CN1391780A - 结合信号处理技术的助听器装置 - Google Patents

结合信号处理技术的助听器装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1391780A
CN1391780A CN00816030A CN00816030A CN1391780A CN 1391780 A CN1391780 A CN 1391780A CN 00816030 A CN00816030 A CN 00816030A CN 00816030 A CN00816030 A CN 00816030A CN 1391780 A CN1391780 A CN 1391780A
Authority
CN
China
Prior art keywords
input
output
links
parts
amplifier
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
CN00816030A
Other languages
English (en)
Inventor
道格拉斯·M·沙布里耶
理查德·W·克里斯蒂森
阿龙·M·哈蒙德
威廉·C·伯勒
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.)
Brigham Young University
Original Assignee
Brigham Young University
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=23767135&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CN1391780(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Brigham Young University filed Critical Brigham Young University
Publication of CN1391780A publication Critical patent/CN1391780A/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
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G9/00—Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control
    • H03G9/005—Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control of digital or coded signals
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G9/00—Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control
    • H03G9/02—Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control in untuned amplifiers
    • H03G9/025—Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control in untuned amplifiers frequency-dependent volume compression or expansion, e.g. multiple-band systems
    • 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
    • H04R25/35—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception using translation techniques
    • H04R25/356—Amplitude, e.g. amplitude shift or compression
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2430/00—Signal processing covered by H04R, not provided for in its groups
    • H04R2430/03—Synergistic effects of band splitting and sub-band processing
    • 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
    • H04R25/50—Customised settings for obtaining desired overall acoustical characteristics
    • H04R25/502—Customised settings for obtaining desired overall acoustical characteristics using analog signal processing

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)

Abstract

一种用于听力损伤者的听力补偿系统，包括多个带通滤波器，所述带通滤波器具有连接一个输入换能器的输入端，每一个带通滤波器具有连接多个倍增AGC电路之一的输入端的输出端，所述多个倍增AGC电路的输出被加在一起，并连接至一个输出换能器的输出端。所述多个倍增AGC电路衰减具有恒定背景电平的声音信号而不损失语音清晰度。通过若干个频带之每一频带中的输入信号之包络的恒定性，对声音信号的背景噪声部分进行识别。可被抑制的背景噪声包括多个说话者的语音串音、风扇噪声、反馈振鸣声、荧光灯杂音和白噪声。

Description

结合信号处理技术的助听器装置
                    相关申请
本申请为1998年9月9日申请的序列号为09/169547的美国专利申请的延续部分，在这之前的为1996年8月22日申请的序列号为08/697412的美国专利申请，在这之前的为1996年1月12日申请的序列号为08/585481的美国专利申请，在这之前的为1994年7月8日申请的序列号为08/272927的美国专利申请，现在为专利号为US5500902的美国专利。
                    发明背景
1. 发明领域
本发明涉及用于声音再现的电子听觉装置和电子系统。更具体地说，本发明涉及通过抑制噪声来保持电子听觉装置和电子声音系统中的信号的保真度。根据本发明，该噪声抑制装置和方法都采用了模拟和数字信号处理技术。
2. 现有技术
助听器用户抱怨最多的就是存在噪声而无法听清楚。因此，抑制噪声一直是研究人员所关注的焦点，并且提出了很多种办法来抑制噪声。有一种方法，就是对噪声进行独立的测量，然后从被处理的信号中将其减去。该技术一般被应用于如下表示的信号：
s(t)＝d(t)+n(t)
其中s(t)为被处理的信号，d(t)为信号s(t)中所期望的部分，而n(t)为信号s(t)中的噪声。
例如，可以采用一个或多个传感器及自适应技术，从干扰中生成一个独立的噪声估计值ne(t)。通过从信号s(t)中减掉该噪声估计值ne(t)，就可以得到修正后的期望信号d(t)。为了强调减去噪声估计值ne(t)，该技术通常被称为“噪声消除”。该噪声消除技术已经被应用到声纳系统和医学胎儿心电图中，并且还进一步被发现在处理含有语音和干扰的声学信号方面很有效。例如可以参见：Journal ofRehabilitation Research and Development的第24卷第4号，65-74页中Douglas M.Chabries等著的“Application of Adaptive Digital SignalProcessing to Speech Enhancement for the Hearing Impaired”，以及Joumal of Rehabilitation Research and Development的第24卷第4号，75-86页中Robert H.Brey等著的“Improvement in Speech Intelligibilityin Noise Employing an Adaptive Filter with Normal and Hearing-Impaired Subjects”。
当没有噪声的独立采样和估计值时，也可以采用其它的技术来抑制噪声。在一些例子中，研究人员利用了语音和噪声之间临时属性的区别来加强声音的清晰度。这些技术一般被称为噪声抑制或者语音加强。例如可以参见Graupe的美国专利US4025721，Graupe的美国专利US4185168，IEEE Trans.on ASSP-27卷113-120页，1979年4月，S.Boll所著的“Suppression of Acoustic Noise in Speech UsingSpectral Subtraction”，Proc.IEEE ICASSP I-13至I-17页，1994年，H.Sheikhzadeh等著的“Comparative Performance of SpectralSubtraction and HMM-Based Speech Enhancement Strategis withApplication to Hearing Aid Design”，以及Electronic Letters第19卷12期1094-1095页，1993年，P.M Crozier、BMG Cheethan，C.Holt以及E.Munday所著的“Speech enhancement employing spectralsubtraction and liner predictive analysis”。
这些方法已经示出，同被定义为噪声的其它信号相比仅对特定的信号进行加强。一位研究人员Mead Killion指出这些方法中没有一个能加强语音清晰度。参见1977年Spring 15号的Mead Killion，Etymotic Update。但是，在低噪声环境下，可以采用压缩技术来减轻听力损失。参见The Hearing Journal第50卷20期28-34页MeadKillion所著的“The SIN report：Circuits haven’t solved the hearing-in-noise problem”。
利用这些技术，研究人员通常注意到当处理受噪声影响的语音时语音清晰度的降低，尽管质量措施或可选择性增加了。通常，对噪声特性的描述和语音参数的定义使得在第二类噪声抑制中的各种技术相互有区别。已经证明，在有白噪声或脉冲噪声存在的情况下，可以根据这些技术来成功地处理声音信号，以加强浊音或者元音声，但是，这些技术还无法成功的保留清音例如摩擦音或者爆破音。
现在已经开发出了其它的一些抑制噪声的技术，在这些技术中，语音被检测，并采用各种提出的方法，在没有语音时关掉助听器中的放大器，或者剪辑语音并接着在没有检测到语音时关掉输出放大器。例如可以参见Hearing Instruments第42卷2期，1991年，HarryTeder所著的“Hearing Instrument in Noise and Syllabic Speech-to-NoiseRadio”。通过抑制噪声来加强声音清晰度的噪声抑制实例还有Graupe的美国专利US4025721、Michaelson的US4405831、Graupe等的US4185168、Graupe等的US4188667、Graupe等的US4025721、Graulder的US4135590以及Heide等的US4759071。
其它的方法主要通过反馈抑制和均衡(Cox的美国专利US4602337、Engebretson的US5016280、以及Thesis，University ofWyoming，1995年5月，Leland C.Best所著的“Digital Suppression ofAcoustic Feedback in Hearing Aid”、还有Rupert L.Goodings，GideonA.Senensieb，Phillip H.Wilson，Roy S.Hansen的美国专利US5259033“Hearing Aid Having Compensation for Acoustic Feedback”，1993年11月2日出版)、双话筒设置(Slavin的美国专利US4622440和Nakamura等的US3927279)、或者以不常用的方式与耳朵连接(例如RF链接、电子刺激等)来改进清晰度。这些方法的实例包括Engebretson的美国专利US4545082、Shafer的US4052572、Ambrose的US4852177以及Levitt的US4731850。
还有其它的方法可选择，用于将适应很多压缩和过滤方案的数字编程控制实施。例如Kopke等人的美国专利US4471171以及Williamson的US5027410。还有一些方法例如Newton的美国专利US5083312，其中公开的方法利用助听器结构，该结构通过由助听器远程接收的接受控制信号而提供灵活性。
Moser的美国专利US4187413公开了用于数字助听器的一种方法，它采用模数转换器和数模转换器并实现固定转换函数H(z)。但是，评论该文献中的神经心理学模型和以及导致Steven和Fechner定律的许多测量值(参见S.S.Stevens所著的Psychophysics，Wiley1975；G..T.Fechner所著的Elemente der Psychophysik，Breitkopfu.Hatel，Leipzig，1960)，就可以最终发现耳朵对输入声音的响应是非线性的。因此，不存在完全补偿听力的固定线性转换函数H(z)。
Mansgold等著的美国专利US4425481公开了一种可编程数字信号处理(DSP)装置，该装置具有同市场上可购买到的装置类似或相同的特征，但是在实现的一个三频带(低通、带通和高通)助听器中有附加的数字控制。该三个频率段的输出在被加在一起输出之前均受到数字控制变量衰减器、限幅器以及末级数字控制衰减器的影响。可以通过为响应不同的声音环境而进行的切换来明显地实现对衰减的控制。
Adelman的美国专利US4366349和US4419544描述了人类听觉系统的工作过程，但是并未理解作为肌肉的耳朵内的外部毛发细胞的作用，它们放大进来的声音并提供增加后的耳底膜位移。这些参考文献都假定对于听觉退化所需要的是改变输入刺激的频率和幅度，从而将听觉响应的位置从耳朵的退化部分转移到耳朵(在耳底膜上)内具有足够响应的另一区域。
在American Journal of Audiology第2卷第2期、52-74页(1993年6月)，Mead C.Killion所著的“The k-amp hearing aid：an attempt topresent high fidelity for persons with impaired hearing”中就指出：根据对采用线性增益和压缩处理后的声音数据的主观听力测试结果，每一种方法的实施都一样好。有争议的是，在对有听力损耗的人恢复听力时最重要的因素的就是提供适当的增益。在缺少对该增益进行数学模型分析的情况下，已经提出了一些压缩技术，例如Cummins的US4887299；Yanick，Jr的US3920931；Gregory的US4052571；Yanick，Jr的US4099035以及Waldhauer的US5278912。有些技术包括软输入声音级别的线性固定高增益并被转换为中等或高声音级别的低增益。其它的技术采用了软声音强度的线性增益、中等强度的变换增益或压缩以及高强度的减小的固定线性增益。还有其它的技术采用了表查找系统而没有查找表之相关信息的具体细节，以及其它技术提供可编程增益而没有关于工作参数的说明。
在各个声音强度区域的增益机制之间进行的转换已在声音中产生了明显的混乱假象和失真。而且，这些增益转换方案通常对助听器中的声音进行处理，而该声音的处理是在两个或三个频带中、或者在一个单频带并利用预增频滤波。
考虑到现有技术的困难，增益转换方案可以通过检查人类的听觉系统来获得。对于听觉偏离正常阈值的每一个频带，需要进行不同的音量压缩以提供正常的听觉。因此，试图使用比一个临界频带(也就是由William A.Yost所著的、学术出版社1994年第三版的“Fundamentals of Hearing，An Introduction”中307页上所定义的临界频带)更宽的频带的增益方案之应用，不可能在听者中产生最合适的听觉。例如，如果希望使用一个其带宽比临界频带的带宽要宽的频带，则为了使该较宽的带宽能够最佳地补偿听力损失，就必须要满足一些条件。这些条件就是较宽的带宽必须有相同的阈值和动态范围，并且要求具有相同的补偿听力增益来作为在较宽带宽内获得的临界频带。一般的，即使听力损失是经过几个听力临界频带放大的常数，这种情况也不会发生。如果不能彻底的解决满量程的压缩则总会导致由听力受损者感觉到的听力的退化、饱真度以及清晰度的损失。因此，所述的无法提供用来弥补听力损失的多个有效频率频带的机制还将产生对于听者在音质(涉及用户的)和清晰度方面具有更少收益的声音。
很多方案采用了在压缩装置之后使用多个带通滤波器的方法(参见Anderson的US4396806、Stearns等的US3784750以及Rohrer的US3989904)。
现有技术中Chabries的US5029217的一个实例就是关于在人类听觉模型的频率域内进行快速傅立叶变换(FFT)。本领域内的技术人员都知道，该FFT可以用来在具有固定滤波器频带的滤波器中的频率域内进行快速有效的计算。就象在这里所述的，最好就是使用接近临界带宽的频带，而该临界带宽由于其独特的几何结构和构成的出现在耳朵内。使用用于滤波器组的临界带宽允许在高频带采用较宽频带的助听器结构，而同时提供全听力增益。由于FFT滤波器组的清晰度值必须被设置为将要被补偿的临界频带中的最小带宽值，所以FFT的变换效率被大大的降低了，这是因为FFT中很多附加滤波器频带都被要求覆盖相同的频谱。该FFT变换非常复杂并且并不适于低激励应用。
本领域内的技术人员都知道，现有技术中的FFT通过对进行FFT运算的采样块的收集和分组引入了块延迟。该块延迟在声音流中引入了一个时间延迟，其中该声音流由于过长而令人感到讨厌以及在某人想说话时会导致口吃。当对有听力障碍的人进行低级补偿时将会出现听起来就象一个回音一样的更长的时间延迟。
对于在听力阈值(也就是曾经出现的软背景声音)以下的声音输入级别，上述的FFT提供了一个额外的增益。这就导致了在输出信号中增加了噪声的现象。当听力补偿级大于60dB时，该处理后的背景噪声在强度上类似于所希望的信号，因此导致了失真并降低了声音清晰度。
如上面所指出的，与助听器相关的文献资料提出了很多种对听力有障碍的人进行听力补偿的方法。由于用来装配一个高保真度、全范围的适当系统的部件自1968年以来已经为公众所周知，所以迄今为止没有人为了弥补听力损失而不得不将倍增AGC(自动增益控制)应用于听觉上的多个频带。
正如本领域内的技术人员所周知的，可以从三个方面对听力有障碍的人提供有效的帮助。首先就是将声音能量转换为电信号。其次就是为了对听力有障碍的人进行补偿而对该电子信号进行处理，该处理包括在被输入给用户的助听器中对噪声进行抑制而同时保持声音信号的清晰度。最后就是必须将处理后的电子信号转换为耳到内的声能。
当代的电子技术已经使具有高保真度并且体积非常小的麦克成为可能，这就为解决第一种问题提供了可能。采用一个可购买的产品就能实现从声能到电子信号的转换。针对为了对听力有障碍的人进行补偿而对该电子信号进行处理的问题这里阐述了唯一的一种方法，该方法包含在申请日为1994年7月8日、其序列号为08/272927的美国专利US5500902中。但是第三方面却被证明是最困难的，并且是本发明所要解决的问题。
一个耳内助听器必须工作在很低的功率并且只能占用耳道内的可用空间。由于有听力障碍的人对声能的敏感程度比正常人的要弱，所以助听器必须将一个其幅度足以被听见并理解的声能传送到耳道内。所有这些需求的组合要求助听器的输出换能器的效率非常高。
为满足这些要求，换能器生产商例如Knowles已经设计出能够高效的将电能转换为声能的特殊衔铁换能器。迄今为止，只需要非常小的频率响应就能实现很高的工作效率。
现有技术中换能器的响应频率不光在听力的频率上限就开始衰减，同时还在从1-2kHz开始、至混淆对理解人类的语音最有用的信息的频率范围内发生共振。该共振主要是由于反馈振荡太接近于助听器，并且使共振频率附近的信号与低频信号进行混合从而遭受严重的互调失真。这些共振就是大批量衔铁换能器集中的原因并据此能够在低频率的情况下实现高效率。事实上，换能器设计领域内的技术人员都知道任何在低频率的情况下工作效率很高的换能器都会在中间频率段内出现共振。
与此类似的问题发生在高保真扬声器的设计中，并且通常的解决方式就是引进两个换能器，一个就是在低频率时提供高效转换(低频扬声器)，另一个就是在高频率时提供高效转换(高频扬声器)。该音频信号被提供给分频网络，而该分频网络将高频量指给高频扬声器，将低频量指给低频扬声器。正如本领域内的技术人员所熟知的，在功率放大的前后都可以引入分频网络。
从上面的描述中可知，在听力补偿技术中可以采用很多种方法来改进被输入给听力弥补装置的用户的声音信号的清晰度。该技术不光包括通过各种方法来对有听力障碍人的听力损失进行补偿，还包括移除或者抑制在声音信号的清晰度方面产生不良效果的声音信号例如噪声。尽管有如上所述的很多种为有听力障碍的人提供听力补偿的方法，但是还有很大的改进余地。
发明概述
根据本发明，一种用于听力损伤者的听力补偿系统，包括多个带通滤波器，所述滤波器具有的输入端同输入换能器相连，每个滤波器的输入端都同多个倍增AGC(自动增益控制)电路之一的输入端相连，所述AGC电路的输出又被加在一块并连接输出换能器的输入端。
该倍增AGC电路对具有恒定背景电平的声音信号进行衰减，而在不删除对清晰度有贡献的语音信号之部分。对该声音信号之背景噪声部分的识别，是利用在一些频带之每一频带内输入信号的包络的恒定性而进行的。目前预期的是，根据本发明将被抑制的背景噪声之示例包括多个说话者的语音串音、风扇噪声、反馈振鸣声、荧光灯发出的嗡嗡声以及白噪声。
图面简述
图1为根据本发明的听力补偿系统的方框图。
图2A为根据本发明的适于应用之倍增AGC电路的第一实施例方框图。
图2B为根据本发明的适于应用之图2A中所示倍增AGC电路的一个可替换实施例方框图。
图2C为根据本发明的倍增AGC电路之第一实施例的方框图，该电路具有噪声抑制功能。
图3为图2A的倍增AGC电路中使用的滤波器的响应特性曲线图。
图4A-4C为根据本发明的图2C的倍增AGC电路中使用的滤波器的响应特性曲线图。
图5A为根据本发明之适于应用的倍增AGC电路的第二实施例方框图。
图5B为根据本发明之适于应用的图5A中所示倍增AGC电路的一个可替换实施例方框图。
图5C为根据本发明之具有噪声抑制功能的倍增AGC电路的第二实施例方框图。
图5D为根据本发明之具有噪声抑制功能的倍增AGC电路的第三实施例方框图。
图5E为根据本发明之具有噪声抑制功能的倍增AGC电路的第四实施例方框图。
图6示出根据本发明之适于应用的高通滤波器。
图7A和7B为根据本发明的图5C、5D和5E的倍增AGC电路中使用的滤波器的响应特性曲线图。
图8示出根据本发明之适于替换图5C和5D中的滤波器的噪声估值器。
图9A为根据本发明之适于应用的倍增AGC电路的第三实施例方框图。
图9B为根据本发明之适于应用的图9A中所示倍增AGC电路的一个可替换实施例的方框图。
图10为根据本发明的倍增AGC电路的一个目前优选实施例的方框图。
图11为根据本发明的图10中所示倍增AGC电路的三个斜率增益区域的示意图。
图12为根据本发明的耳内听力补偿系统的方框图，该系统采用两个换能器来将电信号转换为声能。
优选实施例的详细描述
本领域普通技术人员将认识到的是，以下对于本发明的描述只是示例性的而并非以任何方式限制。本发明的其它实施例对于本领域内的技术人员来说是很容易由自己联想到的。
已经发现，高饱真听力补偿的适当方法就是将输入声音激励分成若干个频带并具有至少等于临界带宽的分辨率，对于大范围声音频谱，临界带宽小于1/3倍频程(octave)，及应用倍增AGC并对每个频带都有固定的或者可变的指数增益系数。
根据本发明，该倍增AGC电路对具有恒定背景电平的声音信号进行衰减而不去除有助于清晰度的语音信号的部分。其中含有声音信号之背景噪声部分的输入信号的一部分在幅度上被衰减而不失真，以便保持该声音输入信号的清晰度。对该声音信号之背景噪声部分的识别是通过若干个频带之每个频带内的输入信号包络的恒定性来实现的，这将在下面阐述。
在声级(sound level)的非常动态的变化期间，由于其噪声抑制特性引起的听力补偿电路的输出信号几乎与没有这种噪声抑制特性的听力补偿系统的输出相同，并且在单词之间的静止期间，由于本发明的噪声抑制，输出信号将具有一个更静背景电平。目前可以预测的是，根据本发明将被抑制的背景噪声实例包括多个说话者的串音干扰、风扇噪声、反馈振鸣声、荧光灯杂音、其它的有色噪声以及白噪声。
本领域内的技术人员可以认识到，本发明的原理并不仅仅用于对听觉损伤者进行听力补偿，还可以用在其它的音频应用中。本发明的其它应用的非穷举实例包括：高噪声级环境的音乐重放，例如汽车环境、工厂环境中的声音系统，以及图形声音均衡器，例如用在立体声音响系统中的图形声音均衡器。
本领域内的技术人员将理解的是，本发明的听力补偿装置的电路部件可以通过模拟电路来实现，也可通过数字电路来实现，优选的是用微处理器或者其它计算装置进行数字信号处理(DSP)，以仿真多种部件例如滤波器、放大器等的模拟电路功能。目前可以预计的是DSP型电路是本发明的优选实施例，但是本领域普通技术人员可以认识到，模拟电路实现(例如可以被集成到一块半导体基片上的模拟电路)也将都落在本发明的范围内。本领域技术人员也将认识到，在DSP实现中，输入的音频信号将被按时间采样并使用常用的模数转换技术来进行数字化。
参照图1，其中示出了根据本发明的优选听力补偿系统8的方框图。根据本发明的优选实施例的听力补偿系统8包括一个输入换能器10，用来将声能(如参考编号12所示)转换为与该声能相对应的电信号。多种已知的助听器话筒换能器，例如来自KnowlesElectronics of Ithaca，Illinois的EK3024型，都可用作输入换能器10，或者也可以采用其它的话筒装置。
在图1中，为了避免使该图过于复杂，仅示出了三个分别用参考编号14-1、14-2…14-n来标识的音频带通滤波器。根据本发明的优选实施例，n的取值为9至15间的整数，虽然本领域技术人员都知道即使n为不同的整数，本发明也将运行。
最好是有9个带通滤波器14-1至14-n，其中的每个滤波器的带通分辨率大约为1/2倍频程。带通滤波器14-1至14-n最好被实现为五级切比雪夫(Chebychev)频带分割器，它们在通频带内提供平滑频率响应并在阻带内提供大约65dB的衰减。具有1/2倍频程带通滤波器的设计正好是本领域普通技术人员的水平内。因此，任何特定带通滤波器的电路结构的细节，不论是被实现为模拟滤波器或是实现为模拟滤波器的DSP方式，对于这些技术人员来讲只不过是一种设计上的选择。
在一个可替换实施例中，优选的是，音频带通滤波器14-1至14-n的带通分辨率大约为1/3倍频程或更小，但不会低于125Hz，并且使它们的中间频率对数分隔在整个音频频谱从大约200Hz至大约10000Hz之范围。该音频带通滤波器的带宽可以大于1/3倍频程，例如1倍频程左右，但是性能会降低。在该可替换实施例中，带通滤波器14-1至14-n还被实现为八级椭圆(Elliptic)滤波器，该滤波器在通频带内有0.5dB的波动(ripple)并在阻带内有大约70dB的衰减。
本领域内的普通技术人员都知道，可以采用若干带通滤波器结构，这些滤波器包括但不仅限于：其它的椭圆滤波器、巴特沃思滤波器(Butterworth)、切比雪夫(Chebyshev)滤波器或者贝赛尔(Bessel)滤波器。而且，采用了使用小波设计的滤波器组还可以有一些优点，例如Ph.D Dissertation，Rice University，Houston，Texas(德克萨斯州休斯敦赖斯大学的博士论文)，1993年5月，R.A.Gopinath所著的“Wavelets and Filter Banks-New Result andApplication”。在不背离这里说述的本发明的原理的情况下，还可以采用这些带通滤波器结构的任一种。
各个带通滤波器14-1至14-n都同一个相应的倍增自动增益控制(AGC)电路串联。图1中示出了三个这样的装置16-1、16-2和16-n。倍增AGC电路为现有技术，在这里将描述一种示例性配置。
倍增AGC电路的输出被加在一块儿，接着送至用来将电信号转换为声能的输出换能器18。如本领域普通技术人员将理解的是，输出换能器18可以是各种己知可购得的助听器耳机换能器中的一种，例如来自Knowles Electronics of Ithaca，Illinois的ED1932型，并同一个校准放大器结合，来确保一个指定电子信号电平向其相应指定的声音信号电平的转换。作为选择，输出换能器18可以为另一种类似耳机的装置或者音频功率放大器及扬声器系统。
现在参看图2，其中示出了根据本发明适于应用的一个典型的倍增AGC电路16-n的更详细的原理方框图。正如前面所提到的，倍增AGC电路为现有技术。本发明中所采用的一个倍增AGC电路的实例就被公开在下文中：IEEE Transactions on Audio andElectroacoustics，AU第16卷第2期267-270页，1968年6月，T.Stokham所著的“The Application of Generalized Linearity to Automatic GainControl”。这种倍增AGC电路的类似的实例可参见Oppenheim等人的美国专利US3518578。
从原理上讲，本发明所使用的倍增AGC电路16-n由放大器20从一个音频带通滤波器14-n的输出端接收一个输入信号。该放大器20被设置为其增益为1/emax，其中emax为采用AGC增益的音频包络的最大允许值(即，为了输入高于emax的电平，AGC衰减结果)。在该发明装置的各个频带段内，量emax为增益将被采用的最大声音强度。这个关于emax的增益级别(由病人的听觉检查确定)通常对应于声音的上舒适级。在本发明的模拟实现中，放大器20可以是一个已知的运算放大器电路，并且在使用DSP时，放大器可以是一个将输入信号作为一个输入、而将常数1/emax作为另一个输入的乘法器。
放大器20的输出在“LOG”块22中被处理，得出该信号的对数。该LOG块22得出输入信号的复对数，其中一个输出表示该输入信号的符号，而另一个输出表示该输入的绝对值的对数。本领域内的普通技术人员都知道，通过将放大器20的增益设置为1/emax，该放大器20的输出(当输入小于emax时)永远不会大于1并且LOG块22输出的对数将总是为0或者更小。
在DSP实现中，LOG块22的实现最好是采用一个将二进制数字转换为浮点格式的电路，所使用的方式参见“ADSP-2100 FamilyApplications Handbook”(第1卷，Analog Devices出版，46-48页)。在这种实现中，关于该对数可以采用几种不同的底数。LOG块22还可替换地被实现为软件子程序，该软件运行在一个微处理器或者现有技术中公知的类似计算装置上，或者来自其它等效的手段，例如查找表。这些实现的实例参见：Fundamental Algorithms第一卷中，1968年Addision-Wesley Publishing，21-26页，Knuth、Donald E.所著的“The Art of Computer Programming”，以及Abramowitz，M.和Stegun，I.A.所著的“Handbook of Mathematical Function”，美国商业部门，国家标准局，应用数字序列号55，1968。
在本发明的模拟实现中，例如，LOG块22可以是具有对数转换曲线的放大器，或者美国专利US3518578的图8、9中所示的电路。
LOG块22的第一输出中含有其输入信号的符号信息，它被送到延迟块24相连，而LOG块22的第二输出表示输入信号绝对值的对数，它被送到具有最好如如图3所示特性的滤波器26。从原理上讲，滤波器26可以包括高通滤波器28和在其后接有放大器32的低通滤波器30，其中该放大器32的增益为K，如图3所示，当频率小于fc时增益因子K小于1。需要注意的是，对于各个倍增AGC电路16-1至16-n，如图3所示的增益因子K可选取不同的值，但一旦被选中用于那个通道，该值K将保持不变。本领域内的普通技术人员都知道，高通滤波器28可以通过从它的输入中减去低通滤波器30的输出来合成。
高通滤波器28和低通滤波器30都有由具体应用所决定的截止频率。在根据如图2A至2C所示实施例的听力补偿系统中，其中在低通操作之前先进行LOG操作，额定截止频率最好采用约16Hz。但是应该理解的是，不背离本发明的原理的情况下，可以为低通滤波器30选择其它的截止频率，直到大约1/8临界带宽，其中该临界带宽与被处理的频带相关联。本领域内的普通技术人员将认识到的是，在本发明中还可以采用具有与图3所示不同的响应曲线的滤波器。例如，本发明的其它非声音应用所要求的截止频率可以大于或小于图3所示的fc＝16Hz。
LOG块22提供给延迟24的符号输出值为1或0，并被用于记住LOG块22的输入信号的符号。延迟24使得输入信号的符号与表示输入信号的绝对值大小的数据同时被送给EXP块34，导致输出的适当符号。在本发明中，该延迟等于高通滤波器28的延迟。
本领域内的普通技术人员都知道，和一样，对于放大器、有源和无源滤波器以及DSP滤波器实现，存在很多的设计，并且这里描述的滤波器就可以从这些可用的设计中选取。例如，在本发明的模拟实现中，高通滤波器28和低通滤波器30都可以采用已知结构的常规高通滤波器和低通滤波器，例如Van Valkenburg，M.E所著的“Analog Filter Design”(Holt，Rinehart and Winston，1982年，58-59页)的示例。放大器32也可以是常用的运算放大器。在本发明数字实现中，放大器32可以是一个乘法函数，它将输入信号作为一个输入、而将常数K作为另一个输入。DSP滤波器技术是本领域内的普通技术人员所熟知的。
高通滤波器28和放大器32的输出被组合在一起(也就是相加)，并接着和经过延迟但没有经过修改的LOG块22的输出一起被提供给EXP块34的输入端。EXP块34处理该信号以提供指数运算。EXP块34输出结果的符号是由延迟D块24的输出决定的。在DSP实现中，EXP块34最好被实现为如1995年Analog Device出版的第1卷52-67页的“ADSP-2100 Family Application Handbook”中所述。EXP块34具有的底数最好对应于LOG块22所采用的底数。EXP块34也可以被实现为一个软件子程序，如本领域中所公知的，或者根据其它等效手段，例如查找表。实现这种功能的已知示例参见Knuth和Abramowitz等人的文献，以及前面所引用的US3518578。
在本发明的模拟实现中，EXP块34可以为具有指数转换曲线的放大器。这种电路的实例可以参见US3518578中的附图8和9。
声音可以被概念化为两个成分的产物。第一成分为常正慢变化包络，可记作e(t)，第二成分为快速变化载波(carrier)，可记作v(t)。整个声音可以表示为：
s(t)＝e(t)·v(t)它被输入给图2A中的块20。
因为没有音频波形是常正的(例如v(t)就有一半的时间为负)，所以在LOG块22之输出的对数会有一个实部和一个虚部。如果LOG块22被设置来处理由emax定标的s(t)的绝对值，则它的输出为log[e(t)/emax]与log|v(t)|之和。由于log|v(t)|包含高频，所以它将基本上不受影响地通过高通滤波器28。分量log[e(t)/emax]含有低频分量，将通过低通滤波器30，并从放大器32中的输出呈现为K log[e(t)/emax]。因此，EXP块34的输出为：
(e(t)/emax)K·v(t)
EXP块34的输出被送到放大器36且增益为emax，以便对该信号进行再定标，以适当对应于放大器20中先前以1/emax定标的输入电平。放大器20和36除了刚刚所述的增益不相同以外，其它的设置都是相似的。
当K＜1时，可以看出，图2A的倍增AGC电路16-n中的处理执行的是压缩功能。本领域内的普通技术人员将认识的是，本发明使用这些值K的实施例也可以用到与听力补偿不同的其它应用中。
根据本发明用作听力补偿系统的实施例，K可以为具有0和1之间的值的一个变量。对于每个有听力损伤者来说，用于每个频带的K值是不一样的，可以如下定义：
K＝[1-(HL/(UCL-NHT)]其中HL为在阈值的听力损失(dB)，UCL为上舒适级(dB)，并且NHT为正常听力阈值。这样，本发明的装置可以被定制以适用于佩戴者的听力损伤，这些佩戴者如由常规听觉检查所确定。本发明中的倍增AGC电路16-n既不会为在上声舒适级(upper sound comfortlevel)的信号强度提供增益，也不会为此频带内与正常听力阈值相关的信号强度提供等效于听力损失的增益。
在图2A-2C的方框图所示的实施例中，当K＞1时，AGC电路16-n成为扩展电路。该电路是很有用的，包括通过扩展期望的信号来降低噪声。
相反，本领域内的普通技术人员将理解的是，在图2A-2C的方框图所示的实施例中，K值为负(在0至负1的典型有用范围内)，软声音变为大声，大声将变软。在这种模式下，本发明有用的应用包括一种系统，用来在相同信号线上用较大声音的信号来改进低音量音频信号的清晰度。
尽管在自1968年以来的文献中可以看到倍增AGC，并且已经提到了对助听器电路具有潜在的适用性，但助听器文献在很大程度上忽略了它。然而，研究人员已经达成共识：某些类型的频率相关增益是有必要提供适当的听力补偿和噪声抑制，这是由于听力损失也是频率相关的。但是即使这一共识凭感觉是模糊的，一组具有AGC的滤波器将破坏语音的清晰度，如果使用更多的频带的话，参见Journal of the Acoustical Society of America，第83卷6期，1983年6月，2322-2327页，R.Plomp所著的“The Negative Effect of AmplitudeCompression in Hearing Aids in the Light of Modulation-TransferFunction”。有一种方法是本领域中的实质性进步，即，根据本发明可以利用为在音频频谱上多个子频带分开设置的倍增AGC。
图2B为图2A中所示电路图的一个变化的方框图。本领域内的普通技术人员将理解的是，放大器20可以被去掉，在减法电路38中，通过从低通滤波器30的输出中减去数值log[emax]，可以等效地实现放大器20的增益(1/emax)。类似的，在不背离本发明的原理的情况下，在图2B中，放大器36已被去掉，在加法电路40中，通过将放大器32的输出加上数值log[emax]，已经等效地实现放大器30的增益(emax)。在图2B的一个数字实施例中，加法或减法运算可以通过一个简单地加/减量log[emax]来实现；而在一种模拟实现中，可以采用加法放大器，如下文章中所示的实例：Holt Rinehart andWinston，1990年，62-65页，A.S.Sedra和K.C.Smith所著的“Microelectronic Circuits”。
当存在噪声时，该乘法系统的输入信号可以是如下所示：
s(t)＝[ed(t)×en(t)]v(t)
其中ed(t)为包络的动态部分，并且en(t)为包络的近似静态部分。
根据本发明的倍增AGC电路16的优选实施例，图2C举例说明了在包络en(t)的近似静态部分上所进行的噪声抑制。在图2C中，LOG块22的第二输出端同高通滤波器28、带通滤波器42和低通滤波器44相连。如上所述，该高通滤波器28最好设为16Hz以便于将log|v(t)|和log|ed(t)×en(t)|分开，其中log|ed(t)×en(t)|等于log|ed(t)|+log|en(t)|，这里的ed(t)和en(t)均为正值。
在该优选实施例中，带通滤波器是利用一个在16Hz的单阶极点(single order pole)来实现，其中16Hz是与将包络幅值的log|ed(t)|和log|en(t)|信号与零(也就是零响应)在D.C.(提供该响应的带通滤波器转换函数的一个优选实例如图4B所示)分开所需要的工作一致的。根据本发明，在包络幅值中保持几乎恒定超过6秒钟的声音被称为静态的。因此，对于带通滤波器，较低的截止频率为1/6Hz的要求对应于持续6秒钟的信号。本领域内的普通技术人员可以理解的是，也可以选用其它的截止频率和滤波器阶数，用于将根据本发明的包络的log|ed(t)|和log|en(t)|信号部分分开。
图4A-4C分别说明了高通滤波器28、带通滤波器42和低通滤波器44的转换函数。在图4A中，高通滤波器28的输出为log|v(t)|。在图4B中，带通滤波器42的输出为动态或快速变化时间包络的对数，其通常和语音相关，如log|ed(t)|。在图4C中，低通滤波器44的输出为近似静态或慢变化时间包络的对数，log|en(t)|。该近似静态包络通常和噪声相关，例如提供恒定喧闹声的多个说话者语音背景、具有恒定级输出杂音的风扇或是具有恒定功率级的白噪声或有色噪声。
根据本发明，噪声en(t)可以通过一个线性衰减因子atten而被减弱，其中幅值被改变以等于原始幅值乘以atten因子。通过使log|en(t)|加上衰减的对数，减弱声音恒定分量的级(即，近似静态包络)。现在参照图2C，log[atten]由于atten小于1而成为负值，它被加到放大器32的输出中。应该理解的是，-log[emax]的引入取代放大器20，参见对图2B中的节点38的说明。
仍然参照图2C，放大器32和33的输出以及高通滤波器28的输出在加法节点48与log[atten]因子相加，它具有连接求指数块34的输出端。
为放大器块33所选择的增益值G是由施加于语音动态部分的预期增强量确定的。在本发明中，G的取值范围如下： K ≤ G ≤ K - log [ atten ] log [ e d max ] 其中edmax为即使没有噪声衰减时、设计者宁愿恢复到信号级的动态或语音部分的级。在该优选实施例中，edmax被设为舒适收听的值而衰减值被设为0.1。因此，通过对变量的这种选择，输出信号被衰减0.1因子，而包络的动态部分则被放大因子G(以提供增强)。本领域内的普通技术人员都可以理解的是，在不背离本发明的内容的前提下，根据BPF42输出的短期平均值(或者等效log[ed(t)])，可以选择其它的值G，以便为信号包络的动态部分提供指定的预期输出级，包括关于G值的时间变化计算。
加法结点48的输出端同指数块34的第二输入端相连。该指数块34的第一输入端的输入含v(t)的符号信息，当和指数块34之第二输入端的输入组合在一块时，就形成了指数块34的输出如下： atten · [ e n e max ] k ( e d ) G v ( t )
因此，如图2C所述的倍增AGC电路16将对具有较恒定幅值超过6秒钟的声音信号进行衰减，但对动态及语音信号将提供增加的增益(由于常数G)。优选的是，其对数被加到加法结点块48中的值atten可以由助听器用户进行控制。以这种方式，助听器用户可以设置背景噪声衰减，所采用的方式类似于通过音量控制来选择音量。本领域内的普通技术人员将理解的是，可以采用助听器或者立体声音响系统中通常采用的已知的任何音量控制装置，用来在数字或模拟系统中调整背景噪声衰减。
现在参照图5A，方框图表示的是根据本发明的倍增AGC电路16-n的另一个实施例，其中，对数功能位于低通滤波器功能之后。本领域内的普通技术人员都可以理解的是，同图2A之电路中的各个相应的块具有相同功能的图5A电路中的各个块可以根据与图2A中的各个相应块相同的部件进行配置。
和图2A中的倍增AGC电路16-n一样，图5A中的倍增AGC电路16-n从图1所示的一个音频带通滤波器14-n的输出端接收在放大器20的输入信号。还是参照图5A，放大器20被设置以具有增益1/emax，其中emax为采用AGC增益的音频包络的最大允许值
放大器20的输出被传输给绝对值电路60。在模拟实现中，有很多已知的方式来实现该绝对值电路60，例如在Holt Rinehart andWinston Publishing Co.2nd ed.1987年，A.S.Sedra和K.C.Smith所著的“Microelectronic Circuits”中给出该电路。在数字实现中，本领域内的普通技术人员都知道，该绝对值电路可以通过简单地在电路的输入端取的数字大小来实现。
该绝对值电路60的输出被传输给低通滤波器30。低通滤波器30可以和图2A中的相同的方式来设置。本领域内的普通技术人员都可以理解的是，该绝对值电路60和低通滤波器30之组合提供了包络e(t)的估计值，并因此被称为包络检测器。在不背离本发明的内容的前提下，可以采用一些本领域公知的包络检测器。在图5A的实施例中，低通滤波器30之后的就是LOG块22，优选的是，该截止频率为截止频率之临界带宽的1/8。应该理解的是，也可以采用16Hz的额定截止频率。
在优选实施例中，低通滤波器30的输出在LOG块22中被处理，以求出该信号的对数。LOG块22的输入由于绝对值电路60的作用而一直为正，因此不会使用从LOG块22中得到的相位或者符号。再有，由于放大器20的增益被设置为1/emax，所以对于小于emax的输入，放大器20的输出永远不会大于1并且LOG块22输出的对数总是为0或者更小。
在图5A中，由于对其中的LOG块22的精度要求不是很高，所以可以根据图2A中的描述产生LOG块22的一种替换实现形式。可以理解的是，由于这种不精确产生的让人无法接受的高幅度噪声，所以使得该替换实现方式并不适于图2A中的LOG块22之实现。在LOG块22的这个替换实施例中，向LOG块22输入的浮点表示的尾数的小数部分和指数被加到一块，形成了LOG块22的输出。例如，根据IEEE标准754-1985格式，数字12的浮点表示为1.5×23。根据LOG块22的该替换实现方式，由于23的指数部分和1.5的小数部分之和为3+.5＝3.5，所以log212的值被视为3.5。而log212的实际值为3.58496。这种约2％的误差是可以接受的。
LOG块22的对数输出信号被传输给其增益为(K-1)的放大器62。除了同图2A中的放大器32的增益不同之外，放大器32和62的设置是类似的。放大器62的输出被提供给EXP块34的输入端，该EXP块34对信号进行处理以进行指数(反对数)运算。
EXP块34的输出和向放大器20输入的延迟信号在乘法器(multiplier)64中进行组合，其中延迟部件66的功能就是提供适当的延迟量。可以有很多种已知的方法来实现乘法器64。在数字实现中，这仅仅是两个数字值的乘法运算。在模拟实现中，可以采用例如下文所示的模拟乘法器：Holt Rinehart and Winston PublishingCo.3nd ed.1991年(尤其参见900页)，A.S.Sedra和K.C.Smith所著的“Microelectronic Circuits”。
如在图2A中所述的实施例，提供给图5之实施例中的放大器20的输入被延迟，然后被提供到乘法器64的输入端。延迟块66具有的延迟等于低通滤波器30的群延迟。
图5B的电路方框图是图5A中所示电路的一种变化。如图5B所示，在不背离这里所述原理的情况下，本领域内的普通技术人员都可以理解的是，放大器20可以被去掉，它的增益1/emax可以通过在加法电路68中用LOG块22的输出减去值log[emax]来等效地实现。
图5C示出的是根据本发明包括噪声抑制的倍增AGC电路16的一个优选实施例。除了根据本发明的噪声抑制部分已被包括以外，该倍增AGC电路16类似于图5A和5B中所示的倍增AGC电路16-n。因此，这里只对图5C中的附加电路部件进行说明。
根据本发明，在LOG块22之输出端的log[e(t)]分别同高通滤波器70及低通滤波器72相连。实现低通滤波器72，可以利用一个简单的一阶低通滤波器特性，其在1/6Hz处有一拐角，这些实施例都为本领域内的普通技术人员所熟知。也可以实现高通滤波器70，条件是，一阶高通滤波器转换函数是该低通滤波器函数减1。以这一方式实现的高通滤波器70被描述在图6中，并为本领域普通技术人员所公知。高通滤波器70及低通滤波器72的转换函数分别如图7A和7B所示。可以理解的是，除了这里所述的滤波器阶数和截止频率以外，可以选择其它的滤波器阶数和截止频率，作为根据本发明的设计选择。
作为选择，还可以用图8中所示的方式，以噪声估值器来代替图5C的高通滤波器70及低通滤波器72。本领域内的普通技术人员都了解可以有很多方式来实现噪声估值器。噪声估值器的一个合适的实现方式可以参见：Hearing Instruments，第42卷第2期，1991年，Harry Teder所著的“Hearing Instruments in Noise and the SyllabicSpeech-to-Noise Radio”。在这一实施例中，当噪声估值器在对有语音时的噪声估计和在无语音时的噪声估计之间进行切换时，产生切换产物(switching artifact)。
再次参见图5C，高通滤波器70的输出为表示声音信号包络之动态部分的log[ed(t)]。低通滤波器72的输出为表示信号包络之近似静态部分的log[en(t)]。在加法结点38，采用与图5B中所述的在加法结点68减去log[emax]一样的方式，从低通滤波器72的输出中减去log[emax]。从HPF2块70中输出的信号对数的动态部分被放大的增益为(G-1)。根据本发明，在加法结点74，数值log[atten]与放大器61和62的输出被加在一块。
加法结点74的输出接着被输入到指数块34中。指数块34的输出与经过延迟块66的输入信号值在乘法器64中进行乘法运算。正如上面所述，对K和衰减值atten的选择可以在两个或更多的倍增AGC电路16中进行，以便于在若干个信道上提供一个相似的背景噪声衰减。对衰减值atten可以采用同以上相同的方式来通过一个音量控制电路来进行控制。
图5D为根据本发明的噪声抑制的一个替换实施例。在图5D中，LOG块22的输出被分入两条路经。LOG块22的一个输出被送入加法结点75并与一个指定的量“a”相加。该值“a”为相应的AGC频带16-n的声音阈值的对数(和在块22中的对数相同的底数)。正如前面所述，噪声估值器块45用来提供包络之对数的静态部分的估计值log[en(t)]。可以在加法结点76的输出处通过将加法结点75的输出与噪声估值器块45的输出相加、来获得包络之对数的动态部分的估计值log[ed(t)]。加法结点76的输出接着被放大以增益G’，其中G’为： G , = 1 - X log ( atten ) | log [ e d ( t ) ] | - Y · log ( atten ) 其中 Y = k K ( K max - 1 ) + log ( atten ) 并且X＝Kmax·Y
根据三个条件(specification)获得自适应增益G’：(1)最大增益Kmax，它对应于将最大预期语音电平恢复至舒适收听电平的增益(2)预期的衰减量atten(3)单位增益所希望的值k＝log[ed(t)]。
仍旧参照图5D，噪声估值器块45的输出还与log(atten)在加法结点79相组合。该加法结点79的输出与放大器G’的输出在结点77中相加，随后的输出在块32中被乘以K。然后，LOG块22的输出被从乘法器K(对K的选择如前面所述)的输出中减去，并接着在加法结点74与用于用户的阈值对数“b”相加。
图5E说明了根据本发明的另一个降低噪声的实施例。
虽然如图2A-2C和图5A-5C所示的倍增AGC电路16-n被不同地实现，但可以确定的是，图2A-2C所示的对数-低通实现方式之任一种所导致的输出，以及图5A-5C所示的低通-对数实现方式导致的输出，它们基本上都是等效的，其中一个输出都不能说是比另一个更合意。事实上，考虑到这两种输出都很类似，所以可以认为任何一个输出都是两者的好的表现方式。为确定对数-低通和低通-对数两种方式的等效性是否适合人的听觉，而对语音数据进行测试，测试的收听结果显示出，两种设置的清晰度和保真度几乎是无法区分的。
虽然清晰度和保真度在两种设置中是相等的，在系统对具体正弦音调的校准期间，对输出电平进行分析之后发现，低通-对数方式还保留着校准而对数-低通方式则稍微偏离了校准。虽然任何一种设置看起来都能给出相同的收听结果，但如图5A-5C的低通-对数方式还更支持校准。
本发明的多频带倍增AGC自适应压缩方法没有明显的反馈或者前馈。通过对倍增AGC电路16-n附加一个改进的软限幅器，可以保证稳定的过渡响应以及低噪声。图9A就示出了用于本发明中的倍增AGC电路的这样一个实施例。
除了放大器20不再向绝对值电路60提供信号而是跟在低通滤波器30之后以外，图9A中的实施例类似于图5A中的实施例。还有，在EXP块34与乘法器64之间插入了一个改进的软限幅器86。在模拟实现中，软限幅器86可以被设计为具有在饱和区域中渐进至零点的斜率，例如Holt Rinehart and Winston Publishing Co.2nd ed.1987年(尤其参见230-239页)，A.S.Sedra和K.C.Smith所著的“Microelectronic Circuits”。软限幅器块86的输出为该系统的增益。在图9A的电路中插入软限幅器块86，将该增益限制为最大值，该最大值被设置为在阈值处补偿听力损失所需增益。
在数字实现中，软限幅器86可以被实现为一个子程序，对于所有的输入值都小于由在阈值处补偿听力损失所需要的乘法器64来实现的增益值的情况，该子程序向乘法器64提供的输出等于软限幅器86的输入，而对于所有的输入都大于该值的情况，该子程序向乘法器64提供的输出等于在阈值处补偿听力损失所需要的增益值。本领域内的技术人员都知道，乘法器64起着一个可变增益放大器的作用，其中该放大器的增益受软限幅器86之输出的限制。更方便但不是必须的是，修改该软限幅器，以将对低于阈值的软声音的增益限制为等于或者小于在阈值处补偿听力损失所需要的增益。如果对软限幅器86进行这样的修改，则必须注意确保的是，相对于输入电平的小变化，低于听力阈值的增益不是间断的。
该改进后的软限幅器86的使用提供另一个好处，消除对声音刺激的系统响应中的瞬时过调量(transient overshoot)，其中该声音刺激快速产生从静音至一个让人感到不舒服的高声强度的瞬间。通过在系统中引入适当的延迟，也可以获得软限幅器86的稳定效应，但这可能具有损坏性的副作用。若一个人自己的声音被过多的延迟后再使语音传输到耳朵，则会导致可能诱发口吃的反馈延迟。使用该改进后的软限幅器86，能够消除由其它技术所使用的声音延迟，同时提供稳定性和增强的信噪比。
图9B是图9A所示电路的一种变化的方框图。本领域普通技术人员可以理解的是，放大器20可以被删去，通过在图9B所示的加法电路88中将LOG块22的输出减去值log[emax]、而不背离这里所述的原理，可以等效地实现放大器20的增益函数。
现在参见图10，图中示出倍增AGC电路的一个优选实施例，它实现根据本发明的一个三斜率增益曲线。在图10中，LOG块22的输出端被连接至第一及第二比较器电路90-1和90-2。这两个比较器电路对LOG块22的输出与预定输入电平进行比较，以确定图11中的三个增益范围是适用的。第一及第二比较器电路的输出端被连接至增益倍增器(gain multiplexer)92和归一化倍增器(normalizationmultiplexer)94的第一及第二选择输入端。连至增益倍增器92的第一、第二及第三输入端K0′、K1′和K2′提供放大器42中的(K-1)之值。
通过由加法节点(node)96将值(K-1)log[emax]加至放大器42的输出，连至归一化倍增器94的第一、第二及第三输入端A0′、A1′和A2′提供由图2A、图5A和图9A中的放大器20实现的归一化。由于归一化的发生是在放大器42的工作之后，应该理解的是，该K值被包括在对归一化倍增器94的三个输入之中的每一个输入中。另外，被包括在这三个输入中的该K值对应于放大器42响应于增益倍增器92的输出所使用的K值。
根据本发明的这一实施例，比较器电路90-1和90-2将LOG块22的输出幅度分为扩展、压缩和饱和范围。在图11中示出提供给这三个范围内的输入的增益之示例图。在将助听器装在用户身上期间，由所确定的阈值听力损失来设置该扩展范围的上限。当LOG块22的输出幅度低于该阈值听力损失时，输入A0′和K0′将被选择，放大器42的增益将更适宜给该输入提供扩展增益。对于构成不需要之噪声的低电平输入信号能量，通过将该增益分解到这些低电平信号，扩展是有用的。
该压缩范围的下限是由该阈值听力损失来设定的，由在该压缩范围中提供给信号的压缩和在该饱和范围中提供的压缩来设定上限。当LOG块22的输出幅度高于该阈值听力损失、并低于该压缩范围的上限时，输入A1′和K1′将被选择，放大器42的增益将更适宜给该输入提供压缩增益。在安装助听器期间，将确定每个通道中提供的压缩。
当LOG块22的输出幅度高于该压缩范围的上限时，输入A2′和K2′将被选择，放大器42的增益将更适宜给该输入提供压缩增益。在该饱和范围中的压缩一般将大于该压缩范围内的压缩。在该饱和范围中，输出被限制在低于该输出换能器之最大输出能力的电平。这对于其它类型的输出限制(例如削峰)是优选的。
用于实现稳定性的一种替换方法是将噪声的低电平(即，具有低于听力阈值电平的强度)加入到音频带通滤波器14-1至14-n的输入。这个噪声应该被加权，使得其频谱形状跟随一个听力正常个人的听阈曲线作为频率的函数。图1中的噪声发生器100示意性地示出了这一点。噪声发生器被示出将低电平噪声注入音频带通滤波器14-1至14-n。在本领域中众所周知的是，有许多电路和方法用于噪声的发生。
在图5A至5D、图9A和9B以及图10的实施例中，分支电路包括绝对值电路60，其后跟随低通滤波器30，该分支电路起着包络检测器的作用。该绝对值电路60可以起着半波整流器、全波整流器或一种电路的作用，该电路的输出是输入的RMS值并具有适当的定标调整。因为这个包络检测器分支电路的输出具有较低的带宽，该包络更新采用这个电路的数字实现并只需要以该包络带宽的尼奎斯特(Nyquist)速率来进行，速率小于500Hz。本领域普通技术人员将理解的是，这一点将使得低功率数字实现得以进行。
用于听力补偿的倍增AGC满量程自适应压缩在几个重要的方式上不同于早期的FFT运算。本发明的多带倍增AGC自适应压缩技术并未采用频域处理，而是采用时域滤波器并具有基于所要求的邻接带宽的相似或等效Q。另外，与FFT方法大不相同的是，本发明的系统采用倍增AGC自适应压缩，以最小的延迟及无明显的前馈或反馈可以实现该系统。
在现有技术FFT实现中，采用这种现有技术所要测量的参数在声音空间中被识别。在图2A至图2C、图5A至图5E和图9A及图9B中所示的实施例中，本发明固有地包含有多带倍增AGC压缩，它的当前优选系统包括增量(recruitment)，及只要求测量阈值听力损失和上舒适级(upper comfort level)作为频率的函数。
最后，本发明的多带倍增AGC自适应压缩技术采用改进的软限幅器86或可替换地采用低电平噪声发生器100，它消除由现有技术处理所引入的附加噪声产物(artifact)并维持声音保真度。然而，更重要的是，如果未采用适当的延时，现有技术FFT方法在从静音到高声的过渡期间将变得不稳定。本发明之当前优选的倍增AGC实施例是稳定的并具有最小的延迟。
本发明的多带、倍增AGC自适应压缩方法具有若干优点。对于参照图2A至图2C、图5A至图5E和图9A及图9B所述的实施例，只需要测量关于被安装之个人的该阈值和上舒适级。采用相同的低通滤波器设计，对于被处理的每一个频带，以求出声音刺激s(t)的包络e(t)或等效地求出log[e(t)]。此外，通过采用这个相同的滤波器设计及简单地改变低通滤波器的截止频率，如上所述，其它应用可以被调节，包括那些从静音到高声的快速过渡被预见的应用。
本发明的多带、倍增AGC自适应压缩方法具有最小的延时。这消除了听觉混乱，当个人发声及听其自己的发声作为响应大脑的直达路径、并通过助听器系统接收经处理的延迟回声时，就会发生听觉混乱。
与因子emax的归一化，使得助听器在数学上不可能提供一个增益来将输出级提高到上舒适级之上，因此保护耳朵免受过大的声音强度的损害。对于大于emax的声音输入电平，该装置衰减声音而不是放大它。本领域普通技术人员将理解的是，通过将该输出限制在一个最大安全电平而不背离这里所述的原理，可以获得对耳朵的进一步保护。
对于所有输入强度电平精确提供校正增益的每一个频带，都采用一个独立的指数常量K，因此，在线性和压缩范围之间不发生切换。因此，消除了切换产物。
本发明的多带、倍增AGC自适应压缩方法没有明显的前馈或反馈。利用增加的一个改进软限幅器，稳定的过渡响应和低噪声最低限度(floor)得以确保。优于现有技术的一个重大的附加好处在于，改善了烦人的音频反馈或具有接近耳朵之助听器耳机和话筒的助听器特有的正反馈(regeneration)，作为最小延迟和在倍增AGC中没有明显前馈或反馈的结果，本发明得到这一好处。
倍增AGC由于其简单性，可以利用数字或模拟电路来实现。低功率实现是可能的。如上所述，在数字实现中，只需要以关于该包络带宽的尼奎斯特速率(小于500Hz的速率)来实现包络更新(即，由放大器20、LOG块22、放大器42所指示的操作)，因此，极大地减少了功率需求。
本发明的多带、倍增AGC自适应压缩系统也可适用于其它的音频问题。例如，常用于立体声系统和汽车音响组合中的声音均衡器可以利用该多带倍增AGC方法，因为仅有的用户调节是在每个频带中所期望的阈值增益。这在调整程序中等效于当前的图形均衡器，但是该AGC提供所期望的频率放大(boost)，而不会招致异常的音量增长，如利用当前系统所发生的。
根据本发明的另一方面，一种耳内听力补偿系统，采用两个将电信号转换为声音信号的换能器。有两项新的进展已经使得双接收器助听器成为可能。第一项进展是小型动圈换能器，第二项进展是这里所公开的临界频带压缩技术，该技术也被公开在一项美国专利(1994年7月8日递交，申请号为08/272,927，美国专利号为5,500,902)中并要求保护。
现在参见图12，图中示出一种耳内听力补偿系统110的方框图，该系统采用两个换能器将电信号转换成声音能量。第一个这样的换能器112被用于低频(例如低于1kHz)，如一种常规的衔铁(iron-armature)助听接收器，第二个这样的换能器114被用于高频(例如，高于1kHz)。
对于用于便携式电子装置的高保真耳机的需要已经刺激了对小于1/2英寸直径的动圈换能器的研制，这种换能器在整个音频范围(20-20,000Hz)上提供平坦响应。为了安装在耳道中，换能器的直径必须小于1/4英寸，因此在市场上购买的换能器是不适用的。对商品动圈耳机进行定标至3/16的直径产生一种换能器，该换能器从1kHz到适当超出人类听力的频率上限的范围都具有极佳的效率。本发明的系统采用这种经定标的动圈换能器作为高频扬声器，，并采用标准的诺尔斯(Knowles)(或类似的)衔铁助听换能器112作为低音扬声器。这两种装置都可以容易地装入耳道。
图12中所示的听力补偿系统在原理上与母发明相同，除了处理通道(每一通道包含带通滤波器和倍增AGC增益控制)被分为两组。第一组包括带通滤波器14-10、14-11和14-12以及倍增AGC电路16-10、16-11和16-12，该第一组处理的信号具有低于衔铁换能器112之谐振的频率。第二组包括带通滤波器14-20、14-21和14-22以及倍增AGC电路16-20、16-21和16-22，该第二组处理的信号具有高于衔铁换能器112之谐振的频率。处理通道的第一组的输出在加法部件116-1中相加，并被馈送到功率放大器118-1，该放大器驱动衔铁换能器112。处理通道的第二组的输出在加法部件116-2中相加，并被馈送到功率放大器118-2，该放大器驱动高频动圈换能器114。对两个处理通道的输入是由驻极体话筒120和前置放大器122提供的。
利用图12所示的配置，其中利用带通滤波器实现频率分离为高频及低频分量，不需要分频网络(crossover network)，从而简化了整个系统。本领域普通技术人员将理解的是，第一组中的处理及放大部件可以是专用于它们所工作的频带，第二组的部件也可以如此。这种专用化在实用中能够节省可观的功率损耗。这种专用化的示例包括采用其设计对于特定换能器是被优化的功率放大器、利用适于每一组之带宽的取样率、以及其它公知的设计优化。
发明人已经成功地证实，有一种替换微型动圈换能器的替换物用于高频换能器114，新式的驻极体具有足够高的静态极化，以使它们的机电换能效率足够高而可用作高频输出换能器。这样的换能器长期被用于超声波应用中，但并未被用于听力补偿应用中。当这些驻极体装置被用作高频换能器114时，本领域普通技术人员将理解的是，应该遵循上述的设计专用化，并对功率放大器有特别的强调，它必须被专用化以提供比动圈换能器所要求的电压高得多的电压。
尽管已经示出及描述了本发明的实施例和应用，本领域技术人员应该清楚的是，在不背离这里所述的发明原理的情况下，还可能有比以上所述更多的改变。本发明不应受到限制，除非是在所附权利要求书的精神之中。

Claims (18)

1.一种音频信号处理装置，包括：
一个输入换能器，用来将声能转换成与所述声能相对应的电能；
多个音频带通滤波器，它们连接所述输入换能器的输出端；
多个包括噪声抑制电路的倍增自动增益控制(AGC)电路，其中，每个所述的倍增AGC电路都连接一个所述音频带通滤波器的输出端；
一个第一加法结点，该结点同所述倍增自动增益控制电路的输出端相连；
一个第一放大器，该放大器同所述第一加法结点的输出端相连；及
一个输出换能器，用来将电能转换成声能。
2.根据权利要求1的音频信号处理装置，其中，每个所述倍增AGC电路还进一步包括：
一个第二放大器，该放大器的输入端连接一个所述音频带通滤波器的输出端；
一个对数部件，该部件的输入端同所述第二放大器部件的输出端相连，该对数部件具有第一输出端和第二输出端，该第一输出端传送的信号表示在所述对数部件之所述输入端的信号的符号，该第二输出端传送的信号与在所述对数部件之所述输入端的所述信号的绝对值之对数成正比；
一个滤波器部件，该部件的输入端同所述对数部件的所述第二输出端相连；
一个延迟部件，该部件的输入端同所述对数部件的第一输出端相连，其中，所述延迟部件补偿通过所述滤波器部件的延迟；
一个指数部件，该部件具有连接所述延迟部件之输出端的第一输入端和连接所述滤波器部件之输出端的第二输入端；及
一个第三放大器，该放大器的输入端同所述指数部件的输出端相连。
3.根据权利要求2的装置，其中，所述第二放大器的增益为(1/emax)，所述第三放大器的增益为(emax)，其中emax为采用AGC增益的音频包络的最大允许值。
4.根据权利要求2的装置，其中，所述滤波器部件还进一步包括：
一个低通滤波器，该滤波器的输入端同所述对数部件的第二输出端相连；
一个高通滤波器，该滤波器的输入端也同所述对数部件的第二输出端相连；
一个第四放大器，该放大器的输入端同所述低通滤波器的输出端相连；以及
一个第二加法结点，该结点具有第一输入端和第二输入端，该第一输入端同所述第四放大器的输出端相连，该第二输入端同所述高通滤波器的输出端相连，其中，所述加法结点提供的输出等于其两个输入之和。
5.根据权利要求1的装置，其中，每个所述倍增AGC电路还进一步包括：
一个对数部件，该部件的输入端同一个所述音频带通滤波器的输出端相连，该对数部件具有第一输出端和第二输出端，该第一输出端传送的信号表示在所述对数部件之所述输入端的信号的符号，该第二输出端传送的信号与在所述对数部件之所述输入端的所述信号之绝对值的对数成正比；
一个滤波器部件，该部件的输入端同所述对数部件的第二输出端相连；
一个延迟部件，该部件的输入端同所述对数部件的第一输出端相连，其中，所述延迟部件补偿通过所述滤波器部件的延迟；
一个指数部件，该部件具有第一输入端和第二输入端，该第一输入端同所述延迟部件的输出端相连，该第二输入端同所述滤波器部件的输出端相连；
6.根据权利要求5的装置，其中，所述滤波器部件还进一步包括：
一个低通滤波器，该滤波器的输入端同所述对数部件的第二输出端相连；
一个高通滤波器，该滤波器的输入端也同所述对数部件的第二输出端相连；
一个第二加法结点，该结点具有第一输入端和第二输入端，第一输入端同所述低通滤波器的输出端相连，第二输入端的输入等于-log[emax]，其中，emax为采用AGC增益的音频包络的最大允许值；
一个第二放大器，该放大器的输入端同所述第二加法结点的输出端相连；以及
一个第三加法结点，该结点具有第一输入端、第二输入端和第三输入端，第一输入端同所述高通滤波器的输出端相连，第二输入端同所述第二放大器的输出端相连，第三输入端的输入等于log[emax]，其中，该第三加法结点提供的输出等于其三个输入之和。
7.根据权利要求1的装置，其中，每个所述倍增AGC电路还进一步包括：
一个对数部件，该部件的输入端同一个所述音频带通滤波器的输出端相连，该对数部件具有第一输出端和第二输出端，第一输出端传送的信号表示在所述对数部件之所述输入端的信号的符号，第二输出端传送的信号与在所述对数部件之所述输入端的所述信号之绝对值的对数成正比；
一个滤波器部件，该部件的输入端同所述对数部件的第二输出端相连；
一个延迟部件，该部件的输入端同所述对数部件的第一输出端相连，其中所述延迟部件补偿通过所述滤波器部件的延迟；
一个指数部件，该部件具有第一输入端和第二输入端，第一输入端同所述延迟部件的输出端相连，第二输入端同所述滤波器部件的输出端相连；以及
一个第二放大器部件，该部件同所述指数部件的输出端相连，其中，该第二放大器的增益等于(emax)，这里的emax为采用AGC增益的音频包络的最大允许值。
8.根据权利要求7的装置，其中所述滤波器部件还进一步包括：
一个低通滤波器，该滤波器的输入端同所述对数部件的第二输出端相连；
一个带通滤波器，该滤波器的输入端也同所述对数部件的第二输出端相连；
一个高通滤波器，该滤波器的输入端也同所述对数部件的第二输出端相连；
一个第二加法结点，该结点具有第一输入端和第二输入端，第一输入端同所述低通滤波器的输出端相连，第二输入端的输入等于-log[emax]，这里的emax为采用AGC增益的音频包络的最大允许值；
一个第二放大器，该放大器的输入端同所述第二加法结点的输出端相连；
一个第三放大器，该放大器的输入端同所述带通滤波器的输出端相连；以及
一个第三加法结点，该结点具有第一输入端、第二输入端、第三输入端和第四输入端，第一输入端同所述高通滤波器的输出端相连，第二输入端同所述第二放大器的输出端相连，第三输入端同所述第三放大器的输出端相连，第四输入端的输入等于log[atten]，其中，该第三加法结点提供的输出等于其四个输入之和，其中的atten为线性衰减因子。
9.根据权利要求1的装置，其中，每个所述倍增AGC电路还进一步包括：
一个第二放大器，其输入端同一个所述音频带通滤波器的输出端相连，其中，该放大器的增益为(1/emax)，这里的emax为采用AGC增益的音频包络的最大允许值；
一个绝对值电路，该电路的输入端同所述第一放大器的输出端相连；
一个低通滤波器，该滤波器的输入端同所述绝对值电路的输出端相连；
一个对数部件，该部件的输入端同所述低通滤波器的输出端相连；
一个第三放大器，该放大器的输入端同所述对数部件的输出端相连，其中所述第二放大器的增益为(K-1)；
一个指数部件，该部件的输入端同所述第三放大器的输出端相连；
一个延迟部件，该部件的输入端同所述第二放大器的输入端相连；以及
一个乘法器，该乘法器的第一输入端同所述指数部件的输出端相连，该乘法器的第二输入端同所述指数部件的输出端相连。
10.根据权利要求1的装置，其中，每个所述倍增AGC电路还进一步包括：
一个绝对值电路，该电路的输入端同一个所述音频带通滤波器的输出端相连；
一个低通滤波器，该滤波器的输入端同所述绝对值电路的输出端相连；
一个对数部件，该部件的输入端同所述低通滤波器的输出端相连；
一个第二加法结点，该结点的第一输入端同所述对数部件的输出端相连，该结点的第二输入端的输入等于-log[emax]，这里的emax为采用AGC增益的音频包络的最大允许值；
一个第二放大器，该放大器的输入端同所述第二加法结点的输出端相连，其中所述第二放大器具有的增益等于(K-1)；
一个指数部件，该部件的输入端同所述第二放大器的输出端相连；
一个延迟部件，该部件的输入端同所述绝对值电路的输入端相连；以及
一个乘法器，该乘法器的第一输入端同所述指数部件的输出端相连，该乘法器的第二输入端同所述延迟部件的输出端相连。
11.根据权利要求1的装置，其中，每个所述倍增AGC电路还进一步包括：
一个绝对值电路，该电路的一个输入端同一个所述音频带通滤波器的输出端相连；
一个第一低通滤波器，该滤波器的输入端同所述绝对值电路的输出端相连；
一个对数部件，该部件的输入端同所述低通滤波器的输出端相连；
一个滤波器部件，该部件的输入端同所述对数部件的输出端相连；
一个指数部件，该部件的输入端同所述滤波器部件的输出端相连；
一个延迟部件，该部件的输入端同所述绝对值电路的输入端相连，其中所述延迟部件补偿通过所述滤波器部件的延迟；以及
一个乘法器，该乘法器的第一输入端同所述指数部件的输出端相连，该乘法器的第二输入端同所述延迟部件的输出端相连。
12.根据权利要求11的装置，其中，所述滤波器部件还进一步包括：
一个高通滤波器，该滤波器的输入端同所述对数部件的输出端相连；
一个第二放大器，该放大器的输入端同所述高通滤波器的输出端相连，其中该第二放大器具有的增益等于(G-1)；
一个第二低通滤波器，该滤波器的输入端也同所述对数部件的输出端相连；
一个第二加法结点，该结点的第一输入端同所述第二低通滤波器的输出端相连，该结点的第二输入端的输入为-log[emax]，这里的emax为采用AGC增益的音频包络的最大允许值；
一个第三放大器，该放大器的输入端同所述第一加法结点的输出端相连，其中该第三放大器的增益等于(K-1)；以及
一个第三加法结点，该结点的第一输入端同所述第二放大器的输出端相连，该结点的第二输入端同所述第三放大器的输出端相连，该结点的第三输入端的输入等于log[atten]，其中atten为线性衰减因子。
13.根据权利要求1的装置，其中，每个所述倍增AGC电路还进一步包括：
一个绝对值电路，该电路的输入端同一个所述音频带通滤波器的输出端相连；
一个低通滤波器，该滤波器的输入端同所述绝对值电路的输出端相连；
一个对数部件，该部件的输入端同所述低通滤波器的输出端相连；
一个第二加法结点，该结点的第一输入端同所述对数部件的输出端相连，该结点的第二输入端的输入等于用于所述倍增AGC电路的声音阈值的对数；
一个噪声估值器，该估值器的输入端同所述第二加法结点的输出端相连；
一个第三加法结点，该第三加法结点的第一输入端同所述第二加法结点的输出端相连，该第三加法结点的第二输入端同所述噪声估值器的反相输出端相连；
一个第二放大器，该放大器的输入端同所述第三加法结点的输出端相连，其中该第二放大器的增益为G’；
一个第四加法结点，该结点的第一输入端同所述第二放大器的输出端相连；
一个第五加法结点，该结点的第一输入端同所述噪声估值器的输出端相连，该结点的第二输入端的输入等于log[atten]，其中atten为线性衰减因子；
一个第三放大器，该放大器的输入端同所述第四加法结点的输出端相连；
一个第六加法结点，该结点的第一输入端同所述第三放大器的输出端相连，该结点的第二输入端同所述对数部件的输出端相连，该结点的第三输入端的输入等于用于所述倍增AGC电路的声音阈值的对数；
一个指数部件，该部件的输入端同所述第六加法结点的输出端相连；以及
一个乘法器，该乘法器的第一输入端同所述指数部件的输出端相连，该乘法器的第二输入端同一个所述音频带通滤波器的输出端相连。
14.根据权利要求5的装置，其中，所述滤波器部件包括：
一个高通滤波器，该滤波器的输入端同所述对数部件的输出端相连；
一个低通滤波器，该滤波器的输入端也同所述对数部件的输出端相连；
一个第二加法结点，该结点的第一输入端同所述低通滤波器的输出端相连，该结点的第二输入端的输入等于用于所述倍增AGC电路的声音阈值的对数；
一个噪声估值器，该估值器的输入端同所述第二加法结点的输出端相连；
一个第三加法结点，该第三加法结点的第一输入端同所述第二加法结点的输出端相连，该第三加法结点的第二输入端同所述噪声估值器的反相输出端相连；
一个第二放大器，该放大器的输入端同所述第三加法结点的输出端相连；
一个第四加法结点，该结点的第一输入端同所述噪声估值器的输出端相连，该结点的第二输入端的输入为log[atten]，其中atten为线性衰减因子；
一个第五加法结点，该结点的第一输入端同所述第二放大器的输出端相连，该结点的第二输入端同所述第四加法结点的输出端相连；
一个第三放大器，该放大器的输入端同所述第五加法结点的输出端相连；
一个第六加法结点，该结点的第一输入端同所述第三放大器的输出端相连，该结点的第二输入端同所述高通滤波器的输出端相连，该结点的第三输入端的输入等于用于所述倍增AGC电路的声音阈值的对数，其中，该第六加法结点提供的输出等于其三个输入之和。
15.根据权利要求1的装置，其中，每个所述倍增AGC电路还进一步包括：
一个绝对值电路，该电路的输入端同一个所述音频带通滤波器的输出端相连；
一个低通滤波器，该滤波器的输入端同所述绝对值电路的输出端相连；
一个第二放大器，该放大器的输入端同所述低通滤波器的输出端相连，其中，该第二放大器的增益为(1/emax)，这里的emax为采用AGC增益的音频包络的最大允许值；
一个对数部件，该部件的输入端同所述第二放大器的输出端相连；
一个第三放大器，该放大器的输入端同所述对数部件的输出端相连，其中该第三放大器具有的增益等于(K-1)；
一个指数部件，该部件的输入端同所述第三放大器的输出端相连；
一个软限幅器，该限幅器的输入端同所述指数部件的输出端相连；
一个延迟部件，该部件的输入端同所述绝对值电路的输出端相连，以及
一个乘法器，该乘法器的第一输入端同所述软限幅器的输出端相连，该乘法器的第二输入端同所述延迟部件的输出端相连。
16.根据权利要求1的装置，其中，每个所述倍增AGC电路还进一步包括：
一个绝对值电路，该电路的输入端同一个所述音频带通滤波器的输出端相连；
一个低通滤波器，该滤波器的输入端同所述绝对值电路的输出端相连；
一个对数部件，该部件的输入端同所述低通滤波器的输出端相连；
一个第二加法结点，该结点的第一输入端同所述对数部件的输出端相连，该结点的第二输入端的输入为-log[emax]，其中的emax为采用AGC增益的音频包络的最大允许值；
一个第二放大器，该放大器的输入端同所述第二加法结点的输出端相连，其中该第二放大器具有的增益等于(K-1)；
一个指数部件，该部件的输入端同所述第二放大器的输出端相连；
一个软限幅器，该限幅器的输入端同所述指数部件的输出端相连；
一个延迟部件，该部件的输入端同一个所述音频带通滤波器的输出端相连；以及
一个乘法器，该乘法器的第一输入端同所述软限幅器的输出端相连，该乘法器的第二输入端同所述延迟部件的输出端相连。
17.根据权利要求1的装置，其中，每个所述倍增AGC电路还进一步包括：
一个绝对值电路，该电路的输入端同一个所述音频带通滤波器的输出端相连；
一个低通滤波器，该滤波器的输入端同所述绝对值电路的输出端相连；
一个对数部件，该部件的输入端同所述低通滤波器的输出端相连；
一个第一补偿电路，该电路的输入端同所述对数部件的输出端相连；
一个第二补偿电路，该电路的输入端也同所述对数部件的输出端相连；
一个增益倍增器，该增益倍增器具有第一选择输入端和第二选择输入端，第一选择输入端同所述第一补偿电路的输出端相连，第二选择输入端同所述第二补偿电路的输出端相连；
一个规一化倍增器，该倍增器具有第一选择输入端和第二选择输入端，第一选择输入端同所述第一补偿电路的输出端相连，第二选择输入端同所述第二补偿电路的输出端相连；
一个第二放大器，该放大器的第一输入端同所述对数部件的输出端相连，该放大器的增益等于所述增益倍增器的输出；
一个第二加法结点，该结点的第一输入端同所述第二放大器的输出端相连，该结点的第二输入端的输入连接所述归一化倍增器的输出端；
一个指数部件，该部件的输入端同所述第二加法结点的输出端相连；
一个延迟部件，该部件的输入端同一个所述音频带通滤波器的输出端相连；以及
一个乘法器，该乘法器的第一输入端同所述指数部件的输出端相连，该乘法器的第二输入端同所述延迟部件的输出端相连。
18.  一种音频信号处理装置，包括：
一个输入换能器，用于将声能转换成与所述声能相对应的电能；以及
多个处理通道组，每个所述处理通道组包括：
一个或多个音频带通滤波器，所述滤波器同所述输入换能器的输出端相连；
一个或者多个倍增自动增益控制(AGC)电路，所述电路包括用于一种电池供电的助听器内的噪声抑制电路，其中，每个所述倍增AGC电路都同一个所述音频带通滤波器的输出端相连；
一个加法结点，该结点同所述处理通道组中所有的所述倍增AGC电路的输出端相连；
一个放大器，该放大器同所述加法结点的输出端相连；以及
一个输出换能器，用来将电能转换成声能。
CN00816030A 1999-11-22 2000-05-04 结合信号处理技术的助听器装置 Pending CN1391780A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/444,972 US6885752B1 (en) 1994-07-08 1999-11-22 Hearing aid device incorporating signal processing techniques
US09/444,972 1999-11-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1391780A true CN1391780A (zh) 2003-01-15

Family

ID=23767135

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN00816030A Pending CN1391780A (zh) 1999-11-22 2000-05-04 结合信号处理技术的助听器装置

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6885752B1 (zh)
EP (1) EP1236377B1 (zh)
JP (1) JP4705300B2 (zh)
CN (1) CN1391780A (zh)
AU (1) AU781062B2 (zh)
DE (1) DE60037034T2 (zh)
DK (1) DK1236377T3 (zh)
WO (1) WO2001039546A1 (zh)

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1886782B (zh) * 2003-11-26 2010-10-06 奥迪康有限公司 有效消除噪音的助听器
CN1879449B (zh) * 2003-11-24 2011-09-28 唯听助听器公司 助听器和减少噪声的方法
CN104661151A (zh) * 2013-11-15 2015-05-27 奥迪康有限公司 具有自适应反馈通路估计的听力装置
CN105122359A (zh) * 2013-04-10 2015-12-02 杜比实验室特许公司 语音去混响的方法、设备和系统
CN105592394A (zh) * 2016-03-04 2016-05-18 南京迈宸科技有限公司 一种高灵敏拾音及定向扩音装置及其方法
CN106664498A (zh) * 2014-08-08 2017-05-10 邦吉欧维声学有限公司 用于产生与音频传输功能相关的头的系统和装置
CN107920320A (zh) * 2016-10-11 2018-04-17 宏碁股份有限公司 助听器及其自动分频滤波增益控制方法
TWI623234B (zh) * 2016-09-26 2018-05-01 宏碁股份有限公司 助聽器及其自動分頻濾波增益控制方法
CN108024185A (zh) * 2016-11-02 2018-05-11 宏碁股份有限公司 电子装置及特定频段补偿增益方法
CN108024178A (zh) * 2016-10-28 2018-05-11 宏碁股份有限公司 电子装置及其分频滤波增益优化方法
US10069471B2 (en) 2006-02-07 2018-09-04 Bongiovi Acoustics Llc System and method for digital signal processing
US10158337B2 (en) 2004-08-10 2018-12-18 Bongiovi Acoustics Llc System and method for digital signal processing
US10291195B2 (en) 2006-02-07 2019-05-14 Bongiovi Acoustics Llc System and method for digital signal processing
US10313791B2 (en) 2013-10-22 2019-06-04 Bongiovi Acoustics Llc System and method for digital signal processing
CN109889954A (zh) * 2019-03-26 2019-06-14 苏州全频智能科技有限公司 全频多级校正网络补偿器
CN110769337A (zh) * 2019-10-24 2020-02-07 上海易和声学科技有限公司 一种有源阵列音柱及音响设备系统
CN110931033A (zh) * 2019-11-27 2020-03-27 深圳市悦尔声学有限公司 一种麦克风内置耳机的语音聚焦增强方法
US10639000B2 (en) 2014-04-16 2020-05-05 Bongiovi Acoustics Llc Device for wide-band auscultation
CN111328008A (zh) * 2020-02-24 2020-06-23 广州市迪士普音响科技有限公司 一种基于扩声系统的声压级智能控制方法
US10701505B2 (en) 2006-02-07 2020-06-30 Bongiovi Acoustics Llc. System, method, and apparatus for generating and digitally processing a head related audio transfer function
US10820883B2 (en) 2014-04-16 2020-11-03 Bongiovi Acoustics Llc Noise reduction assembly for auscultation of a body
US10848867B2 (en) 2006-02-07 2020-11-24 Bongiovi Acoustics Llc System and method for digital signal processing
US10848118B2 (en) 2004-08-10 2020-11-24 Bongiovi Acoustics Llc System and method for digital signal processing
US10959035B2 (en) 2018-08-02 2021-03-23 Bongiovi Acoustics Llc System, method, and apparatus for generating and digitally processing a head related audio transfer function
US10999695B2 (en) 2013-06-12 2021-05-04 Bongiovi Acoustics Llc System and method for stereo field enhancement in two channel audio systems
US11211043B2 (en) 2018-04-11 2021-12-28 Bongiovi Acoustics Llc Audio enhanced hearing protection system
US11431312B2 (en) 2004-08-10 2022-08-30 Bongiovi Acoustics Llc System and method for digital signal processing

Families Citing this family (82)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1006472C2 (nl) 1997-07-04 1999-01-05 Oce Tech Bv Kopieerinrichting met instelbare gradatie.
AU4323800A (en) * 2000-05-06 2001-11-20 Nanyang Technological University System for noise suppression, transceiver and method for noise suppression
DE10052906A1 (de) * 2000-10-25 2002-05-08 Siemens Ag Tragbares elektronisches Gerät
GB2373975B (en) * 2001-03-30 2005-04-13 Sony Uk Ltd Digital audio signal processing
US6707865B2 (en) 2001-07-16 2004-03-16 Qualcomm Incorporated Digital voltage gain amplifier for zero IF architecture
US7340069B2 (en) * 2001-09-14 2008-03-04 Intel Corporation System and method for split automatic gain control
CN1274184C (zh) * 2001-09-21 2006-09-06 西门子公司 在电声变换器中控制音频信号的低音放音的方法和装置
US7650004B2 (en) * 2001-11-15 2010-01-19 Starkey Laboratories, Inc. Hearing aids and methods and apparatus for audio fitting thereof
US7835530B2 (en) * 2001-11-26 2010-11-16 Cristiano Avigni Systems and methods for determining sound of a moving object
US7155385B2 (en) 2002-05-16 2006-12-26 Comerica Bank, As Administrative Agent Automatic gain control for adjusting gain during non-speech portions
DE10225145A1 (de) * 2002-06-06 2003-12-18 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur gehörrichtigen Baßpegelanhebung und zugeordnetes Wiedergabesystem
DE10225146A1 (de) * 2002-06-06 2003-12-18 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Einstellen von Filterparametern und zugeordnetes Wiedergabesystem
US7151838B2 (en) * 2002-08-21 2006-12-19 Galler Bernard A Digital hearing aid battery conservation method and apparatus
US7123732B2 (en) * 2002-09-10 2006-10-17 Phonak Ag Process to adapt the signal amplification in a hearing device as well as a hearing device
US7092532B2 (en) * 2003-03-31 2006-08-15 Unitron Hearing Ltd. Adaptive feedback canceller
WO2004097799A1 (en) * 2003-04-24 2004-11-11 Massachusetts Institute Of Technology System and method for spectral enhancement employing compression and expansion
JPWO2004109661A1 (ja) * 2003-06-05 2006-07-20 松下電器産業株式会社 音質調整装置および音質調整方法
US8023673B2 (en) 2004-09-28 2011-09-20 Hearworks Pty. Limited Pitch perception in an auditory prosthesis
AU2004242561B2 (en) * 2003-12-31 2011-05-12 Hearworks Pty Ltd Modulation Depth Enhancement for Tone Perception
US7561709B2 (en) * 2003-12-31 2009-07-14 Hearworks Pty Limited Modulation depth enhancement for tone perception
KR20050072990A (ko) * 2004-01-08 2005-07-13 황인덕 전기 임피던스 측정 장치
US20060020454A1 (en) * 2004-07-21 2006-01-26 Phonak Ag Method and system for noise suppression in inductive receivers
US7406136B2 (en) * 2004-08-05 2008-07-29 Broadcom Corporation Channel select filter and applications thereof
US8543390B2 (en) * 2004-10-26 2013-09-24 Qnx Software Systems Limited Multi-channel periodic signal enhancement system
US8306821B2 (en) * 2004-10-26 2012-11-06 Qnx Software Systems Limited Sub-band periodic signal enhancement system
US7822212B2 (en) * 2004-11-05 2010-10-26 Phonic Ear Inc. Method and system for amplifying auditory sounds
JP4395772B2 (ja) * 2005-06-17 2010-01-13 日本電気株式会社 ノイズ除去方法及び装置
EP1920633B1 (en) 2005-08-23 2011-08-10 Widex A/S Hearing aid with increased acoustic bandwidth
US7634820B2 (en) * 2006-01-20 2009-12-22 Sport Maska Inc. Adjustment mechanism for a helmet
US7986790B2 (en) * 2006-03-14 2011-07-26 Starkey Laboratories, Inc. System for evaluating hearing assistance device settings using detected sound environment
EP2080408B1 (en) * 2006-10-23 2012-08-15 Starkey Laboratories, Inc. Entrainment avoidance with an auto regressive filter
DK1921746T4 (da) 2006-11-08 2013-09-23 Siemens Audiologische Technik Høreapparat med en koblingsanordning til indstilling af udgangseffekten og/eller frekvensgangen af en udgangsforstærker af høreapparatet
US7920708B2 (en) * 2006-11-16 2011-04-05 Texas Instruments Incorporated Low computation mono to stereo conversion using intra-aural differences
EP2119313A2 (en) * 2007-01-03 2009-11-18 Biosecurity Technologies, Inc. Ultrasonic and multimodality assisted hearing
FR2911961B1 (fr) 2007-01-26 2012-04-06 Electricite De France Capteur acoustique de mesure de la pression et/ou de la masse molaire d'un gaz dans une enceinte cylindrique et procede de mesure correspondant
US8904400B2 (en) * 2007-09-11 2014-12-02 2236008 Ontario Inc. Processing system having a partitioning component for resource partitioning
US8850154B2 (en) * 2007-09-11 2014-09-30 2236008 Ontario Inc. Processing system having memory partitioning
US20090076825A1 (en) * 2007-09-13 2009-03-19 Bionica Corporation Method of enhancing sound for hearing impaired individuals
US20090074203A1 (en) * 2007-09-13 2009-03-19 Bionica Corporation Method of enhancing sound for hearing impaired individuals
US20090074206A1 (en) * 2007-09-13 2009-03-19 Bionica Corporation Method of enhancing sound for hearing impaired individuals
US20090074216A1 (en) * 2007-09-13 2009-03-19 Bionica Corporation Assistive listening system with programmable hearing aid and wireless handheld programmable digital signal processing device
US20090076816A1 (en) * 2007-09-13 2009-03-19 Bionica Corporation Assistive listening system with display and selective visual indicators for sound sources
US20090074214A1 (en) * 2007-09-13 2009-03-19 Bionica Corporation Assistive listening system with plug in enhancement platform and communication port to download user preferred processing algorithms
US20090076804A1 (en) * 2007-09-13 2009-03-19 Bionica Corporation Assistive listening system with memory buffer for instant replay and speech to text conversion
US20090076636A1 (en) * 2007-09-13 2009-03-19 Bionica Corporation Method of enhancing sound for hearing impaired individuals
WO2009047858A1 (ja) * 2007-10-12 2009-04-16 Fujitsu Limited エコー抑圧システム、エコー抑圧方法、エコー抑圧プログラム、エコー抑圧装置、音出力装置、オーディオシステム、ナビゲーションシステム及び移動体
US9031242B2 (en) 2007-11-06 2015-05-12 Starkey Laboratories, Inc. Simulated surround sound hearing aid fitting system
US8718288B2 (en) 2007-12-14 2014-05-06 Starkey Laboratories, Inc. System for customizing hearing assistance devices
WO2009087968A1 (ja) * 2008-01-10 2009-07-16 Panasonic Corporation 補聴処理装置、調整装置、補聴処理システム、補聴処理方法、プログラム、及び集積回路
US8209514B2 (en) * 2008-02-04 2012-06-26 Qnx Software Systems Limited Media processing system having resource partitioning
US8571244B2 (en) 2008-03-25 2013-10-29 Starkey Laboratories, Inc. Apparatus and method for dynamic detection and attenuation of periodic acoustic feedback
US8094809B2 (en) * 2008-05-12 2012-01-10 Visteon Global Technologies, Inc. Frame-based level feedback calibration system for sample-based predictive clipping
US8831936B2 (en) * 2008-05-29 2014-09-09 Qualcomm Incorporated Systems, methods, apparatus, and computer program products for speech signal processing using spectral contrast enhancement
US8705751B2 (en) 2008-06-02 2014-04-22 Starkey Laboratories, Inc. Compression and mixing for hearing assistance devices
US9185500B2 (en) 2008-06-02 2015-11-10 Starkey Laboratories, Inc. Compression of spaced sources for hearing assistance devices
US9485589B2 (en) 2008-06-02 2016-11-01 Starkey Laboratories, Inc. Enhanced dynamics processing of streaming audio by source separation and remixing
US8538749B2 (en) 2008-07-18 2013-09-17 Qualcomm Incorporated Systems, methods, apparatus, and computer program products for enhanced intelligibility
KR100941936B1 (ko) * 2008-09-25 2010-02-11 포항공과대학교 산학협력단 프리엠퍼시스 방식으로 누화잡음의 영향을 보상하는 송신단회로
US9202456B2 (en) * 2009-04-23 2015-12-01 Qualcomm Incorporated Systems, methods, apparatus, and computer-readable media for automatic control of active noise cancellation
US8553897B2 (en) * 2009-06-09 2013-10-08 Dean Robert Gary Anderson Method and apparatus for directional acoustic fitting of hearing aids
WO2010146711A1 (ja) * 2009-06-19 2010-12-23 富士通株式会社 音声信号処理装置及び音声信号処理方法
US8995688B1 (en) 2009-07-23 2015-03-31 Helen Jeanne Chemtob Portable hearing-assistive sound unit system
US8879745B2 (en) * 2009-07-23 2014-11-04 Dean Robert Gary Anderson As Trustee Of The D/L Anderson Family Trust Method of deriving individualized gain compensation curves for hearing aid fitting
US9101299B2 (en) * 2009-07-23 2015-08-11 Dean Robert Gary Anderson As Trustee Of The D/L Anderson Family Trust Hearing aids configured for directional acoustic fitting
US8359283B2 (en) * 2009-08-31 2013-01-22 Starkey Laboratories, Inc. Genetic algorithms with robust rank estimation for hearing assistance devices
US20120278087A1 (en) * 2009-10-07 2012-11-01 Nec Corporation Multiband compressor and method of adjusting the same
US9729976B2 (en) * 2009-12-22 2017-08-08 Starkey Laboratories, Inc. Acoustic feedback event monitoring system for hearing assistance devices
US9654885B2 (en) 2010-04-13 2017-05-16 Starkey Laboratories, Inc. Methods and apparatus for allocating feedback cancellation resources for hearing assistance devices
US9053697B2 (en) 2010-06-01 2015-06-09 Qualcomm Incorporated Systems, methods, devices, apparatus, and computer program products for audio equalization
AU2010365366B2 (en) * 2010-12-08 2014-10-02 Widex A/S Hearing aid and a method of enhancing speech reproduction
US9338555B1 (en) * 2011-02-16 2016-05-10 J. Craig Oxford Earphones and hearing aids with equalization
JP5715910B2 (ja) * 2011-09-01 2015-05-13 クラリオン株式会社 ダイナミックレンジ拡張装置
US8942397B2 (en) 2011-11-16 2015-01-27 Dean Robert Gary Anderson Method and apparatus for adding audible noise with time varying volume to audio devices
JP6015146B2 (ja) * 2012-06-06 2016-10-26 オンキヨー株式会社 チャンネルデバイダおよびこれを含む音声再生システム
EP2858381A1 (en) * 2013-10-03 2015-04-08 Oticon A/s Hearing aid specialised as a supplement to lip reading
JP5980263B2 (ja) * 2014-05-02 2016-08-31 キヤノン株式会社 静電容量型の電気機械変換装置を含む装置
FR3038485B1 (fr) * 2015-07-02 2018-10-12 Swiss Acoustic Laboratoire De Correction Auditive Procede et systeme permettant de fournir une assistance auditive
JP6603725B2 (ja) * 2015-09-30 2019-11-06 パイオニア株式会社 音声信号生成装置、音声信号生成方法、及び、プログラム
US10142743B2 (en) 2016-01-01 2018-11-27 Dean Robert Gary Anderson Parametrically formulated noise and audio systems, devices, and methods thereof
US10778172B2 (en) * 2017-03-10 2020-09-15 Clifford Maag Audio compressor with parallel equalizer circuit
US10542354B2 (en) * 2017-06-23 2020-01-21 Gn Hearing A/S Hearing device with suppression of comb filtering effect
EP3984248A4 (en) * 2019-06-13 2023-07-05 Soundtrack Outdoors, LLC HEARING ENHANCEMENT AND PROTECTION DEVICE

Family Cites Families (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3784750A (en) 1972-02-25 1974-01-08 Shalako Resource Systems Apparatus and prosthetic device for providing electronic correction of auditory deficiencies for aurally handicapped persons
JPS5250646B2 (zh) 1972-10-16 1977-12-26
US3920931A (en) 1974-09-25 1975-11-18 Jr Paul Yanick Hearing aid amplifiers employing selective gain control circuits
US3989904A (en) 1974-12-30 1976-11-02 John L. Holmes Method and apparatus for setting an aural prosthesis to provide specific auditory deficiency corrections
GB1541004A (en) 1975-11-07 1979-02-21 Nat Res Dev Hearing aid
JPS52125251A (en) 1976-02-23 1977-10-20 Bio Communication Res Electric filter and method of designing same
US4052572A (en) 1976-04-29 1977-10-04 Electro-Physical Research, Inc. Hearing aid
US4185168A (en) 1976-05-04 1980-01-22 Causey G Donald Method and means for adaptively filtering near-stationary noise from an information bearing signal
US4025721A (en) 1976-05-04 1977-05-24 Biocommunications Research Corporation Method of and means for adaptively filtering near-stationary noise from speech
US4099035A (en) 1976-07-20 1978-07-04 Paul Yanick Hearing aid with recruitment compensation
US4135590A (en) 1976-07-26 1979-01-23 Gaulder Clifford F Noise suppressor system
DE2716336B1 (de) 1977-04-13 1978-07-06 Siemens Ag Verfahren und Hoergeraet zur Kompensation von Gehoerdefekten
US4118604A (en) 1977-09-06 1978-10-03 Paul Yanick Loudness contour compensated hearing aid having ganged volume, bandpass filter, and compressor control
US4419544A (en) 1982-04-26 1983-12-06 Adelman Roger A Signal processing apparatus
US4366349A (en) 1980-04-28 1982-12-28 Adelman Roger A Generalized signal processing hearing aid
JPS5744338A (en) 1980-08-29 1982-03-12 Victor Co Of Japan Ltd Noise reduction device
US4396806B2 (en) 1980-10-20 1998-06-02 A & L Ventures I Hearing aid amplifier
US4405831A (en) 1980-12-22 1983-09-20 The Regents Of The University Of California Apparatus for selective noise suppression for hearing aids
SE428167B (sv) 1981-04-16 1983-06-06 Mangold Stephan Programmerbar signalbehandlingsanordning, huvudsakligen avsedd for personer med nedsatt horsel
DE3205685A1 (de) 1982-02-17 1983-08-25 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Hoergeraet
US4602337A (en) 1983-02-24 1986-07-22 Cox James R Analog signal translating system with automatic frequency selective signal gain adjustment
GB8317086D0 (en) 1983-06-23 1983-07-27 Swinbanks M A Attenuation of sound waves
US4548082A (en) 1984-08-28 1985-10-22 Central Institute For The Deaf Hearing aids, signal supplying apparatus, systems for compensating hearing deficiencies, and methods
US4589137A (en) 1985-01-03 1986-05-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Electronic noise-reducing system
US4628529A (en) 1985-07-01 1986-12-09 Motorola, Inc. Noise suppression system
US5029217A (en) 1986-01-21 1991-07-02 Harold Antin Digital hearing enhancement apparatus
US4731850A (en) 1986-06-26 1988-03-15 Audimax, Inc. Programmable digital hearing aid system
US4759071A (en) 1986-08-14 1988-07-19 Richards Medical Company Automatic noise eliminator for hearing aids
US4852177A (en) 1986-08-28 1989-07-25 Sensesonics, Inc. High fidelity earphone and hearing aid
US4802227A (en) 1987-04-03 1989-01-31 American Telephone And Telegraph Company Noise reduction processing arrangement for microphone arrays
US4887299A (en) 1987-11-12 1989-12-12 Nicolet Instrument Corporation Adaptive, programmable signal processing hearing aid
US4882762A (en) 1988-02-23 1989-11-21 Resound Corporation Multi-band programmable compression system
US5016280A (en) 1988-03-23 1991-05-14 Central Institute For The Deaf Electronic filters, hearing aids and methods
US4972487A (en) 1988-03-30 1990-11-20 Diphon Development Ab Auditory prosthesis with datalogging capability
US4989251A (en) 1988-05-10 1991-01-29 Diaphon Development Ab Hearing aid programming interface and method
US5027410A (en) 1988-11-10 1991-06-25 Wisconsin Alumni Research Foundation Adaptive, programmable signal processing and filtering for hearing aids
US5083312A (en) 1989-08-01 1992-01-21 Argosy Electronics, Inc. Programmable multichannel hearing aid with adaptive filter
US5259033A (en) 1989-08-30 1993-11-02 Gn Danavox As Hearing aid having compensation for acoustic feedback
US5097510A (en) 1989-11-07 1992-03-17 Gs Systems, Inc. Artificial intelligence pattern-recognition-based noise reduction system for speech processing
US5278912A (en) 1991-06-28 1994-01-11 Resound Corporation Multiband programmable compression system
DE4308157A1 (de) 1993-03-15 1994-09-22 Toepholm & Westermann Fernsteuerbares, insbesondere programmierbares Hörgerätesystem
US5651071A (en) 1993-09-17 1997-07-22 Audiologic, Inc. Noise reduction system for binaural hearing aid
EP0676909A1 (de) 1994-03-31 1995-10-11 Siemens Audiologische Technik GmbH Programmierbares Hörgerät
US5473684A (en) 1994-04-21 1995-12-05 At&T Corp. Noise-canceling differential microphone assembly
US6072885A (en) * 1994-07-08 2000-06-06 Sonic Innovations, Inc. Hearing aid device incorporating signal processing techniques
US5500902A (en) 1994-07-08 1996-03-19 Stockham, Jr.; Thomas G. Hearing aid device incorporating signal processing techniques
US5867581A (en) 1994-10-14 1999-02-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Hearing aid
US5581747A (en) 1994-11-25 1996-12-03 Starkey Labs., Inc. Communication system for programmable devices employing a circuit shift register
US5721783A (en) 1995-06-07 1998-02-24 Anderson; James C. Hearing aid with wireless remote processor
US5687242A (en) 1995-08-11 1997-11-11 Resistance Technology, Inc. Hearing aid controls operable with battery door
US6072884A (en) 1997-11-18 2000-06-06 Audiologic Hearing Systems Lp Feedback cancellation apparatus and methods
US5825898A (en) 1996-06-27 1998-10-20 Lamar Signal Processing Ltd. System and method for adaptive interference cancelling
JP3165044B2 (ja) 1996-10-21 2001-05-14 日本電気株式会社 ディジタル補聴器
US6044162A (en) 1996-12-20 2000-03-28 Sonic Innovations, Inc. Digital hearing aid using differential signal representations
JP2001520821A (ja) 1997-04-14 2001-10-30 レイマー シグナル プロセシング リミテッド 複式処理妨害雑音キャンセル装置および方法
WO2000015001A2 (en) * 1998-09-09 2000-03-16 Sonic Innovations, Inc. Hearing aid device incorporating signal processing techniques
US6163287A (en) 1999-04-05 2000-12-19 Sonic Innovations, Inc. Hybrid low-pass sigma-delta modulator

Cited By (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1879449B (zh) * 2003-11-24 2011-09-28 唯听助听器公司 助听器和减少噪声的方法
CN1886782B (zh) * 2003-11-26 2010-10-06 奥迪康有限公司 有效消除噪音的助听器
US11431312B2 (en) 2004-08-10 2022-08-30 Bongiovi Acoustics Llc System and method for digital signal processing
US10666216B2 (en) 2004-08-10 2020-05-26 Bongiovi Acoustics Llc System and method for digital signal processing
US10848118B2 (en) 2004-08-10 2020-11-24 Bongiovi Acoustics Llc System and method for digital signal processing
US10158337B2 (en) 2004-08-10 2018-12-18 Bongiovi Acoustics Llc System and method for digital signal processing
US11425499B2 (en) 2006-02-07 2022-08-23 Bongiovi Acoustics Llc System and method for digital signal processing
US10291195B2 (en) 2006-02-07 2019-05-14 Bongiovi Acoustics Llc System and method for digital signal processing
US10701505B2 (en) 2006-02-07 2020-06-30 Bongiovi Acoustics Llc. System, method, and apparatus for generating and digitally processing a head related audio transfer function
US10848867B2 (en) 2006-02-07 2020-11-24 Bongiovi Acoustics Llc System and method for digital signal processing
US10069471B2 (en) 2006-02-07 2018-09-04 Bongiovi Acoustics Llc System and method for digital signal processing
CN105122359A (zh) * 2013-04-10 2015-12-02 杜比实验室特许公司 语音去混响的方法、设备和系统
US10999695B2 (en) 2013-06-12 2021-05-04 Bongiovi Acoustics Llc System and method for stereo field enhancement in two channel audio systems
US10917722B2 (en) 2013-10-22 2021-02-09 Bongiovi Acoustics, Llc System and method for digital signal processing
US10313791B2 (en) 2013-10-22 2019-06-04 Bongiovi Acoustics Llc System and method for digital signal processing
US11418881B2 (en) 2013-10-22 2022-08-16 Bongiovi Acoustics Llc System and method for digital signal processing
CN104661151A (zh) * 2013-11-15 2015-05-27 奥迪康有限公司 具有自适应反馈通路估计的听力装置
CN104661151B (zh) * 2013-11-15 2019-07-05 奥迪康有限公司 具有自适应反馈通路估计的听力装置
US10820883B2 (en) 2014-04-16 2020-11-03 Bongiovi Acoustics Llc Noise reduction assembly for auscultation of a body
US11284854B2 (en) 2014-04-16 2022-03-29 Bongiovi Acoustics Llc Noise reduction assembly for auscultation of a body
US10639000B2 (en) 2014-04-16 2020-05-05 Bongiovi Acoustics Llc Device for wide-band auscultation
CN106664498B (zh) * 2014-08-08 2019-02-22 邦吉欧维声学有限公司 用于产生与音频传输功能相关的头的人造耳装置及其相关方法
CN106664498A (zh) * 2014-08-08 2017-05-10 邦吉欧维声学有限公司 用于产生与音频传输功能相关的头的系统和装置
CN105592394A (zh) * 2016-03-04 2016-05-18 南京迈宸科技有限公司 一种高灵敏拾音及定向扩音装置及其方法
TWI623234B (zh) * 2016-09-26 2018-05-01 宏碁股份有限公司 助聽器及其自動分頻濾波增益控制方法
CN107920320A (zh) * 2016-10-11 2018-04-17 宏碁股份有限公司 助听器及其自动分频滤波增益控制方法
CN108024178A (zh) * 2016-10-28 2018-05-11 宏碁股份有限公司 电子装置及其分频滤波增益优化方法
CN108024185B (zh) * 2016-11-02 2020-02-14 宏碁股份有限公司 电子装置及特定频段补偿增益方法
CN108024185A (zh) * 2016-11-02 2018-05-11 宏碁股份有限公司 电子装置及特定频段补偿增益方法
US11211043B2 (en) 2018-04-11 2021-12-28 Bongiovi Acoustics Llc Audio enhanced hearing protection system
US10959035B2 (en) 2018-08-02 2021-03-23 Bongiovi Acoustics Llc System, method, and apparatus for generating and digitally processing a head related audio transfer function
CN109889954A (zh) * 2019-03-26 2019-06-14 苏州全频智能科技有限公司 全频多级校正网络补偿器
CN110769337B (zh) * 2019-10-24 2021-06-01 上海易和声学科技有限公司 一种有源阵列音柱及音响设备系统
CN110769337A (zh) * 2019-10-24 2020-02-07 上海易和声学科技有限公司 一种有源阵列音柱及音响设备系统
CN110931033A (zh) * 2019-11-27 2020-03-27 深圳市悦尔声学有限公司 一种麦克风内置耳机的语音聚焦增强方法
CN110931033B (zh) * 2019-11-27 2022-02-18 深圳市悦尔声学有限公司 一种麦克风内置耳机的语音聚焦增强方法
CN111328008A (zh) * 2020-02-24 2020-06-23 广州市迪士普音响科技有限公司 一种基于扩声系统的声压级智能控制方法
CN111328008B (zh) * 2020-02-24 2021-11-05 广州市迪士普音响科技有限公司 一种基于扩声系统的声压级智能控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
US6885752B1 (en) 2005-04-26
DE60037034T2 (de) 2008-08-21
EP1236377A1 (en) 2002-09-04
AU4704900A (en) 2001-06-04
EP1236377B1 (en) 2007-11-07
WO2001039546A1 (en) 2001-05-31
JP2003516003A (ja) 2003-05-07
DK1236377T3 (da) 2008-02-11
DE60037034D1 (de) 2007-12-20
JP4705300B2 (ja) 2011-06-22
AU781062B2 (en) 2005-05-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1391780A (zh) 结合信号处理技术的助听器装置
US6072885A (en) Hearing aid device incorporating signal processing techniques
EP1121834B1 (en) Hearing aids based on models of cochlear compression
US5848171A (en) Hearing aid device incorporating signal processing techniques
US8085959B2 (en) Hearing compensation system incorporating signal processing techniques
EP0951802B1 (en) A digital hearing aid using differential signal representations
AU2008361614B2 (en) Method for sound processing in a hearing aid and a hearing aid
KR100248960B1 (ko) 개선된 다대역 프로그램 가능한 압축시스템
US7181034B2 (en) Inter-channel communication in a multi-channel digital hearing instrument
US8019105B2 (en) Hearing aid with adaptive compressor time constants
US20030216907A1 (en) Enhancing the aural perception of speech
JP4141736B2 (ja) 音声を含むオーディオ信号の了解度を向上させるための回路
Kates Signal processing for hearing aids
US20150172833A1 (en) Separate inner and outer hair cell loss compensation
WO2020044377A1 (en) Personal communication device as a hearing aid with real-time interactive user interface
WO2010000042A1 (en) Linear gain amplification for mid-to-high intensity sounds in a compressive sound processor
WO2000015001A2 (en) Hearing aid device incorporating signal processing techniques
AU2005203487B2 (en) Hearing aid device incorporating signal processing techniques
CN111510837A (zh) 一种助听器听力康复方法、康复系统、存储介质及助听器
JP2009225206A (ja) 補聴器の信号処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication