CN113141562B - 用于协调第一麦克风和第二麦克风的相应的相位响应的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于协调第一麦克风和第二麦克风的相应的相位响应的方法，第一和第二麦克风分别被设计为用于产生第一和第二麦克风信号，其中确定第一滤波器，其对应于第一麦克风与第二麦克风之间的相位响应的差异的第一贡献并且具有第一适配参数，其中确定第二滤波器，其对应于相位响应的差异的第二贡献并且具有第二适配参数，其中根据第一滤波器和第二滤波器确定全局滤波器，其映射相移的第一贡献和第二贡献并且具有第一和第二适配参数，其中根据全局滤波器借助多维优化来确定第一适配参数的第一值和第二适配参数的第二值，并且其中为了协调相位响应，第一滤波器以第一值并且第二滤波器以第二值应用于第一麦克风信号和/或第二麦克风信号。

Description

用于协调第一麦克风和第二麦克风的相应的相位响应的方法

技术领域

本发明涉及一种用于协调第一麦克风和第二麦克风的相应的相位响应的方法，该第一麦克风和第二麦克风分别产生第一和第二麦克风信号，其中确定用于对第一麦克风信号和/或第二麦克风信号进行滤波的第一滤波器，第一滤波器对应于第一麦克风与第二麦克风之间的相移的第一贡献，并且第一滤波器具有第一适配参数，其中确定用于对第一麦克风信号和/或第二麦克风信号进行滤波的第二滤波器，第二滤波器对应于上述的相移的第二贡献，并且第二滤波器具有第二适配参数，并且其中，为了协调相位响应，第一滤波器以第一适配参数的第一值并且第二滤波器以第二适配参数的第二值应用于第一麦克风信号和/或第二麦克风信号。

背景技术

在听力设备或通信设备或通信系统中使用的麦克风通常包括电声部件，例如用于将入射的声音转换为电信号的振膜；以及广义上的电子部件，例如用于所产生的电信号的前置放大器。在此，这种部件通常会在所涉及的麦克风中导致不常见的相位响应，在大多数情况下，可以通过高通滤波器对其进行近似。在此，在具有用于依据方向对声音进行信号处理的多个麦克风的系统中，由于麦克风的部件的制造公差，还由于它们的老化或污染，各个麦克风的相位响应可能会彼此不同。

但是，为了借助不同的定向麦克风处理入射的声音信号，对所使用的所有麦克风都要求有尽可能相同的相位响应，以尽可能在整个频率范围内保证不同麦克风的抑制性能。出于该原因，对于应用定向麦克风特别有利的是，使两个或更多个麦克风的可能不同的相位响应相互协调。

将两个麦克风的相位响应相互协调的一种可能性在于，分开地通过两个不同的滤波器来补偿电声和电子的部件的影响，所述滤波器被应用于所产生的麦克风信号中的一个。为此，调节滤波器以补偿由电声和电子的部件产生的相位响应的相应差异。然而，这种对滤波器的调节也总是会影响另外的滤波器，因为两个滤波器都以相似的截止频率(对于电声部件大约为60Hz，对于电子部件大约为120Hz)和较低的边缘坡度来对上述的麦克风部件的相应的高通特性进行建模。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种用于协调第一麦克风和第二麦克风的相应的相位响应的改进方法。

根据本发明，上述技术问题通过一种用于特别是对第一麦克风和第二麦克风的相应的相位响应进行适配地协调的方法来解决，第一麦克风和第二麦克风分别被设置为用于产生第一和第二麦克风信号，其中确定用于对第一麦克风信号和/或第二麦克风信号进行滤波的第一滤波器，第一滤波器对应于第一麦克风与第二麦克风之间的相位响应的差异的第一贡献，并且第一滤波器具有第一适配参数，其中确定用于对第一麦克风信号和/或第二麦克风信号进行滤波的第二滤波器，第二滤波器对应于上述的相位响应的差异的第二贡献，并且第二滤波器具有第二适配参数，其中根据第一滤波器和第二滤波器确定全局滤波器，全局滤波器映射上述的相移的第一贡献和第二贡献，并且全局滤波器具有第一适配参数和第二适配参数，其中，根据全局滤波器借助多维优化来确定第一适配参数的第一值并且(特别是同时)确定第二适配参数的第二值，并且其中，为了协调相位响应，第一滤波器以第一适配参数的第一值并且第二滤波器以第二适配参数的第二值应用于第一麦克风信号和/或第二麦克风信号。有利的且部分视为有创造性的设计方案是下面说明的内容。

优选地，听力设备或通信设备的两个麦克风被用作第一和第二麦克风。在此，优选地确定第一滤波器和第二滤波器，使得当将滤波器(如相应于其构造和设计规定的那样)应用于第一麦克风信号或第二麦克风信号或两个麦克风信号时，可以分别借助第一和第二适配参数通过所涉及的滤波器来补偿两个滤波器所基于的不同相位响应的相应贡献。在此优选地，相位响应的差异的第一贡献和第二贡献分别映射相位响应的物理上不同的贡献、特别是电子贡献和电声贡献。

换言之，这意味着优选地分别根据物理电子模型来来产生第一滤波器和第二滤波器，以便分别补偿麦克风的相位响应中的物理上的真实差异，其中第一滤波器在此处理相位响应的贡献，该贡献源自于不同于由第二滤波器处理的相位响应的贡献的部件。在此，第一滤波器可以被设计为，为了补偿由第一滤波器所基于的部件或相应的贡献形成的相位响应的差异，仅将第一滤波器应用于第一麦克风信号或第二个麦克风信号或两个麦克风信号。类似地尤其还适用于第二滤波器。优选地，第一滤波器在此仅应用于一个麦克风信号，并且第二滤波器也仅应用于一个麦克风信号，并且特别优选地，两个滤波器都应用于相同的麦克风信号。

在此特别地，如所描述的那样确定第一滤波器和第二滤波器以补偿相位响应的差异的彼此不同的贡献，其中单独地、即唯一地将第一滤波器应用于通过第一滤波器的工作原理相应提供的麦克风信号(或者相应地应用于两个麦克风信号)来精确地补偿相位响应的差异的、第一滤波器所基于的贡献。同样地也适用于第二滤波器。对于相位响应的实际协调，两个滤波器分别以相应适配参数的第一值和第二值(如其以还要进行描述的方式确定的那样)应用于所涉及的麦克风信号。

现在，根据这两个滤波器、特别是通过它们的依次应用，例如在频域或z域中(即在z变换的、时间离散的信号的“离散的”频域中)，确定全局滤波器，全局滤波器映射相移的这两个贡献，并且特别是可以借助全局滤波器对其进行补偿。根据第一滤波器和第二滤波器来确定全局滤波器，使得包含第一滤波器的第一适配参数和第二滤波器的第二适配参数作为自由参数，这尤其在通过所提到的两个滤波器的依次应用(或者在插入其他滤波器的情况下的依次应用)来产生全局滤波器时给出。

现在，根据全局滤波器，借助多维优化来确定第一和第二适配参数的第一和第二值。如果全局滤波器仅具有第一和第二适配参数作为自由参数，则尤其可以二维地关于上述的两个适配参数进行优化。在此，优化可以直接应用于全局滤波器。优选地，还可以将全局滤波器划分为与上述的两个适配参数无关的滤波器函数和有效的全局适配滤波器，全局适配滤波器包含全局滤波器与两个适配参数的依赖关系，从而在这种情况下将多维、尤其是二维的优化应用于有效的全局适配滤波器。

借助上述的优化来确定第一适配参数的第一值和第二适配参数的第二值。现在，第一滤波器以第一适配参数的第一值应用于所涉及的、即相应于第一滤波器的设计和作用方式提供的麦克风信号(或者应用于两个麦克风信号，如果设置了的话)，并且现在第二滤波器以第二适配参数的第二值应用于相应提供的麦克风信号(或者应用于两个麦克风信号，如果设置了的话)，以补偿两个麦克风的相位响应中的差异并且使相位响应相互调协。

在此，协调可以以特别有利的方式进行，因为两个麦克风的相位响应的在物理上的不同贡献(以及因此由上述的贡献形成的相位响应的差异)不能通过两个相互分开地适配的滤波器来补偿，因此对一个滤波器的适配也会影响系统的整体特性，从而会影响另外的滤波器。相反，通过所建议的方法，全局滤波器直接在多维方法中进行优化，该全局滤波器根据分别代表不同贡献的两个单个滤波器形成，以便为所使用的单个滤波器的相应的适配参数确定尽可能全局最佳的值，并且以这些最佳的值来运行这些单个滤波器。

优选地，确定第一滤波器，使得相位响应的差异的第一贡献映射相位响应的电子贡献，和/或确定第二滤波器，使得相位响应的差异的第二贡献映射相位响应的电声贡献。这尤其意味着，确定第二滤波器，使得通过第二滤波器使用第二适配参数可以补偿两个麦克风的相位响应的差异的贡献，该贡献由两个麦克风的电声部件、特别是由两个麦克风中的电声部件的差异引起的，即特别是由振膜以及其相应的高通特性引起的。在此，第二滤波器尤其可以具有一个或多个另外的参数，另外的参数对由电声部件的差异产生的频率响应进行建模。针对两个麦克风中的每个，基本上分别可以通过一阶高通滤波器来描述电声部件的频率响应，高通滤波器尤其可以通过截止频率(在这种情况下，两个麦克风中的每个的电声部件的截止频率分别在60Hz的范围内)来描述。现在，(分别可以通过上述的高通滤波器进行建模的)两个麦克风的不同特性可以通过将适当设计的第二滤波器应用于两个麦克风信号中的一个或应用于两个麦克风信号进行补偿。截止频率可以通过上述的第二滤波器中的参数进行映射。

类似地也适用于关于电子部件的第一滤波器，电子部件尤其包括输出阻抗和每个麦克风的前置放大器。特别地，第一滤波器在此具有一个或多个另外的参数，这些参数对由电子部件的差异引起的频率响应进行建模，其中每个麦克风的电子部件尤其还可以分别通过截止频率分别在120Hz范围内的高通滤波器进行建模。

有利地，第一麦克风和第二麦克风被施加以相对于第一麦克风和第二麦克风相同相位的声音信号，其中因此由第一麦克风产生第一麦克风信号的第一测试信号并且由第二麦克风产生第二麦克风信号的第二测试信号，并且其中根据第一测试信号和第二测试信号执行多维优化。特别地，因此通过产生第一测试信号和第二测试信号，可以处理所涉及的测试信号或两个测试信号以根据两个滤波器执行方法，并且在优化期间尤其可以将全局滤波器应用于所涉及的测试信号或多个测试信号的信号分量。因此，在优化期间，在第一麦克风信号和第二麦克风信号中存在由于所描述的产生而不具有相位差的信号分量，这对于协调相位响应的差异是特别有利的。在此，相同相位的声音信号特别是包括如下声音信号：其声源位于两个麦克风的对称平面中，或者与两个麦克风的连接路径正交，并且位于距对称平面关于所形成的声学传播时间可忽略的间距内。

有利地，第一滤波器和第二滤波器分别仅改变第二麦克风信号。尽管原则上还可以确定第一滤波器和第二滤波器来协调相位相应，使得通过应用两个滤波器使两个麦克风信号中的每个都经历改变，但是通过两个滤波器仅改变一个麦克风信号的滤波器设计方案(特别是当两个滤波器对另外的麦克风信号的影响微不足道时)是特别有利的，因为可以将未改变的麦克风信号作为参考信号用于优化。

有利地，在此借助梯度法(Gradientenverfahren)实现多维的、尤其是二维的优化，其中将关于在第一适配参数的方向上和在第二适配参数的方向上的变化的梯度应用于误差函数，误差函数根据利用全局滤波器滤波的第二麦克风信号与参考信号的偏差来确定。这尤其意味着，将全局滤波器并且因此将第一和第二滤波器应用于第二麦克风信号，并且确定由此滤波的第二麦克风信号与参考信号、例如与第一麦克风信号的偏差。

根据该偏差来确定用于优化的误差函数，例如确定为偏差的平方，并且将关于两个适配参数的梯度应用于误差函数。特别地，这可以通过误差函数对第一和第二适配参数求偏导来进行。特别地，根据这些梯度来确定两个适配参数的第一和第二值的校正值，并且逐步地、特别是自适应地确定在优化框架内的最优的值。具体地，这可以例如通过最速下降法或对角缩放的最速下降实现。

在有利的设计方案中，第一滤波器和第二滤波器在此被设计为，使得可以将全局滤波器划分为具有无限脉冲响应(IIR)的滤波器贡献和具有有限脉冲响应(FIR)的滤波器贡献，该具有无限脉冲响应的滤波器贡献与第一适配参数和第二适配参数无关，其中，根据具有有限脉冲响应的滤波器贡献在时域中形成第一适配参数和第二适配参数的滤波器多项式，其中在时域中更新第一适配参数的第一值和/或第二适配参数的第二值，其中依据应用于滤波器多项式的梯度形成上述的更新的步长。在此，特别是关于在第一适配参数的方向上和在第二适配参数的方向上的变化形成梯度。

这特别是意味着，根据对频率响应的差异的贡献形成第一滤波器和第二滤波器，使得所形成的全局滤波器具有所描述的形式，即可以将全局滤波器划分为与两个适配参数没有依赖关系的IIR滤波器贡献和包含与两个适配参数的总依赖关系的FIR滤波器贡献。根据尤其可以在频域或z域中识别到的FIR滤波器贡献，现在例如通过将贡献以z的逆幂(在z域中)阶次排序，在时域中形成第一适配参数和第二适配参数的滤波器多项式。现在，在时域中更新第一适配参数的第一值和/或第二适配参数的第二值，该时域还应包括离散的时域，其中对于每个更新步骤(每时间单位)都使用步长，该步长取决于应用到上述的滤波器多项式的梯度。

这特别是根据所描述的全局滤波器的形式产生的：如果将梯度应用于上面描述的误差函数，该误差函数本身表示“全局滤波”的第二麦克风信号与第一麦克风信号的偏差的函数，则将梯度应用于上述的偏差，并且最终应用于全局滤波的第二麦克风信号。在此，如果如所描述地那样将全局滤波器划分为IIR滤波器贡献和FIR滤波器贡献，该FIR滤波器贡献包含全局滤波器与两个适配参数的总依赖关系，则在可能的离散时域内将梯度应用于误差函数最终导致将梯度(关于适配参数)应用于滤波器多项式。

适当地，步长在第一适配参数的方向上和在第二适配参数的方向上分别关于上述的偏差进行归一化。这种归一化改善了协调的收敛特性，因为由此特别是可以防止由于步长太大而导致“冲过(Overshoot)”最佳值。在此，归一化尤其通过应用于偏差的梯度的绝对值平方来进行。

有利地，归一化分别依据误差函数进行正则化。特别是当全局滤波的第二麦克风信号与第一麦克风信号的偏差关于两个适配参数在每时间单位(例如每个离散的时间步长)中仅微小地发生变化(在逐步收敛中到达最佳)时，正则化是有利的，从而在归一化较小的情况下防止了由于较小的分母而导致校正值变大，但是如果依据很小的信号进行计算，则校正值可能会变得不可靠。

优选地，为了协调相位响应附加地使用考虑第一麦克风和第二麦克风的不同的音量灵敏度的参数。然而，两个麦克风之间的音量灵敏度的差异(其一方面可以单独并独立于相位响应的差异进行补偿)可能会影响对相位响应的协调，因此考虑不同的音量灵敏度可以是有利的。

对听力设备的两个麦克风的相位响应进行协调，被证明是进一步有利的。在具有两个或更多个麦克风的听力设备中，通常使用定向麦克风的方法，特别是用以抑制干扰噪声并且另外改善信噪比。在此，尤其是对于差分定向麦克风，期望所参与的麦克风在幅度响应和相位响应方面具有尽可能相同的特性，以便例如在声源的定向识别中不会形成传播时间差异和音量差异(其仅由麦克风的不同特性引起)。出于该原因，当前的特性对于协调听力设备的两个麦克风的相位响应是特别有用的。

在此，应当将术语听力设备理解为这样的设备，佩戴该设备以便为听力受损的人提供保障或者另外补偿听力障碍，并且该设备依据听力障碍者的听力损伤逐频带地处理并且特别是放大所出现的声音，从而通过输出转换器向听力设备的佩戴者的听觉器官馈送根据其个人要求处理过的信号。

本发明还公开了一种系统，该系统具有第一麦克风和第二麦克风，第一麦克风和第二麦克风分别被设计为用于产生第一麦克风信号和第二麦克风信号；以及具有控制单元，控制单元被设计为用于执行上面描述的用于协调第一麦克风和第二麦克风的相应的相位响应的方法。根据本发明的系统分享根据本发明的方法的优点。因此，针对该方法以及其扩展说明的优点在此可以比照地转用到该系统。

在此，该系统尤其可以通过听力设备或通信设备给出，听力设备或通信设备分别包括用于执行该方法的控制单元。特别地，用于执行该方法的控制单元在此由在听力设备或通信设备的常规运行中控制上述运行的功能的控制单元给出。优选地，在此例如通过控制单元的相应的设计方案将该系统设计为，根据第一和第二麦克风信号识别适合于执行该方法的声音。然而，特别地，该系统还可以具有其自己的声源，该声源被设计为将对此特别适合的声音信号施加到第一麦克风和第二麦克风以执行该方法。

特别地，该系统在此包括声源，该声源被设计为将相对于第一麦克风和第二麦克风相位相同的声音信号施加到第一麦克风和/或第二麦克风。这种声音信号特别适合于执行该方法。

优选地，第一麦克风和第二麦克风在此布置在听力设备中。这特别是意味着，系统由听力设备给出或包括听力设备。在首先提到的情况下，例如通过其中还实现了上述的控制单元的信号处理器将听力设备设计为，如果外部的声音信号被识别为适合于该方法，则借助该外部的声音信号来执行该方法。在第二种情况下，该系统特别是由用于听力设备的测试环境和上述的听力设备本身给出，其中测试环境包括用于产生适合于该方法的声音信号的声源。在此，该控制单元可以由听力设备的控制单元或相对于听力设备处于外部的控制单元实现。但是，该系统还可以由听力设备和其中仅实现控制单元的外部设备、例如手机(其可以与听力设备连接以进行数据传输)给出。

附图说明

下面参照附图更详细地解释本发明的实施例。在此分别示意性示出：

图1以框图示出了具有两个麦克风和用于协调两个麦克风的相位响应的两个滤波器的系统，

图2示出了根据图1的两个麦克风的不同的高通特性以及相应补偿的等效电路图，以及

图3以框图示出了由根据图1的两个滤波器形成的全局滤波器的适配。

在所有的附图中，彼此相应的部分和参量分别具有相同的附图标记。

具体实施方式

图1中以框图示意性示出了第一麦克风1和第二麦克风2。在此，第一麦克风1和第二麦克风2被设计为，根据未详细示出的声音信号产生第一麦克风信号x1和第二麦克风信号x2。第一麦克风1具有第一电声部件4，其例如包括第一麦克风1的振膜，并且第一麦克风1可能与其他通常的定义相反地进一步还具有第一电子部件6，其还包括前置放大器。与之类似地，第二麦克风2具有第二电声部件8和第二电子部件10。在该实施例中，第一麦克风1与第二麦克风2在结构上是相同的，即，第一和第二电声部件4、8以及第一和第二电子部件6、10分别具有相同的结构。

然而，由于制造公差或老化，第一电声部件4可能具有与第二电声部件8不同的相位响应，就像第一电子部件6可能具有与第二电子部件10不同的相位响应一样。因此，上述的电子部件6、10提供两个麦克风1、2的相位响应的差异的第一贡献12，其在此由电子贡献14给出。上述的电声部件4、8与之类似地提供麦克风1、2的相位响应的差异的第二贡献16，其在此由电声贡献18给出。

包括两个麦克风1、2的系统20现在被设计为用于补偿两个麦克风1、2的相位响应的差异。为此，系统20具有第一滤波器H1和第二滤波器H2。在此，第一和第二滤波器H1、H2分别仅被应用于第二麦克风信号x2(因此，可能的将滤波器H1、H2应用于第一麦克风信号x1导致相同的结果)。还可以想到两个滤波器H1、H2的另外的设计方案，使得将它们分别应用于不同的麦克风信号x1、x2或以不常见的方式分别应用于两个麦克风信号x1、x2。

第一滤波器H1具有第一适配参数p1，并且在此被设计为，使得可以通过第一适配参数p1的合适的值借助第一滤波器H1来校正两个麦克风1、2的相位响应的差异的电子贡献14。为此，第一滤波器H1还具有两个另外的参数v、u，它们将滤波器的相位响应匹配于电子贡献14。在此，截止频率为大约120Hz，过渡范围为几十Hz。

与此类似地，第二滤波器H2具有第二适配参数p2，使得可以通过第二适配参数p2的合适的值借助第二滤波器H2来校正两个麦克风1、2的相位响应的差异的电声贡献18。以类似于第一滤波器H1的方式，可以通过两个另外的参数w、t将第二滤波器H2的相位响应匹配于电声贡献18，其中截止频率在此为大约60Hz。除了所使用的参数以及适配参数p1和p2之外，第二滤波器H2与第一滤波器H1相同。

在z域中，第一滤波器H1可以通过以下传递函数描述

其具有描述第一滤波器H1的频率响应的参数v、u，并且可以相应地进行选择以匹配于两个麦克风1、2的相位响应的差异的电子贡献14。在此，自变量z涉及第一滤波器H1的输入信号的z变换，即z域中的第二麦克风信号x2。第二滤波器H2相应地可以由以下传递函数表示

其具有描述第二滤波器H2的频率响应的参数w、t，并且可以相应地进行选择以匹配于两个麦克风1、2的相位响应的差异的电声贡献18。

第一和第二滤波器H1(z)、H2(z)的具体形式可以根据每个单个的麦克风1、2的要补偿的电子贡献14或电声贡献18的高通特性来说明，如根据图2借助针对两个麦克风信号x1、x2中的每个的通用高通滤波器所解释的。

第一麦克风1的电声或电子部件通过第一高通滤波器HP1建模，第二麦克风2的相应的电声或电子部件通过第二高通滤波器HP2建模。现在，为了补偿两个高通滤波器HP1、HP2之间的差异(其针对两个麦克风1、2的相位响应产生)，第二麦克风信号x2利用补偿滤波器Hcomp进行滤波，补偿滤波器的形式为Hcomp＝HP1/HP2，使得现在以相同的高通特性HP1进一步处理以这种方式滤波的第二麦克风信号x2，第一麦克风信号x1也(固有地)经历高通特性HP1。如果由相应的RC元件表示两个高通滤波器HP1、HP2，则针对补偿滤波器Hcomp给出：

其中qj＝-1/(Rj-Cj)。在此要注意，高通滤波器HP1、HP2仅对麦克风1、2的相应的实际特性进行建模。

借助双线性变换

在z域中(T表示采样周期或逆采样频率)，在按z^-1的阶次组合各个元件之后可以将补偿滤波器的形式表示为

通过扩展(即分子和分母乘以)了(1-T q1/2)^-1，并且针对小的自变量T q1/2使用相应的近似(1-T q1/2)^-1≈1+T q1/2(鉴于时间标度T以及q1，即R1和C1的期望值，这是合理的)，得出(仅T·q1中的前项)：

通过使用定义

u：＝1+T q1和

p1·v:＝T(q1–q2)/2

其中，v为缩放系数，p1为适配参数，最终可以将补偿滤波器Hcomp(z)变为上面针对第一滤波器H1(z)给出的形式(并且，通过使用p2作为适配参数，w作为缩放系数，以及t代替u，变为针对第二滤波器H2(z)给出的形式)。因此，将补偿滤波器Hcomp(s)应用于第二麦克风信号x2可以为其补偿由两个麦克风1、2的特性产生的、两个高通滤波器HP1和HP2的差异，并且补偿由此形成的相位响应的差异。

为了适配第一适配参数p1和第二适配参数p2，即为了分别确定第一和第二适配参数p1、p2的第一值p1.0和第二值p2.0，用于调节两个麦克风1、2的相位响应的第一和第二滤波器H1、H2以所述第一值p1.0和第二值p2.0应用于第二麦克风信号x2，现在以还要进行描述的方式依据两个滤波器H1、H2形成误差函数e²(n)，该误差函数在梯度法中被优化，其中关于第一和第二适配参数p1、p2的方向来确定梯度。然后以取决于上述梯度的步长来更新第一和第二适配参数p1、p2(即两个适配参数p1、p2的矢量p)。

对于上述的误差函数e²(n)，首先根据第一滤波器H1和第二滤波器H2(通过依次应用)形成全局滤波器H_all，该全局滤波器相应地可以通过以下传递函数进行描述：

在此，自变量z再次由z域中的第二麦克风信号x2给出。现在从参考信号R中减去利用全局滤波器H_all滤波的第二麦克风信号x2，参考信号R由(未滤波的)第一麦克风信号x1给出。现在，根据由此得出的“全局滤波的”第二麦克风信号x2与第一麦克风信号x1的偏差e(n)来确定绝对值e²(n)作为上述的误差函数，该误差函数在梯度法中关于两个适配参数p1、p2进行优化。

为了确定用于通过要使用的相应梯度来更新两个适配参数p1、p2的步长，将如图3中在框图中示意性示出的全局滤波器H_all划分为IIR滤波器贡献C和FIR滤波器贡献FIR滤波器贡献包含全局滤波器H_all与两个适配参数p1、p2的总依赖关系。

在此，根据上面给出的全局滤波器H_all(z)的传递函数的分母和分子得到IIR滤波器贡献C和FIR滤波器贡献的传递函数，即：

从图3可以看出，将在方向p(即在两个适配参数p1、p2的方向)上的梯度应用于偏差e(n)＝x1(n)-H_all(n)*x2(n)(以确定用于更新p1和p2的步长并且利用全局IIR滤波器H_all(n)与要在时域中补偿的第二麦克风信号x2(n)的卷积)得出将上述的梯度应用于(矢量值的)滤波器多项式该滤波器多项式由与(离散的)时域中的FIR滤波器贡献 对应的、以p1和p2的多项式给出，其中矢量项(j＝1,2,3)根据通过z的逆幂的阶次得出：

在此，将p方向上的梯度应用于以偏差e(n)＝x1(n)-H_all(n)*x2(n)形式的滤波器多项式得出下面更新两个适配参数p1和p2的规则：

并且，因此

在此，沿两个适配参数p1、p2的方向的分辨，并且考虑到偏差e(n)＝x1(n)-H_all(n)*x2(n)得出

其中，信号x_c(n)作为第二麦克风信号x2，在(离散的)时域中利用IIR滤波器贡献C进行滤波。在此，滤波器多项式的矢量项对适配参数p1和p2的偏导由上面提到的矢量项的形式给出。

依据IIR预滤波的第二麦克风信号x_c(n)对两个适配系数的更新规则在根据p1和p2对梯度的绝对值的平方进行归一化并且将其应用于e(n)以及关于e²(n)进行正则化之后得出

为了协调频率响应，根据图1的第一滤波器现在以第一适配参数p1的第一值p1.0应用于第二麦克风信号x2，这优选地根据所提到的针对p1(n→n+1)的规则的收敛产生。同样地，第二滤波器H2以第二适配参数p2的第二值p2.0应用到第二麦克风信号x2，这优选地根据所提到的针对p2(n→n+1)的规则的收敛产生。

在此，为了执行该方法，根据图1的第一麦克风1和第二麦克风2优选地被施加以相位相同的声音信号(参见图1中的声音信号22)，以便能够借助麦克风信号x1、x2执行该方法，麦克风信号x1、x2在其信号贡献方面没有相位差。在此，对于两个麦克风1、2相位相同的声音信号22的未更详细示出的声源位于两个麦克风的对称平面24中。如果第一麦克风1和第二麦克风2是未更详细示出的听力设备的一部分，则该方法优选地例如在出厂时等类似情况下在校准中执行，并且在运行中以在校准中确定的第一和第二适配参数p1、p2的值p1.0、p2.0在第一和第二滤波器H1、H2中进行应用。

虽然在细节上通过优选的实施例对本发明进行了详细的阐述和描述，但是本发明却不限于实施例。本领域技术人员可以从中导出其它变形方案，而不脱离本发明的保护范围。

附图标记列表

1       第一麦克风

2       第二麦克风

4       第一电声部件

6       第一电子部件

8       第二电声部件

10      第二电子部件

12      (相位响应的差异的)第一贡献

14      电子贡献

16      (相位响应的差异的)第二贡献

18      电声贡献

20      系统

22      相位相同的声音信号

24      对称平面

C       IIR滤波器贡献

e(n)    偏差

e²      误差函数

H1      第一滤波器

H2      第二滤波器

H_all     全局滤波器

      FIR滤波器贡献

  滤波器多项式(矢量值)

 滤波器多项式(矢量项j)

HP1/2   第一/第二高通滤波器

Hcomp   补偿滤波器

p1      第一适配参数

p1.0    第一值

p2      第二适配参数

p2.0    第二值

R       参考信号

u，v，w、t 参数

Claims (13)

1.一种用于协调第一麦克风(1)和第二麦克风(2)的相应的相位响应的方法，所述第一麦克风和第二麦克风分别被设计为用于产生第一和第二麦克风信号(x1，x2)，

其中，确定用于对第一麦克风信号(x1)和/或第二麦克风信号(x2)进行滤波的第一滤波器(H1)，所述第一滤波器对应于第一麦克风(1)与第二麦克风(2)之间的相位响应的差异的第一贡献(12)，并且所述第一滤波器具有第一适配参数(p1)，

其中，确定用于对第一麦克风信号(x1)和/或第二麦克风信号(x2)进行滤波的第二滤波器(H2)，所述第二滤波器对应于上述的相位响应的差异的第二贡献(16)，并且所述第二滤波器具有第二适配参数(p2)，

其中，根据所述第一滤波器(H1)和所述第二滤波器(H2)确定全局滤波器(H_all)，所述全局滤波器映射相移的第一贡献(12)和第二贡献(16)，并且所述全局滤波器具有第一适配参数(p1)和第二适配参数(p2)，

其中，根据所述全局滤波器(H_all)借助多维优化来确定第一适配参数(p1)的第一值(p1.0)和第二适配参数(p2)的第二值(p2.0)，并且

其中，为了协调相位响应，所述第一滤波器(H1)以第一适配参数(p1)的第一值(p1.0)并且所述第二滤波器(H2)以第二适配参数(p2)的第二值(p2.0)应用于第一麦克风信号(x1)和/或第二麦克风信号(x2)，

其中，确定所述第一滤波器(H1)，使得相位响应的差异的第一贡献(12)映射相位响应的电子贡献(14)，所述电子贡献通过两个麦克风的前置放大器引起，和/或

确定所述第二滤波器(H2)，使得相位响应的差异的第二贡献(16)映射相位响应的电声贡献(18)，所述电声贡献通过两个麦克风中的振膜引起。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中，所述第一麦克风(1)和/或所述第二麦克风(2)被施加以相对于第一麦克风(1)和第二麦克风(2)相同相位的声音信号(22)，并且因此由所述第一麦克风(1)产生第一麦克风信号(x1)的第一测试信号并且由所述第二麦克风(2)产生第二麦克风信号(x2)的第二测试信号，并且

其中，根据第一测试信号和第二测试信号执行多维优化。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一滤波器(H1)和所述第二滤波器(H2)分别仅改变第二麦克风信号(x2)。

4.根据权利要求3所述的方法，

其中，借助梯度法实现多维优化，并且

其中，将关于在第一适配参数(p1)的方向上和在第二适配参数(p2)的方向上的变化的梯度应用于误差函数(e²(n))，所述误差函数根据利用所述全局滤波器滤波的第二麦克风信号(x2)与参考信号(R)的偏差(e(n))来确定。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，将所述第一麦克风信号(x1)用作偏差(e(n))的参考信号(R)。

6.根据权利要求4或5所述的方法，

其中，所述第一滤波器(H1)和所述第二滤波器(H2)被设计为，使得能够将所述全局滤波器(H_all)划分为具有无限脉冲响应的滤波器贡献(C)和具有有限脉冲响应的滤波器贡献

所述具有无限脉冲响应的滤波器贡献(C)与第一适配参数(p1)和第二适配参数(p2)无关，

其中，根据具有有限脉冲响应的滤波器贡献

在时域中形成第一适配参数(p1)和第二适配参数(p2)的滤波器多项式

其中，在时域中更新第一适配参数(p1)的第一值(p1.0)和/或第二适配参数(p2)的第二值(p2.0)，

其中，依据应用于滤波器多项式

的梯度形成上述的更新的步长。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，在第一适配参数(p1)的方向上和在第二适配参数(p2)的方向上的步长分别关于上述的偏差(e(n))进行归一化。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述归一化分别依据所述误差函数(e²(n))进行正则化。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，为了协调相位响应附加地使用考虑所述第一麦克风(1)和所述第二麦克风(2)的不同的音量灵敏度的参数。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其中，对听力设备的两个麦克风(1，2)的相位响应进行协调。

11.一种具有第一麦克风(1)和第二麦克风(2)以及控制单元的系统，所述第一麦克风和第二麦克风分别被设计为用于产生第一麦克风信号(x1)和第二麦克风信号(x2)；所述控制单元被设计为用于执行根据权利要求1至10中任一项所述的用于协调第一麦克风(1)和第二麦克风(2)的相应的相位响应的方法。

12.根据权利要求11所述的系统，所述系统进一步包括声源，所述声源被设计为将扩散的声音信号和/或相对于第一麦克风(1)和第二麦克风(2)相位相同的声音信号(22)施加到所述第一麦克风(1)和/或所述第二麦克风(2)。

13.根据权利要求11或12所述的系统，其中，所述第一麦克风(1)和所述第二麦克风(2)布置在听力设备中。

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