CN110958552A - 包括多个自适应双通道波束形成器的听力装置和听力系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了包括多个自适应双通道波束形成器的听力装置和听力系统，其中听力系统包括第一听力装置、至少三个输入变换器、至少两个自适应双通道波束形成器，所述至少两个双通道波束形成器按至少包括一级层和二级层的分层结构进行连接；所述至少两个双通道波束形成器包括第一一级双通道波束形成器及第一二级双通道波束形成器；给定双通道波束形成器的自适应参数从该双通道波束形成器的第一和第二波束形成器输入信号确定。

Description

包括多个自适应双通道波束形成器的听力装置和听力系统
技术领域
本发明涉及听力装置如助听器、头戴式耳机、喇叭扩音器等，及可能与听力装置相关联例如可与其交换数据的辅助装置。
背景技术
US 7,471,798 B2和US 9,301,049 B2涉及线性传声器阵列，将双传声器线性阵列扩展到3个以上传声器且具有同样的传声器距离，假定目标信号从佩戴线性传声器阵列的用户的正面传来。
考虑听力装置利用波束形成来增强信噪比(即减少不想要的背景噪声)，同时保持目标的感知(没有目标损失及空间感知未被改变)。
听力装置中的波束形成器通常使用两个传声器。增加传声器的数量可增加波束形成器的自由度从而改善信噪比的增强。
使用多个传声器的自适应增强算法通常涉及计算开销大的运算如协方差矩阵的矩阵求逆和特征值分解。每秒运算的复杂性通常按通道数量的函数成指数级增加。
发明内容
听力系统
在本申请的一方面，提供一种听力系统，包括第一听力装置如助听器，第一听力装置配置成佩戴在用户的第一耳朵处或第一耳朵中或者完全或部分植入在用户第一耳朵处的头部中。所述听力系统包括：
-至少三个输入变换器，配置成将听力系统环境中的声音转换为相应的至少三个电输入信号，至少三个输入变换器之一被选择为提供参考输入信号的参考输入变换器，或者参考输入信号由从所述至少三个电输入信号确定的电信号形成就像由相对于所述至少三个输入变换器的位置位于空间参考点的传声器提供一样；
-至少两个自适应双通道波束形成器，每一自适应双通道波束形成器基于第一和第二波束形成器输入信号提供空间滤波的信号，其中所述自适应双通道波束形成器保留所述参考输入信号的目标分量的单位振幅和相位；
--所述至少两个双通道波束形成器按至少包括一级层和二级层的分层结构进行连接；
--其中所述一级层包括所述至少两个双通道波束形成器中的至少一个，称为一级双通道波束形成器；及
--其中所述二级层包括所述至少两个双通道波束形成器中的至少另一个，称为二级双通道波束形成器。
至少两个双通道波束形成器可包括：
--第一一级双通道波束形成器，其中所述第一波束形成器输入信号为所述参考输入信号，及其中所述第二波束形成器输入信号在其余电输入信号之中选择，所述第一一级双通道波束形成器提供一级空间滤波的参考信号；及
--第一二级双通道波束形成器，其中所述第一波束形成器输入信号为所述一级空间滤波的参考信号，及其中所述第二波束形成器输入信号在a)和b)中选择：a)所述至少三个电输入信号中未被用作所述第一一级双通道波束形成器的输入的那些输入信号，b)来自可能的另一一级双通道波束形成器的一级空间滤波的信号；所述第一二级双通道波束形成器提供二级空间滤波的参考信号；及
--其中给定双通道波束形成器的自适应参数从该双通道波束形成器的第一和第二波束形成器输入信号确定。
从而可提供改进的听力系统。
给定双通道波束形成器的自适应参数可(例如，仅)从所涉及的双通道波束形成器的第一和第二波束形成器输入信号确定。
根据本发明的听力系统的优点在于，自适应双通道波束形成器保留所述参考输入信号的目标分量的单位振幅和相位，使得降噪在不改变目标方向的情形下进行。参考输入(例如参考传声器或虚拟参考传声器)处体验的到目标声源的方向通过级联的双通道波束形成器结构保持(使得目标信号分量保持不变)。
虚拟传声器(虚拟参考点)的性质例如可离线获得，其通过测量到相对于传声器阵列中的其它传声器位于想要的(参考)位置(并非最终(物理实施的)传声器阵列的传声器的位置)的传声器的传递函数进行。这在图9中示出。
使用多个两输入波束形成器代替一个M输入波束形成器的主要动机是降低基于噪声协方差的β参数的自适应的复杂性。在两输入广义旁瓣相消器(GSC)中，β参数为标量，由下式定义：
Figure BDA0002219218610000031
其中两个标量值之间的除法运算对计算复杂性具有最大影响。
在M>2GSC中，β参数为(M-1)x 1大小的向量，由下式定义：
Figure BDA0002219218610000032
其中
Figure BDA0002219218610000033
已知为大小(M-1)x M的阻塞矩阵，及WO为M x 1波束形成器向量。对复杂性的主要影响是大小(M–1)的矩阵求逆运算，其比M-1(例如对于M＝3，其为2)次除法(每双通道波束形成器一次除法)开销更大。
所提出的结构对于每一额外的传声器仅需要另外的单一除法的计算复杂性，两输入波束形成器被添加在该结构中。当使用全GSC时，复杂性按传声器数量的函数呈指数级增加：O((M-1)3)。
一级和/或二级双通道波束形成器可被实施为相应的最小方差无失真响应(MVDR)波束形成器。
术语“在其余电输入信号之中选择”在本说明书中意为“在至少三个电输入信号之中选择，参考信号除外”。
第一一级双通道波束形成器配置成保留由参考输入变换器拾取并被提供在参考信号中的目标信号分量(振幅/量值和相位)(及衰减来自不同于目标信号的其它方向的噪声)。目标信号例如由定位的声源提供，例如讲话人的语音信号的形式。
每一双通道波束形成器的自适应参数如参数β例如随频率而变的参数β(k)被“自主地”确定(即仅依赖于其自己的第一和第二波束形成器输入信号)，其中k指频率。
在本说明书中，术语“双通道波束形成器的分层结构”意为双通道波束形成器被级联，使得给定层(如第一(或一级)层)的双通道波束形成器的输出被用作随后层(如第二(或二级)层)的双通道波束形成器的输入。术语“双通道波束形成器的分层结构”可等同于术语“双通道波束形成器的级联连接”。
双通道波束形成器的分层结构可包括两层以上，如一级、二级、三级等，如图3中所示。在三层结构中，二级空间滤波的参考信号被用作第一三级双通道波束形成器的第一波束形成器输入信号，等等。
听力系统可包括至少三个输入变换器，当由用户佩戴时，其定位成两两在第一、第二和第三直线上，一起形成三角形。在该实施例中，三个输入变换器不位于一条直线上。当佩戴本听力系统时，至少三个输入变换器中的至少两个可位于在朝向用户嘴巴的方向具有延伸的直线上。从而，可实施目标方向朝向用户嘴巴(因而特别适合拾取用户话音(“自我话音”))的(一级)双通道波束形成器。在实施例中，(至少)三个输入变换器中的至少一个如两个位于听力装置的BTE部分中，其适于位于用户的外耳(耳廓)处或后面(或外耳中)。在实施例中，(至少)三个输入变换器之一位于用户的耳道中或耳道处(或耳朵附近的别处)。这具有“出水平面”波束形成的优点，例如朝向来自佩戴听力装置的用户上方或下方的声音。然而，也可能使能在水平面具有更好的波束形成，即使没有传声器位于水平面中。在实施例中，输入变换器中的至少一个位于另一装置中，例如与所涉及的听力装置分开，例如位于另一体戴装置中，例如位于用户对侧耳朵处或耳朵中的听力装置中，或者在例如通信装置(如智能电话)的单独的传声器单元中，或者遥控装置。听力系统可配置成在特定通信运行模式拾取用户的自我话音。在该运行模式下，听力系统可配置成从另一装置(如电话机或类似装置)接收输入音频信号，例如表示通信伙伴的话音。
听力系统可包括至少三个输入变换器，当由用户佩戴时，其位于直线上。在实施例中，三个输入变换器构成线性阵列，在该阵列的相邻输入变换器之间具有固定距离。
在实施例中，听力系统如(第一)听力装置包括刚好三个输入变换器。
听力系统可包括至少两个一级双通道波束形成器。
听力系统的分层结构(级联连接)可包括至少三个双通道波束形成器，例如分布在相应的一级、二级和三级层中。
听力系统可包括第二听力装置如助听器，第二听力装置配置成佩戴在用户的第二耳朵处或第二耳朵中或者完全或部分植入在第二耳朵处的用户头部中，其中至少三个输入变换器中的至少一个位于第二听力装置中。第一和第二听力装置中的每一个可包括适当的天线和收发器电路，配置成使能在它们之间建立交换信息(如音频信号，例如来自输入变换器的电输入信号)的通信链路。听力系统的至少三个输入变换器可分布在第一和第二听力装置中。第一和第二听力装置中的每一个可包括两个或三个或更多个输入变换器。
在实施例中，输入变换器是或包括传声器。
听力系统可包括检测单元，用于确定标示所述目标声源的位置或到达方向的声源位置编码参数。目标声源(如正在讲话的人)的身份和位置或者到目标声源的目标方向可以多种方式进行估计，例如参见EP3413589A1。声源位置编码参数例如可被确定为或者基于所述电输入信号之间如两两之间例如在听力系统的至少三个电输入信号之中选择的每一组合的两个电输入信号之间的协方差估计量。声源位置编码参数例如可被确定为或基于到达方向。
检测单元可配置成将声源位置编码参数确定为电输入信号之间的协方差估计量或者基于电输入信号之间的协方差估计量确定声源位置编码参数。
听力系统可包括使用户能指明目标声源的位置或者目标声源的到达方向的用户接口。用户接口例如可被实施为遥控器或智能电话或类似体戴装置如佩戴在手臂上的装置如智能手表的APP。听力系统可配置成从用户接口上的标示提取声源位置编码参数。
听力系统可包括用于自动选择第一一级和第一二级双通道波束形成器的第二波束形成器输入信号的控制器。第二波束形成器输入信号例如可根据环境中的声音的目标信号分量的估计的或预期的到达方向进行选择。
听力系统可配置成使得第一一级和第一二级双通道波束形成器的第二波束形成器输入信号从声源位置编码参数或者从用户接口上的用户标示确定。
听力系统可包括存储器，其包括a)目标声源位置或到达方向和b)可用输入变换器到听力系统的双通道波束形成器的适当连接配置的对应值。存储器例如可包含使电输入信号到相应的一级、二级等双通道波束形成器的适当连接的选择能根据(目标)声源位置编码参数如到达方向进行的数据。
听力系统可安排成使得(第一和/或第二)听力装置由助听器、头戴式耳机、耳麦、耳朵保护装置或其组合构成或者包括助听器、头戴式耳机、耳麦、耳朵保护装置或其组合。听力系统可包括眼镜架或其它托架。眼镜架或其它托架可包括输入变换器如传声器中的一个或多个。输入变换器例如可位于眼镜架的一个或两个侧杆上和/或横梁上。眼镜架例如可支撑眼镜以增强用户的视野。
听力系统可包括(第一)听力装置和辅助装置。辅助装置也可包含根据本发明的级联的波束形成器。
听力系统可适于在听力装置与辅助装置之间建立通信链路以使得信息如控制和状态信号(可能及音频信号)可在二者之间交换或者从一装置转发给另一装置。
辅助装置可包括用户接口。
双通道波束形成器可被优化为硬件模块。双通道波束形成器的功能例如可被优化为给定半导体工艺的元件库中的标准单元。这具有双通道波束形成器的性质可被优化(例如针对延迟)且在听力系统的不同部分中(例如在听力装置或其它测量装置的给定(ASIC)处理器电路中)容易复制的优点。
在实施例中，听力系统适于在听力装置与辅助装置之间建立通信链路以使得信息(如控制和状态信号，可能音频信号)可进行交换或者从一装置转发给另一装置。
在实施例中，听力系统包括辅助装置，例如遥控器、智能电话、或者其它便携或可穿戴电子设备如智能手表等。
在实施例中，辅助装置是或包括遥控器，用于控制听力装置的功能和运行。在实施例中，遥控器的功能被实施在智能电话中，智能电话可能运行使能经智能电话控制听力装置或听力装置的功能的APP(听力装置包括适当的到智能电话的无线接口，例如基于蓝牙或一些其它标准化或专有方案)。
在实施例中，辅助装置是或包括音频网关设备，其适于(例如从娱乐装置如TV或音乐播放器、从电话设备如移动电话或者从计算机如PC)接收多个音频信号并适于选择和/或组合所接收的音频信号中的适当信号(或信号组合)以传给听力装置。
在实施例中，辅助装置是或包括另一听力装置。在实施例中，听力系统包括适于实施双耳听力系统如双耳助听器系统的两个听力装置。
听力装置
在实施例中，听力装置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)以补偿用户的听力受损。在实施例中，听力装置包括用于增强输入信号并提供处理后的输出信号的信号处理器。
在实施例中，听力装置包括输出单元，用于基于处理后的电信号提供由用户感知为声信号的刺激。在实施例中，输出单元包括耳蜗植入件(用于CI型听力装置)的多个电极或者骨导听力装置的振动器。在实施例中，输出单元包括输出变换器。在实施例中，输出变换器包括用于将刺激作为声信号提供给用户的接收器(扬声器)(例如在声学(基于空气传导的)听力装置中)。在实施例中，输出变换器包括用于将刺激作为颅骨的机械振动提供给用户的振动器(例如在附着到骨头的或骨锚式听力装置中)。
在实施例中，听力装置包括用于提供表示声音的电输入信号的输入单元。在实施例中，输入单元包括用于将输入声音转换为电输入信号的输入变换器如传声器。在实施例中，输入单元包括用于接收包括声音的无线信号并提供表示所述声音的电输入信号的无线接收器。
听力装置包括定向传声器系统，其适于对来自环境的声音进行空间滤波从而增强佩戴听力装置的用户的局部环境中的多个声源之中的目标声源。在实施例中，定向系统适于检测(如自适应检测)传声器信号的特定部分源自哪一方向。这可以例如现有技术中描述的多种不同方式实现。在听力装置中，传声器阵列波束形成器通常用于空间上衰减背景噪声源。许多波束形成器变型可在文献中找到。最小方差无失真响应(MVDR)波束形成器广泛用在传声器阵列信号处理中。理想地，MVDR波束形成器保持来自目标方向(也称为视向)的信号不变，而最大程度地衰减来自其它方向的声音信号。广义旁瓣抵消器(GSC)结构是MVDR波束形成器的等同表示，其相较原始形式的直接实施提供计算和数字表示优点。
在实施例中，听力装置包括用于从另一装置如从娱乐设备(例如电视机)、通信装置、无线传声器或另一听力装置接收直接电输入信号的天线和收发器电路(如无线接收器)。在实施例中，直接电输入信号表示或包括音频信号和/或控制信号和/或信息信号。
优选地，听力装置与另一装置之间的通信基于高于100kHz频率的某类调制。优选地，用于在听力装置和另一装置之间建立通信链路的频率低于70GHz，例如位于从50MHz到70GHz的范围中，例如高于300MHz，例如在高于300MHz的ISM范围中，例如在900MHz范围中或在2.4GHz范围中或在5.8GHz范围中或在60GHz范围中(ISM＝工业、科学和医学，这样的标准化范围例如由国际电信联盟ITU定义)。在实施例中，无线链路基于标准化或专用技术。在实施例中，无线链路基于蓝牙技术(如蓝牙低功率技术)。
在实施例中，听力装置为便携装置，如包括本机能源如电池例如可再充电电池的装置。
在实施例中，听力装置包括输入单元(如输入变换器，例如传声器或传声器系统和/或直接电输入(如无线接收器))和输出单元如输出变换器之间的正向或信号通路。在实施例中，信号处理器位于该正向通路中。在实施例中，信号处理器适于根据用户的特定需要提供随频率而变的增益。在实施例中，听力装置包括具有用于分析输入信号(如确定电平、调制、信号类型、声反馈估计量等)的功能件的分析通路。在实施例中，分析通路和/或信号通路的部分或所有信号处理在频域进行。在实施例中，分析通路和/或信号通路的部分或所有信号处理在时域进行。
在实施例中，表示声信号的模拟电信号在模数(AD)转换过程中转换为数字音频信号，其中模拟信号以预定采样频率或采样速率fs进行采样，fs例如在从8kHz到48kHz的范围中(适应应用的特定需要)以在离散的时间点tn(或n)提供数字样本xn(或x[n])，每一音频样本通过预定的Nb比特表示声信号在tn时的值，Nb例如在从1到48比特的范围中如24比特。每一音频样本因此使用Nb比特量化(导致音频样本的2Nb个不同的可能的值)。数字样本x具有1/fs的时间长度，如50μs，对于fs＝20kHz。在实施例中，多个音频样本按时间帧安排。在实施例中，一时间帧包括64个或128个音频数据样本。根据实际应用可使用其它帧长度。
在实施例中，听力装置包括模数(AD)转换器以按预定的采样速率如20kHz对模拟输入(例如来自输入变换器如传声器)进行数字化。在实施例中，听力装置包括数模(DA)转换器以将数字信号转换为模拟输出信号，例如用于经输出变换器呈现给用户。
在实施例中，听力装置如传声器单元和/或收发器单元包括用于提供输入信号的时频表示的TF转换单元。在实施例中，时频表示包括所涉及信号在特定时间和频率范围的相应复值或实值的阵列或映射。在实施例中，TF转换单元包括用于对(时变)输入信号进行滤波并提供多个(时变)输出信号的滤波器组，每一输出信号包括截然不同的输入信号频率范围。在实施例中，TF转换单元包括用于将时变输入信号转换为(时-)频域中的(时变)信号的傅里叶变换单元。在实施例中，听力装置考虑的、从最小频率fmin到最大频率fmax的频率范围包括从20Hz到20kHz的典型人听频范围的一部分，例如从20Hz到12kHz的范围的一部分。通常，采样率fs大于或等于最大频率fmax的两倍，即fs≥2fmax。在实施例中，听力装置的正向通路和/或分析通路的信号拆分为NI个(例如均匀宽度的)频带，其中NI例如大于5，如大于10，如大于50，如大于100，如大于500，至少其部分个别进行处理。在实施例中，助听器适于在NP个不同频道处理正向和/或分析通路的信号(NP≤NI)。频道可以宽度一致或不一致(如宽度随频率增加)、重叠或不重叠。
在实施例中，听力装置包括多个检测器，其配置成提供与听力装置的当前网络环境(如当前声环境)有关、和/或与佩戴听力装置的用户的当前状态有关、和/或与听力装置的当前状态或运行模式有关的状态信号。作为备选或另外，一个或多个检测器可形成与听力装置(如无线)通信的外部装置的一部分。外部装置例如可包括另一听力装置、遥控器、音频传输装置、电话(如智能电话)、外部传感器等。
在实施例中，多个检测器中的一个或多个对全带信号起作用(时域)。在实施例中，多个检测器中的一个或多个对频带拆分的信号起作用((时-)频域)，例如在有限的多个频带中。
在实施例中，多个检测器包括用于估计正向通路的信号的当前电平的电平检测器。在实施例中，预定判据包括正向通路的信号的当前电平是否高于或低于给定(L-)阈值。在实施例中，电平检测器作用于全频带信号(时域)。在实施例中，电平检测器作用于频带拆分信号((时-)频域)。
在特定实施例中，听力装置包括话音检测器(VD)，用于估计输入信号(在特定时间点)是否(或者以何种概率)包括话音信号。在本说明书中，话音信号包括来自人类的语音信号。其还可包括由人类语音系统产生的其它形式的发声(如唱歌)。在实施例中，话音检测器单元适于将用户当前的声环境分类为“话音”或“无话音”环境。这具有下述优点：包括用户环境中的人发声(如语音)的电传声器信号的时间段可被识别，因而与仅(或主要)包括其它声源(如人工产生的噪声)的时间段分离。在实施例中，话音检测器适于将用户自己的话音也检测为“话音”。作为备选，话音检测器适于从“话音”的检测排除用户自己的话音。
在实施例中，听力装置包括自我话音检测器，用于估计特定输入声音(如话音，如语音)是否(或以何种概率)源自系统用户的话音。在实施例中，听力装置的传声器系统适于能够在用户自己的话音及另一人的话音之间进行区分及可能与无话音声音区分。
在实施例中，多个检测器包括运动检测器，例如加速度传感器。在实施例中，运动检测器配置成检测用户面部肌肉和/或骨头的例如因语音或咀嚼(如颌部运动)引起的运动并提供标示该运动的检测器信号。
在实施例中，听力装置包括分类单元，配置成基于来自(至少部分)检测器的输入信号及可能其它输入对当前情形进行分类。在本说明书中，“当前情形”由下面的一个或多个定义：
a)物理环境(如包括当前电磁环境，例如出现计划或未计划由听力装置接收的电磁信号(包括音频和/或控制信号)，或者当前环境不同于声学的其它性质)；
b)当前声学情形(输入电平、反馈等)；
c)用户的当前模式或状态(运动、温度、认知负荷等)；
d)听力装置和/或与听力装置通信的另一装置的当前模式或状态(所选程序、自上次用户交互之后消逝的时间等)。
在实施例中，听力装置还包括用于所涉及应用的其它适宜功能，如压缩、降噪等。
在实施例中，听力装置包括听音装置如助听器、听力仪器例如适于位于用户耳朵处或者完全或部分位于耳道中的听力仪器，例如头戴式耳机、耳麦、耳朵保护装置或其组合。在实施例中，助听系统包括喇叭扩音器(包含多个输入变换器和多个输出变换器，例如用在音频会议情形)，例如包括波束形成器滤波单元，例如提供多个波束形成能力。
应用
一方面，提供如上所述的、“具体实施方式”部分中详细描述的和权利要求中限定的听力装置的应用。在实施例中，提供在包括音频分布的系统中的应用，。在实施例中，提供在包括一个或多个助听器(如听力仪器)的系统、头戴式耳机、耳麦、主动耳朵保护系统等中的应用，例如在免提电话系统、远程会议系统(例如包括喇叭扩音器)、广播系统、卡拉OK系统、教室放大系统等中的用途。
APP
另一方面，本发明还提供称为APP的非短暂应用。APP包括可执行指令，其配置成在辅助装置上运行以实施用于上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的及权利要求中限定的听力装置或听力系统的用户接口。在实施例中，该APP配置成在移动电话如智能电话或另一使能与所述听力装置或听力系统通信的便携装置上运行。
听力系统(包括辅助装置及APP)可适于使用户能指明用户当前感兴趣的目标声源的位置或方向。从而，可有助于确定电输入信号到级联的双通道波束形成器的当前适当的(有益的)连接，包括参考输入变换器(及对应的参考输入信号)的选择。APP可访问对应的适当的参考输入变换器的数据库或字典(存储在听力系统例如辅助装置的存储器中)及目标声源(相对于用户)的多个不同位置或方向的连接配置。
音频处理装置或系统的运行方法
在本申请的一方面，提供音频处理装置或系统如听力装置或听力系统的运行方法。该方法包括：
-提供表示音频处理装置或系统的环境中的声音的至少三个电输入信号，其中之一被选择为提供参考输入信号的参考输入装置，或者参考输入信号由从所述至少三个电输入信号确定的电信号形成就像由相对于提供所述至少三个电输入信号的输入装置的位置位于空间参考点的输入装置提供一样；
-提供至少两个自适应双通道波束形成器，每一自适应双通道波束形成器基于第一和第二波束形成器输入信号提供空间滤波的信号，其中所述自适应双通道波束形成器保留所述参考输入信号的目标分量的单位振幅和相位；及
--使得所述至少两个双通道波束形成器按至少包括一级层和二级层的级联结构进行连接；
--使得所述一级层包括所述至少两个双通道波束形成器中的至少一个，一级层的所述至少一个波束形成器称为一级双通道波束形成器；及
--使得所述二级层包括所述至少两个双通道波束形成器中的至少另一个，二级层的所述至少另一个波束形成器称为二级双通道波束形成器；
-使得所述至少两个自适应双通道波束形成器包括：
--第一一级双通道波束形成器，其中所述第一波束形成器输入信号为所述参考输入信号，及其中所述第二波束形成器输入信号在其余电输入信号之中选择，所述第一一级双通道波束形成器提供一级空间滤波的参考信号；及
--第一二级双通道波束形成器，其中所述第一波束形成器输入信号为所述一级空间滤波的参考信号，及其中所述第二波束形成器输入信号在a)和b)中选择：a)所述至少三个电输入信号中未被用作所述第一一级双通道波束形成器的输入的那些输入信号，b)来自可能的另一一级双通道波束形成器的一级空间滤波的信号；所述第一二级双通道波束形成器提供二级空间滤波的参考信号；及
--从给定双通道波束形成器的第一和第二波束形成器输入信号确定该双通道波束形成器的自适应参数。
当由对应的过程适当代替时，上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的或权利要求中限定的装置或系统的部分或所有结构特征可与本发明方法的实施结合，反之亦然。方法的实施具有与对应装置或系统一样的优点。
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助听器例如听力仪器或有源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输出变换器如扬声器)、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如振动器、或作为可连接的或者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。扬声器可连同听力装置的其它部件一起设置在壳体中，或者其本身可以是外部单元(可能与柔性引导元件如圆顶状元件组合)。
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(如信号处理器，例如包括可配置(可编程)的处理器，例如数字信号处理器)、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单元。信号处理器可适于在时域或者在多个频带处理输入信号。在一些听力装置中，放大器和/或压缩器可构成信号处理电路。信号处理电路通常包括一个或多个(集成或单独的)存储元件，用于执行程序和/或用于保存在处理中使用(或可能使用)的参数和/或用于保存适合听力装置功能的信息和/或用于保存例如结合到用户的接口和/或到编程装置的接口使用的信息(如处理后的信息，例如由信号处理电路提供)。在一些听力装置中，输出单元可包括输出变换器，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，输出单元可包括一个或多个用于提供电信号的输出电极(例如用于电刺激耳蜗神经的多电极阵列)。在实施例中，听力装置包括喇叭扩音器(包括多个输入变换器和多个输出变换器，例如用在音频会议情形)。
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、听觉脑干、听觉中脑、听觉皮层和/或大脑皮层的其它部分。
听力装置如助听器可适应特定用户的需要如听力受损。听力装置的可配置的信号处理电路可适于施加输入信号的随频率和电平而变的压缩放大。定制的随频率和电平而变的增益(放大或压缩)可在验配过程中通过验配系统基于用户的听力数据如听力图使用验配基本原理(例如适应语音)确定。随频率和电平而变的增益例如可体现在处理参数中，例如经到编程装置(验配系统)的接口上传到听力装置，并由听力装置的可配置的信号处理电路执行的处理算法使用。
“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一个或多个“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)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。听力装置或听力系统例如可形成广播系统、主动耳朵保护系统、免提电话系统、汽车音频系统、娱乐(如卡拉OK)系统、远程会议系统、教室放大系统等的一部分或者与其交互。
本发明的实施例如可用在本申请中提及的应用中。
附图说明
本发明的各个方面将从下面结合附图进行的详细描述得以最佳地理解。为清晰起见，这些附图均为示意性及简化的图，它们只给出了对于理解本发明所必要的细节，而省略其他细节。在整个说明书中，同样的附图标记用于同样或对应的部分。每一方面的各个特征可与其他方面的任何或所有特征组合。这些及其他方面、特征和/或技术效果将从下面的图示明显看出并结合其阐明，其中：
图1A示出了根据本发明的包括三个输入变换器和两个级联的双通道波束形成器的听力系统的第一实施例。
图1B示出了根据本发明的包括三个输入变换器和两个级联的双通道波束形成器的听力系统的第二实施例。
图1C示出了根据本发明的包括三个输入变换器和两个级联的双通道波束形成器的听力系统的第三实施例。
图1D示出了根据本发明的包括三个输入变换器和三个通道波束形成器的听力系统的第一实施例。
图1E示出了根据本发明的包括三个输入变换器和三个通道波束形成器的听力系统的第二实施例。
图2A示出了根据本发明的包括第一和第二听力装置的听力系统的第一实施例。
图2B示出了根据本发明的包括第一和第二听力装置的听力系统的第二实施例，特别适合拾取用户的自我话音。
图3示出了根据本发明的包括四个传声器的听力系统的实施例。
图4示出了根据本发明的听力装置的实施例。
图5示出了用于基于两个(传声器)波束形成器输入信号提供波束成形信号的自适应双通道波束形成器的实施例。
图6示出了包括M-1个级联的双通道波束形成器的M输入听力系统的实施例，M-1个输入变换器中的每一个连接到分析滤波器组以将电输入信号提供为多个子频带信号。
图7A示出了三个传声器在根据本发明的听力装置的BTE部分中的第一示例位置。
图7B示出了三个传声器在根据本发明的听力装置的BTE部分中的第二示例位置。
图8A示出了根据本发明的听力系统如双耳助听器系统的实施例。
图8B示出了配置成运行用于选择听力系统的运行模式的APP的辅助装置，其中用户当前感兴趣的目标声源的位置或方向可被示出和/或指明。
图9示出了虚拟参考传声器在根据本发明的听力装置中的位置。
通过下面给出的详细描述，本发明进一步的适用范围将显而易见。然而，应当理解，在详细描述和具体例子表明本发明优选实施例的同时，它们仅为说明目的给出。对于本领域技术人员来说，基于下面的详细描述，本发明的其它实施方式将显而易见。
具体实施方式
下面结合附图提出的具体描述用作多种不同配置的描述。具体描述包括用于提供多个不同概念的彻底理解的具体细节。然而，对本领域技术人员显而易见的是，这些概念可在没有这些具体细节的情形下实施。装置和方法的几个方面通过多个不同的块、功能单元、模块、元件、电路、步骤、处理、算法等(统称为“元素”)进行描述。根据特定应用、设计限制或其他原因，这些元素可使用电子硬件、计算机程序或其任何组合实施。
电子硬件可包括微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、选通逻辑、分立硬件电路、及配置成执行本说明书中描述的多个不同功能的其它适当硬件。计算机程序应广义地解释为指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用、软件应用、软件包、例程、子例程、对象、可执行、执行线程、程序、函数等，无论是称为软件、固件、中间件、微码、硬件描述语言还是其他名称。
本申请涉及听力装置如助听器领域。
本发明的主要想法在按有意义的方式组合低复杂性双通道自适应波束形成器结构以实现M通道自适应波束形成(其中M>2)，从而使波束形成器增强性能最大化，尽可能接近M通道完全复杂性参考方案。
M＝3传声器配置的两个例子为：1)BTE壳中的前和后传声器，位于耳朵中的第三传声器；2)BTE壳中的前和后传声器，及对侧耳朵上的BTE壳中的前传声器(双耳配置)。
M＝4传声器通道配置的例子为，前和后传声器在BTE壳中，第三传声器位于耳朵中，第四传声器安装在对侧耳朵上的BTE壳中或者位于对侧耳朵中(双耳配置)。
示例性的双通道自适应波束形成器模块(参见下面图中的“双通道波束形成器”(BF1,BF2,BF3,BF4,...))为自适应MVDR，其目标在于尽可能降低噪声同时保留目标。后者在助听器上下文中很重要，因为少许dB的目标损失可导致影响助听器用户的可听度的后果。双通道波束形成器通过在具有复合子频带分析/合成滤波器组的信号通路中应用复合权重进行实施。复合权重基于GSC结构进行计算。GSC由目标自适应增强的全波束形成器和目标抵消波束形成器及噪声自适应标量β(对于两传声器实施方式；对于M>2，自适应参数β为(大小M-1的)向量)组成。这样的波束形成器的优点在于，自适应波束形成器的表现可通过根据外部参数如信号电平和SNR简单地随时间约束β的值而在“β空间”中进行控制。一个传声器被定义为参考传声器(提供参考输入信号)，即该波束形成器保留目标声音，因为其在参考传声器中存在。作为备选，虚拟传声器可被定义，及这样的虚拟传声器提供的信号用作参考输入信号。在后一情形下，参考输入信号为从至少三个电输入信号确定的电信号，就像由相对于至少三个输入变换器的位置位于空间参考点处的(虚拟)传声器提供一样。上面概述的双通道波束形成器的例子在图5中示出。双通道波束形成器也可实施为时域中的滤波器。
术语“波束成形信号”和“空间滤波的信号”在本申请中可互换地使用，含义没有区别。
图1A示出了根据本发明的包括包含两个级联的双通道波束形成器的听力装置HD的听力系统的第一实施例。图1A示出了三传声器配置，具有两个双通道波束形成器的级联。位于用户耳朵处的听力装置HD包括三个传声器(记为FM、RM、IM)。听力装置HD的适于位于用户的耳廓处的BTE部分包括三个传声器之中的两个，即前传声器FM和后传声器RM，佩戴者(用户)的正常视向为“前”，相反方向为“后”。听力装置HD的适于位于用户的耳道中或耳道处的ITE部分包括位于外耳中、耳道开口处或耳道中的传声器IM。三个传声器(FM,RM,IM)中的每一个拾取用户周围的声场的相应“样本”并提供对应的电输入信号(INFM,INRM,INIM)。在图1A的例子中，BTE传声器之一(在此为前传声器FM)被取为参考传声器(如表示前传声器FM的传声器信号INFM的粗箭头所示)。来自前和后传声器(FM,RM)的信号(INFM,INRM)被馈给双通道波束形成器BF1，从而将(第一)波束成形信号YBF1提供为(第一和第二)波束形成器输入信号(INFM,INRM)的(可能复数)线性组合。(第一)波束成形信号YBF1被馈给第二双通道波束形成器BF2，从而将所得的(第二)波束成形信号YBF2提供为(第三和第四)波束形成器输入信号(YBF1,INIM)的(可能复数)线性组合。所得的(第二)波束成形信号(YBF2)被馈给处理器(HA-Pro)，用于将一个或多个另外的处理算法应用于空间滤波的信号(例如根据用户需要，随频率和电平而变的增益/衰减，例如以补偿听力受损)。处理器提供处理后的信号OUT，其被馈给输出变换器OT，在此为扬声器，用于将处理后的信号OUT提供为可由用户感知为声音的刺激(在此为声刺激)。
该系统配置成保持参考传声器拾取的信号中的目标信号。图1A的设置将优先将空间零放在水平面中(两个BTE传声器(FM,RM)位于其中)。这被反映在由接收参考信号的一级波束形成器BF1提供的波束成形信号YBF1中。残余噪声通过二级波束形成器BF2基于波束成形信号YBF1和来自用户耳道处或耳道中的传声器IM的信号INIM进一步降低。
相较于全三通道波束形成器，本双通道波束形成器的级联具有计算优势(计算数量随M(波束形成器输入(传声器)的数量)呈指数级增加)。另一优势在于M-1个双通道波束形成器的自适应参数的控制(对于第一和第二双通道波束形成器(BF1,BF2)，两个独立的β值如β1和β2)比M通道波束形成器(对于M>2)的β向量的控制计算更容易。
图1B示出了根据本发明的包括三个输入变换器和两个级联的双通道波束形成器的听力系统的第二实施例。图1B的实施例类似于图1A的实施例，因为其包括包含3传声器配置(FM,RM,IM)与双通道波束形成器(BF1,BF2)的级联组合以提供合成的空间滤波的信号YBF2的听力装置HD。BTE前传声器FM为参考传声器(如图1A中一样)。与图1A实施例的差别在于，ITE前传声器IM连同来自前传声器FM的参考信号INFM一起馈给一级(第一)双通道波束形成器BF1从而提供第一波束成形信号YBF1。二级(第二)双通道波束形成器BF2将第一波束成形信号YBF1和后传声器信号INRM接收为输入并提供合成的波束成形信号YBF1，其被馈给处理器HA-Pro进行进一步处理(如图1A中一样)。
该设置将优先将空间零放在垂直面中，残余噪声通过二级波束形成器BF2进一步降低。图1A中的配置优先于图1B中的配置，因为(假定)目标声音将主要从前面方向(0度方位角)传来，且体验已表明这种配置非常好地逼近3通道自适应MVDR(最小方差无失真响应)波束形成器。
图1C示出了根据本发明的包括三个输入变换器和两个级联的双通道波束形成器的听力系统的第三实施例。图1C的实施例类似于图1A的实施例，因为其包括包含3传声器配置(FM,RM,IM)与双通道波束形成器(BF1,BF2)的级联组合以提供合成的空间滤波的信号YBF2的听力装置HD。与图1A实施例的差别在于，ITE前传声器IM在图1C的实施例中为参考传声器。在图1C的实施例中，参考传声器信号INIM和后传声器信号INRM被馈给第一双通道波束形成器BF1从而提供第一波束成形信号YBF1。第一波束成形信号YBF1连同前传声器信号INFM一起馈给第二双通道波束形成器BF2，提供合成的(第二)波束成形信号YBF2，其被馈给听力装置处理器HA-Pro进行进一步处理(如结合图1A讨论的)。
该配置的好处在于耳廓线索的保留。来自前传声器FM的信号INFM和来自后传声器RM的信号INRM到第一和第二波束形成器(BF1,BF2)的连接可互换。
图1D示出了根据本发明的包括三个输入变换器和三个通道波束形成器的听力系统的第一实施例。图1D示出了听力系统如听力装置的3传声器配置的另一例子。该听力系统包括三个双通道波束形成器(BF1,BF2,BF3)的树结构。BTE前传声器FM为参考传声器。与图1A实施例的差别在于，图1D的实施例包括另外的(一级)双通道波束形成器BF3，其接收参考传声器信号INFM(来自前传声器FM)及来自ITE传声器IM的电输入信号INIM。所述另外的双通道波束形成器BF3将空间滤波的信号YBF3提供为波束形成器输入信号(INFM,INIM)的(可能复数)线性组合。代替来自ITE传声器IM的电输入信号INIM，图1D的第二双通道波束形成器BF2将第三空间滤波的信号YBF3连同第一波束成形信号YBF1一起接收为波束形成器输入从而提供合成的波束成形信号YBF2。
以稍微增加计算复杂性为代价，两个一级波束形成器(BF1,BF3)将个别地降低噪声，及二级波束形成器BF2将进一步衰减任何残余噪声。两个一级波束形成器输出(分别为YBF1和YBF3)可以是二级波束形成器BF2的参考。可进行类似的配置，其中耳朵中的传声器IM为参考传声器。
图1E示出了根据本发明的包括三个输入变换器和三个通道波束形成器的听力系统的第二实施例。图1E的实施例类似于图1D的实施例。差别在于，来自ITE传声器IM的电输入信号INIM为参考信号(代替来自图1D中的听力装置的BTE部分的前传声器FM的电输入信号INFM)。这具有将耳廓的空间线索包括在第一(和第二)波束成形信号(YBF1,YBF2)中的优点。
图2A示出了根据本发明的包括第一和第二听力装置(HD1,HD2)的听力系统的实施例。第一和第二听力装置适于分别位于用户的右耳和左耳处。3传声器双耳配置与每一听力装置中的两个双通道波束形成器的级联一起示出。第一和第二听力装置(HD1,HD2)中的每一个的配置类似于结合图1A所示和所述的听力装置实施例。第一和第二听力装置(HD1,HD2)的前传声器(FM1,FM2)分别为参考传声器(如图1A中一样)。二级波束形成器(BF2,BF4)分别为双耳波束形成器，衰减残余噪声并提供相应得到的波束成形信号YBF2、YBF4，其被馈给相应的助听器处理器(HA-Pro1,HA-Pro2)，助听器处理器的输出被分别馈给相应的输出变换器(OT1,OT2)，如结合图1讨论的。相应的双耳波束形成器(BF2,BF4)从相应的对侧听力装置的前传声器(FM1,FM2)接收信号(INFM1,INFM2)(与如图1A中所示来自ITE传声器的信号INIM相反)。当目标在前面时，这将为首选。当目标从侧面(90度或270度方位角)传来时，优选首先应用双耳波束形成器并使用在二级波束形成器中的后传声器。
图2B示出了根据本发明的包括第一和第二听力装置的听力系统的第二实施例，特别适合拾取用户的自我话音。图2B的听力系统将作为参考信号的ITE传声器信号用作(第一和第二听力装置的)相应一级双通道波束形成器BF1和BF3的输入并将(BTE部分的)相应的前传声器信号INFM1和INFM2提供为第二波束形成器输入信号。假定一级双通道波束形成器BF1和BF3在频(子频带)域工作，每一一级双通道波束形成器同样在频域提供相应的波束成形信号YBF1F和YBF3F。为简单起见，波束成形信号YBF1F和YBF3F在相应的合成滤波器组FBS中被变换为时域信号YBF1和YBF3。在图2B的示例性实施例中，在第一听力装置HD1中执行进一步的处理以提供自我话音信号。因此，来自第二听力装置HD2的一级双通道波束形成器BF3的时域波束成形信号YBF3被馈给天线和收发器电路(未示出)并传到第一听力装置HD1中的适当天线和收发器电路(未示出)并由其接收，如点线箭头YBF3所示。两个波束形成的(时域)信号YBF1和YBF3被馈给双通道频域波束形成器BF2(包括从时域信号到频域信号的转换)，从而在频域提供包括用户自我话音的估计量的波束成形信号YBF2F。波束成形信号YBF2F被馈给合成滤波器组FBS，在时域的所得的用户自我话音OV的估计量被馈给收发器TX并传给另一装置如通信装置例如电话机。使用BTE传声器与ITE传声器的组合作为第一和第二听力装置(HD1,HD2)的相应一级波束形成器(BF1,BF3)的两个波束形成器输入信号的优点在于，相应的传声器轴向下(或向上)指向，例如朝向用户嘴巴。因此，这样的波束形成器适合保持源自用户嘴巴(或更一般地，在垂直于水平面的方向)的信号。水平面中的目标方向例如通过将两个BTE传声器用作一级双通道波束形成器的输入的传声器配置实现。
图3示出了根据本发明的包括四个传声器(A,B,C,D)的听力系统的实施例。4传声器配置提供几个有意义的传声器顺序组合的选择及提供多个波束形成器级联结构，这些结构可有效地逼近完全4传声器波束形成器的性能。考虑传声器放置在图3的右上部的xyz正交坐标系中，其中A＝前，B＝后，C＝对侧前，及D＝耳朵中。在该例子中，前传声器A为参考传声器(放在(0,0,0))。根据目标方向，传声器B(目标在x方向)、C(目标在y方向)或D(目标在z方向)之一为一级、二级(BF3)和三级(BF2)波束形成器的二级输入(参见图3下部不同种类的粗虚线箭头的标示，即标示的双通道波束形成器的分层结构的“一级”、“二级”、“三级”…)。衰落算法(Cross/Cov DOA Estim单元)可自适应地控制传声器B、C或D中的哪一个为一级(BF1)、二级(BF3)或三级(BF2)波束形成器的二级输入。衰落可基于协方差C(AB,target)、C(AC,target)和C(AD,target)和/或其导数例如DOA估计量进行控制。衰落算法(Cross/Cov DOA Estim单元)接收所有四个传声器信号(A,B,C,D)并在其基础上确定目标方向(例如包括语音的目标声源)。所得的控制信号(衰落增益)被馈给切换单元(优先衰落开关)，其基于确定的目标声源位置或方向将相应的开关设定为将电输入信号(B,C,D)传到双通道波束形成器(BF1,BF2,BF3)中的适当波束形成器。
在另一实施例中，在给定时间点(例如在特定运行模式下)仅一个(一级)双通道波束形成器活跃(例如为了节能)。在该方式中，一级双通道波束形成器BF1的第二波束形成器输入信号(除参考输入信号之外)通过衰落算法(Cross/Cov DOA Estim单元)和切换单元(优先衰落开关)自适应选择。在该实施例中，所得的波束成形信号(例如YBF1)被直接馈给处理器HA-Pro进行进一步的助听器处理。
图4示意性地示出了根据本发明的听力装置的实施例。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处或耳后的BTE部分(BTE)和适于位于用户耳道中或耳道处并包括接收器(扬声器)的ITE部分(ITE)。BTE部分和ITE部分通过连接元件IC和ITE及BTE部分中的内部接线(例如参见BTE部分中接线Wx)进行连接(如电连接)。作为备选，连接元件可完全或部分由BTE部分与ITE部分之间的无线链路构成。
在图4的听力装置实施例中，BTE部分包括两个输入单元，其包括相应的输入变换器(如传声器)(FM,RM)，每一输入变换器用于提供表示输入声音信号(SBTE)(源自听力装置周围的声场S)的电输入音频信号。输入单元还包括两个无线接收器(WLR1,WLR2)，用于提供相应的直接接收的辅助音频和/或控制输入信号(和/或使能将音频和/或控制信号传给其它装置如遥控器或处理装置)。听力装置HD包括其上安装有多个电子元件的衬底SUB，包括存储器MEM，其例如保存不同助听器程序(如限定前述程序的参数设置，或者算法的参数，例如神经网络的优化的参数)和/或助听器配置如输入源组合(FM,RM,IM,WLR1,WLR2)，例如针对多个不同听音情形进行优化。在特定运行模式下，一个或多个直接接收的辅助电信号与来自传声器的一个或多个电输入信号一起用于提供通过将适当的复数权重应用于相应信号而提供的波束成形信号。
衬底还包括可配置的信号处理器DSP(如数字信号处理器，例如包括根据本发明的听力装置的处理器，用于应用随频率和电平而变的增益，例如提供波束形成、降噪、滤波器组功能及其它数字功能)。可配置的信号处理器DSP适于基于当前选择(启动)的助听器程序/参数设置(例如自动选择，如基于一个或多个传感器，或者基于来自用户接口的输入进行选择)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。所提及的功能单元(及其它元件)可根据所涉及的应用按电路和元件进行划分(例如为了尺寸、功耗、模拟-数字处理等)，例如集成在一个或多个集成电路中，或者作为一个或多个集成电路与一个或多个单独的电子元件(如电感器、电容器等)的组合。可配置的信号处理器DSP提供处理后的音频信号，其计划呈现给用户。衬底还包括前端IC(FE)，用于使可配置的信号处理器DSP与输入和输出变换器等接口连接及通常包括模拟与数字信号之间的接口。输入和输出变换器可以是个别分开的元件，或者与其它电子电路集成(例如基于MEMS)。
该听力装置HD还包括输出单元(如输出变换器)，用于基于来自处理器的处理后的音频信号或源自其的信号提供可由用户感知为声音的刺激。在图4的听力装置实施例中，ITE部分包括扬声器(也称为接收器)SPK形式的输出单元，用于将电信号转换为声学(空气传播)信号，其(在听力装置安装在用户耳朵处时)被导向耳膜从而在那里提供声音信号(SED)。ITE部分还包括引导元件如圆顶件DO，用于引导并将ITE部分定位在用户的耳道中。ITE部分还包括另一输入变换器如传声器(IM)，用于提供代表耳道处的输入声音信号(SITE)的电输入音频信号。
(来自输入变换器FM,RM,IM的)电输入信号可使用一个或多个本发明中提出的双通道波束形成器在时域或(时-)频域(或部分在时域及部分在频域，如果被认为对于所涉及应用有利)进行处理。
图4中例示的听力装置HD为便携装置，及还包括电池BAT如可再充电电池，其例如基于锂离子电池技术，例如用于对BTE部分可能及ITE部分的电子元件供电。在实施例中，听力装置如助听器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。BTE部分例如可包括连接器(如DAI或USB连接器)，用于将具有附加的功能的“靴”(如FM靴或备用电池等)或者编程装置或者充电器等连接到听力装置HD。
图5示出了用于基于两个(传声器)波束形成器输入信号提供波束成形信号的自适应双通道波束形成器的实施例。图1示出了包括分别提供第一和第二电输入信号INM1和INM2的第一和第二传声器(M1,M1)及基于第一和第二电输入信号(INM1,INM2)提供波束成形信号YBF的双通道波束形成器BF的助听器的一部分。从目标信号到助听器的方向例如由传声器轴确定并在图5中由记为“目标声音”的箭头标示。目标方向可以是任何方向，例如到用户嘴巴的方向(以拾取用户自我话音)或者到目标信号源的其它方向(例如用户侧面或上方)。对于给定频带k，k为频带指数，自适应波束图(Y(Y(k)))可通过在该频带线性组合全向延迟和求和波束形成器(O(O(k)))及延迟和求减波束形成器(C(C(k)))而获得。来自延迟和求和波束形成器(O(O(k)))的全向信号被提供为波束形成器输入信号的线性组合INM1*Wo1+INM2*Wo2。来自延迟和求减波束形成器(C(C(k)))的信号被提供为波束形成器输入信号的线性组合INM1*Wc1+INM2*Wc2。权重Wo1,Wo2,Wc1,Wc2为随频率而变的复数常数，例如存储在听力装置的存储器MEM中。自适应波束图通过在将延迟和求减波束形成器(C(k))从延迟和求和波束形成器(O(k))减去之前使得延迟和求减波束形成器(C(k))缩放(由波束形成器ABF产生的)复值、随频率而变的自适应换算系数β(k)出现，即提供波束图Y：
Y(k)＝O(k)-β(k)C(k)
应注意，如果构成延迟和求减波束形成器C的权重的符号被适当调整，β(k)前面的符号也可以是+。此外，β(k)可由β*(k)取代，其中*指复共轭，使得波束成形信号YBF被表达为YBF＝(wo(k)-β(k)·wc(k))H·IN(k)。
双通道波束形成器BF例如适于在存在附加噪声源时在传声器信号由定位的目标声源组成的情形下最佳地工作。给定该情形，换算系数β(k)(图5中的β)适于在来自目标方向的声音(至少在一个频率)实质上不被改变的约束条件下使噪声最小化。对于每一频带k，自适应因子β(k)可以不同的方式得到。
可通过下面闭合式求解：
Figure BDA0002219218610000261
其中，*指复共轭，及<·>指统计预期算子，在实施中其可被近似为时间平均。统计预期算子<·>可使用例如一阶IIR滤波器实施，可能具有不同的上升和释放时间常数。作为备选，统计预期算子可使用FIR滤波器实施。自适应双通道波束形成器例如可以是最小方差无失真响应(MVDR)型波束形成器，例如[Brandstein&Ward；2001](Chapter 2.3Eq.2.25)中描述的MVDR波束形成器。
在另一实施例中，自适应双通道波束形成器配置成从下面的表达式确定自适应参数βopt(k)：
Figure BDA0002219218610000271
其中wO和wC分别为延迟和求和波束形成器O及延迟和求减波束形成器C的波束形成器权重，Cv为噪声协方差矩阵，及H指厄米转置。这样的波束形成器具有广义旁瓣相消器结构GSC。
为了比较，在M>2GSC波束形成器中，β参数为(M-1)x 1大小的向量，由下式定义：
Figure BDA0002219218610000272
其中
Figure BDA0002219218610000273
已知为大小(M-1)x M的阻塞矩阵，及WO为M x 1波束形成器向量。对复杂性的主要影响是大小(M–1)的矩阵求逆运算，其比M-1次除法开销更大。
图6示出了包括M-1个级联的双通道波束形成器的M输入听力系统的实施例，M-1个输入变换器中的每一个连接到分析滤波器组以将电输入信号提供为多个子频带信号。图6的听力系统包括M>2个输入变换器，每一输入变换器连接到相应的分析滤波器组(FBA1,FBA2,...,FBAM)以按子频带(时频)表示(IN1F,IN2F,...,INMF)提供来自输入变换器(如传声器)的电输入信号(IN1,IN2,...,INM)，这些电输入信号被馈给包括根据本发明的级联的双通道波束形成器(BF1,BF2,...,BFM-1，在此按修枝结构，可以是任何其它结构，例如树状结构)的分层结构的波束形成器滤波单元BFU(参见图6上部各层的“一级”、“二级”和“(M-1)级”标示)。波束形成器滤波单元BFU提供包括参考输入信号的波束成形信号YBFM-1，其被馈给系统的处理器HA-Pro进行进一步处理。该处理器提供处理后的输出信号OUTF，输出信号被馈给合成滤波器组FBS用于转换为时域信号OUT。时域输出信号OUT被馈给输出变换器OT，用于提供可由听力系统的用户感知为声音的刺激。
图7A和7B示出了三个传声器(M1,M2,M3)在根据本发明的听力装置HD的BTE部分(BTE)中的第一和第二示例位置。图7A和7B的实施例均类似于结合图4所示和所述的听力装置实施例的BTE部分(BTE)。图7A和7B的实施例示出了相应的两种不同的传声器配置。在图7A中，BTE部分的三个传声器(M1,M2,M3)位于直线上，作为BTE部分的壳体的顶部中的线性阵列(具有均匀的传声器距离)。传声器定位计划使得在用户将听力装置HD佩戴在耳朵处时(即当BTE部分位于耳廓处或耳廓后面使得传声器轴位于水平面中时)传声器轴指向用户的视向。在图7B中，BTE部分的三个传声器仅两个(M1,M2)位于BTE部分的壳体的顶部中，而第三传声器M3位于BTE部分的壳体的底部并靠近电池。第三传声器M3的“偏轴定位”产生改善的选择，用于保持来自由用户的耳廓的上部形成的水平面(其它传声器(M1,M2)位于其处)上方或下方方向的目标信号。其它传声器放置及更多传声器均可能并可根据所涉及的应用为了声源相对于用户的预期位置进行选择。
图8A示出了根据本发明的听力系统如双耳助听器系统的实施例。该听力系统包括与辅助装置通信的左和右听力装置，辅助装置例如为遥控装置、通信装置如移动电话或能够建立到左和右听力装置之一或两个的通信链路的类似装置。
图8A、8B一起示出了包括根据本发明的双耳助听器系统的实施例的应用场合，其包括第一(右)和第二(左)听力装置(HD1,HD2)及辅助装置AD。辅助装置AD包括移动电话，例如智能电话。在图8A的实施例中，听力装置和辅助装置配置成在它们之间建立无线链路WL-RF，例如符合蓝牙标准(如蓝牙低功率或等效技术)的数字传输链路形式。作为备选，这些链路可以任何其它方便的无线和/或有线方式并根据任何适当的调制类型或传输标准(对于不同音频源可能不同)实施。图8A、8B的辅助装置(如智能电话)包括用户接口UI，提供助听器系统的遥控功能，例如用于改变听力装置中的程序或运行参数(如音量)等。图8B的用户接口UI示出了用于选择听力系统的运行模式的APP(记为“目标声源定位APP”)，其中目标声源相对于用户(左和右听力装置(HD2,HD1))的位置或方向被指明或者可被指明。该APP使用户能选择人工、自动或混合模式。在图8B的屏幕中，人工运行模式已被选择，如左边的实心“打钩框”及粗体指示“人工”指明的。在该模式下，目标声源的到达方向通过将符号“S”拖到当前位置人工地指明。作为备选，位置或方向可被自动确定(如本发明中描述的)。所得的位置或方向通过记为S的圆形符号及相对于用户头部示意性示出的记为DoA的粗箭头在屏幕中显示以反映其估计的位置(在此例示为用户的“右边”)。这通过图8B的屏幕的下部的“人工确定的到目标声源(S)的DoA”文本指明。在混合模式下，用户可指明目标声源的大致方向(例如目标声源位于其中的四分之一平面)，然后，具体的到达方向根据本发明确定(藉此，通过排除一部分可能的空间，简化计算)。
在实施例中，声源位置编码参数如到达方向的计算在辅助装置中进行。在另一实施例中，前述计算在左和/或右听力装置中进行。在后一情形下，系统配置成在辅助装置与听力装置之间交换定义目标声音信号的位置或到达方向的数据。听力装置(HD1,HD2)在图8A中被示为安装在用户U的耳朵处(耳后)的装置。可使用其它风格，例如完全位于耳朵中(例如耳道中)、完全或部分植入在头中、等等。每一听力仪器包括无线收发器以在听力装置之间建立耳间无线链路IA-WL，例如基于感应通信或RF通信(例如蓝牙技术)。每一听力装置还包括用于建立到辅助装置AD的无线链路WL-RF(例如基于辐射场(RF))的收发器，至少用于接收和/或传输信号(AXS1,AXS2)如控制信号如信息信号(例如DoA)，例如包括音频信号。收发器分别由右(HD1)和左(HD2)听力装置中的RF-IA-Rx/Tx-1和RF-IA-Rx/Tx-2指明。
图9示出了虚拟参考传声器在根据本发明的听力装置HD中的示例位置。虚拟参考传声器(相对于听力装置的“真实”传声器)的位置称为参考点。听力装置HD包括适于位于用户的耳廓处或耳廓中的BTE部分及适于位于用户的耳道处或耳道中的ITE部分。BTE部分包括听力装置HD的三个传声器之中的两个(BTE1,BTE2)。ITE部分包括第三传声器(ITE，在此面向环境)。三个“物理”传声器(BTE1,BTE2,ITE)由实心(圆)点标示。(虚拟)参考传声器由两个BTE传声器(BTE1,BTE2)之间的由点形成的开口圆标示。
当由对应的过程适当代替时，上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的及权利要求中限定的装置的结构特征可与本发明方法的步骤结合。
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
·US Patent 7,471,798 B2.Microphone Array Having a Second OrderDirectional Pattern,D.M.Warren,Knowles Electronics,Published Feb.5,2004.
·US Patent 9,301,049 B2.Noise-reducing Directional Microphone Array,G.W.Elko,M.Meyer,F.Gaensler,MH Acoustic LLC,Published Jan.10,2013.
·EP3413589A1.“A microphone system and a hearing device comprising amicrophone system”.Oticon A/S.Published 06.06.2018.
·[Brandstein&Ward；2001]M.Brandstein and D.Ward,″Microphone Arrays″,Springer 2001.

Claims (14)

1.一种听力系统，包括第一听力装置，第一听力装置配置成佩戴在用户的第一耳朵处或第一耳朵中或者完全或部分植入在用户第一耳朵处的头部中，所述听力系统包括：
-至少三个输入变换器，配置成将第一听力装置或者所述听力系统的环境中的声音转换为相应的至少三个电输入信号，至少三个输入变换器之一被选择为提供参考输入信号的参考输入变换器，或者参考输入信号由从所述至少三个电输入信号确定的电信号形成就像由相对于所述至少三个输入变换器的位置位于空间参考点的传声器提供一样；
-至少两个自适应双通道波束形成器，每一自适应双通道波束形成器基于第一和第二波束形成器输入信号提供空间滤波的信号，其中所述自适应双通道波束形成器保留所述参考输入信号的目标分量的单位振幅和相位；
--所述至少两个双通道波束形成器按至少包括一级层和二级层的分层结构进行连接；
---其中所述一级层包括所述至少两个双通道波束形成器中的至少一个，称为一级双通道波束形成器；及
---其中所述二级层包括所述至少两个双通道波束形成器中的至少另一个，称为二级双通道波束形成器；
--所述至少两个双通道波束形成器包括：
---第一一级双通道波束形成器，其中所述第一波束形成器输入信号为所述参考输入信号，及其中所述第二波束形成器输入信号在其余电输入信号之中选择，所述第一一级双通道波束形成器提供一级空间滤波的参考信号；及
---第一二级双通道波束形成器，其中所述第一波束形成器输入信号为所述一级空间滤波的参考信号，及其中所述第二波束形成器输入信号在a)和b)中选择：a)所述至少三个电输入信号中未被用作所述第一一级双通道波束形成器的输入的那些输入信号，b)来自可能的另一一级双通道波束形成器的一级空间滤波的信号；所述第一二级双通道波束形成器提供二级空间滤波的参考信号；及其中
-给定双通道波束形成器的自适应参数从该双通道波束形成器的第一和第二波束形成器输入信号确定。
2.根据权利要求1所述的听力系统，其中所述听力系统包括至少三个输入变换器，当由用户佩戴时，其定位成两两在第一、第二和第三直线上，一起形成三角形。
3.根据权利要求2所述的听力系统，其中所述三个输入变换器中的至少两个在用户按计划佩戴听力系统时位于在朝向用户嘴巴的方向具有延伸的直线上。
4.根据权利要求1所述的听力系统，包括第二听力装置，第二听力装置配置成佩戴在用户的第二耳朵处或第二耳朵中或者完全或部分植入在第二耳朵处的用户头部中，其中至少三个输入变换器中的至少一个位于第二听力装置中。
5.根据权利要求1所述的听力系统，包括检测单元，用于确定标示所述目标声源的位置或到达方向的声源位置编码参数。
6.根据权利要求5所述的听力系统，其中所述检测单元配置成将声源位置编码参数确定为电输入信号之间的协方差估计量或者基于电输入信号之间的协方差估计量确定声源位置编码参数。
7.根据权利要求1所述的听力系统，包括使用户能指明所述目标声源的位置或者到达方向的用户接口。
8.根据权利要求1所述的听力系统，包括用于自动选择第一一级和第一二级双通道波束形成器的第二波束形成器输入信号的控制器。
9.根据权利要求5所述的听力系统，配置成使得第一一级和第一二级双通道波束形成器的第二波束形成器输入信号从声源位置编码参数或者从用户接口上的用户标示确定。
10.根据权利要求1所述的听力系统，包括存储器，其包括a)目标声源位置或到达方向和b)可用输入变换器到双通道波束形成器的适当连接配置的对应值。
11.根据权利要求1所述的听力系统，其中第一和/或第二听力装置由助听器、头戴式耳机、耳麦、耳朵保护装置或其组合构成或者包括助听器、头戴式耳机、耳麦、耳朵保护装置或其组合。
12.根据权利要求1所述的听力系统，包括辅助装置，所述听力系统适于在听力装置与辅助装置之间建立通信链路以使得信息可在二者之间交换或者从一装置转发给另一装置。
13.根据权利要求12所述的听力系统，其中辅助装置包括用户接口。
14.根据权利要求1所述的听力系统，其中所述双通道波束形成器被优化为硬件模块。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112335261B (zh) 2018-06-01 2023-07-18 舒尔获得控股公司 图案形成麦克风阵列
US11297423B2 (en) 2018-06-15 2022-04-05 Shure Acquisition Holdings, Inc. Endfire linear array microphone
JP2022526761A (ja) 2019-03-21 2022-05-26 シュアー アクイジッション ホールディングス インコーポレイテッド 阻止機能を伴うビーム形成マイクロフォンローブの自動集束、領域内自動集束、および自動配置
TW202101422A (zh) 2019-05-23 2021-01-01 美商舒爾獲得控股公司 可操縱揚聲器陣列、系統及其方法
WO2021041275A1 (en) 2019-08-23 2021-03-04 Shore Acquisition Holdings, Inc. Two-dimensional microphone array with improved directivity
CN111131947B (zh) * 2019-12-05 2022-08-09 小鸟创新(北京)科技有限公司 耳机信号处理方法、系统和耳机
EP3840402B1 (en) * 2019-12-20 2022-03-02 GN Audio A/S Wearable electronic device with low frequency noise reduction
WO2022038533A1 (en) * 2020-08-18 2022-02-24 Cochlear Limited Broadcast selection
WO2022165007A1 (en) * 2021-01-28 2022-08-04 Shure Acquisition Holdings, Inc. Hybrid audio beamforming system
US11689836B2 (en) * 2021-05-28 2023-06-27 Plantronics, Inc. Earloop microphone
US20230328465A1 (en) * 2022-03-25 2023-10-12 Gn Hearing A/S Method at a binaural hearing device system and a binaural hearing device system
CN115086836B (zh) * 2022-06-14 2023-04-18 西北工业大学 一种波束形成方法、系统及波束形成器

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040240683A1 (en) * 2003-03-11 2004-12-02 Torsten Niederdrank Automatic microphone equalization in a directional microphone system with at least three microphones
US20050041824A1 (en) * 2003-07-16 2005-02-24 Georg-Erwin Arndt Hearing aid having an adjustable directional characteristic, and method for adjustment thereof
CN102047688A (zh) * 2008-06-02 2011-05-04 高通股份有限公司 用于多通道信号平衡的系统、方法和设备
CN107301869A (zh) * 2017-08-17 2017-10-27 珠海全志科技股份有限公司 麦克风阵列拾音方法、处理器及其存储介质
CN107454538A (zh) * 2016-05-30 2017-12-08 奥迪康有限公司 包括含有平滑单元的波束形成器滤波单元的助听器
CN107479030A (zh) * 2017-07-14 2017-12-15 重庆邮电大学 基于分频和改进的广义互相关双耳时延估计方法
US20180035228A1 (en) * 2016-07-28 2018-02-01 Cirrus Logic International Semiconductor Ltd. Mems device and process

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7471798B2 (en) 2000-09-29 2008-12-30 Knowles Electronics, Llc Microphone array having a second order directional pattern
EP1994788B1 (en) 2006-03-10 2014-05-07 MH Acoustics, LLC Noise-reducing directional microphone array
US20120082322A1 (en) * 2010-09-30 2012-04-05 Nxp B.V. Sound scene manipulation
US20150172807A1 (en) * 2013-12-13 2015-06-18 Gn Netcom A/S Apparatus And A Method For Audio Signal Processing
US9716944B2 (en) * 2015-03-30 2017-07-25 Microsoft Technology Licensing, Llc Adjustable audio beamforming
EP4184950A1 (en) 2017-06-09 2023-05-24 Oticon A/s A microphone system and a hearing device comprising a microphone system
EP3422736B1 (en) * 2017-06-30 2020-07-29 GN Audio A/S Pop noise reduction in headsets having multiple microphones
EP3525488B1 (en) * 2018-02-09 2020-10-14 Oticon A/s A hearing device comprising a beamformer filtering unit for reducing feedback
US10425745B1 (en) * 2018-05-17 2019-09-24 Starkey Laboratories, Inc. Adaptive binaural beamforming with preservation of spatial cues in hearing assistance devices

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040240683A1 (en) * 2003-03-11 2004-12-02 Torsten Niederdrank Automatic microphone equalization in a directional microphone system with at least three microphones
US20050041824A1 (en) * 2003-07-16 2005-02-24 Georg-Erwin Arndt Hearing aid having an adjustable directional characteristic, and method for adjustment thereof
CN102047688A (zh) * 2008-06-02 2011-05-04 高通股份有限公司 用于多通道信号平衡的系统、方法和设备
CN107454538A (zh) * 2016-05-30 2017-12-08 奥迪康有限公司 包括含有平滑单元的波束形成器滤波单元的助听器
US20180035228A1 (en) * 2016-07-28 2018-02-01 Cirrus Logic International Semiconductor Ltd. Mems device and process
CN107479030A (zh) * 2017-07-14 2017-12-15 重庆邮电大学 基于分频和改进的广义互相关双耳时延估计方法
CN107301869A (zh) * 2017-08-17 2017-10-27 珠海全志科技股份有限公司 麦克风阵列拾音方法、处理器及其存储介质

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