CN115119125A - 一种听力装置 - Google Patents

一种听力装置 Download PDF

Info

Publication number
CN115119125A
CN115119125A CN202210480038.8A CN202210480038A CN115119125A CN 115119125 A CN115119125 A CN 115119125A CN 202210480038 A CN202210480038 A CN 202210480038A CN 115119125 A CN115119125 A CN 115119125A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hearing device
signal
feedback
beamformer
input
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210480038.8A
Other languages
English (en)
Inventor
M·S·彼得森
S·O·皮特森
M·郭
K·B·拉斯姆森
T·H·彼得森
K·R·穆勒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oticon AS
Original Assignee
Oticon AS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oticon AS filed Critical Oticon AS
Publication of CN115119125A publication Critical patent/CN115119125A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
    • H04R25/45—Prevention of acoustic reaction, i.e. acoustic oscillatory feedback
    • H04R25/453—Prevention of acoustic reaction, i.e. acoustic oscillatory feedback electronically
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
    • H04R25/40—Arrangements for obtaining a desired directivity characteristic
    • H04R25/405—Arrangements for obtaining a desired directivity characteristic by combining a plurality of transducers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
    • H04R25/40—Arrangements for obtaining a desired directivity characteristic
    • H04R25/407—Circuits for combining signals of a plurality of transducers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
    • H04R25/60—Mounting or interconnection of hearing aid parts, e.g. inside tips, housings or to ossicles
    • H04R25/604—Mounting or interconnection of hearing aid parts, e.g. inside tips, housings or to ossicles of acoustic or vibrational transducers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
    • H04R25/65—Housing parts, e.g. shells, tips or moulds, or their manufacture
    • H04R25/652—Ear tips; Ear moulds
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2225/00—Details of deaf aids covered by H04R25/00, not provided for in any of its subgroups
    • H04R2225/025—In the ear hearing aids [ITE] hearing aids
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2225/00—Details of deaf aids covered by H04R25/00, not provided for in any of its subgroups
    • H04R2225/51—Aspects of antennas or their circuitry in or for hearing aids
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2225/00—Details of deaf aids covered by H04R25/00, not provided for in any of its subgroups
    • H04R2225/67—Implantable hearing aids or parts thereof not covered by H04R25/606
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2460/00—Details of hearing devices, i.e. of ear- or headphones covered by H04R1/10 or H04R5/033 but not provided for in any of their subgroups, or of hearing aids covered by H04R25/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2460/13—Hearing devices using bone conduction transducers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
    • H04R25/55—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception using an external connection, either wireless or wired
    • H04R25/554—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception using an external connection, either wireless or wired using a wireless connection, e.g. between microphone and amplifier or using Tcoils
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
    • H04R25/60—Mounting or interconnection of hearing aid parts, e.g. inside tips, housings or to ossicles
    • H04R25/604—Mounting or interconnection of hearing aid parts, e.g. inside tips, housings or to ossicles of acoustic or vibrational transducers
    • H04R25/606—Mounting or interconnection of hearing aid parts, e.g. inside tips, housings or to ossicles of acoustic or vibrational transducers acting directly on the eardrum, the ossicles or the skull, e.g. mastoid, tooth, maxillary or mandibular bone, or mechanically stimulating the cochlea, e.g. at the oval window

Abstract

本申请公开了一种听力装置，其包括ITE部分，所述ITE部分包括：配置成至少部分位于用户耳道中的壳体、用于提供相应的电输入信号的至少三个输入变换器、输出变换器、及连接到至少三个输入变换器及输出变换器的波束形成器滤波单元；其中所述波束形成器滤波单元包括：第一波束形成器，用于基于来自朝向环境的所述至少两个输入变换器的电输入信号对环境中的声音进行空间滤波；及第二波束形成器，用于基于来自朝向耳鼓的所述至少一内侧输入变换器的至少一电输入信号及来自朝向环境的所述至少两个外侧输入变换器的电输入信号中的至少一个对从耳鼓反射的声音进行空间滤波。

Description

一种听力装置
本申请为2019年2月9日申请的、发明名称为“包括用于降低反馈的波束形成器滤波单元的听力装置”的中国专利申请201910109342.X的分案申请。
技术领域
本申请涉及听力装置如助听器领域，尤其涉及从听力装置的输出变换器到输入变换器的反馈。
背景技术
EP2843971A1公开了一种助听器装置，包括提供通风的“开放验配”、设置在耳道中的接收器、包含设置在耳道中并在接收器同侧的两个传声器的定向传声器系统、及用于基于两个传声器检测到的声音信号抵消声学反馈的装置。从而可实现改善的反馈降低，同时使相对大的增益能应用于传入信号。
在目前技术发展水平的助听器中，对于几乎看不见地位于耳道入口中的非常小的听力仪器，已知全向传声器提供令人满意的听觉病矫治性能。还已知具有放在耳朵中更靠外面或放在耳廓后面的传声器的稍微较大的助听器，增加的听觉病矫治性能可从定向传声器系统的使用获得。这样的定向系统能够区分从助听器用户角度看来自前面区域的声音及水平面中来自其它方向的声音。因此，从传统观点，CIC听力仪器仅具有一个传声器及较大的ITE一起通常具有两个传声器用于定向性能。
小的CIC和较大的ITE听力仪器从传声器处的传入声音到声学接收器输出均具有有限的声学增益。该增益受限于因不想要的信号从接收器传回到传声器内引起的反馈问题。该问题可通过基于反馈通路估计的抗反馈系统减轻。这众所周知。
发明内容
听力装置
在本申请的一方面，提供一种听力装置如助听器，配置成适于位于用户耳朵处或耳朵中或者完全或部分植入在耳朵处的头部中。该听力装置包括：
-多个输入变换器，用于提供表示用户环境中的声音的相应电输入信号；
-输出变换器，用于基于所述电输入信号或其处理后版本提供可由用户感知为声音的刺激；
-连接到所述输入单元和所述输出单元的自适应波束形成器滤波单元，配置成基于多个电输入信号和自适应更新的波束形成器权重提供空间滤波的信号；
-反馈估计单元，其提供从所述输出变换器到所述输入变换器中的每一个的当前反馈通路的反馈估计量。
听力装置配置成使得，自适应波束形成器滤波单元的所述自适应更新的波束形成器权重中的至少一个根据所述反馈通路估计量进行更新。
从而，可提供包括备选的反馈降低系统的听力装置。
多个输入变换器可以是或包括传声器。波束形成器滤波单元可构成或包括MVDR波束形成器(MVDR＝最小方差无失真响应)。术语可感知为声音的刺激在本说明书中主要意为可导致到输入变换器的反馈的刺激。当单独施加电刺激时(例如在耳蜗植入件中)，反馈问题不存在，但在存在电和声学刺激的组合时(例如所谓的双峰验配)，反馈可能出现。
听力装置可配置成按时频表示(k,m)将相应电输入信号中的每一个提供为子频带信号Xi(k,m),i＝1,…,M，其中M为输入变换器的数量，其中k和m分别为频率和时间指数，及其中k＝1,…,K。听力装置可包括分析滤波器组以按时频表示提供给定电输入信号。在实施例中，来自M个输入变换器的每一输入通路包括分析滤波器组。分析滤波器组可包括傅里叶变换算法例如短时傅里叶变换(STFT)算法，其按时频表示(m,k)提供子频带信号，其中每一时间帧(m)包括K个时频单元(例如STFT窗口)，每一时频单元包括对应于所涉及时间m、特定频率指数k的子频带信号的复值。听力装置可包括合成滤波器组，用于将子频带(或时频)表示的电信号转换为时域信号。听力装置可包括至少一合成滤波器组(对于免提电话或双耳通信，其它合成滤波器组可能必要)。
自适应波束形成器滤波单元可包括第一组两个(例如相互直交的)波束形成器：
a)(第一)波束形成器C1，配置成保留来自目标方向的信号(实质上)不被改变；及
b)(第二)(例如直交的)波束形成器C2，配置成(实质上)抵消来自目标方向的信号；及
其中，自适应波束形成器滤波单元配置成提供合成定向信号Y(k)＝C1(k)-β(k)C2(k)，其中β(k)为确定所述自适应更新的波束形成器权重的自适应更新的自适应因子，其中β(k)基于所述反馈估计量确定。自适应因子β(k)可从下面的表达式确定：
Figure BDA0003627207930000031
其中k为频率指数，*指复共轭，及<·>指统计预期算子，及c为常数，及其中(CF1,CF2)构成在频域应用于所述反馈通路估计量的第二组波束形成器。
连同第一和第二波束形成器使用的术语“实质上”(分别为“实质上不被改变”和“实质上抵消”)用于指明与所涉及波束形成器的理想性质的可能较小偏差。仅所涉及波束形成器完全抵消来自特定方向的信号通常不可能(在所有频率下)，这是因为特定听力装置的实际植入的物理缺陷。
应注意，“目标方向”可看作特定方向如(助听器用户的)前面方向或者(对于头戴式耳机应用)自我话音的方向。作为备选，“目标方向”可被解释为一组波束形成器权重，其衰减一系列方向，如分散噪声。如果两个传声器按图1A中所示配置，这尤其切题，其中“目标方向”可被视为所有外部声音。从而在来自目标方向的信号不被改变的约束条件下噪声被最小化。<·>指信号的求平均，例如通过一阶IIR低通滤波器(在图2和4中记为LP)实现。与抵消外部噪声的自适应波束形成器相反，我们预期“噪声”(即反馈)在目前设置(参见图4)中将更稳定。因而，我们具有更慢自适应/调整(更长时间常数)的优点。如果我们检测反馈通路的变化，这将是优点，如果只要已检测到反馈通路变化则减小时间常数(更快的反应)。
所讨论的波束形成器结构(Y＝C1-βC2)的优点在于，负责降噪的因子β仅乘到第二(目标抵消)波束图C2上(使得从目标方向接收的信号不被β的任何值影响)。该最小方差无失真响应(MVDR)波束形成器的约束条件内置在广义旁瓣抵消器(GSC)结构的特征中。
如EP3253075A1中所述，β(k)可从噪声协方差矩阵直接确定(该噪声协方差矩阵从输入信号(例如经反馈通路估计量)和波束形成器权重得到)，而没有计算固定的波束形成器的步骤。在固定的波束形成器权重能变化的情形下这可能有利。换言之，我们可或直接从信号确定β(在此对于两输入情形)
Figure BDA0003627207930000041
其中x表示电输入信号例如传声器信号(图2中的(X1,X2))或者反馈估计量(图4中的
Figure BDA0003627207930000042
)。作为备选，我们可从噪声协方差矩阵Cv确定β，即
Figure BDA0003627207930000043
其中wC1＝(w11(k),w12(k))T为表示所述第一波束形成器(C1)的、包括第一组随频率而变的复数加权参数的向量，及wC2＝(w21(k),w22(k))T为表示所述第二波束形成器(C2)的、包括第二组随频率而变的复数加权参数的向量。这可以是实施的选择。应当强调的是，噪声协方差矩阵Cv可从反馈估计量得到：
Cv＝<FFH>
其中
Figure BDA0003627207930000044
或者，作为备选，表达为
Figure BDA0003627207930000045
其中T指转置，H指转置及复共轭(及*指复共轭)，及<·>指时间平均(例如相当于低通滤波，例如通过IIR滤波器实施)。
代替从输出变换器到每一输入变换器的绝对反馈通路估计量，可选择参考输入变换器，及关于参考输入变换器确定的绝对反馈通路，及从该输入变换器到其余输入变换器的相对反馈通路。从而，反馈通路估计量的更新可被简化。
相比于传声器信号，使用反馈通路估计量的优点在于，自适应波束图的更新将不太受外部声音影响(参见图1A)。
第一组(例如两个相互直交的)波束形成器(C1,C2)可以是固定波束形成器。第一组两个(例如相互直交的)波束形成器(C1,C2)可自适应确定。
第二组波束形成器(CF1,CF2)可以是固定波束形成器。在实施例中，第二组波束形成器(CF1,CF2)自适应确定。
第二组波束形成器(CF1,CF2)可具有与第一组波束形成器(C1,C2)同样的权重(w11,w12),(w21,w22)，但可从反馈通路估计量
Figure BDA0003627207930000051
得到。换言之，
Figure BDA0003627207930000052
其中
Figure BDA0003627207930000053
表示反馈估计量(参见图4的示例性两传声器实施例的
Figure BDA0003627207930000054
听力装置可包括
-包括表示所述第一波束形成器(C1)的、第一组随频率而变的复数加权参数w11(k),w12(k)的存储器；
-包括表示所述第一波束形成器(C2)的、第二组随频率而变的复数加权参数w21(k),w22(k)的存储器；
-其中第一和第二组加权参数w11(k),w12(k)和w21(k),w22(k)预先确定，例如预先确定为初始值，其可能在听力装置运行期间更新。
存储器可实施为一个存储器或者分开的多个存储器。存储器例如可形成处理器或任何其它功能单元的一部分。
多组预定反馈通路估计量的数量可对应于特定声学情形，针对所述多个输入变换器中的每一个，其可被存储在听力装置的存储器中。在实施例中，多个不同的预先确定的反馈通路被存储在听力装置的存储器中。根据具体反馈情形，适当的反馈通路可被选择并用于确定自适应波束形成器权重β(k)。
自适应波束形成器滤波单元可包括多个不同的固定波束形成器，其可根据声学情形进行切换。
作为备选或另外，听力装置可配置成根据相应参考反馈通路之间的“距离”(例如在不同频率时幅值和/或相位或者这些的对数之间的欧几里得距离)及当前反馈通路估计量控制反馈估计单元(算法)的自适应速率。从而，只要当前反馈通路估计量接近参考反馈估计量之一，可应用相对慢的自适应。波束形成器的“自适应性”经反馈估计量的更新而主要与β有关(参见图4)。然而，固定波束形成器可不时进行更新(＝>自适应)。在实施例中，聚焦于用户嘴巴的自我话音波束形成器及聚焦于用户环境中感兴趣声源的环境声音波束形成器使用电输入信号同时创建。
自适应更新的波束形成器权重例如随频率而变的自适应因子β(k)可以是从电输入信号得到的最佳自适应因子βmic(k)(例如参见图2的下部)与从反馈估计量得到的自适应因子βFBE(k)(例如参见图4的下部)的组合。合成自适应因子βmix(k)可以是最佳自适应因子βmic(k)与基于反馈估计量的自适应因子βFBE(k)的线性组合：
β(k)＝α·βmic(k)+(1-α)·βFBE(k)
其中α为具有0到1之间的值的(例如实数)加权因子。加权因子α可固定或自适应确定。加权因子α例如可根据输入电平(如电输入信号的电平L)确定。加权因子α例如可随电平(L)增加而从0向1增加，例如步进或分段线性或单调(如S形或类S形)方式。加权因子α的值接近0表示聚焦于降低(远场)声学输入信号中的外部噪声的配置或声学情形。加权因子α的值接近1表示聚焦于降低来自(近场)声学输入信号(听力装置的扬声器)的反馈的配置或声学情形。
听力装置可包括当前声学环境的检测器，该检测器提供标示当前反馈情形的环境检测信号。
听力装置可配置成应用有关的一组预定反馈估计量以提供第二组波束形成器CF1,CF2。
听力装置可包括反馈抑制系统，用于抑制从所述输出变换器到至少一所述输入变换器的反馈。听力装置可包括用于抑制从所述输出变换器到所述多个输入变换器中的每一个的反馈的反馈抑制系统。该反馈抑制系统例如可配置成将从所述输出变换器到每一所述输入变换器的当前反馈通路的当前估计量从相应电输入信号(或源自其的信号)减去。反馈系统可包括相应的求减单元，用于将给定输入变换器的当前反馈通路的估计量从该输入变换器提供的电输入信号减去。在实施例中，当前反馈通路的估计量在时域提供。在实施例中，当前反馈通路的估计量在(时-)频域提供。反馈抑制系统例如可配置成估计所有M个输入变换器的反馈通路并将反馈通路的当前估计量从相应的(当前)电输入信号(或其处理后版本)减去，例如参见图4。额外的一组分析滤波器组可用于将估计的时域反馈通路估计量转换为时频域反馈估计量。
听力装置可由助听器、头戴式耳机、耳朵保护装置或其组合组成或者包括助听器、头戴式耳机、耳朵保护装置或其组合。应注意，在头戴式耳机中，目标声音通常将为头戴式耳机的佩戴者的自我话音。
听力装置可包括适于位于用户耳道处或耳道中的ITE部分，该ITE部分包括包含朝向壁或耳道的密封件的壳体，使得ITE部分与耳道壁紧密相配或者至少提供受控或最小的声音泄漏通道，该ITE部分包括位于密封外面、朝向环境的至少两个传声器及位于密封件里面并朝向耳鼓的至少一传声器。密封内的传声器主要记录反馈信号，为此原因，其不再引入噪声，这已经通过从密封外面的两个传声器获得的波束形成信号去除。
第一另一听力装置
一方面，本发明提供第一另一听力装置。该听力装置如助听器配置成位于用户耳朵处或耳朵中。该听力装置包括适于位于用户耳道处或耳道中的ITE部分。该ITE部分包括：
-配置成至少部分位于用户耳道中的壳体，该壳体可能包括朝向壁或耳道的密封件使得ITE部分与耳道壁紧密相配或者至少提供受控或最小声音泄漏通道；
-用于提供相应的电输入信号的至少三个输入变换器，其中当ITE部分在工作时安装在耳道处或耳道中时，至少两个输入变换器朝向环境并提供表示用户环境中的声音的相应电输入信号，及至少一输入变换器朝向耳鼓并提供表示从耳鼓反射的声音的至少一电输入信号；
-输出变换器，用于基于所述电输入信号或其处理后版本提供可由用户感知为声音的刺激；
-连接到所述至少三个输入变换器及所述输出变换器的波束形成器滤波单元，其配置成基于至少三个电输入信号及适当的波束形成器权重提供空间滤波的信号；
-其中所述波束形成器滤波单元包括
--第一波束形成器，用于基于来自朝向环境的所述至少两个输入变换器的电输入信号对环境中的声音进行空间滤波；及
--第二波束形成器，用于基于来自朝向耳鼓的所述至少一输入变换器的至少一电输入信号及来自朝向环境的所述至少两个输入变换器的电输入信号中的至少一个对从耳鼓反射的声音进行空间滤波。
上面针对听力装置概述的听力装置特征及下面在标题“另外的助听器特征”下面概述的听力装置特征可与第一另一听力装置组合，只要适当。
密封内的传声器主要记录反馈信号，为此，其不再引入噪声，这已通过从密封外面的两个传声器获得的波束形成信号去除。
第一和第二波束形成器优选同时可获得。
当ITE部分在工作时安装在耳道中时，刺激可被导向耳鼓。输出变换器可以是扬声器。
朝向环境的至少两个传声器和朝向耳鼓的至少一输入变换器位于密封件的每一侧上。
针对不同频道的定向权重可用于不同目的。在反馈为主的频道中，定向系统可用于反馈抵消，而在反馈不明显的频道中，定向系统可用于(外部噪声源或传声器噪声的)噪声降低。
第二另一听力装置
一方面，本发明提供第二另一听力装置。该听力装置如助听器配置成位于用户耳朵处或耳朵中。该听力装置包括
-用于提供相应电输入信号的至少两个输入变换器；
-用于基于所述电输入信号或其处理后版本提供可由用户感知为声音的刺激的输出变换器；
-反馈估计单元，用于提供从所述输出变换器到所述至少两个输入变换器中的至少一个的当前反馈通路的反馈估计量；
-连接到所述至少两个输入变换器和所述输出变换器的波束形成器滤波单元，其配置成基于所述至少两个电输入信号和适当的波束形成器权重提供空间滤波的信号；
-连接到所述波束形成器滤波单元的后滤波器，其配置成提供将应用于所述空间滤波的信号的随频率和时间而变的增益从而进一步降低空间滤波的信号中的噪声；
-其中所述波束形成器滤波单元和/或所述后滤波器使用所述反馈估计量更新。
上面针对听力装置和第一另一听力装置概述的听力装置特征及下面在标题“另外的助听器特征”下面概述的(及具体实施方式中详述的和权利要求中限定的)听力装置特征可与第二另一听力装置组合，只要适当。
提供空间滤波的信号的波束形成器滤波单元部分可使用反馈估计量更新。
后滤波器可基于反馈估计量提供的噪声估计量确定增益。
提供空间滤波的信号的波束形成器滤波单元及提供将应用于所述空间滤波的信号的随频率和时间而变的增益的后滤波器可基于反馈估计量进行更新。
听力装置可配置成针对至少两个输入变换器中的每一个提供反馈估计量。波束形成器滤波单元和/或后滤波器可使用各个反馈估计量中的每一个或者反馈估计量的组合例如平均或最大值进行更新。
听力装置特征
只要适当，下面的特征可与上面描述的(及具体实施方式中详述的、权利要求中限定的)听力装置及第一和第二另一听力装置组合。
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。
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)。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或骨导听力装置中)。
在实施例中，听力装置包括为另一用户提供刺激的另一输出单元，例如作为电话对话的远端输入。这些输出单元可连接到信号处理器从而使能控制经相应输出单元(如发射器或另一输出变换器)呈现的输出信号、经不同输出单元呈现的不同信号，例如一个信号计划呈现给用户，另一信号计划呈现给外部装置(如另一人)。听力装置可配置成，例如在特定运行模式(如通信或电话模式)下，拾取用户的自我话音(例如经聚焦于用户嘴巴的预定(或自适应)波束形成器)。
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。输入变换器如传声器的数量可大于或等于2，如大于或等于3，如大于或等于4。
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(如目标信号和/或噪声信号)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，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，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。
与去除反馈有关，自我话音或颌部运动可改变反馈通路。因此，当已检测到自我话音或颌部运动时，增加自适应速率可能有利。
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，听力装置包括声(和/或机械)反馈抑制系统。
在实施例中，听力装置包括用于提供表示声学反馈通路的估计量的反馈信号的反馈估计单元及用于将反馈信号从正向通路的信号(例如由听力装置的输入变换器拾取)减去的组合单元如求减单元。在实施例中，反馈估计单元包括包含自适应算法的更新部分及用于根据所述自适应算法确定的可变滤波器系数对输入信号进行滤波的可变滤波器部分，其中更新部分配置成以可配置的更新频率fupd更新可变滤波器部分的滤波器系数。在实施例中，听力装置配置成使得可配置的更新频率fupd具有最大值fupd,max。在实施例中，所述最大值fupd,max为听力装置的AD转换器的采样频率fs的一部分(fupd,max＝fs/D)。
自适应滤波器的更新部分包括自适应算法，用于计算更新的滤波器系数以传给自适应滤波器的可变滤波器部分。更新的滤波器系数的计算定时和/或从更新部分传到可变滤波器部分可通过启动控制单元进行控制。更新的定时(例如其具体时间点，和/或其更新频率)可优选受正向通路的信号的多种不同性质影响。更新控制方案优选通过听力装置的一个或多个检测器支持，优选包括在包含检测器信号的预定判据中。
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、主动噪声消除等。
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。
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，例如包括彼此足够接近以在用户操作期间导致从扬声器到传声器的反馈的传声器和扬声器的系统。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、广播系统、卡拉OK系统、教室放大系统等中的用途。
方法
一方面，本发明提供抑制听力装置中的反馈的方法，所述听力装置适于位于用户耳朵处或耳朵中或者适于完全或部分植入在耳朵处的头部中，所述听力装置包括彼此连接的多个输入变换器及一输出变换器。所述方法包括：
-提供表示用户环境中的声音的多个电输入信号；
-基于所述电输入信号或其处理后版本提供可由用户感知为声音的刺激；
-基于所述多个电输入信号及自适应更新的波束形成器权重提供空间滤波的信号；
-提供从所述输出变换器到每一所述输入变换器的当前反馈通路的反馈估计量；及
-使得所述自适应更新的波束形成器权重中的至少一个根据反馈通路估计量进行更新。
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一样的优点。
本方法可包括提供三个以上电输入信号，其中它们中的至少部分用于空间滤波及环境中的所述声音中的噪声的降低，及其中它们中的至少部分用于反馈抵消，及其中至少一电输入信号用于二者。
针对不同频道的定向权重可用于不同目的。在反馈为主的频道中，定向系统可用于反馈抵消，而在反馈不明显的频道中，定向系统可用于(外部噪声源或传声器噪声的)噪声降低。
计算机可读介质
本发明进一步提供保存包括程序代码的计算机程序的有形计算机可读介质，当计算机程序在数据处理系统上运行时，使得数据处理系统执行上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的及权利要求中限定的方法的至少部分(如大部分或所有)步骤。
作为例子但非限制，前述有形计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储器、磁盘存储器或其他磁性存储装置，或者可用于执行或保存指令或数据结构形式的所需程序代码并可由计算机访问的任何其他介质。如在此使用的，盘包括压缩磁盘(CD)、激光盘、光盘、数字多用途盘(DVD)、软盘及蓝光盘，其中这些盘通常磁性地复制数据，同时这些盘可用激光光学地复制数据。上述盘的组合也应包括在计算机可读介质的范围内。除保存在有形介质上之外，计算机程序也可经传输介质如有线或无线链路或网络如因特网进行传输并载入数据处理系统从而在不同于有形介质的位置处运行。
计算机程序
此外，本申请提供包括指令的计算机程序(产品)，当该程序由计算机运行时，导致计算机执行上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的及权利要求中限定的方法(的步骤)。
数据处理系统
一方面，本发明进一步提供数据处理系统，包括处理器和程序代码，程序代码使得处理器执行上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的及权利要求中限定的方法的至少部分(如大部分或所有)步骤。
听力系统
另一方面，听力系统包括上面描述的、“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，此外还提供辅助装置。
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。听力系统还可包括位于用户身体上的别处(如另一耳朵处)的装置(如传声器或其它传感器或处理装置)或者由另一人佩戴或位于另一人处的装置。
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，遥控器的功能实施在智能电话中，该智能电话可能运行使能经智能电话控制音频处理装置的功能的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。
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。
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和1B示出了位于耳道中、适于通过应用固定或自适应定向增益而抵消反馈通路传播的声音的、包含两个传声器的听力装置。
图2示出了根据本发明的双传声器MVDR波束形成器的实施例。
图3示出了根据本发明的包括波束形成器滤波单元的听力装置，其中波束形成器滤波单元提供用于抵消来自如心形所示的声学远场中的目标信号的声音的目标抵消波束形成器。
图4示出了如图2中所示的双传声器MVDR波束形成器的另一实施例。
图5示意性地示出了根据本发明的RITE型听力装置的实施例，其包括BTE部分、ITE部分和连接元件。
图6示出了根据本发明的包括两个传声器的听力装置实施例的示意性框图。
图7A示出了根据本发明的包括位于ITE部分中的两个传声器的听力装置实施例。
图7B示出了如图7A中所示的听力装置实施例的示意性框图。
图7C示出了根据本发明的包括位于ITE部分中的三个传声器的听力装置实施例。
图7D示出了如图7C中所示的听力装置实施例的示意性框图。
图7E示出了根据本发明的包括四个传声器的听力装置实施例，其中两个传声器位于BTE部分中及两个传声器位于ITE部分中。
图7F示出了如图7E中所示的听力装置实施例的示意性框图。
图8A示出了根据本发明的包括位于ITE部分中的三个传声器的听力装置实施例。
图8B示出了如图8A中所示的听力装置实施例的示意性框图。
图9A示出了听力装置的第一实施例，包括用于抵消环境中的噪声及从输出变换器(如扬声器)到输入变换器(传声器)的反馈的两个输入变换器(如传声器)。
图9B示出了听力装置的第二实施例，包括用于抵消环境中的噪声及从输出变换器到输入变换器的反馈的两个输入变换器。
图9C示出了听力装置的第三实施例，包括用于抵消环境中的噪声及从输出变换器到输入变换器的反馈的两个输入变换器。
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，尤其涉及从听力装置的输出变换器到输入变换器的反馈。
本发明提出基于信号的空间分辨率的抗反馈解决方案。
助听器中的反馈通常通过将估计的反馈通路从传声器信号减去而进行降低。通常，助听器包含一个以上传声器。藉此，传声器的空间信息可用于消除反馈。一方面，我们考虑特殊的传声器配置(参见图1A、1B)，其很好地适合定向反馈抵消而不改变目标信号。
图1A和1B示出了包含位于耳道中、适于通过应用固定或自适应定向增益而抵消反馈通路传播的声音的、两个传声器的听力装置。
听力仪器中的自适应波束形成目标在于，在来自目标方向的声音不被改变的约束条件下抵消不想要的噪声。这样的自适应系统的例子在图2中示出，其中第k个频道中的输出信号Y(k)基于两个固定波束形成器C1(k)和C2(k)的线性组合，即Y(k)＝C1(k)-β(k)C2(k)，其中C1(k)和C2(k)优选为直交的波束形成器，在C1(k)保持目标方向的同时，C2(k)为抵消来自目标方向的声音的波束形成器。
图2示出了根据本发明的双传声器MVDR波束形成器的实施例。基于两个传声器，创建两个固定波束形成器：不改变来自目标方向的信号的波束形成器C1及抵消来自目标方向的信号的(直交的)波束形成器C2。所得定向信号Y(k)＝C1(k)-β(k)C2(k)，其中
Figure BDA0003627207930000221
在来自目标方向的信号不被改变的约束条件下使噪声最小化。LP指信号的求平均，例如通过一阶IIR低通滤波器实现。
自适应因子β(k)为应用于目标抵消波束形成器的权重。藉此，知道目标方向不被改变，我们可调整β(k)。在我们想要抵消反馈的情形下，所有外部声音被视为感兴趣的声音。使用所选择的传声器配置，所有外部声音在到达第二传声器之前将通过第一传声器，如图3中所示。
图3示出了根据本发明的包括波束形成器滤波单元的听力装置，其中波束形成器滤波单元提供用于抵消来自如心形所示的声学远场中的目标信号的声音的目标抵消波束形成器。该心形在此被示为方向图，但实际上，波束图不仅取决于声源方向，其也按声源与传声器之间的距离的函数变化。目标抵消波束形成器配置成抵消入射到助听器的信号。由于传声器配置，外部声音首先必须通过第一传声器其次必须通过第二传声器。从助听器看，大多数外部声音因而将具有大约一样的延迟。藉此，目标抵消波束形成器对于大多数目标方向将高效地工作。
外部声音与反馈声音之间的另一差别在于，反馈声音在内传声器处最可能具有最高的声压级，而外部声音在外传声器处最可能具有最高的声压级。在实施例中，听力装置配置成比较内和外传声器在给定时间点(例如当检测到反馈时)的电平。
换言之，所有外部声音可被视为(从听力仪器传声器看)来自一个截然不同方向的声音。我们因而提出估计目标抵消波束形成器使得其使从所有外部方向入射的声音最小化。这例如可基于来自多个不同外部方向的外部声音的脉冲响应记录实现(例如以基于测量结果确定预定权重)。作为备选，目标抵消波束形成器可基于来自优选方向的响应进行估计(即，选择一方向并针对该方向确定固定波束形成器(例如波束形成器权重)，优选前面方向或者自我话音方向)。第三选择是使目标抵消波束形成器适应当前听音方向，即在任何时间抵消外部声音。这样的自适应目标抵消波束形成器可在外部声音比反馈信号大声得多时进行更新。目标抵消BF的任务是估计“噪声”，其为“来自耳鼓”的反馈。由于压缩，相较于低输入电平，我们在高外部输入电平时具有相对较少的反馈，因为我们在高输入电平时通常需要较少的放大。
相比于自适应系数β(k)的典型更新，其直接基于传声器信号，我们提出基于反馈通路估计量更新该系数。
优点在于，自适应波束形成器藉此将较少取决于外部声音。缺点可能是波束形成器依赖于反馈通路估计量，为此，不能比反馈通路估计量更快地反应。仍然可能，自适应波束形成器将能够衰减反馈通路估计量，即使波束图未被完美地调整。
一些反馈通路估计量比其它反馈通路估计量更可靠。藉此，不是所有的β(k)值将表示可能的反馈。考虑自适应，值β(k)因而可提供当前(单传声器)反馈通路估计量怎样可靠的估计量。
图4示出了如图2中所示的双传声器MVDR波束形成器的另一实施例。该波束形成器滤波单元基于两个固定波束形成器：不改变来自目标方向的信号的波束形成器C1及抵消来自目标方向的信号的(直交的)波束形成器C2。目标方向为所有外部声音的方向，其由于传声器配置可看作单一方向。所得定向信号仍由Y(k)＝C1(k)-β(k)C2(k)给出，但与图2相反，自适应因子β(k)基于另一组固定波束形成器进行估计，其具有同样的权重(w11,w21,w12,w22)但在该情形下作为输入应用于(频域)反馈通路估计量
Figure BDA0003627207930000241
自适应因子因而由下式给出：
Figure BDA0003627207930000242
与传声器信号相比，使用反馈通路估计量的优点在于，自适应波束图的更新将不太受外部声音影响。
图5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)。
在图5的听力装置实施例中，BTE部分包括两个输入单元(MBTE1,MBTE2，也参见例如图2、3、4中的M2、M2)，其包括相应的输入变换器(如传声器)(MBTE1,MBTE2)，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)。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(MBTE1,MBTE2,WLR1,WLR2)，例如针对多个不同听音情形进行优化。衬底还包括可配置的信号处理器DSP(如数字信号处理器，包括根据本发明的听力装置的处理器(例如用于听力损失补偿)HLC、反馈抑制FBC和波束形成器BFU及其它数字功能)。可配置的信号处理单元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，例如基于一个或多个传感器和/或来自用户接口的输入)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HLC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5的听力装置实施例中，ITE部分包括扬声器(接收器)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(MITE)，用于提供代表输入声音信号(SITE)的电输入音频信号。在实施例中，ITE部分包括按本发明中描述的进行配置的两个以上输入变换器(参见图1A-4、6-8)。
(来自输入变换器MBTE1,MBTE2,MITE的)电输入信号可根据本发明在时域或(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。在实施例中，一个自由度用于抑制外部噪声，及另一自由度用于抑制反馈，例如参见图7C、7D。
图5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(如处理器HLC)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。
图6示出了根据本发明的包括两个传声器的听力装置实施例的示意性框图。该听力装置如助听器包括第一和第二输入变换器(例如位于耳道中，如图1A或3中所示)，在此为传声器(M1,M2)，其提供表示用户环境中的声音的相应(如数字化)电输入信号IN1,IN2。输入单元经电正向通路连接到输出变换器，在此为扬声器(“接收器”)SP，用于基于电输入信号或其处理后的版本将处理后的电信号OUT转换为可由用户感知为声音的刺激。正向通路包括相应的分析滤波器组(FB-A1,FB-A2)，用于将相应的(时域)电输入信号ER1,ER2(为相应的电输入信号IN1,IN2的反馈校正后的版本)(如下所述)转换为子频带信号X1,X2。听力装置HD的正向通路还包括自适应波束形成器滤波单元BFU，其接收子频带信号X1,X2及从输出变换器到相应的第一和第二输入变换器(如下所述)的反馈通路的估计量EST1,EST2。自适应波束形成器滤波单元BFU配置成基于电输入信号、反馈估计量和自适应更新的波束形成器权重(例如基于根据本发明的反馈估计量)提供空间滤波的信号YBF。
听力装置还包括反馈估计单元FBE，其提供从输出变换器SP到每一输入变换器(M1,M2)的当前反馈通路的反馈估计量(EST1,EST2)。听力装置配置成使得自适应波束形成器滤波单元BFU的自适应更新的波束形成器权重中的至少一个根据反馈通路估计量(EST1,EST2)进行更新，如本发明提出的。反馈估计单元FBE包括相应的第一和第二自适应滤波器，每一滤波器包括目标在于提供从输出变换器SP(的输入)到相应输入变换器(M1,M2)(的输出)的“外部”反馈通路的良好估计的可变滤波器部分(FIL1,FIL2)和预测误差或更新或算法部分(ALG1,ALG2)。相应的预测误差算法(ALG1,ALG2)使用参考信号(在此为输出信号OUT)连同源自相应传声器信号的信号一起找到自适应滤波器(FIL1,FIL2)的使预测误差最小化的设置(通过图6中的滤波器更新信号UP1,UP2反映)，当参考信号OUT被施加到相应自适应滤波器时。由相应自适应滤波器提供的、反馈通路的估计量(EST1,EST2)在相应求和单元“+”中从传声器(M1,M2)的相应电输入信号IN1,IN2减去从而提供所谓的“误差信号”(或反馈校正的信号ERR1,ERR2)，其被馈给波束形成器滤波单元BFU(经相应的分析滤波器组FB-A1,FB-A2)及自适应滤波器的相应算法部分(ALG1,ALG2)。
听力装置HD还包括控制单元CONT，用于控制反馈估计单元FBE(参见控制信号A1ctr,A2ctr)及波束形成器滤波单元BFU。控制单元CONT例如配置成控制自适应算法的自适应速率(例如通过确定(和更新)反馈估计量的时间点限定的，参见信号UP1,UP2)。在图6的实施例中，控制单元CONT还可包括用于对用户当前声学环境例如当前反馈情形进行分类的检测器，例如指明电输入信号(或源自其的信号)与电输出信号之间的相关程度。控制单元CONT例如可包括相关检测单元，用于确定正向通路的信号的自相关或者正向通路的两个不同信号之间的互相关。控制单元CONT还可包括其它检测器，例如语音检测器、反馈检测器、音调检测器、可听度检测器、反馈变化检测器等。优选地，听力装置(例如控制单元CONT或者算法部分(ALG1,ALG2))包括用于存储反馈通路的多个先前估计量的存储器，以能够在当前估计量被判定(例如通过控制单元CONT)不太最佳时依赖于先前的估计量。控制单元可存储或者经存储器MEM访问多个波束形成器滤波系数(参见信号W)。存储的波束形成器滤波系数可包括表示第一波束形成器C1的第一组随频率而变的复数加权参数w11(k),w12(k)及表示第二波束形成器C2的第二组随频率而变的复数加权参数w21(k),w22(k)，如上面结合图2和4所述(k表示频率指数)。第一和第二组加权参数w11(k),w12(k)和w21(k),w22(k)可预先确定，例如用作初始值。在实施例中，听力装置(如控制单元CONT)配置成在听力装置运行期间自适应更新存储器中存储的加权参数w11(k),w12(k)和w21(k),w22(k)中的一个或多个。
此外，控制单元CONT可包括用于选择听力装置的特定运行模式的模式输入。前述模式可经用户接口选择和/或从多个检测器输入(例如从声学环境的分类器，例如包括自相关检测器、互相关检测器、反馈检测器、话音检测器、音调检测器、反馈变化检测器、可听度检测器等中的一个或多个)自动确定。模式输入可影响控制单元的用于控制反馈估计单元的自适应算法及处理器HLC的处理的控制输出A1ctr,A1ctr,HAGctr或者形成前述控制输出的基础。一种运行模式可以是通信模式，其中用户的自我话音由专用自我话音波束形成器拾取并传给另一装置如电话或者另一人佩戴的听力装置。这样的自我话音拾取可被进行，代替波束形成器滤波单元的正常运行(其中第一和第二传声器拾取来自环境的声音(不同于用户的自我话音))或与之并行。
听力装置HD还包括用于执行一个或多个处理算法(如压缩放大)的处理器HLC，例如以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变换到一个或多个其它频率范围，例如以补偿用户的听力受损。在图6的实施例中，处理器HLC接收空间滤波的(波束形成的)信号YBF并提供处理后的信号YG，其被馈给合成滤波器组FB-S，用于将在K个(K例如为16或64或更多)子频带中处理的信号YG转换为处理后的时域信号OUT，该时域信号被馈给输出变换器(在此为扬声器SP)(其可包括适当的数模转换电路)。
在图6的实施例中，分析通路中的信号处理(反馈估计等)在时域进行。然而，根据所涉及的具体应用，其可完全或部分在频域进行。在图6的实施例中，正向通路中的信号处理部分在时域进行(反馈校正)及部分在频域进行(波束形成和听力损失补偿)。
图6的听力装置为图7B中所示的稍微更一般的听力装置实施例的实施例。
图7A示出了根据本发明的包括位于ITE部分中的两个传声器(MITE1,MITE2)的听力装置HD的实施例。ITE部分包括壳体，两个ITE传声器(MITE1,MITE2)位于其中(例如在壳体的沿耳道轴的纵向(参见图7A中点线箭头“向内”))，当听力装置HD在工作时安装在用户耳朵上或耳朵处时。ITE部分还包括引导件(图7A中的“引导”)，配置成在听力装置HD安装和使用期间在耳道中引导ITE部分。ITE部分还包括扬声器(朝向耳鼓)，用于将所得的音频信号播放给用户，藉此在残余腔中产生声场。其一部分朝向ITE传声器(MITE1,MITE2)和环境泄漏回去。听力装置(例如ITE部分，其可构成针对用户耳朵定制的部分，例如在形状方面，或者作为备选，具有标准化的形状)包括多个不同的功能模块(BFU,HLC,FBE)。图7B示出了如图7A中所示的听力装置实施例的示意性框图。扬声器SP、波束形成器滤波单元BFU、处理器HLC和反馈估计单元FBE具有结合图6所述的功能。听力装置HD可配置成位于用户耳道的软部中。在实施例中，听力装置HD配置成完全或部分位于耳道的骨性部分中。
图7C示出了根据本发明的包括位于ITE部分中的三个传声器的听力装置实施例。图7D示出了如图7C中所示的听力装置实施例的示意性框图。图7C和7D的听力装置HD的实施例在ITE部分中包括三个传声器(MITE11,MITE12,MITE2)。这些传声器中的两个(MITE11,MITE12)朝向环境，及一个传声器(MITE2)朝向耳鼓(当听力装置在工作时安装就位时)。听力装置包括包含密封件的ITE部分或者由该ITE部分构成，密封件用于提供朝向耳道壁的紧密密封(参见图7C中的“密封”)以声学上“隔离”朝向耳鼓的传声器MITE2免受入射在耳道(和听力装置)上的环境声音SITE的影响，参见图7C。该听力装置HD包括与图8A和8B的实施例同样的功能元件。图7D的实施例另外包括相应的反馈抵消系统(包括组合单元“+”，用于减去波束形成信号YBF和朝向耳鼓的传声器信号IN2的反馈估计量ESTBF和EST2)。朝向环境的传声器信号IN11,IN12被馈给第一波束形成器单元BFU1从而提供第一(远场)波束形成信号YBF1。该“定向传声器”(由朝向前面的传声器(MITE11,MITE12)和第一波束形成器单元BFU1表示)的反馈通路的估计量ESTBF被从第一(远场)波束形成信号YBF1减去从而提供反馈校正的波束形成信号ERBF，其被馈给第二波束形成器单元BFU2。来自朝向耳鼓的传声器MITE2的信号IN2连接到组合单元“+”，其中从扬声器SP到朝向耳鼓的传声器MITE2的反馈通路的估计量被减去，这提供反馈校正的朝向耳鼓的传声器信号ER2。该信号被馈给第二波束形成器单元BFU2，其基于输入信号(ERBF,ER2)和反馈估计量(ESTBF,EST2)提供所得的远场且反馈最小化的波束形成信号YBF。所得的波束形成信号YBF在处理器HLC中遭受(或可能遭受)一个或多个处理算法(例如压缩放大，以补偿用户的听力受损)。所得的处理后的信号OUT被馈给输出变换器(扬声器SP)并作为声音信号播放给用户。所得的处理后的信号OUT还被作为参考信号馈给反馈估计单元FBE。
图7E示出了根据本发明的包括四个传声器的听力装置HD的实施例，其中两个传声器(MBTE1,MBTE2)位于BTE部分(BTE)中及两个传声器(MITE1,MITE2)位于ITE部分(ITE)中。BTE部分适于位于耳朵(耳廓)处或后面，及ITE部分适于位于用户的(同一耳朵的)耳道处或耳道中。BTE部分和ITE部分(通过导线或无线)电连接。ITE部分包括壳体，两个ITE传声器(MITE1,MITE2)位于其中(例如在壳体的沿耳道轴的纵向(参见图7E中点线箭头“向内”))，当听力装置HD在工作时安装在用户耳朵上或耳朵处时。ITE部分还包括引导件(图7E中的“引导”)，配置成在听力装置HD安装和使用期间在耳道中引导ITE部分。ITE部分还包括扬声器(朝向耳鼓)，用于将所得的音频信号播放给用户，藉此在残余腔中产生声场SED。其一部分朝向ITE传声器(MITE1,MITE2)和环境泄漏回去。BTE部分包括壳体，两个BTE传声器(MBTE1,MBTE2)位于其中(例如在壳体的顶部，使得它们在正确地安装在用户耳朵处时位于水平面中)(使得传声器轴平行于用户的视向，参见图7E)。
图7F示出了如图7E中所示的听力装置实施例的示意性框图。该听力装置(如BTE部分和/或ITE部分)包括配置成根据本发明处理传声器信号的处理单元(参见图7F中的单元FBE、BFU、HLC)，包括估计从扬声器SP到传声器的反馈并使其最小化，及(至少在某一运行模式下)将合适的波束形成应用于传声器信号。听力装置还包括处理器HLC，用于将有关处理算法应用于(可能)波束形成信号YBF。来自处理器HLC的处理后的信号OUT被馈给扬声器SP以呈现给用户，及作为参考信号呈现给反馈估计单元FBE。
如图7F中所示，ITE传声器(MITE1,MITE2)从附近扬声器接收包括反馈的声场SITE并提供ITE传声器信号(INITE1,INITE2)，其被馈给相应组合单元(‘+’)，其中相应的反馈估计量(ESTITE1,ESTITE2)被减去以提供反馈校正的ITE传声器信号(ERITE1,ERITE2)。来自ITE传声器的(反馈校正的)传声器信号在波束形成器滤波单元BFU中用于提供一个或多个波束形成器以用于抵消或最小化所得的波束形成信号YBF中的反馈。
如图7F中所示，BTE传声器(MBTE1,MBTE2)接收包括比ITE传声器少的反馈的声场SBTE并提供BTE传声器信号(INBTE1,INBTE2)，其被馈给相应组合单元(‘+’)，其中相应的反馈估计量(ESTBTE1,ESTBTE2)被减去以提供反馈校正的BTE传声器信号(ERBTE1,ERBTE2)。来自BTE传声器的(反馈校正的)BTE传声器信号(INBTE1,INBTE2)在波束形成器滤波单元BFU中用于提供一个或多个被导向环境(如附近扬声器或用户嘴巴)的波束形成器。
反馈估计单元FBE配置成提供从扬声器SP到四个传声器(MBTE1,MBTE2,MITE1,MITE2)中的每一个的反馈通路的相应估计量(ESTBTE1,ESTBTE2,ESTITE1,ESTITE2)。反馈估计量基于相应的反馈校正的输入信号(ERBTE1,ERBTE2,ERITE1,ERITE2)、处理后的输出信号OUT及可能波束形成器滤波单元BFU中应用的权重WGT，例如参见结合图8A-8B进行的讨论。
一般地，位于BTE部分中的传声器擅长从背景提取环境噪声，而位于ITE部分中的传声器擅长提取反馈。在实施例中，图5或7E、7F的听力装置可配置成使用BTE传声器(如图7E、7F中的MBTE1,MBTE2)用于估计后滤波器增益以基于BTE传声器信号(如图7F中的INBTE1,INBTE2)降低波束形成器如目标抵消波束形成器中的噪声。后滤波器增益例如可应用于听力装置的正向通路的信号，其中该正向通路的信号基于反馈抵消波束形成器，其基于两个BTE传声器信号(如图7F中的INBTE1,INBTE2)或者基于ITE传声器信号(如图7F中的INITE1,INITE2)或者BTE传声器信号与ITE传声器信号的组合。这样的配置结合图9A、9B、9C进一步讨论。
图7A、7C和7E的实施例可代表时域中的处理，但作为备选，可包括相应的滤波器组以提供(时-)频域中的处理(例如基于短时傅里叶变换(STFT))，例如参见图6和图9A、9B、9C的包括相应分析和合成滤波器组的实施例。
例子
在先前的例子中，已包括沿从外耳开口朝向耳鼓进入耳道的轴定向的两个传声器。来自该传声器对的信号遭受波束形成器，其被调整成就像单一全向传声器系统中一样处理源自耳朵外面的远场声音，同时抑制通过定向传声器系统接收的反馈信号(其在近场中产生)。因此，在以与单传声器听力仪器中十分一样的方式从周围接收远场声音的同时，超高反馈抑制是可能的。
因此，本发明利用另外的抗反馈性能，其可从上面结合图1A-图4、图6针对双传声器系统描述的空间信号分离获得。在下面的另外的实施例中，这些原理被应用在具有三个传声器的系统中，其中的两个表示如上所述的传统定向系统，及其中为了空间反馈抑制目的添加第三传声器。
图8A示出了根据本发明的包括位于ITE部分中的三个传声器的听力装置实施例。
图8B示出了如图8A中所示的听力装置实施例的示意性框图。
所提出的听力仪器配置在图8A中绘制。该听力仪器HD包括ITE部分(ITE)，其包括三个输入变换器，在此为传声器。(例如在ITE部分的壳体中)定位成朝向环境例如在耳道开口处的“外传声器”(MITE11,MITE12)提供方向信息以增强目标信号的语音可懂度(并可贡献于来自环境的噪声的降低)。内传声器(MITE2，定位成最靠近耳鼓(参见记为“耳鼓”的阴影线椭圆及记为“向内”的标示朝向内耳/耳鼓的方向的点线箭头))用作获得空间抗反馈信息的装置以在声学放大方面增加听觉病矫治性能。优选地，ITE部分包括朝向耳道壁的密封件使得ITE部分与耳道壁紧密配合(或者至少提供受控或最小声音泄漏通道)。ITE部分可包括使堵耳效应最小化的通风口。密封件的目的可进一步使到达内传声器(MITE2)的声场中的环境噪声最小化、当来自内传声器(MITE2)的信号与外传声器(MITE11,MITE12，例如参见图8B)的信号组合时避免在波束形成信号中(再)引入环境噪声。
空间抗反馈性能可实施为一个空间反馈系统，参见波束形成器滤波单元(图8B中记为BFU的虚线框)，其由内传声器(MITE2)和被当作一个传声器(参见图8B中的信号YFF)的外传声器对(MITE11,MITE12)组成。在该实施方式中，来自两个外传声器的输出信号可被平均，作为仅使用一个抗反馈系统获得两个传声器的空间抗反馈的手段。作为备选，该性能通过使用两个分开优化的空间抗反馈系统而进一步增强。在该实施方式中，进行两组优化，一组针对传声器MITE11和MITE2(参见图8A)及一组针对传声器MITE12和MITE2。
如果我们将外传声器(MITE11,MITE12)当作单一传声器单元，我们假定传声器系统具有一个联合反馈通路。然而，如果我们具有自适应传声器系统，所得的联合反馈通路将根据定向权重而变化。如果我们知道两个外声学反馈通路(h1,h2(脉冲响应)或H1,H2(频率响应))的估计量及定向权重(w1,w2)，我们可计算联合外反馈通路，之后，我们可连同内传声器的反馈通路(如下面所述)使用其调整方向图。
在波束形成器滤波单元BFU表示自适应定向系统的情形下，两个外部ITE传声器(MITE11,MITE12)的联合反馈通路将根据自适应定向系统而变化。h1和h2为声学反馈通路的脉冲响应，及w1和w2为定向系统(BFU1，也可在频域实现)的自适应权重。
由于联合自适应系统由w1*h1+w2*h2给出，(联合)反馈通路可仅根据定向系统的自适应参数而变化(即使h1和h2保持恒定)。
定向反馈抵消系统的自适应权重(或脉冲响应)(w3和w4)因而将根据该变化进行调整，因而可取决于w1,w2及反馈通路的(固定或自适应的)估计量(h1,h2和h3)。
图9A、9B、9C示出了根据本发明的听力装置的三个不同实施例。根据本发明的一方面，每一听力装置HD包括两个输入变换器(在此为传声器M1,M2)，用于抵消环境中的噪声及从输出变换器(例如在此为扬声器SP)到输入变换器(M1,M2)的反馈。图9A、9B、9C的实施例中的每一个包括包含至少两个传声器(M1,M2)的传声器阵列，其定位成使得传声器阵列可用于抵消外部噪声和反馈。至少两个传声器例如可包括两个BTE传声器(例如设置为图7E中的MBTE1,MBTE2)或者两个ITE传声器(例如设置为图7C中的MITE11,MITE12)或两个BTE传声器(例如设置为图7E中的MBTE1,MBTE2)及一个ITE传声器(例如设置为图5中的MITE或图7C中的MITE2)或三个ITE传声器(例如如图7C中所示)。
图9A示出了听力装置HD的第一实施例，包括用于抵消环境中的噪声及从扬声器SP到传声器(M1,M2)的反馈的两个传声器(M1,M2)。传声器信号(x1,x2)传播通过相应的分析滤波器组FBA以获得两个传声器信号的频域表示(X1,X2)。频域传声器信号在两个波束形成器单元(BFU1和BFU2)中进行处理。第一波束形成器单元具有两个输出信号：(可能自适应)增强来自给定方向的目标声音的C1及抵消来自给定目标方向的声音的目标抵消波束形成器C2。两个定向信号被传播到用于估计信噪比的后滤波器模块PF内，其被转换为增益G，增益G跨时间和频率变化(G＝G(k,m)，其中k和m分别为频率和时间指数，例如参见EP2701145A1)。增益被乘到另一波束形成器单元BFU2的输出YBF2，这产生目标在于抵消反馈及环境中噪声的(可能自适应的)定向信号YBF。所得的信号利用合成滤波器组AFS转换回时域信号OUT并呈现给听者。藉此，在定向信号目标在于消除反馈的同时，后滤波器增益目标在于消除外部噪声。
图9B示出了听力装置HD的第二实施例，包括用于抵消环境中的噪声及从输出变换器(SP)到输入变换器(M1,M2)的反馈的两个输入变换器(M1,M2)。图9B的实施例与图9A的实施例类似，不同之处在于其仅包括一个从传声器接收电(子频带)输入信号(X1,X2)的波束形成器单元BFU。波束形成器单元BFU提供波束形成器C1，其(可能自适应)增强来自给定方向的目标声音。后滤波器PF将xx转换为增益G，同时衰减来自反馈通路的“噪声”。所得的增益G被应用于目标信号C1(参见相乘单元“x”)，从而提供所得的波束形成信号，其在合成滤波器组SFB中转换为时域信号OUT并馈给扬声器SP以呈现给用户的耳鼓。定向信号C1目标在于消除外部声音中的噪声，及后滤波器增益G目标在于消除反馈信号。在该情形下，噪声估计量可以是反馈信号(参见后滤波器FP的输入信号FB1,FB2)(或单一反馈估计量，或组合(如MAX值)，而不是目标抵消波束形成器(如图9A中的C2))。
图9C示出了听力装置HD的第三实施例，包括用于抵消环境中的噪声及从输出变换器(SP)到输入变换器(M1,M2)的反馈的两个输入变换器(M1,M2)。图9C的实施例相当于图9B的实施例，但图9C中的波束形成器单元BFU通过从扬声器SP到传声器(M1,M2)的相应反馈通路估计量(FB1,FB2)更新。在图9C的实施例中，定向系统BFU和后滤波器PF被调整以使反馈最小化(参见输入信号(FB1,FB2))。
在图9A、9B、9C的听力装置实施例中，空间滤波的(波束形成的)及噪声降低的信号YBF被呈现给用户。当然，其在呈现给用户之前可遭受其它处理算法(例如压缩放大以补偿用户的听力损失)(例如参见图6或者图7B、7D、7F中的处理器HLC)。
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，也可以存在一个或多个中间插入元件。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
·EP2843971A1(OTICON)04.03.2015
·EP2701145A1(RETUNE DSP,OTICON)26.02.2014
·EP3253075A1(OTICON)06.12.2017

Claims (17)

1.一种听力装置，配置成位于用户耳朵处或耳朵中，所述听力装置包括适于位于用户耳道处或耳道中的ITE部分，所述ITE部分包括：
-配置成至少部分位于用户耳道中的壳体；
-用于提供相应的电输入信号的至少三个输入变换器，其中当ITE部分在工作时安装在耳道处或耳道中时，至少两个外侧输入变换器朝向环境并提供表示用户环境中的声音的相应电输入信号，及至少一内侧输入变换器比所述至少两个外侧输入变换器更靠近耳鼓，所述至少一内侧输入变换器提供表示从耳鼓反射的声音的至少一电输入信号；
-输出变换器，用于基于所述电输入信号或其处理后版本提供可由用户感知为声音的刺激；
-连接到所述至少三个输入变换器及所述输出变换器的波束形成器滤波单元，其配置成基于至少三个电输入信号及适当的波束形成器权重提供空间滤波的信号；其中所述波束形成器滤波单元包括
--第一波束形成器，用于基于来自朝向环境的所述至少两个输入变换器的电输入信号对环境中的声音进行空间滤波；及
--第二波束形成器，用于基于来自朝向耳鼓的所述至少一内侧输入变换器的至少一电输入信号及来自朝向环境的所述至少两个外侧输入变换器的电输入信号中的至少一个对从耳鼓反射的声音进行空间滤波。
2.根据权利要求1所述的听力装置，配置成使得第一和第二波束形成器同时可获得。
3.根据权利要求1所述的听力装置，其中，第一和/或第二波束形成器自适应。
4.根据权利要求1所述的听力装置，其中，所述壳体包括朝向耳道壁的密封件，使得ITE部分与耳道壁紧密相配或者至少提供受控或最小的声音泄漏通道。
5.根据权利要求4所述的听力装置，其中，所述至少两个外侧输入变换器和所述至少一内侧输入变换器位于密封件的每一侧上。
6.根据权利要求1所述的听力装置，配置成按时频表示(k,m)将相应电输入信号中的每一个提供为子频带信号Xi(k,m),i＝1,…,M，其中M为输入变换器的数量，k和m分别为频率和时间指数，及k＝1,…,K，其中K为子频带数量。
7.根据权利要求1所述的听力装置，其中，针对不同频道的波束形成器权重用于不同目的。
8.根据权利要求7所述的听力装置，配置成使得：在反馈为主的频道中，定向系统用于反馈抵消，而在反馈不明显的频道中，定向系统用于外部噪声源或传声器噪声的噪声降低。
9.根据权利要求1所述的听力装置，其中，所述ITE部分包括使堵耳效应最小化的通风口。
10.根据权利要求4所述的听力装置，其中，至少两个外侧传声器位于所述密封件外侧并朝向环境，及至少一内侧传声器位于所述密封件内侧并朝向耳鼓。
11.根据权利要求1所述的听力装置，包括提供从所述输出变换器到所述至少三个输入变换器中的每一个的当前反馈通路的反馈估计量的反馈估计单元。
12.根据权利要求1所述的听力装置，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。
13.根据权利要求1所述的听力装置，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以补偿用户的听力受损。
14.根据权利要求1所述的听力装置，配置成经聚焦于用户嘴巴的预定或自适应波束形成器拾取用户的自我话音。
15.根据权利要求1所述的听力装置，包括聚焦于用户嘴巴的自我话音波束形成器及聚焦于用户环境中感兴趣声源的环境声音波束形成器，自我话音波束形成器和环境声音波束形成器使用电输入信号同时创建。
16.根据权利要求1所述的听力装置，其中，所述至少两个外侧输入变换器包括朝向环境的第一和第二外侧传声器，所述至少一内侧输入变换器包括朝向耳鼓的第三传声器，
其中，所述第一波束形成器包括
-两个自适应确定的加权单元，用于将相应权重应用于来自外侧传声器的两个电输入信号并提供第一和第二加权的电输入信号；及
-第一求和单元，用于使第一和第二加权的电输入信号相加从而提供第一空间滤波的信号；
其中，所述第二波束形成器包括
-两个加权单元，用于自适应确定并将相应权重应用于所述第一空间滤波的信号以及来自内侧传声器的电信号从而提供第三和第四加权的电输入信号；及
-第二求和单元，用于使第三和第四加权的电输入信号相加从而提供第二空间滤波的信号；
其中所述输出变换器为扬声器，其输出连接到所述第二求和单元的输出。
17.根据权利要求1所述的听力装置，由助听器、头戴式耳机、耳朵保护装置或其组合组成，或者包括助听器、头戴式耳机、耳朵保护装置或其组合。
CN202210480038.8A 2018-02-09 2019-02-09 一种听力装置 Pending CN115119125A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18156196.0 2018-02-09
EP18156196 2018-02-09
CN201910109342.XA CN110139200B (zh) 2018-02-09 2019-02-09 包括用于降低反馈的波束形成器滤波单元的听力装置

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910109342.XA Division CN110139200B (zh) 2018-02-09 2019-02-09 包括用于降低反馈的波束形成器滤波单元的听力装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115119125A true CN115119125A (zh) 2022-09-27

Family

ID=61192745

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910109342.XA Active CN110139200B (zh) 2018-02-09 2019-02-09 包括用于降低反馈的波束形成器滤波单元的听力装置
CN202210480038.8A Pending CN115119125A (zh) 2018-02-09 2019-02-09 一种听力装置

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910109342.XA Active CN110139200B (zh) 2018-02-09 2019-02-09 包括用于降低反馈的波束形成器滤波单元的听力装置

Country Status (4)

Country Link
US (2) US10932066B2 (zh)
EP (2) EP3525488B1 (zh)
CN (2) CN110139200B (zh)
DK (1) DK3525488T3 (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019000089A1 (en) * 2017-06-26 2019-01-03 École De Technologie Supérieure SYSTEM, DEVICE AND METHOD FOR EVALUATING ADJUSTMENT QUALITY OF AN EARPHONE
US20210260377A1 (en) * 2018-09-04 2021-08-26 Cochlear Limited New sound processing techniques
EP3629602A1 (en) * 2018-09-27 2020-04-01 Oticon A/s A hearing device and a hearing system comprising a multitude of adaptive two channel beamformers
JP7027365B2 (ja) * 2019-03-13 2022-03-01 株式会社東芝 信号処理装置、信号処理方法およびプログラム
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
US10951981B1 (en) * 2019-12-17 2021-03-16 Northwestern Polyteclmical University Linear differential microphone arrays based on geometric optimization
US11259127B2 (en) 2020-03-20 2022-02-22 Oticon A/S Hearing device adapted to provide an estimate of a user's own voice
US11330366B2 (en) * 2020-04-22 2022-05-10 Oticon A/S Portable device comprising a directional system
WO2021242571A1 (en) * 2020-05-29 2021-12-02 Starkey Laboratories, Inc. Hearing device with motion sensor used to detect feedback path instability
EP4064730A1 (en) * 2021-03-26 2022-09-28 Oticon A/s Motion data based signal processing

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6072884A (en) * 1997-11-18 2000-06-06 Audiologic Hearing Systems Lp Feedback cancellation apparatus and methods
US6219427B1 (en) * 1997-11-18 2001-04-17 Gn Resound As Feedback cancellation improvements
DK1469702T3 (en) * 2004-03-15 2017-02-13 Sonova Ag Feedback suppression
KR100613578B1 (ko) * 2004-06-30 2006-08-16 장순석 지향성 조절을 향상시킨 양이 귓속형 디지털 보청기
EP1594344A3 (en) * 2005-08-03 2006-03-15 Phonak Ag Method of obtaining acoustical characteristics, hearing instrument and manufacturing method thereof
EP1819196A1 (en) * 2006-02-10 2007-08-15 Phonak AG Method for manufacturing a hearing device and a use of the method
CN101438603A (zh) * 2006-04-01 2009-05-20 唯听助听器公司 助听器和助听器的抗反馈系统中自适应速率的控制方法
US7995771B1 (en) * 2006-09-25 2011-08-09 Advanced Bionics, Llc Beamforming microphone system
EP2028877B1 (en) * 2007-08-24 2012-02-22 Oticon A/S Hearing aid with anti-feedback system
EP2088802B1 (en) * 2008-02-07 2013-07-10 Oticon A/S Method of estimating weighting function of audio signals in a hearing aid
EP2200343A1 (de) * 2008-12-16 2010-06-23 Siemens Audiologische Technik GmbH Im-Ohr-tragbares Hörhilfegerät mit einem Richtmikrofon
EP2439958B1 (en) * 2010-10-06 2013-06-05 Oticon A/S A method of determining parameters in an adaptive audio processing algorithm and an audio processing system
CN103329566A (zh) * 2010-12-20 2013-09-25 峰力公司 用于房间中的语音增强的方法和系统
EP2574082A1 (en) * 2011-09-20 2013-03-27 Oticon A/S Control of an adaptive feedback cancellation system based on probe signal injection
US9055357B2 (en) * 2012-01-05 2015-06-09 Starkey Laboratories, Inc. Multi-directional and omnidirectional hybrid microphone for hearing assistance devices
DK3190587T3 (en) 2012-08-24 2019-01-21 Oticon As Noise estimation for noise reduction and echo suppression in personal communication
US9148735B2 (en) * 2012-12-28 2015-09-29 Gn Resound A/S Hearing aid with improved localization
EP2757811B1 (en) * 2013-01-22 2017-11-01 Harman Becker Automotive Systems GmbH Modal beamforming
DK2843971T3 (en) 2013-09-02 2019-02-04 Oticon As Hearing aid device with microphone in the ear canal
EP2849462B1 (en) * 2013-09-17 2017-04-12 Oticon A/s A hearing assistance device comprising an input transducer system
US9800981B2 (en) * 2014-09-05 2017-10-24 Bernafon Ag Hearing device comprising a directional system
US10602275B2 (en) * 2014-12-16 2020-03-24 Bitwave Pte Ltd Audio enhancement via beamforming and multichannel filtering of an input audio signal
EP3057337B1 (en) * 2015-02-13 2020-03-25 Oticon A/s A hearing system comprising a separate microphone unit for picking up a users own voice
NL2014433B1 (nl) * 2015-03-10 2016-10-13 Exsilent Res Bv Persoonlijke gehoorinrichting, in het bijzonder een hoortoestel.
EP3101919B1 (en) * 2015-06-02 2020-02-19 Oticon A/s A peer to peer hearing system
EP3185588A1 (en) * 2015-12-22 2017-06-28 Oticon A/s A hearing device comprising a feedback detector
EP3185589B1 (en) * 2015-12-22 2024-02-07 Oticon A/s A hearing device comprising a microphone control system
EP3185590B1 (en) * 2015-12-22 2020-08-19 Oticon A/s A hearing device comprising a sensor for picking up electromagnetic signals from the body
DK3253075T3 (en) * 2016-05-30 2019-06-11 Oticon As A HEARING EQUIPMENT INCLUDING A RADIO FORM FILTER UNIT CONTAINING AN EXCHANGE UNIT
US10678502B2 (en) * 2016-10-20 2020-06-09 Qualcomm Incorporated Systems and methods for in-ear control of remote devices

Also Published As

Publication number Publication date
CN110139200B (zh) 2022-05-31
EP3787316A1 (en) 2021-03-03
EP3525488B1 (en) 2020-10-14
US20190253813A1 (en) 2019-08-15
CN110139200A (zh) 2019-08-16
US20210067885A1 (en) 2021-03-04
US10932066B2 (en) 2021-02-23
DK3525488T3 (da) 2020-11-30
EP3525488A1 (en) 2019-08-14
US11363389B2 (en) 2022-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110636424B (zh) 包括反馈降低系统的听力装置
CN110139200B (zh) 包括用于降低反馈的波束形成器滤波单元的听力装置
CN108200523B (zh) 包括自我话音检测器的听力装置
CN106911991B (zh) 包括传声器控制系统的听力装置
CN110636429B (zh) 包括声学事件检测器的听力装置
CN106911992B (zh) 包括反馈检测器的听力装置
CN109996165B (zh) 包括适于位于用户耳道处或耳道中的传声器的听力装置
CN110035367B (zh) 反馈检测器及包括反馈检测器的听力装置
CN109660928B (zh) 包括用于影响处理算法的语音可懂度估计器的听力装置
US11463820B2 (en) Hearing aid comprising a directional microphone system
CN111432318B (zh) 包括直接声音补偿的听力装置
CN110958552A (zh) 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
CN113498005A (zh) 适于提供用户自我话音的估计量的听力装置
US11184714B2 (en) Hearing device comprising a loop gain limiter

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination