EP1371263B1 - Appareil et procede de caracterisation adaptive de signaux et reduction de bruit dans les protheses auditives et d'autres dispositifs auditifs - Google Patents

Appareil et procede de caracterisation adaptive de signaux et reduction de bruit dans les protheses auditives et d'autres dispositifs auditifs Download PDF

Info

Publication number
EP1371263B1
EP1371263B1 EP02716565A EP02716565A EP1371263B1 EP 1371263 B1 EP1371263 B1 EP 1371263B1 EP 02716565 A EP02716565 A EP 02716565A EP 02716565 A EP02716565 A EP 02716565A EP 1371263 B1 EP1371263 B1 EP 1371263B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
index
intensity
signal
frequency
time
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.)
Expired - Lifetime
Application number
EP02716565A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1371263A2 (fr
Inventor
Henry Luo
Horst Arndt
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.)
Unitron Hearing Ltd
Original Assignee
Unitron Hearing Ltd
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
Priority claimed from CA2341834A external-priority patent/CA2341834C/fr
Application filed by Unitron Hearing Ltd filed Critical Unitron Hearing Ltd
Publication of EP1371263A2 publication Critical patent/EP1371263A2/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1371263B1 publication Critical patent/EP1371263B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L21/00—Speech or voice signal processing techniques to produce another audible or non-audible signal, e.g. visual or tactile, in order to modify its quality or its intelligibility
    • G10L21/02—Speech enhancement, e.g. noise reduction or echo cancellation
    • G10L21/0208—Noise filtering
    • 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
    • H04R25/505—Customised settings for obtaining desired overall acoustical characteristics using digital signal processing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R5/00—Stereophonic arrangements
    • H04R5/04—Circuit arrangements, e.g. for selective connection of amplifier inputs/outputs to loudspeakers, for loudspeaker detection, or for adaptation of settings to personal preferences or hearing impairments
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S1/00—Two-channel systems
    • H04S1/002—Non-adaptive circuits, e.g. manually adjustable or static, for enhancing the sound image or the spatial distribution
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L21/00—Speech or voice signal processing techniques to produce another audible or non-audible signal, e.g. visual or tactile, in order to modify its quality or its intelligibility
    • G10L21/06—Transformation of speech into a non-audible representation, e.g. speech visualisation or speech processing for tactile aids
    • G10L2021/065—Aids for the handicapped in understanding

Definitions

  • This invention relates to a method and apparatus for digital signal processing of audio signals. More particularly, the invention is suitable for use in a hearing aid or other devices in which noise signals are to be adaptively detected and suppressed in comparison to desirable signals.
  • a person using a hearing aid or other audio device will typically be in an environment with several different types of real-life audio signals consisting of noises and desirable sounds.
  • audio signals are: stationary noise (such as a fan or motor), pseudo-stationary noise (such as traffic noise or speech babble), desirable sounds (such as speech or music) and transient noise (such as gun shots or a door slamming).
  • the incoming audio signal is divided into a set of frequency bands and the "sound events" in each band are categorized by their amplitude (or intensity).
  • An assumption is made that a pre-selected percentage of the sound events with the lowest amplitude are noise events and a gain is calculated separately for each band to attempt to minimize the effect of the identified noise on an output signal, which is formed by recombining the signal from each frequency band after having multiplied it by the calculated gain.
  • This system is deficient because it makes a presumption that a certain percentage of sound events in each frequency band are noise based only on their amplitude. This presumption is not a reliable measure of noise in most circumstances.
  • this system cannot adapt to changing conditions in which noise is more of less prevalent at different times. The result is that many noise sound events will not be categorized as noise and many non-noise sound events will be categorized as noise.
  • the absolute value, or a function thereof (e.g. the RMS value), of the signal in each frequency band is used to estimate the noise content in the frequency band, assuming that the noise has a fixed or narrow frequency spectrum over a selected time period.
  • a smoothed version of the signal in each band can be used to produce the signal-to-noise ratio, SNR, which can be used to determine the presence of noise. If noise is detected, the gain of the band relative to other bands is reduced so that bands with noise are suppressed in favor of bands without noise.
  • an AGC circuit is used to compress signals acquired by a hearing aid based on the signal levels of the acquired signals.
  • the hearing aid can provide dynamic compression by analysing the current acoustic situation in addition to the signal level of the acquired signals, and adaptively varying the behavior of the dynamic compression on the basis of the result of this analysis.
  • a method of providing a time domain digital output signal corresponding to a time domain input signal comprising; converting said time domain input signal into one or more frequency domain input signals; for each of said frequency domain input signals: providing a signal index corresponding to said each of said frequency domain input signals to characterize said each of said frequency domain input signals as containing either a desirable signal or one of different types of noise, wherein different indices correspond to different types of noise; providing a gain signal corresponding to said signal index; and amplifying or attenuating said each of said frequency domain input signals in response to said gain signal to provide a frequency domain output signal; and combining said frequency domain output signals to provide said time domain output signal.
  • a signal processing apparatus for receiving a time domain digital input signal having an input frequency spectrum and for providing a time domain digital output signal
  • said apparatus comprising: an analysis filter for receiving said time domain digital input signal and for providing N frequency domain digital input sub-signals, each of said frequency domain digital input sub-signals corresponding to a portion of said input frequency spectrum, and wherein N is a positive integer; N signal detection and noise reduction stages for providing N frequency domain digital output sub-signals, each of said signal detection and noise reduction stages including: a signal detection stage coupled to said analysis filter to receive one of said frequency domain input signals and for providing a signal index corresponding to said one of said one frequency domain input signals to characterize said one of said frequency domain input signals as containing either a desirable signal or one of different types of noise, wherein different indexes correspond to different types of noise; a noise reduction stage coupled to said signal detection stage for receiving said signal index and for providing a gain signal corresponding to said signal index; and a multiplier coupled to said noise reduction stage for providing
  • the present invention provides a signal characterization and noise reducing system which detects desirable signals and noise based on various characteristics of different types of noise and desired signals.
  • Comparison of the different types of noise provides several characteristics which may be used to characterize the signal, or part of it, as a type of noise or as a desired signal.
  • the intensity change of a signal indicates the range of its intensity over the time period.
  • the four types of audio information may be placed generally onto a continuum in which:
  • the modulation frequency is the number of cycles in the intensity of an audio signal during a time period. For example, an audio signal which exhibits 30 peaks in its intensity over a one second period will have a modulation frequency of 30 Hz. The individual peaks will generally not have the same intensity, and may in fact be substantially different.
  • the four types of audio information may be placed generally onto a continuum in which:
  • the present invention provides a digital signal processing circuit for processing signals that advantageously uses these characteristics of the desirable signal and noise components of a typical audio signal to amplify desired sounds while suppressing the noise components.
  • An incoming sound signal is first converted into an analog input signal.
  • the analog input signal is digitized and then divided into a set of frequency domain input signals, each of which corresponds to a part of the audio signal within one frequency band.
  • the frequency domain input signals are analyzed separately.
  • Each frequency domain input signal is analyzed to determine the change in the intensity of the signal during a selected time period and to produce an intensity change sub-index, which characterizes the frequency domain input signal as one of the different types of noise or as a desired signal.
  • the frequency domain input signal is analyzed to determine the modulation frequency of the signal during a selected period (which may or may not be equal to the period selected to analyze changes in intensity) and to produce a modulation frequency sub-index, which characterizes the frequency domain input signal as one the different types of noise or as a desired signal.
  • the intensity change sub-index and modulation frequency sub-index are combined to produce a signal index which characterizes the frequency domain input signal along a two dimensional continuum defined by the change in intensity and modulation frequency criteria.
  • the signal index is then converted into a gain signal, which may be done by using a look up table or a formula.
  • the frequency domain input signal is then multiplied by the gain signal to produce a frequency domain output signal.
  • the several frequency domain output signals calculated in this fashion are combined to form a digital output signal which is converted into an analog output signal, which is then converted into a sound signal using a loudspeaker.
  • the audio signal is sliced into different parts defined by the frequency bands.
  • the components of the audio signal in each frequency band are analyzed and the entire band is characterized along a two-dimensional continuum as stationary noise, pseudo-stationary noise, desirable signal or as transient noise.
  • the components in the frequency band are then amplified (or suppressed) in order to amplify desirable signals in preference to noise.
  • the resulting signals are combined to produce an output sound signal which has an amplified desired signal component and relatively suppressed noise components.
  • the frequency domain input signals are also analyzed according to a third characteristic: the time duration of the signal.
  • the four types of audio information may be placed generally onto a continuum in which:
  • the frequency domain input signal is analyzed to determine the duration of its sound components and to produce a duration sub-index, which is combined with the intensity change and modulation frequency sub-indices to produce a signal index on a three dimensional continuum.
  • This signal index is used to generate a gain signal as in the two dimensional embodiment.
  • the invention may be configured to use only one of the three characteristics (change in intensity, modulation frequency or time duration) to produce the signal index. Alternatively, any two or all three of the characteristics may be used. Furthermore, other characteristics of a sound signal may be used to classify the sound signal. For example, characteristics such as common onset/offset of frequency components, common frequency modulation, common amplitude modulation may be used to characterize an audio signal.
  • the sub-indices and the gain signal will be configured accordingly to emphasize the transient noise and suppress other sounds, including speech and music sounds described above as desirable signals.
  • Circuit 20 includes a microphone 22, a analog-to-digital converter (ADC) 24, an analysis filter 26, a gain stage 28, a synthesis filter 30, a digital-to-analog converter (DAC) 32 and a loudspeaker 34.
  • ADC analog-to-digital converter
  • DAC digital-to-analog converter
  • Microphone 22 receives an input sound signal 36 and provides an analog input signal 38 corresponding to input sound signal 36.
  • Input sound signal 36 contains both desirable audio information and undesirable audio noise.
  • Microphone 22 may be any type of sound transducer capable of receiving a sound signal and providing a corresponding analog electrical signal.
  • ADC 24 receives analog input signal 38 and produces time domain digital input signal 40.
  • Analysis filter 26 receives digital input signal 40 and produces one or more corresponding frequency domain input signals 42-1, 42-2, ..., 42-N in response to digital input signal 40.
  • Each frequency domain input signal 42 is processed separately by gain stage 28, which provides a set of frequency domain output signals 44-1, 44-2, ... 44-N, each corresponding to one of the frequency domain input signal 42.
  • Synthesis filter 30 combines the frequency domain output signals 44 into a time domain digital output signal 46.
  • DAC 32 converts the time domain digital output signal 46 into an analog output signal 48.
  • Loudspeaker 34 converts analog output signal 48 into an output sound signal 50 which may be heard by a user of circuit 20.
  • Gain stage 28 is comprised of a number of gain sub-stages 52-1, 52-2, ..., 52-N, each of which in turn includes a signal detection stage 54, a noise reduction stage 56 and a multiplier 58.
  • Each gain sub-stage 52 receives one frequency domain input signal 42 from analysis filter 26.
  • the received frequency domain input signal 42 is split into two parts.
  • One part of the frequency domain input signal 42 is received by the signal detection stage 54 of the gain sub-stage 52.
  • the other part of the frequency domain input signal 42 is received by multiplier 58.
  • Signal detection stage 54 provides a signal index 60 to noise reduction stage 56.
  • Signal index 60 corresponds to frequency domain input signal 42.
  • Noise reduction stage 56 receives signal index 60 and provides a corresponding gain signal 62 to multiplier 58.
  • Multiplier 58 multiplies the frequency domain input signal 42 received by the specific gain sub-stage 52 and the gain signal 62 to provide the frequency domain output signal 44 corresponding to the received frequency domain input signal 42.
  • Gain sub-stage 52-1 includes an intensity change detector 64, a modulation frequency detector 66, an intensity change processor 68, a modulation frequency processor 70 and an index calculation stage 72.
  • Intensity change detector 64 receives frequency domain input signal 42-1. Intensity change detector 64 determines the change in intensity (or volume or amplitude) of the sound content of frequency domain input signal 42-1 and provides an intensity change signal 74. Intensity change signal 74 will generally be a digital signal which indicates the amount of change in the intensity of frequency domain input signal 42-1 during a selected time period T.
  • Intensity change processor 68 transforms intensity change signal 74 to provide an intensity change sub-index 76.
  • intensity change processor 68 is a band pass filter which generates an intensity change sub-index 76 in response to an intensity change signal 74. If the intensity change signal 74 is between thresholds A 1 and A 2 , then intensity change sub-index 76 is larger than when intensity change signal 74 is less than threshold A 1 or greater than threshold A 2 , as is illustrated in intensity change processor 68.
  • Figure 4 illustrates the selection of thresholds A 1 and A 2 .
  • the four signal types are plotted on the horizontal axis of Figure 4 against the typical intensity change of each type of signal during time period T.
  • Stationary noises generally have the smallest change (between 0 and A a ) in their intensities over time period T.
  • Pseudo-stationary noises exhibit the next smallest amount of change (typically between A a and A b ) during time period T.
  • Desirable speech and music signals typically exhibit an intensity change between A b and A c during time period T.
  • transient noise will have a substantially larger change in its intensity, exceeding A d during time period T.
  • the thresholds A 1 and A 2 of intensity change processor 68 are selected to be equal to A b and A c , which define the lower and upper limits of the typical change in a desirable speech or music signal in the present example. This has the effect that if the audio content of frequency domain input signal 42-1 is primarily a desirable signal such as speech or music, then intensity change sub-index 76 will have a larger magnitude than if frequency domain input signal 42-1 is primarily stationary noise, pseudo-stationary noise or transient noise.
  • Modulation frequency detector 66 also receives frequency domain input signal 42-1. Modulation frequency detector 66 determines the frequency of intensity modulation of frequency domain input signal 42-1 and provides a modulation frequency signal 80. Modulation frequency signal 80 will typically be a digital signal that indicates the value of the modulation frequency during time period T.
  • Modulation frequency processor 70 receives modulation frequency signal 80 and transforms it into a modulation frequency sub-index 82.
  • modulation frequency processor 70 is a band pass filter that produces a larger modulation frequency sub-index 82 in response to a modulation frequency signal 80 with a magnitude between threshold values F 1 and F 2 , according to its characteristic, as illustrated in modulation frequency processor 70.
  • Figure 5 illustrates the selection of threshold F 1 and F 2 .
  • the four signal types are plotted on the horizontal axis of Figure 5 against the typical magnitude of their modulation frequency during time period T.
  • Stationary noises generally have the smallest modulation frequency(between 0 and F a ) during time period T.
  • Pseudo-stationary noises typically have larger modulation frequency (between F a and F b ) during time period T.
  • Desirable sound signals typically exhibit their modulation frequency between F b and F c .
  • Transient noises typically exhibit a much larger modulation frequency, typically exceeding F d during time period T.
  • Thresholds F 1 and F 2 of modulation frequency processor 70 are selected to be equal to F b and F c , so that modulation frequency sub-index 82 is largest when frequency domain input signal 42-1 contains a desired signal than when it contains a noise signal.
  • Figure 4 is illustrative of the change in intensity in different noise and audio signal types.
  • the different signal types may exhibit some overlap in intensity changes and in some cases may differ substantially from those illustrated.
  • the intensity change processor 68 may be varied to select the desirable signal and to suppress other signals.
  • a low pass characteristic may be used to detect stationary and/or pseudo-stationary noises.
  • Figure 5 is only illustrative of the modulation frequency exhibited by different types of signals
  • Intensity change signal 74 and modulation frequency signal 80 will typically be digital signals.
  • the signals may indicate their respective values on a pre-determined scale which corresponds to a selected range of values.
  • the relationship between the range of the intensity change signal 74 and the intensity change of the frequency domain input signal 42 may or may not be linear.
  • the correlation may be skewed to provide greater differentiation for selected parts of the range.
  • the range of the intensity change signal 74 may correlate to intensity changes in a frequency domain input signal 42 as indicated in Table 1.
  • Table 1 Relationship between Intensity Change Signal and Intensity change in frequency domain input signal 42 Range of intensity change signal 74 Intensity change in frequency domain input signal 42 0-A a 0 - 12 dB A a -A b 12-18dB A b -A c 18 - 36 dB A c -A d 36 - 42 dB >A d >42 dB
  • intensity change detector 64 A person skilled in the art will be capable of configuring intensity change detector 64 to provide either a linear or non-linear relationship between the value of intensity change signal 74 and the magnitude of intensity change in a frequency domain input signal 42 over time period T.
  • Intensity change processor 68 is configured to convert intensity change signal 74 into intensity change sub-index 76 according to the function with which it is configured (for example, the band pass function described above). Intensity change sub-index 76 will typically have a non-linear relationship with the intensity change of the frequency domain input signal 42-1. Intensity change sub-index 76 may also have a pre-determined range. In the present exemplary embodiment, the relationship defined by the intensity change processor 68 may be configured to provide a higher intensity change sub-index 76 when intensity change signal 74 is between A b and A c , which, in this exemplary embodiment, correspond to the range of intensity changes in a typical desired music or sound signal over time period T. Intensity change sub-index 76 will have a lower value when intensity change sub-index 74 is less than A b or greater than A c .
  • modulation frequency signal 80 may have a range greater than F d which corresponds to changes in the modulation frequency of a frequency domain input signal 42. This relationship may also be linear or non-linear, as in the case of the intensity change signal 74. Also, modulation frequency processor 70 will operate to convert modulation frequency signal 80 into modulation frequency sub-index 82 according to the function programmed into it.
  • Index calculation stage 72 combines intensity change sub-index 76 and modulation frequency sub-index 82 and produces signal index 60-1.
  • Index calculation stage 72 may implement a formula or a two-dimensional look up table to determine the value of signal index 60-1 in response to a particular combination of intensity change sub-index 76 and modulation frequency sub-index 82.
  • Index calculation stage 72 may also employ a formula to calculate signal index 60-1.
  • a combination of a look-up table and a formula may also be used to determine signal index 60-1.
  • signal index 60-1 is calculated by summing intensity change sub-index 76 and modulation frequency sub-index 82. This produces a signal index 60-1 which is larger when frequency domain input signal 42-1 is identified as containing the desired signals according to both the change in intensity and modulation frequency criteria. Signal index 60-1 is comparatively smaller when frequency domain input signal 42-1 is identified as containing pseudo-stationary noise and smaller still when frequency domain input signal 42-1 is identified as containing stationary noises or transient noise. If frequency domain input signal 42-1 is identified as containing stationary noise or transient noise, then signal index 60-1 will have a value between 0 and S a .
  • frequency domain input signal 42-1 is identified as containing pseudo-stationary noise, then signal index 60-1 will have a value between S a and S b . If frequency domain input signal 42-1 is identified as containing desired signals such as speech and music , then signal index 60-1 will have a value between S b and S c .
  • Figure 6 is merely illustrative of one set of relationships between signal index 60-1 and signal type. The relationship shown is preferable when speech and music sounds are to be emphasized in comparison to noise sounds. In another embodiment of the present invention, different types of sound signals may be emphasized, depending on the type of sound to be preferentially amplified.
  • FIG. 7 plots modulation frequency of an audio signal versus the change in intensity of an audio signal.
  • Stationary noises fall into region 86
  • pseudo-stationary noises fall into region 88
  • desired speech and music signals into region 90
  • transient noises into region 92.
  • some frequency domain input signals 42 will not fall within regions 86, 88, 90 or 92.
  • a frequency domain input signal 42 which has an intensity change between A a and A b (pseudo-stationary noise) and a modulation frequency between F b and F c (desired speech and music) will fall into region 94.
  • Such a signal could represent, for example, a music signal with little change in its intensity, or a background noise with a high modulation frequency (i.e. a siren).
  • the signal index 60-1 calculated for such a signal will be calculated according to the look-up table or formula (or combination thereof) configured into index calculation stage 72 and may end up with a signal index which is typical of a signal identified by both criteria as a pseudo-stationary noise or as a desired signal.
  • Noise reduction stage 56 receives signal index 60-1 and provides gain signal 62-1 in response to it.
  • Figure 8 illustrates the relationship between signal index 60 and gain signal 62, in the present exemplary embodiment. If signal index 60 is between 0 and S b , gain signal 62 will have a negative value between -G a and 0 dB. If signal index 60 is between S b and S c , gain signal 62 will have a value of 0 dB.
  • Figure 9 plots the gain signal 62 versus signal type. The relationships illustrated in Figures 8 and 9 indicate that in the preferred embodiment gain signal 62 will have no effect on desired speech and music signals, but will attenuate pseudo-stationary signals and substantially attenuate stationary and transient noises.
  • Figures 8 and 9 are only exemplary and noise reduction stage 56 may be configured to provide any relationship between a signal index 60 and a gain signal 62.
  • the selected relationship will provide a larger gain (or smaller attenuation) for signal indices which are typical of the type of signal which is to be amplified in preference to other types of signals.
  • multiplier 58 multiplies frequency domain input signal 42-1 by gain signal 62-1 to produce frequency domain output signal 44-1.
  • Frequency domain input signal 42-1 is either not changed, or is attenuated, as described above.
  • Each frequency domain input signal 42 is processed separately by a gain sub-stage 52 to provide a set of frequency domain output signals 44, each corresponding to one frequency domain input signal 42.
  • the frequency domain output signals 44 which are separated into different frequency bands that correspond to the frequency bands of the frequency domain input signals 42, are then combined into a single time domain digital output signal 46 by synthesis filter 30.
  • time domain digital output signal 46 is converted into a corresponding analog output signal 48 by DAC 32.
  • Loudspeaker 34 converts analog output signal 48 into an audible output sound signal 50, which may be heard by the user of system 20.
  • System 20 receives an input sound signal 36 and provides a corresponding output sound signal 50 which is processed to suppress noise components in favor of desirable speech and music signals. Noise is suppressed by dividing the input sound signal 36 into frequency bands, characterizing the sound content of each band separately and suppressing the amplitude or intensity of those bands identified as containing noise. The processed frequency bands are combined to form output sound signal 50.
  • FIG. 10 A second embodiment of the present invention will now be described with reference to Figures 10 - 12 .
  • elements with a function corresponding to an element in the embodiment of Figures 1-9 are identified by the same reference numerals or by similar reference numerals, increased by 100.
  • This second embodiment has a general structure identical to that shown in Figures 1 and 2 .
  • the primary structural difference between the two embodiments is the structure of the gain sub-stages 152, which are illustrated in Figure 11 .
  • Figure 10 illustrates that stationary noises tend to have long durations (longer than T d ), often exceeding the time duration T during which a signal is processed. Pseudo-stationary noises generally have shorter time durations (between T c and T d ) than stationary signals, but longer durations than desired speech and music signals, which typically have a time duration between T b and T c . Transient noises tend to have relatively short durations, typically shorter than T a .
  • FIG 11 illustrates a gain sub-stage 152-1, which is adapted to incorporate the time duration characteristic into the operation of characterizing a frequency domain input signal 42-1.
  • Intensity change sub-index 76-1 and modulation frequency sub-index 82-1 are calculated in the same way as in gain sub-stage 52-1.
  • Gain sub-stage 152-1 also includes a time duration detector 186 and a time processor 188.
  • Time duration detector 186 receives frequency domain input signal 42-1 and provides a time duration signal 190.
  • Time duration signal 190 will typically be a digital signal and will have a larger value when the audio content of frequency domain input signal 42-1 has a longer duration, during the selected time period T.
  • Time duration signal 190 may have a selected range, like intensity change signal 74, which corresponds to a selected range of time durations of the different types of noise and desired signals that are likely to be present in frequency domain input signal 42-1.
  • the relationship between time duration signal 190 and the duration of the audio content of frequency domain input signal 42-1 may or may not be linear.
  • Time processor 188 processes time duration signal 190 to produce a time sub-index 192.
  • Time sub-index 192 will have a smaller value when time duration signal 190 is smaller than threshold T 1 and will have a larger value when time duration signal 190 is greater than threshold T 1 as illustrated in time processor 188.
  • time processor 188 implements a high pass filter function to provide a small time sub-index 192 for transient noise signals and a relatively uniform sub-index 192 for stationary noise, pseudo-stationary noise and desired speech and music signals.
  • the threshold T 1 for time processor 188 is selected to be equal to T b ( Figure 10 ).
  • time processor 188 may contain a different criteria (such as a band pass filter, or a more complex function) intended to provide a small time sub-index for stationary noise and pseudo-stationary noise signals. This may be desirable in an environment when these noise signals have a substantially or consistently longer time duration than the desired signals.
  • a different criteria such as a band pass filter, or a more complex function
  • Time sub-index 192 may have a range defined like intensity change sub-index 74 and modulation frequency sub-index 82.
  • the three sub-index signals are combined by index calculation stage 172 to produce a signal index 160-1.
  • index calculation stage 172 simply sums the three sub-index signals to produce signal index 160-1.
  • index calculation stage may apply a formula which weights the three sub-index signals differentially or may determine signal index 160-1 using a three-dimensional look up table. A look-up table and one or more formulas may also be combined to determine signal index 160-1.
  • Noise reduction stage 156 operates in a manner analgous to noise reduction stage 56.
  • Gain sub-stage 152-1 provides a gain signal 162-1 which is responsive to three characteristics of frequency domain input signal 42-1 during time period T: the change in the intensity, the modulation frequency, and the time duration of the audio content of frequency domain input signal 42.
  • Figure 12 is a three dimensional illustration of the characteristics of desired speech and music signals. The change in intensity, modulation frequency and time duration are plotted on the x, z and y axes in Figure 12 . Desired speech and music signals have the following characteristics:
  • the embodiment of Figures 10-12 has the advantage that a third characteristic of desirable signals and noises is used to further characterize these desirable signals and noises.
  • the inventors have selected the following ranges for each of the three characteristics to identify between typical noise signals and desired signals an a typical environment where a hearing impaired person wishes to hear speech and music sounds directed at him or her: Table2: Characteristics of different signal types Signal Type Typical Change in Intensity Typical Modulation Freq. Typical Time Duration Stationary Noise 0 - 12 dB 0 - 0.5 Hz > 20 ms Pseudo-stationary noise 12 - 18 dB 0.5 -1 Hz > 20 ms Desired Speech and Music 18 - 36 dB 1 Hz - 20 Hz > 20 ms Transient Noise > 42 dB > 40 Hz ⁇ 10 ms
  • intensity change detector 64 may be configured to provide an appropriate intensity change signal 74 between the values for desired signals and transient noise when a change in this range is detected and intensity change processor 68 may be configured to provide an intensity change sub-index 76 between the value for desired signals and transient noise (i.e. similar to the values of intensity change sub-index 76 for pseudo-stationary noise).
  • intensity change processor 68 may be configured to provide an intensity change sub-index 76 between the value for desired signals and transient noise (i.e. similar to the values of intensity change sub-index 76 for pseudo-stationary noise).
  • pseudo-transient noise may be defined as having a typical modulation frequency during a time period T between 20 Hz and 40 Hz and a typical time duration between 10 ms and 20 ms.
  • the same time period T is used to determine intensity change signal 74, modulation frequency signal 80 and time duration signal. This is not necessary and different time periods may be used.
  • the thresholds A 1 and A 2 of the intensity change processor 68, thresholds F 1 and F 2 of modulation frequency processor 70 and threshold T 1 of time duration processor 188 should be selected to match the time period selected for the analysis of the respective characteristics of the audio signal.
  • the specific thresholds A 1 , A 2 , F 1 , F 2 and T 1 may be selected to be different for each frequency band, depending on the frequency characteristics of the desirable sounds and of the undesirable noise components.
  • the present exemplary embodiments of the present invention have been described in the context of three types of noise signals: stationary noise, pseudo-stationary noise and transient noise.
  • the desired signals have been defined as speech and music.
  • the present invention is adaptable for characterizing other types of signals as noise and for reducing or suppressing those noise signals in favor of other desired signals. For example, if transient noises are of interest, the present invention may be modified to suppress other signal types by varying the operation of processors 68, 70 and 188.
  • the present exemplary embodiment utilizes three characteristics of sound signals to characterize the sound content of signals in each frequency domain input signal: the change in intensity, modulation frequency and the time duration of the signal.
  • the present invention is adaptable to use other characteristics of sound signals by changing the characteristics to which detectors 64, 66 and 186 are sensitive. In this case, it will generally be desirable to vary the operation of processors 68, 70 and 188 to correspond to the desired ranges of the new characteristics.
  • the present exemplary embodiments have been described in the context of typical ambient sounds that a person with a hearing deficiency may wish to hear or suppress.
  • the use of different characteristics may be particularly beneficial when the present invention is used in a different environment with other types of desired signals and noise.
  • known characteristics of noise and desired sounds in that environment may be used to suppress the noise.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)

Abstract

L'invention concerne un système et un procédé permettant de caractériser les contenus d'un signal audio d'entrée et de supprimer les composantes de bruit dudit signal. Le signal audio est divisé en plusieurs signaux d'entrée à domaine de fréquence. Chaque signal d'entrée à domaine de fréquence peut être traité séparément pour déterminer son changement d'intensité, sa fréquence de modulation et des caractéristiques de durée pour caractériser le signal d'entrée à domaine de fréquence comme contenant un signal souhaitable ou comme un type de bruit. Un signal d'indice est calculé sur la base d'une combinaison des caractéristiques déterminées, et les signaux identifiés comme du bruit sont supprimés contrairement aux signaux identifiés comme souhaitables pour produire un ensemble de signaux de sortie à domaine de fréquence présentant un moindre bruit. Les signaux de sortie à domaine de fréquence sont combinés pour fournir un signal audio de sortie correspondant au signal audio d'entrée mais présentant des composantes de bruit supprimées et des composantes de signaux souhaitables comparativement améliorées.

Claims (66)

  1. Procédé de fourniture d'un signal de sortie numérique dans le domaine temporel (48) correspondant à un signal d'entrée dans le domaine temporel (38) comprenant le fait de :
    (a) convertir ledit signal d'entrée dans le domaine temporel (36) en un ou plusieurs signaux d'entrée dans le domaine fréquentiel (42) ;
    (b) pour chacun desdits signaux d'entrée dans le domaine fréquentiel :
    (i) fournir un indice de signal (60, 160) correspondant audit chacun desdits signaux d'entrée dans le domaine fréquentiel (42) pour caractériser ledit chacun desdits signaux d'entrée dans le domaine fréquentiel (42) comme contenant soit un signal souhaitable soit un de types de bruit différents, où des indices différents correspondent à des types de bruit différents ;
    (ii) fournir un signal de gain (62, 162) correspondant audit indice de signal (60, 160) ; et
    (iii) amplifier ou affaiblir ledit chacun desdits signaux d'entrée dans le domaine fréquentiel (42) en réponse audit signal de gain (62, 162) pour fournir un signal de sortie dans le domaine fréquentiel (44) ; et
    (c) combiner lesdits signaux de sortie dans le domaine fréquentiel (44) pour fournir ledit signal de sortie dans le domaine temporel (48).
  2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape (b) (i) est effectuée en :
    (A) déterminant un changement d'intensité du contenu audio dudit chacun desdits signaux d'entrée dans le domaine fréquentiel (42) pendant une première période de temps ;
    (B) fournissant un sous-indice de changement d'intensité (76) correspondant audit changement d'intensité ; et
    (C) fournissant ledit indice de signal (60) correspondant audit sous-indice de changement d'intensité (76).
  3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape (b)(i) est effectuée en :
    (A) déterminant un changement d'intensité du contenu audio dudit chacun desdits signaux d'entrée dans le domaine fréquentiel (42) pendant une première période de temps ;
    (B) fournissant un sous-indice de changement d'intensité (76) correspondant audit changement d'intensité ;
    (C) déterminant une fréquence de modulation d'intensité du contenu audio dudit chacun desdits signaux d'entrée dans le domaine fréquentiel (42) pendant une deuxième période de temps ;
    (D) fournissant un sous-indice de fréquence de modulation (82) correspondant à ladite fréquence de modulation d'intensité ; et
    (E) fournissant ledit indice de signal (60) correspondant audit sous-indice de changement d'intensité (76) et audit sous-indice de fréquence de modulation (82).
  4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape (b)(i) est effectuée en :
    (A) déterminant un changement d'intensité du contenu audio dudit chacun desdits signaux d'entrée dans le domaine fréquentiel (42) pendant une première période de temps ;
    (B) fournissant un sous-indice de changement d'intensité (76) correspondant audit changement d'intensité ;
    (C) déterminant la durée du contenu audio dudit chacun desdits signaux d'entrée dans le domaine fréquentiel (42) pendant une troisième période de temps ;
    (D) fournissant un sous-indice de temps (192) correspondant à ladite durée ; et
    (E) fournissant ledit indice de signal (160) correspondant audit sous-indice de changement d'intensité (76) et audit sous-indice de temps (192).
  5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape (b)(i) est effectuée en :
    (A) déterminant une fréquence de modulation d'intensité du contenu audio dudit chacun desdits signaux d'entrée dans le domaine fréquentiel (42) pendant une deuxième période de temps ;
    (B) fournissant un sous-indice de fréquence de modulation (82) correspondant à ladite fréquence de modulation d'intensité ;
    (C) déterminant la durée du contenu audio dudit chacun desdits signaux d'entrée dans le domaine fréquentiel (42) pendant une troisième période de temps ;
    (D) fournissant un sous-indice de temps (192) correspondant à ladite durée ; et
    (E) fournissant ledit indice de signal (160) correspondant audit sous-indice de fréquence de modulation (82) et audit sous-indice de temps (192).
  6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape (b)(i) est effectuée en :
    (A) déterminant un changement d'intensité du contenu audio dudit chacun desdits signaux d'entrée dans le domaine fréquentiel (42) pendant une première période de temps ;
    (B) fournissant un sous-indice de changement d'intensité (76) correspondant audit changement d'intensité ;
    (C) déterminant une fréquence de modulation d'intensité du contenu audio dudit chacun desdits signaux d'entrée dans le domaine fréquentiel (42) pendant une deuxième période de temps ;
    (D) fournissant un sous-indice de fréquence de modulation (82) correspondant à ladite fréquence de modulation d'intensité;
    (E) déterminant la durée du contenu audio dudit chacun desdits signaux d'entrée dans le domaine fréquentiel (42) pendant une troisième période de temps ;
    (F) fournissant un sous-indice de temps (192) correspondant à ladite durée ; et
    (G) fournissant ledit indice de signal (160) correspondant audit sous-indice de changement d'intensité (76) et audit sous-indice de fréquence de modulation (82) et audit sous-indice de temps (192).
  7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2, 3, 4 ou 6, dans lequel ledit sous-indice de changement d'intensité (76) est le plus élevé lorsque ledit changement d'intensité correspond à une plage de changements d'intensité typiques d'un ou plusieurs types de signaux audio souhaités.
  8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2, 3, 4 ou 6, dans lequel ledit sous-indice de changement d'intensité (76) est le plus élevé lorsque ledit changement d'intensité est compris entre environ 18 dB et environ 36 dB.
  9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2, 3, 4 ou 6, dans lequel ledit changement d'intensité est placé sur un continuum de changements d'intensité défini par des changements d'intensité typiques que présentent différents types de sons pendant ladite première période de temps et dans lequel ledit sous-indice de changement d'intensité (76) est sélectionné pour correspondre au placement dudit changement d'intensité sur ledit continuum de changements d'intensité.
  10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel ledit continuum de changements d'intensité inclut une première plage de changements d'intensité correspondant à un bruit stationnaire, une deuxième plage de changements d'intensité correspondant à un bruit pseudo-stationnaire, une troisième plage de changements d'intensité correspondant à la parole et la musique et une quatrième plage de changements d'intensité correspondant à un bruit transitoire.
  11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel ladite première plage de changements d'intensité est au-dessous de ladite deuxième plage de changements d'intensité, ladite deuxième plage de changements d'intensité est au-dessous de ladite troisième plage de changements d'intensité et ladite troisième plage de changements d'intensité est au-dessous de ladite quatrième plage de changements d'intensité.
  12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 ou 11, dans lequel ledit sous-indice de changement d'intensité (76) est le plus élevé lorsque ledit changement d'intensité se trouve à l'intérieur d'une plage sélectionnée parmi lesdites première, deuxième, troisième ou quatrième plages de changements d'intensité.
  13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 ou 11, dans lequel ledit sous-indice de changement d'intensité (76) est le plus élevé lorsque ledit changement d'intensité se trouve à l'intérieur de ladite troisième plage de changements d'intensité.
  14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 ou 11, dans lequel ladite première plage de changements d'intensité est comprise entre environ 0 dB et environ 12 dB, la deuxième plage de changements d'intensité est comprise entre environ 12 dB et environ 18 dB, la troisième plage de changements d'intensité est comprise entre environ 18 dB et environ 36 dB et la quatrième plage de changements d'intensité inclut tout changement d'intensité supérieur à environ 42 dB.
  15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 ou 14, dans lequel ledit continuum de changements d'intensité inclut en outre une cinquième plage de changements d'intensité correspondant à un bruit pseudo-transitoire, et dans lequel ladite cinquième plage de changements d'intensité se trouve entre lesdites troisième et quatrième plages de changements d'intensité.
  16. Procédé selon la revendication 15, dans lequel ladite cinquième plage de changements d'intensité est comprise entre environ 36 dB et 42 dB.
  17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 ou 5 à 16, dans lequel ledit sous-indice de fréquence de modulation (82) est le plus élevé lorsque ladite fréquence de modulation d'intensité correspond à une plage de fréquences de modulation d'intensité typiques d'un ou plusieurs types de signaux audio souhaités.
  18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 ou 5 à 16, dans lequel ledit sous-indice de fréquence de modulation (82) est le plus élevé lorsque ladite fréquence de modulation d'intensité est comprise entre environ 1 Hz et environ 20 Hz.
  19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 ou 5 à 16, dans lequel ladite fréquence de modulation d'intensité est placée sur un continuum de fréquences de modulation d'intensité défini par des fréquences de modulation d'intensité typiques que présentent différents types de sons pendant ladite deuxième période de temps et dans lequel ledit sous-indice de fréquence de modulation (82) est sélectionné pour correspondre au placement de ladite fréquence de modulation d'intensité sur ledit continuum de fréquences de modulation d'intensité.
  20. Procédé selon la revendication 19, dans lequel ledit continuum de fréquences de modulation d'intensité inclut une première plage de fréquences de modulation correspondant à un bruit stationnaire, une deuxième plage de fréquences de modulation correspondant à un bruit pseudo-stationnaire, une troisième plage de fréquences de modulation correspondant à la parole et la musique et une quatrième plage de fréquences de modulation correspondant à un bruit transitoire.
  21. Procédé selon la revendication 20, dans lequel ladite première plage de fréquences de modulation est au-dessous de ladite deuxième plage de fréquences de modulation, ladite deuxième plage de fréquences de modulation est au-dessous de ladite troisième plage de fréquences de modulation et ladite troisième plage de fréquences de modulation est au-dessous de ladite quatrième plage de fréquences de modulation.
  22. Procédé selon l'une quelconque des revendications 20 ou 21, dans lequel ledit sous-indice de modulation de fréquence (82) est le plus élevé lorsque ladite fréquence de modulation d'intensité se trouve à l'intérieur d'une plage sélectionnée parmi lesdites première, deuxième, troisième ou quatrième plages de fréquences de modulation.
  23. Procédé selon l'une quelconque des revendications 20 ou 21, dans lequel ledit sous-indice de modulation de fréquence (82) est le plus élevé lorsque ladite fréquence de modulation d'intensité se trouve à l'intérieur de ladite troisième plage de fréquences de modulation.
  24. Procédé selon l'une quelconque des revendications 20 ou 21, dans lequel ladite première plage de fréquences de modulation est comprise entre environ 0 Hz et environ 0,5 Hz, la deuxième plage de fréquences de modulation est comprise entre environ 0,5 Hz et environ 1 Hz, la troisième plage de fréquences de modulation est comprise entre environ 1 Hz et environ 20 Hz et la quatrième plage de fréquences de modulation inclut toute fréquence de modulation d'intensité supérieure à environ 40 Hz.
  25. Procédé selon l'une quelconque des revendications 20 ou 24, dans lequel ledit continuum de fréquences de modulation inclut en outre une cinquième plage de fréquences de modulation correspondant à un bruit pseudo-transitoire, et dans lequel ladite cinquième plage de fréquences de modulation se trouve entre lesdites troisième et quatrième plages de fréquences de modulation.
  26. Procédé selon la revendication 25, dans lequel ladite cinquième plage de fréquences de modulation est comprise entre environ 20 Hz et 40 Hz.
  27. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 26, dans lequel ledit sous-indice de temps (192) est le plus élevé lorsque ladite durée correspond à une plage de durées typiques d'un ou plusieurs types de signaux audio souhaités.
  28. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 26, dans lequel ledit sous-indice de temps (192) est le plus élevé lorsque ladite durée est plus longue que 20 ms.
  29. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 28, dans lequel ladite durée est placée sur un continuum de temps défini par des durées typiques que présentent différents types de sons pendant ladite troisième période de temps et dans lequel ledit sous-indice de temps (192) est sélectionné pour correspondre au placement de ladite durée sur ledit continuum de temps.
  30. Procédé selon la revendication 29, dans lequel ledit continuum de temps inclut une première plage de temps correspondant à un bruit stationnaire, une deuxième plage de temps correspondant à un bruit pseudo-stationnaire, une troisième plage de temps correspondant à la parole et la musique et une quatrième plage de temps correspondant à un bruit transitoire.
  31. Procédé selon la revendication 30, dans lequel ladite quatrième plage de temps inclut des durées plus courtes que lesdites première, deuxième et troisième plages de temps.
  32. Procédé selon l'une quelconque des revendications 30 ou 31, dans lequel ledit sous-indice de temps (192) est le plus faible lorsque ladite durée se trouve à l'intérieur de ladite quatrième plage de temps.
  33. Procédé selon l'une quelconque des revendications 30 ou 31, dans lequel ladite quatrième plage de temps est comprise entre 0 ms et 10 ms et dans lequel lesdites deuxième et troisième plages de temps sont au-dessus de 20 ms.
  34. Procédé selon l'une quelconque des revendications 30 ou 33, dans lequel ledit continuum de temps inclut en outre une cinquième plage de temps correspondant à un bruit pseudo-transitoire.
  35. Procédé selon la revendication 34, dans lequel ladite cinquième plage de temps est comprise entre environ 10 ms et 20 ms.
  36. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape (b)(i) est effectuée en :
    (A) déterminant une fréquence de modulation d'intensité du contenu audio dudit chacun desdits signaux d'entrée dans le domaine fréquentiel (42) pendant une deuxième période de temps ;
    (B) fournissant un sous-indice de fréquence de modulation (82) correspondant à ladite fréquence de modulation d'intensité ; et
    (C) fournissant ledit indice de signal (60, 160) correspondant audit sous-indice de fréquence de modulation (82).
  37. Procédé selon la revendication 36, dans lequel ledit sous-indice de fréquence de modulation (82) est le plus élevé lorsque ladite fréquence de modulation d'intensité correspond à une plage de fréquences de modulation d'intensité typiques d'un ou plusieurs types de signaux audio souhaités.
  38. Procédé selon la revendication 36, dans lequel ledit sous-indice de fréquence de modulation (82) est le plus élevé lorsque ladite fréquence de modulation d'intensité est comprise entre environ 1 Hz et environ 20 Hz.
  39. Procédé selon la revendication 36, dans lequel ladite fréquence de modulation d'intensité est placée sur un continuum de fréquences de modulation d'intensité défini par des fréquences de modulation d'intensité typiques que présentent différents types de sons pendant ladite deuxième période de temps et dans lequel ledit sous-indice de fréquence de modulation (82) est sélectionné pour correspondre au placement de ladite fréquence de modulation d'intensité sur ledit continuum de fréquences de modulation d'intensité.
  40. Procédé selon la revendication 39, dans lequel ledit continuum de fréquences de modulation d'intensité inclut une première plage de fréquences de modulation correspondant à un bruit stationnaire, une deuxième plage de fréquences de modulation correspondant à un bruit pseudo-stationnaire, une troisième plage de fréquences de modulation correspondant à la parole et la musique et une quatrième plage de fréquences de modulation correspondant à un bruit transitoire.
  41. Procédé selon la revendication 40, dans lequel ladite première plage de fréquences de modulation est au-dessous de ladite deuxième plage de fréquences de modulation, ladite deuxième plage de fréquences de modulation est au-dessous de ladite troisième plage de fréquences de modulation et ladite troisième plage de fréquences de modulation est au-dessous de ladite quatrième plage de fréquences de modulation.
  42. Procédé selon l'une quelconque des revendications 40 ou 41, dans lequel ledit sous-indice de modulation de fréquence (82) est le plus élevé lorsque ladite fréquence de modulation d'intensité se trouve à l'intérieur d'une plage sélectionnée parmi lesdites première, deuxième, troisième ou quatrième plages de fréquences de modulation.
  43. Procédé selon l'une quelconque des revendications 40 ou 41, dans lequel ledit sous-indice de modulation de fréquence (82) est le plus élevé lorsque ladite fréquence de modulation d'intensité se trouve à l'intérieur de ladite troisième plage de fréquences de modulation.
  44. Procédé selon l'une quelconque des revendications 40 ou 41, dans lequel ladite première plage de fréquences de modulation est comprise entre environ 0 Hz et environ 0,5 Hz, la deuxième plage de fréquences de modulation est comprise entre environ 0,5 Hz et environ 1 Hz, la troisième plage de fréquences de modulation est comprise entre environ 1 Hz et environ 20 Hz et la quatrième plage de fréquences de modulation inclut toute fréquence de modulation d'intensité supérieure à environ 40 Hz.
  45. Procédé selon l'une quelconque des revendications 40 ou 44, dans lequel ledit continuum de fréquences de modulation inclut en outre une cinquième plage de fréquences de modulation correspondant à un bruit pseudo-transitoire, et dans lequel ladite cinquième plage de fréquences de modulation se trouve entre lesdites troisième et quatrième plages de fréquences de modulation.
  46. Procédé selon la revendication 45, dans lequel ladite cinquième plage de fréquences de modulation est comprise entre environ 20 Hz et 40 Hz.
  47. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape (b)(i) est effectuée en :
    (A) déterminant la durée du contenu audio dudit chacun desdits signaux d'entrée dans le domaine fréquentiel (42) pendant une troisième période de temps ;
    (B) fournissant un sous-indice de temps (192) correspondant à ladite durée ; et
    (C) fournissant ledit indice de signal (160) correspondant audit sous-indice de temps (192).
  48. Procédé selon la revendication 47, dans lequel ladite durée peut être placée sur un continuum de temps défini par des durées typiques que présentent différents types de sons pendant ladite troisième période de temps et dans lequel ledit sous-indice de temps (192) est sélectionné pour correspondre au placement de ladite durée sur ledit continuum de temps.
  49. Procédé selon la revendication 48, dans lequel ledit continuum de temps inclut une première plage de temps correspondant à un bruit stationnaire, une deuxième plage de temps correspondant à un bruit pseudo-stationnaire, une troisième plage de temps correspondant à la parole et la musique et une quatrième plage de temps correspondant à un bruit transitoire.
  50. Procédé selon la revendication 49, dans lequel ladite quatrième plage de temps inclut des durées plus courtes que lesdites première, deuxième et troisième plages de temps.
  51. Procédé selon l'une quelconque des revendications 49 ou 50, dans lequel ledit sous-indice de temps (192) est le plus faible lorsque ladite durée se trouve à l'intérieur de ladite quatrième plage de temps.
  52. Procédé selon l'une quelconque des revendications 49 ou 50, dans lequel ladite quatrième plage de temps est comprise entre 0 ms et 10 ms et dans lequel lesdites deuxième et troisième plages de temps sont au-dessus de 20 ms.
  53. Procédé selon l'une quelconque des revendications 49 ou 50, dans lequel ledit continuum de temps inclut en outre une cinquième plage de temps correspondant à un bruit pseudo-transitoire.
  54. Procédé selon la revendication 53, dans lequel ladite cinquième plage de temps est comprise entre environ 10 ms et 20 ms.
  55. Appareil de traitement de signal pour recevoir un signal d'entrée numérique dans le domaine temporel (40) ayant un spectre de fréquences d'entrée et pour fournir un signal de sortie numérique dans le domaine temporel (48), ledit appareil comprenant :
    (a) un filtre d'analyse (26) pour recevoir ledit signal d'entrée numérique dans le domaine temporel (40) et pour fournir N sous-signaux d'entrée numériques dans le domaine fréquentiel (42), chacun desdits N sous-signaux d'entrée numériques dans le domaine fréquentiel (42) correspondant à une partie dudit spectre de fréquences d'entrée, et où N est un entier positif ;
    (b) N étages de détection de signal et de réduction du bruit pour fournir N sous-signaux de sortie numériques dans le domaine fréquentiel (44), chacun desdits étages de détection de signal et de réduction du bruit incluant :
    (i) un étage de détection de signal (54, 154) couplé audit filtre d'analyse (26) pour recevoir un desdits signaux d'entrée dans le domaine fréquentiel (42) et pour fournir un indice de signal (60, 160) correspondant audit un desdits signaux d'entrée dans le domaine fréquentiel (42) pour caractériser ledit un desdits signaux d'entrée dans le domaine fréquentiel (42) comme contenant soit un signal souhaitable soit un de types de bruit différents, où des indices différents correspondent à des types de bruits différents ;
    (ii) un étage de réduction du bruit (56) couplé audit étage de détection de signal (54, 154) pour recevoir ledit indice de signal (60, 160) et pour fournir un signal de gain (62, 162) correspondant audit indice de signal (60, 160) ; et
    (iii) un multiplicateur (58) couplé audit étage de réduction du bruit (56) pour fournir un de N sous-signaux de sortie numériques dans le domaine fréquentiel (44) en réponse audit un desdits signaux d'entrée dans le domaine fréquentiel (42) et l'indice de signal correspondant (60, 160) ; et
    (c) un filtre de synthèse (30) pour recevoir lesdits N sous-signaux de sortie numériques dans le domaine fréquentiel (44) et pour fournir ledit signal de sortie numérique dans le domaine temporel (46).
  56. Appareil de traitement de signal selon la revendication 55, dans lequel chacun desdits étages de détection de signal (54, 154) comprend :
    (d) un détecteur de changement d'intensité (64) pour fournir un signal de changement d'intensité (74) correspondant à un changement de l'intensité dudit un desdits signaux d'entrée dans le domaine fréquentiel (42) pendant une première période de temps sélectionnée ;
    (e) un processeur de changement d'intensité (68) pour fournir un sous-indice de changement d'intensité (76) correspondant audit signal de changement d'intensité (74) ; et
    (f) un étage de calcul d'indice (72, 172) pour fournir ledit indice de signal (74) en réponse audit sous-indice de changement d'intensité (76).
  57. Appareil de traitement de signal selon la revendication 55, dans lequel chacun desdits étages de détection de signal (54, 154) comprend :
    (d) un détecteur de changement d'intensité (64) pour fournir un signal de changement d'intensité (74) correspondant à un changement de l'intensité dudit un desdits signaux d'entrée dans le domaine fréquentiel (42) pendant une première période de temps sélectionnée ;
    (e) un processeur de changement d'intensité (68) pour fournir un sous-indice de changement d'intensité (76) correspondant audit signal de changement d'intensité (74) ;
    (f) un détecteur de fréquence de modulation (66) pour fournir un signal de fréquence de modulation (80) correspondant à une fréquence de modulation d'intensité du contenu sonore dudit un desdits signaux d'entrée dans le domaine fréquentiel (42) pendant une deuxième période de temps ;
    (g) un processeur de fréquence de modulation (70) pour fournir un sous-indice de fréquence de modulation (82) correspondant audit signal de fréquence de modulation (80) ;
    (h) un étage de calcul d'indice (72, 172) pour fournir ledit indice de signal (60, 160) en réponse audit sous-indice de changement d'intensité (76) et audit sous-indice de fréquence de modulation (82).
  58. Appareil de traitement de signal selon la revendication 55, dans lequel chacun desdits étages de détection de signal (154) comprend :
    (d) un détecteur de changement d'intensité (64) pour fournir un signal de changement d'intensité (74) correspondant à un changement de l'intensité dudit un desdits signaux d'entrée dans le domaine fréquentiel (42) pendant une première période de temps sélectionnée ;
    (e) un processeur de changement d'intensité (68) pour fournir un sous-indice de changement d'intensité (76) correspondant audit signal de changement d'intensité (74) ;
    (f) un détecteur de fréquence de modulation (66) pour fournir un signal de fréquence de modulation (80) correspondant à une fréquence de modulation d'intensité du contenu sonore dudit un desdits signaux d'entrée dans le domaine fréquentiel (42) pendant une deuxième période de temps ;
    (g) un processeur de fréquence de modulation (70) pour fournir un sous-indice de fréquence de modulation (82) correspondant audit signal de fréquence de modulation (80) ;
    (h) un détecteur de durée (186) pour fournir un signal de durée (190) correspondant à une durée du contenu sonore dudit un desdits signaux d'entrée dans le domaine fréquentiel (42) pendant une troisième période de temps ;
    (i) un processeur de temps (188) pour fournir un sous-indice de temps (192) correspondant audit signal de durée (190) ;
    (j) un étage de calcul d'indice (172) pour fournir ledit indice de signal (160) en réponse audit sous-indice de changement d'intensité (76) et audit sous-indice de fréquence de modulation (82) et audit sous-indice de temps (192).
  59. Appareil de traitement de signal selon la revendication 55, dans lequel chacun desdits étages de détection de signal (54, 154) comprend :
    (d) un détecteur de fréquence de modulation (66) pour fournir un signal de fréquence de modulation (80) correspondant à la fréquence de modulation d'intensité dudit un desdits signaux d'entrée dans le domaine fréquentiel (42) pendant une deuxième période de temps sélectionnée ;
    (e) un processeur de fréquence de modulation (70) pour fournir un sous-indice de fréquence de modulation (82) correspondant audit signal de fréquence de modulation (80) ; et
    (f) un étage de calcul d'indice (72, 172) pour fournir ledit indice de signal (60, 160) en réponse audit sous-indice de fréquence de modulation (82).
  60. Appareil de traitement de signal selon la revendication 55, dans lequel chacun desdits étages de détection de signal (154) comprend :
    (d) un détecteur de durée (186) pour fournir un signal de durée (190) correspondant à la durée du contenu audio dans ledit un desdits signaux d'entrée dans le domaine fréquentiel (42) pendant une troisième période de temps sélectionnée ;
    (e) un processeur de temps (188) pour fournir un sous-indice de temps (192) correspondant audit signal de durée (190) ; et
    (f) un étage de calcul d'indice (172) pour fournir ledit indice de signal (160) en réponse audit sous-indice de temps (192).
  61. Appareil de traitement de signal selon l'une quelconque des revendications 56, 57 ou 58, dans lequel ledit processeur de changement d'intensité (68) est configuré pour fournir un sous-indice de changement d'intensité plus élevé (76) en réponse à une plage de changements d'intensité typiques d'un type de signal sélectionné.
  62. Appareil de traitement de signal selon l'une quelconque des revendications 56, 57 ou 58, dans lequel ledit processeur de changement d'intensité (68) est configuré pour fournir un sous-indice de changement d'intensité plus élevé (76) en réponse à des changements d'intensité compris entre environ 18 dB et environ 36 dB.
  63. Appareil de traitement de signal selon l'une quelconque des revendications 57, 58, 59, 61 ou 62, dans lequel ledit processeur de fréquence de modulation (70) est configuré pour fournir un sous-indice de fréquence de modulation plus élevé (82) en réponse à une plage de fréquences de modulation d'intensité typiques d'un type de signal sélectionné.
  64. Appareil de traitement de signal selon l'une quelconque des revendications 57, 58, 59, 61 ou 62, dans lequel ledit processeur de fréquence de modulation (70) est configuré pour fournir un sous-indice de fréquence de modulation plus élevé (82) en réponse à une plage de fréquences de modulation d'intensité comprise entre environ 1 Hz et 20 Hz.
  65. Appareil de traitement de signal selon l'une quelconque des revendications 58 ou 60 à 64, dans lequel ledit processeur de temps (188) est configuré pour fournir un sous-indice de temps plus élevé (192) en réponse à une plage de durées typiques d'un type de signal sélectionné.
  66. Appareil de traitement de signal selon l'une quelconque des revendications 58 ou 60 à 64, dans lequel ledit processeur de temps (188) est configuré pour fournir un sous-indice de temps plus élevé (192) en réponse à une durée supérieure à 20 ms.
EP02716565A 2001-03-21 2002-03-21 Appareil et procede de caracterisation adaptive de signaux et reduction de bruit dans les protheses auditives et d'autres dispositifs auditifs Expired - Lifetime EP1371263B1 (fr)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US27727501P 2001-03-21 2001-03-21
US277275P 2001-03-21
CA2341834 2001-03-22
CA2341834A CA2341834C (fr) 2001-03-21 2001-03-22 Appareil et methode pour determiner de facon adaptative les caracteristiques de signal et reduire le bruit d'appareils auditifs et d'autres dispositifs audio
PCT/CA2002/000397 WO2002076148A2 (fr) 2001-03-21 2002-03-21 Appareil et procede de caracterisation adaptative de signaux et reduction de bruit dans les protheses auditives et d'autres dispositifs auditifs

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1371263A2 EP1371263A2 (fr) 2003-12-17
EP1371263B1 true EP1371263B1 (fr) 2010-12-08

Family

ID=27735477

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP02716565A Expired - Lifetime EP1371263B1 (fr) 2001-03-21 2002-03-21 Appareil et procede de caracterisation adaptive de signaux et reduction de bruit dans les protheses auditives et d'autres dispositifs auditifs

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1371263B1 (fr)
AU (1) AU2002247575A1 (fr)
WO (1) WO2002076148A2 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9498626B2 (en) 2013-12-11 2016-11-22 Med-El Elektromedizinische Geraete Gmbh Automatic selection of reduction or enhancement of transient sounds

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1723829B1 (fr) 2004-03-02 2011-05-04 Oticon A/S Procédé de réduction du bruit dans un dispositif audio et aide auditive equipée d'un moyen de réduction du bruit
CN104661700B (zh) 2012-08-27 2016-09-28 Med-El电气医疗器械有限公司 听力植入物中的瞬变声音的减小
ITMI20130501A1 (it) * 2013-04-03 2014-10-04 Luca Gubert Finsterle Sistema di generazione sonora a due canali audio

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4025721A (en) * 1976-05-04 1977-05-24 Biocommunications Research Corporation Method of and means for adaptively filtering near-stationary noise from speech
EP0599132A2 (fr) * 1992-11-20 1994-06-01 NOKIA TECHNOLOGY GmbH Système de traitement d'un signal audio
US6198830B1 (en) * 1997-01-29 2001-03-06 Siemens Audiologische Technik Gmbh Method and circuit for the amplification of input signals of a hearing aid

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
US4852175A (en) * 1988-02-03 1989-07-25 Siemens Hearing Instr Inc Hearing aid signal-processing system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4025721A (en) * 1976-05-04 1977-05-24 Biocommunications Research Corporation Method of and means for adaptively filtering near-stationary noise from speech
EP0599132A2 (fr) * 1992-11-20 1994-06-01 NOKIA TECHNOLOGY GmbH Système de traitement d'un signal audio
US6198830B1 (en) * 1997-01-29 2001-03-06 Siemens Audiologische Technik Gmbh Method and circuit for the amplification of input signals of a hearing aid

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9498626B2 (en) 2013-12-11 2016-11-22 Med-El Elektromedizinische Geraete Gmbh Automatic selection of reduction or enhancement of transient sounds

Also Published As

Publication number Publication date
AU2002247575A1 (en) 2002-10-03
EP1371263A2 (fr) 2003-12-17
WO2002076148A3 (fr) 2003-08-21
WO2002076148A2 (fr) 2002-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2341834C (fr) Appareil et methode pour determiner de facon adaptative les caracteristiques de signal et reduire le bruit d'appareils auditifs et d'autres dispositifs audio
US8170879B2 (en) Periodic signal enhancement system
US5867581A (en) Hearing aid
US7968786B2 (en) Volume adjusting apparatus and volume adjusting method
EP1312162B1 (fr) Systeme d'amelioration de la qualite de signaux vocaux
US7610196B2 (en) Periodic signal enhancement system
AU764610B2 (en) Method and signal processor for intensification of speech signal components in a hearing aid
US7092532B2 (en) Adaptive feedback canceller
US20140037108A1 (en) Automatic loudness control
EP2172930B1 (fr) Dispositif de traitement de signal audio et procédé de traitement de signal audio
EP1607939B1 (fr) Dispositif de compression de signal de parole, procede de compression de signal de parole, et programme
EP2225827B1 (fr) Prévention d'écrêtage de signal audio
KR20160113224A (ko) 오디오 신호를 압축하는 오디오 압축 시스템
EP1472786A2 (fr) Technique permettant de reduire la plage dynamique d'un signal et circuit electronique a cet effet
US20150071463A1 (en) Method and apparatus for filtering an audio signal
JP2009296298A (ja) 音声信号処理装置および方法
EP1371263B1 (fr) Appareil et procede de caracterisation adaptive de signaux et reduction de bruit dans les protheses auditives et d'autres dispositifs auditifs
US20050119879A1 (en) Method and apparatus to compensate for imperfections in sound field using peak and dip frequencies
JP3435357B2 (ja) 収音方法、その装置及びプログラム記録媒体
US7133478B2 (en) Device and method for detecting and suppressing noise
WO2007106384A1 (fr) Amplificateur de casque compatible avec la musique avec fonctionnalite anti-tressautements
JPH0424692A (ja) 音声区間検出方式
CN116074691A (zh) 电磁金属检测信号的音频呈现
KR20160139268A (ko) 휴대단말기의 평균 음압 향상 장치 및 방법
AU2004241623A1 (en) Oscillation detection

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20031007

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK RO SI

17Q First examination report despatched

Effective date: 20060811

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE DK

REF Corresponds to:

Ref document number: 60238520

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20110120

Kind code of ref document: P

REG Reference to a national code

Ref country code: DK

Ref legal event code: T3

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20110909

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 60238520

Country of ref document: DE

Effective date: 20110909

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DK

Payment date: 20150325

Year of fee payment: 14

REG Reference to a national code

Ref country code: DK

Ref legal event code: EBP

Effective date: 20160331

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20160331

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20210329

Year of fee payment: 20

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R071

Ref document number: 60238520

Country of ref document: DE