例中，处理单元16可以是也实现波束赋形模块10和/或波束赋形控制器12的处理器的一部分。在其他实施例中，处理单元16可以是耦合到波束赋形模块10和/或波束赋形控制器12的处理器。
类似地，如在本说明书中所使用的，术语“模块”(例如，在“波束赋形模块”中)可以指代软件、硬件或前述的组合。另外，术语“模块”可以是处理器、集成电路、处理器的一部分或集成电路的一部分。在一些实施例中，模块包括至少某个硬件。
虽然已经示出和描述了特征，但是应当理解，其并不意图限制所要求保护的发明，并且对本领域技术人员显而易见的是，在不背离所要求保护的发明精神和范围的情况下，可以进行各种改变和修改。因此，将说明书和附图应当以说明意义而不是限制意义的方式看待。所要求保护的发明旨在涵盖所有替代方案、修改和等效物。

Claims (13)

1.一种双耳听力系统的听力设备，所述双耳听力系统包括所述听力设备和对侧听力设备，所述听力设备包括：
收发器模块，用于与所述双耳听力系统的对侧听力设备通信，所述收发器模块被配置用于提供从所述对侧听力设备接收的对侧信号；
一组麦克风，包括分别用于提供第一麦克风输入信号和第二麦克风输入信号的第一麦克风和第二麦克风；
波束赋形模块，连接到所述第一麦克风和所述第二麦克风，用于处理所述第一麦克风输入信号、所述第二麦克风输入信号和所述对侧信号，其中，所述波束赋形模块被配置成提供第一波束赋形的输入信号；
处理单元，被配置成基于所述第一波束赋形的输入信号提供电输出信号；
接收器，被配置成基于所述电输出信号提供音频输出信号；和
波束赋形控制器，连接到所述波束赋形模块和所述收发器模块；
其中，所述波束赋形控制器被配置成：
控制所述波束赋形模块以应用第一系数集的至少一部分；
通过基于统计期望优化所述第一系数集的成本函数，来确定所述波束赋形模块的目标系数集；
基于所述第一系数集中的一个或多个系数并基于所述目标系数集中的一个或多个系数来确定第一中间系数集；
控制所述波束赋形模块以应用所述第一中间系数集的至少一部分；以及
控制所述波束赋形模块以应用所述目标系数集的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的听力设备，其中，所述第一中间系数集被归一化。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的听力设备，其中，所述波束赋形控制器被配置成：确定所述目标系数集是否满足灵活控制标准；并且
其中，所述波束赋形控制器被配置成：如果所述目标系数集满足所述灵活控制标准，则确定所述第一中间系数集，并且控制所述波束赋形模块以应用所述第一中间系数集的至少一部分。
4.根据权利要求3所述的听力设备，其中，所述灵活控制标准基于感知参数。
5.根据权利要求4所述的听力设备，其中，所述感知参数基于一个或多个用户偏好。
6.根据权利要求3所述的听力设备，其中，所述灵活控制标准基于步长参数。
7.根据权利要求6所述的听力设备，其中，所述步长参数选自一范围。
8.根据权利要求1所述的听力设备，其中，所述波束赋形控制器被配置成：基于声学环境参数来确定所述目标系数集。
9.根据权利要求1所述的听力设备，其中，所述波束赋形控制器被配置成：确定第二中间系数集；并且
其中，所述波束赋形控制器被配置成：控制所述波束赋形模块以在应用所述目标系数集之前应用所述第一中间系数集和所述第二中间系数集的至少一部分。
10.一种控制听力设备的波束赋形的方法，所述方法包括：
控制波束赋形方案以将第一系数集的至少一部分应用于麦克风输入信号和对侧信号；
确定目标系数集，其中，确定所述目标系数集包括：基于统计期望来优化所述第一系数集的成本函数；
基于所述第一系数集中的一个或多个系数并基于所述目标系数集中的一个或多个系数来确定第一中间系数集；
控制所述波束赋形方案以将所述第一中间系数集的至少一部分应用于所述麦克风输入信号和所述对侧信号；以及
控制所述波束赋形方案以将所述目标系数集的至少一部分应用于所述麦克风输入信号和所述对侧信号。
11.根据权利要求10所述的方法，所述方法包括：
确定所述目标系数集是否满足灵活控制标准；
其中，如果所述目标系数集满足所述灵活控制标准，则执行确定所述第一中间系数集的动作、以及控制所述波束赋形方案以应用所述第一中间系数集的至少一部分的动作。
12.根据权利要求10-11中任一项所述的方法，其中，基于声学环境参数来执行确定所述目标系数集的动作。
13.根据权利要求10-11中任一项所述的方法，所述方法包括：
确定第二中间系数集；以及
控制所述波束赋形方案以在应用所述目标系数集之前应用所述第一中间系数集和所述第二中间系数集的至少一部分。
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