JP2022528579A - Bilateral hearing aid system with temporally uncorrelated beamformer - Google Patents
Bilateral hearing aid system with temporally uncorrelated beamformer Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022528579A JP2022528579A JP2021571638A JP2021571638A JP2022528579A JP 2022528579 A JP2022528579 A JP 2022528579A JP 2021571638 A JP2021571638 A JP 2021571638A JP 2021571638 A JP2021571638 A JP 2021571638A JP 2022528579 A JP2022528579 A JP 2022528579A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- hearing aid
- monaural
- beamforming
- beamforming signal
- 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
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
- H04R25/40—Arrangements for obtaining a desired directivity characteristic
-
- 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
- H04R25/43—Electronic input selection or mixing based on input signal analysis, e.g. mixing or selection between microphone and telecoil or between microphones with different directivity characteristics
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R2225/00—Details of deaf aids covered by H04R25/00, not provided for in any of its subgroups
- H04R2225/41—Detection or adaptation of hearing aid parameters or programs to listening situation, e.g. pub, forest
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
- H04R25/55—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception using an external connection, either wireless or wired
- H04R25/552—Binaural
Abstract
本発明は、第1の態様において、ユーザの右耳に、またはその中に配置するための第1の補聴器と、ユーザの左耳に、またはその中に配置するための第2の補聴器と、またはその逆を備えるバイノーラル補聴器システムに関する。第1の補聴器の第1の信号プロセッサは、入力音に応答して第1の補聴器の第1のマイクロフォン装置によって供給される1つまたは複数のマイクロフォン信号に基づいて、目標方向に最大感度を有する第1の極パターンを示す第1のモノラルビームフォーミング信号を生成するように構成される。第1の信号プロセッサは、第1のモノラルビームフォーミング信号及び第2の補聴器から受信した第2のモノラルビームフォーミング信号に基づいて、バイラテラルビームフォーミング信号を生成するように追加的に構成される。バイラテラルビームフォーミング信号は、目標方向、典型的にはユーザの正面方向において最大感度を有し、第1および第2の補聴器のそれぞれの同側または局所側において低減された感度を有する極性パターンを示す。第1の信号プロセッサは、さらに、1つまたは複数のマイクロフォン信号に基づいて、第1の補聴器の同側で最大感度を有し、目標方向で低減された感度を有し、かつ第1の補聴器の対側で低減された感度を有する第3の極パターンを示す第3のモノラルビームフォーミング信号を生成するように構成される。第1の信号プロセッサは、第1のバイラテラルビームフォーミング信号に対して第3のモノラルビームフォーミング信号を時間遅延させて、それらの相関を低減させ、第1のバイラテラルビームフォーミング信号と時間遅延された第3のモノラルビームフォーミング信号とを結合して、第1のハイブリッドビームフォーミング信号を形成するように追加的に構成されている。第1、第2、及び第3の極性パターンは、音響人体模型の右耳及び左耳に取り付けられた第1及び第2の補聴器で測定されるか、さもなければ決定されている。【選択図】 図2The present invention comprises, in a first aspect, a first hearing aid for placement in or in the user's right ear and a second hearing aid for placement in or in the user's left ear. With respect to a binaural hearing aid system with or vice versa. The first signal processor of the first hearing aid has maximum sensitivity in the target direction based on one or more microphone signals supplied by the first microphone device of the first hearing aid in response to the input sound. It is configured to generate a first monaural beamforming signal indicating a first pole pattern. The first signal processor is additionally configured to generate a bilateral beamforming signal based on the first monaural beamforming signal and the second monaural beamforming signal received from the second hearing aid. The bilateral beamforming signal has a polar pattern with maximum sensitivity in the target direction, typically in front of the user, with reduced sensitivity on the ipsilateral or local side of each of the first and second hearing aids. show. The first signal processor further has maximum sensitivity on the same side of the first hearing aid, reduced sensitivity in the target direction, and first hearing aid based on one or more microphone signals. It is configured to generate a third monaural beamforming signal showing a third pole pattern with reduced sensitivity on the opposite side of the. The first signal processor delays the third monaural beamforming signal with respect to the first bilateral beamforming signal to reduce their correlation and is time-delayed with the first bilateral beamforming signal. It is additionally configured to combine with a third monaural beamforming signal to form a first hybrid beamforming signal. The first, second, and third polar patterns are measured or otherwise determined by the first and second hearing aids attached to the right and left ears of the acoustic model. [Selection diagram] Fig. 2
Description
本発明は、第1の態様において、ユーザの右耳に、またはその中に配置するための第1の補聴器と、ユーザの左耳に、またはその中に配置するための第2の補聴器、またはその逆を備えるバイノーラル補聴器システムに関する。第1の補聴器の第1の信号プロセッサは、入力音に応答して第1の補聴器の第1のマイクロフォン装置によって供給される1つまたは複数のマイクロフォン信号に基づいて、第1のモノラルビームフォーミング信号を生成するように構成され、前記第1のモノラルビームフォーミング信号は、目標方向に最大感度を有する第1の極性パターンを示す。第1の信号プロセッサは、さらに、第1のモノラルビームフォーミング信号及び第2の補聴器から受信した第2のモノラルビームフォーミング信号に基づいて、バイラテラルビームフォーミング信号を生成するように構成される。バイラテラルビームフォーミング信号は、目標方向、典型的にはユーザの正面方向において最大感度を有し、第1および第2の補聴器のそれぞれの同側または局所側において低減された感度を有する極性パターンを示す。第1の信号プロセッサは、さらに、1つまたは複数のマイクロフォン信号に基づいて第3のモノラルビームフォーミング信号を生成し、第3のモノラルビームフォーミング信号は、第1の補聴器の同側で最大感度を有し、目標方向で低減された感度を有し、第1の補聴器の対側で低減された感度を有する第3の極性パターンを示すように構成される。第1の信号プロセッサは、さらに、第1のバイラテラルビームフォーミング信号に対して第3のモノラルビームフォーミング信号を時間遅延させて、それらの相関を低減させ、第1のバイラテラルビームフォーミング信号と時間遅延された第3のモノラルビームフォーミング信号とを結合させて、第1のハイブリッドビームフォーミング信号を形成するように構成される。第1、第2および第3の極性パターンは、好ましくは、音響人体模型の右耳および左耳に取り付けられた第1および第2の補聴器で測定され、または、決定されている。 The present invention relates to, in a first aspect, a first hearing aid for placement in or in the user's right ear and a second hearing aid for placement in or in the user's left ear. With respect to a binaural hearing aid system with the opposite. The first signal processor of the first hearing aid is a first monaural beam forming signal based on one or more microphone signals supplied by the first microphone device of the first hearing aid in response to an input sound. The first monaural beam forming signal exhibits a first polar pattern with maximum sensitivity in the target direction. The first signal processor is further configured to generate a bilateral beamforming signal based on the first monaural beamforming signal and the second monaural beamforming signal received from the second hearing aid. The bilateral beamforming signal has a polar pattern with maximum sensitivity in the target direction, typically in front of the user, with reduced sensitivity on the ipsilateral or local side of each of the first and second hearing aids. show. The first signal processor further generates a third monaural beamforming signal based on one or more microphone signals, and the third monaural beamforming signal has maximum sensitivity on the same side of the first hearing aid. It has, has reduced sensitivity in the target direction, and is configured to show a third polar pattern with reduced sensitivity on the contralateral side of the first hearing aid. The first signal processor further delays the third monaural beamforming signal with respect to the first bilateral beamforming signal to reduce their correlation and time with the first bilateral beamforming signal. It is configured to combine with a delayed third monaural beamforming signal to form a first hybrid beamforming signal. The first, second and third polar patterns are preferably measured or determined with first and second hearing aids attached to the right and left ears of the acoustic manikin.
健聴者は、レストラン、バー、コンサート会場等のような騒々しい聴取条件下で、音声の明瞭さを獲得し、状況認識を維持するために選択的に注意を払うことができる。一方において、環境認識を維持しながら、騒々しい環境において特定の所望の音源を聴くことは、聴覚障害者にとって日常的に困難な課題であり続けている。既存のバイノーラル補聴器システムは、一般に、左耳および右耳マイクロフォン装置によって供給される元々のマイクロフォン信号に対する、バイラテラルまたはバイノーラルにビームフォーミングされたマイクロフォン信号の、測定されるまたは客観的な信号対ノイズ比を改善するのに有効である。バイラテラルまたはバイノーラルにビームフォーミングされたマイクロフォン信号の著しい信号対ノイズ比の改善は、バイノーラルにビームフォーミングされたマイクロフォン信号の高い指向性によって引き起こされる。これは、目標方向、典型的にはユーザの正面方向の周りの比較的狭い角度範囲の外側に配置された音源が、大幅に減衰又は抑制されることを意味する。音源が実質的に減衰しないまま残る狭い角度範囲は、目標方向の周りの±20~40度のみに及び得る。目標方向の外側に配置された音源のこのような大きな抑制は、目標方向の外側の音源が聞こえない場合がある聴覚障害のあるユーザにとって不快な、いわゆる「トンネル聴覚」感覚につながり、とりわけ状況認識の喪失につながる。 Deaf people can selectively pay attention to gain audio clarity and maintain situational awareness under noisy listening conditions such as restaurants, bars, concert venues, etc. On the other hand, listening to a particular desired sound source in a noisy environment while maintaining environmental awareness continues to be a daily and difficult task for the hearing impaired. Existing binaural hearing aid systems typically have a measured or objective signal-to-noise ratio of a bilateral or binaurally beam-formed microphone signal to the original microphone signal supplied by the left-ear and right-ear microphone devices. It is effective in improving. Significant signal-to-noise ratio improvements in binaural or binaurally beamformed microphone signals are caused by the high directivity of binaurally beamformed microphone signals. This means that sound sources located outside a relatively narrow angular range around the target direction, typically the user's frontal direction, are significantly attenuated or suppressed. The narrow angular range in which the sound source remains substantially unattenuated can extend only ± 20-40 degrees around the target direction. Such a large suppression of sound sources located outside the target direction leads to a so-called "tunnel hearing" sensation, which is unpleasant for hearing-impaired users who may not hear the sound source outside the target direction, especially situational awareness. Leads to the loss of.
米国特許第8,755,547号は、音の明瞭度を高めるためのバイノーラルビームフォーミング方法およびバイノーラル補聴器システムを開示している。音の明瞭度を向上させる方法は、第1の方向から発する一次音を検出し、一次信号を生成するステップと、第1の方向の左側および右側から発する二次音を検出し、二次信号を生成するステップと、二次信号に対して一次信号を遅延させるステップと、信号の結合を聴取者の聴覚系の左側および右側に提示するステップとを含む。米国特許第8,755,547号は、定位の優位性のみのために先行音効果を利用する。 U.S. Pat. No. 8,755,547 discloses a binaural beamforming method and a binaural hearing aid system for enhancing sound intelligibility. The method of improving the intelligibility of the sound is to detect the primary sound emitted from the first direction and generate the primary signal, and to detect the secondary sound emitted from the left side and the right side of the first direction, and the secondary signal. Includes a step of generating the secondary signal, a step of delaying the primary signal relative to the secondary signal, and a step of presenting the signal coupling to the left and right sides of the listener's auditory system. U.S. Pat. No. 8,755,547 makes use of the preceding sound effect only for localization superiority.
ノイズの多い聴取環境において、強いビームフォーミング、すなわち高い指向性指数を適用することによって音声明瞭度の改善を達成し、軸外、すなわち、ユーザの側方および背後のような、目標方向または目標範囲の外側に配置された音響信号源の制御可能なレベルを介して、より不利の少ない聴取環境において「トンネル聴覚」感覚を緩和する、柔軟な方法を提供するバイノーラル補聴器システムが当該技術分野において必要とされている。 In a noisy listening environment, strong beamforming, ie, high directional index, achieves improved speech intelligibility by applying a target direction or range, such as off-axis, i.e. side and back of the user. There is a need in the art for a binoural hearing aid system that provides a flexible way to mitigate the "tunnel hearing" sensation in a less disadvantaged listening environment through the controllable levels of acoustic sources located outside of. Has been done.
本発明の第1の態様は、
ユーザの左耳または右耳に、またはその中に配置するための第1の補聴器であって、第1のマイクロフォン装置と、第1の信号プロセッサと、データ通信チャネルを介してマイクロフォン信号を無線送信および受信するように構成された第1のデータ通信インターフェースとを備える、第1の補聴器と、
ユーザの反対側の耳に、またはその中に配置するための第2の補聴器であって、第2のマイクロフォン装置と、第2の信号プロセッサと、データ通信チャネルを介してマイクロフォン信号を無線送信および受信するように構成された第2のデータ通信インターフェースとを備える、第2の補聴器と、を備えるバイノーラル補聴器システムに関する。好ましくは、第1の信号プロセッサは、
入力音に応答して第1のマイクロフォン装置によって供給される1つ又は複数のマイクロフォン信号に基づいて、目標方向に最大感度を有する第1の極性パターンを示す第1のモノラルビームフォーミング信号を生成し、
第1の無線通信インターフェースを介して、第2のおよび対側の補聴器に、第1のモノラルビームフォーミング信号を送信し、
第1の無線データ通信インターフェースを介して、第2の補聴器から第2のモノラルビームフォーミング信号を受信し、
第1および第2のモノラルビームフォーミング信号に基づいて、目標方向に最大感度を有し、ユーザの左耳および右耳のそれぞれの同側で低減された感度を有する第2の極性パターンを示す第1のバイラテラルビームフォーミング信号を生成し、
1つまたは複数のマイクロフォン信号に基づいて、第1の補聴器の同側で最大感度を有し、目標方向で低減された感度を有し、かつ第1の補聴器の対側で低減された感度を有する第3の極性パターンを示す、第3のモノラルビームフォーミング信号を生成するように構成される。第1の信号プロセッサは、さらに、第1のバイラテラルビームフォーミング信号と、第3のモノラルビームフォーミング信号との間の相関を低減するために、第1のバイラテラルビームフォーミング信号に対して第3のモノラルビームフォーミング信号を時間遅延させるように構成される。第1の信号プロセッサは、さらに、第1のハイブリッドビームフォーミング信号を形成するために、第1のバイラテラルビームフォーミング信号と、時間遅延された第3のモノラルビームフォーミング信号とを結合または混合するように構成され、第1、第2、および第3の極性パターンは、音響人体模型の右耳または左耳にそれぞれ取り付けられた、第1および第2の補聴器を用いて、1kHzで測定され、または決定されている。
The first aspect of the present invention is
A first hearing aid for placement in or within the user's left or right ear, which wirelessly transmits a microphone signal over a first microphone device, a first signal processor, and a data communication channel. And a first hearing aid with a first data communication interface configured to receive.
A second hearing aid for placement in or in the user's opposite ear that wirelessly transmits and transmits microphone signals over a second microphone device, a second signal processor, and a data communication channel. The present invention relates to a second hearing aid comprising a second data communication interface configured to receive, and a binoural hearing aid system comprising. Preferably, the first signal processor is
Based on one or more microphone signals supplied by the first microphone device in response to the input sound, a first monaural beamforming signal indicating a first polar pattern with maximum sensitivity in the target direction is generated. ,
The first monaural beamforming signal is transmitted to the second and contralateral hearing aids via the first wireless communication interface.
A second monaural beamforming signal is received from the second hearing aid via the first wireless data communication interface.
A second polarity pattern showing a second polarity pattern with maximum sensitivity in the target direction and reduced sensitivity on each ipsilateral side of the user's left and right ears, based on the first and second monaural beamforming signals. Generates a bilateral beamforming signal of 1
Based on one or more microphone signals, it has maximum sensitivity on the same side of the first hearing aid, reduced sensitivity in the target direction, and reduced sensitivity on the opposite side of the first hearing aid. It is configured to generate a third monaural beamforming signal indicating a third polar pattern having. The first signal processor further has a third with respect to the first bilateral beamforming signal in order to reduce the correlation between the first bilateral beamforming signal and the third monaural beamforming signal. It is configured to delay the monaural beamforming signal of. The first signal processor further combines or mixes the first bilateral beamforming signal with the time-delayed third monaural beamforming signal to form the first hybrid beamforming signal. The first, second, and third polar patterns are measured at 1 kHz using first and second hearing aids attached to the right or left ear of the acoustic human body model, respectively. It has been decided.
音響人体模型は、KEMARまたはHATSなどの市販の音響人体模型、または人間の頭部および胴体の平均音響特性をシミュレートまたは表現するように設計または構築された任意の同様の音響人体模型であってもよい。当業者であれば、バイノーラル補聴器システムが聴覚障害のあるユーザまたは患者に適切に配置されている場合、第1、第2、および第3の極性パターンは、通常、音響人体模型に適切に取り付けられている場合と、実質的に同じ極性パターンまたは指向性特性を示すことを理解するであろう。しかしながら、第1、第2及び第3の極性パターンの音響人体模型に基づく決定への言及は、本バイノーラル補聴器システムのこれらの特性のための明確で再現可能な測定条件を保証する。 The acoustic mannequin is a commercially available acoustic mannequin such as KEMAR or HATS, or any similar acoustic mannequin designed or constructed to simulate or represent the average acoustic properties of the human head and body. May be good. If the binaural hearing aid system is properly deployed for a hearing-impaired user or patient, the first, second, and third polar patterns are usually properly attached to the acoustic manikin. You will understand that they exhibit substantially the same polar pattern or directivity characteristics as they do. However, references to acoustic anatomical determinations of the first, second and third polar patterns ensure clear and reproducible measurement conditions for these characteristics of this binaural hearing aid system.
第2の補聴器の第2の信号プロセッサは、好ましくは、第2のマイクロフォン装置によって供給される1つまたは複数のマイクロフォン信号に対して対応する機能またはアルゴリズムを実行するように構成されることを当業者は理解するであろう。従って、第2の信号プロセッサは、第1の補聴器において形成された第1のハイブリッドビームフォーミング信号に対応する特性を有する、第2のモノラルビームフォーミング信号、対応する第2のバイラテラルビームフォーミング信号、対応する第4のモノラルビームフォーミング信号、及び第2のハイブリッドビームフォーミング信号を形成又は生成するように構成される。 The second signal processor of the second hearing aid is preferably configured to perform the corresponding function or algorithm for one or more microphone signals supplied by the second microphone device. The vendor will understand. Therefore, the second signal processor has a characteristic corresponding to the first hybrid beamforming signal formed in the first hearing aid, a second monaural beamforming signal, a corresponding second bilateral beamforming signal, It is configured to form or generate a corresponding fourth monaural beamforming signal and a second hybrid beamforming signal.
第1および第2の聴覚装置または補聴器の各々は、BTE、RIE、ITE、ITC、CIC、RIC等のタイプの補聴器を備え、その関連するハウジング形状およびユーザの耳における配置を有する。 Each of the first and second hearing aids or hearing aids comprises a type of hearing aid such as BTE, RIE, ITE, ITC, CIC, RIC and has its associated housing shape and placement in the user's ear.
本バイノーラル補聴器システムによって生成される第1および第2のハイブリッドビームフォーミング信号の特性は、音源分離を容易にするために、軸外に位置する音源のために、知覚的に空間化された音像を補聴器ユーザに送達する。この音源分離は、以下でさらに詳細に説明するように、カクテルパーティ環境などのようにノイズの多い音環境において、補聴器ユーザの音声理解、聴取の快適さ、および状況認識を改善する。 The characteristics of the first and second hybrid beamforming signals produced by this binaural hearing aid system are perceptually spatialized sound images for off-axis sound sources to facilitate sound source separation. Deliver to hearing aid users. This sound source separation improves the hearing aid user's speech comprehension, listening comfort, and situational awareness in noisy sound environments, such as cocktail party environments, as described in more detail below.
第1および第2のデータ通信インターフェースのそれぞれは、好ましくは、反対側の補聴器にそれぞれ第1および第2のモノラルビームフォーミング信号を送信するための無線送信機と、第2および第1のモノラルビームフォーミング信号を受信するための無線受信機と、をそれぞれ備える無線送受信機を備える。無線送受信機は、2.4GHzの産業科学医療(ISM)帯域で動作するように構成された無線送受信機であってもよく、Bluetooth(登録商標)LE規格に準拠してもよい。あるいは、第1および第2のデータ通信インターフェースのそれぞれは、磁気コイルアンテナを備えていてもよく、アンテナ間の周波数領域10~20MHzで動作するNMFIなどの近接場磁気結合に基づいていてもよい。当業者は、第1および第2のモノラルビームフォーミング信号の各々が、好ましくは、第1および第2のデータ通信インターフェースのデータプロトコルに従って、例えばリアルタイムデジタルオーディオストリームのようなデジタル符号化フォーマットで送信されることを理解するであろう。第1のマイクロフォン装置によって供給される1つまたは複数のマイクロフォン信号と、第2のマイクロフォン装置によって供給される1つまたは複数のマイクロフォン信号とは、好ましくは、上述の指向性処理ステップが第1および第2の信号プロセッサによって実行される前に、それぞれのA/D変換器によって対応するデジタルマイクロフォン信号に変換される。従って、上述のビームフォーミング信号は、好ましくは、上述したように、デジタル符号化フォーマットで、32kHz、48kHz、96kHz等の特定のサンプリングレート又は周波数で表される。 Each of the first and second data communication interfaces preferably has a radio transmitter for transmitting the first and second monaural beam forming signals to the opposite hearing aid, and a second and first monaural beam, respectively. A wireless receiver for receiving a forming signal and a wireless transmitter / receiver are provided. The wireless transceiver may be a wireless transceiver configured to operate in the 2.4 GHz Industrial Science and Medical (ISM) band, or may be compliant with the Bluetooth® LE standard. Alternatively, each of the first and second data communication interfaces may include magnetic coil antennas and may be based on near-field magnetic coupling such as NMFI operating in the frequency domain 10-20 MHz between the antennas. For those skilled in the art, each of the first and second monaural beam forming signals is preferably transmitted in a digitally encoded format, such as a real-time digital audio stream, according to the data protocol of the first and second data communication interfaces. You will understand that. The one or more microphone signals supplied by the first microphone device and the one or more microphone signals supplied by the second microphone device are preferably such that the above-mentioned directional processing step is the first and the first and the plurality of microphone signals. Before being executed by the second signal processor, it is converted into the corresponding digital microphone signal by each A / D converter. Therefore, the beamforming signal described above is preferably represented in a digitally coded format at a specific sampling rate or frequency such as 32 kHz, 48 kHz, 96 kHz, etc., as described above.
第1の補聴器の第1の信号プロセッサは、第3のモノラルビームフォーミング信号を全域通過フィルタリングするか、または第3のモノラルビームフォーミング信号を第1の信号プロセッサのクロック信号のクロックサイクル数だけ時間遅延させて、第3のモノラルビームフォーミング信号の所定の時間遅延を生成するように構成された全域通過フィルタ回路またはアルゴリズムを備えていてもよい。一実施形態では、第1の信号プロセッサは、1kHzで測定された、4ms又は5msよりも大きい値、及び好ましくは5msから20msの間のような50msよりも小さい値だけ、第3のモノラルビームフォーミング信号を遅延させるように構成される。時間遅延は、第1の信号プロセッサの別個のハードウェア回路または構成要素によって生成されてもよい。この時間遅延の適切な長さについては、添付の図面を参照して以下でさらに詳細に説明する。当業者は、添付図面を参照して以下に更なる詳細を論じるように、バイラテラルビームフォーミング信号と第3のモノラルビームフォーミング信号との間で提供された時間遅延が、第1のハイブリッドビームフォーミング信号のこれらの信号成分を時間的に非相関化させる役割を果たすことを理解するであろう。 The first signal processor of the first hearing aid either filters the third monaural beam forming signal through the entire range, or delays the third monaural beam forming signal by the number of clock cycles of the clock signal of the first signal processor. And may include an all-pass filter circuit or algorithm configured to generate a predetermined time delay of the third monaural beam forming signal. In one embodiment, the first signal processor has a third monaural beamforming measured at 1 kHz, greater than 4 ms or 5 ms, and preferably less than 50 ms, such as between 5 ms and 20 ms. It is configured to delay the signal. The time delay may be generated by a separate hardware circuit or component of the first signal processor. The appropriate length of this time delay will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings. As one of ordinary skill in the art will discuss further details below with reference to the accompanying drawings, the time delay provided between the bilateral beamforming signal and the third monaural beamforming signal is the first hybrid beamforming. You will understand that it plays a role in temporally uncorrelating these signal components of the signal.
第1のマイクロフォン装置は、第1のモノラルビームフォーミング信号を形成する第1のビームフォーミングアルゴリズムへの入力として、第1および第2の無指向性マイクロフォン信号を生成するように構成された第1の無指向性マイクロフォンおよび第2の無指向性マイクロフォンを少なくとも備えることが好ましい。あるいは、または付加的に、第1のマイクロフォン装置は、第1のビームフォーミングアルゴリズムへの入力として、指向性マイクロフォン信号を生成するように構成された指向性マイクロフォンを備えてもよい。第3のモノラルビームフォーミング信号は、好ましくは、少なくとも第1および第2の無指向性マイクロフォン信号に基づいている。なぜなら、以下にさらに詳細に説明するように、無指向性特性によって、第1の信号プロセッサが、第3のモノラルビームフォーミング信号の指向特性、したがって第3の極性パターンを、第1および第2の無指向性マイクロフォン信号のそれぞれの頭部伝達関数およびそれぞれのフィルタ機能を用いて、柔軟な方法で、特定の目標関数に合わせることを許容するからである。 The first microphone device is configured to generate first and second omnidirectional microphone signals as inputs to a first beamforming algorithm that forms a first monaural beamforming signal. It is preferable to have at least an omnidirectional microphone and a second omnidirectional microphone. Alternatively, or additionally, the first microphone device may include a directional microphone configured to generate a directional microphone signal as an input to the first beamforming algorithm. The third monaural beamforming signal is preferably based on at least the first and second omnidirectional microphone signals. Because, as described in more detail below, the omnidirectional characteristics allow the first signal processor to obtain the directivity of the third monaural beamforming signal, and thus the third polar pattern, in the first and second. This is because each head-related transfer function of the omnidirectional microphone signal and each filter function are used to allow a flexible method to match a specific target function.
第1の第2の補聴器の一実施形態は、第1および第2の無指向性マイクロフォンと、第3の無指向性マイクロフォンまたは指向性マイクロフォンとを備えることができる。第1の補聴器は、第1および第2の無指向性マイクロフォンのそれぞれの音入口、または指向性マイクロフォンの第1および第2の音入口が、5mmまたは10mmよりも大きいなどの所定の前後間隔で配置される、耳の後ろの(behind-the-ear)ハウジング部分を備えていてもよい。一般に、第1及び第2の音入口の間のより大きな間隔又は距離は、第1のモノラルビームフォーミング信号の指向性及び指向性指数(DI)を改善し、同様に、第3のモノラルビームフォーミング信号の指向性及び指向性指数(DI)を改善する。第1および第2の無指向性マイクロフォンの第1および第2の音入口の間の比較的大きな間隔は、第1の補聴器の特定の実施形態において実現されてもよく、第1の補聴器は、耳の後ろのハウジング部分に加えて、出力音の生成のための小型スピーカまたはレシーバを備え得るRICイヤプラグまたは同様の耳内(in-ear)ハウジング部分を備える。後者のハウジング部分は、典型的には、かなりの距離だけ耳内ハウジング部分から物理的に分離されている。一実施形態では、第1の無指向性マイクロフォンは、耳の後ろのハウジング部分に配置されてもよく、第2の無指向性マイクロフォン、およびその音入口は、耳内ハウジング部分に配置されてもよい。別の実施形態では、第1および第2の無指向性マイクロフォンは、上述したように、耳の後ろのハウジング部分内に配置され、一方、第3の無指向性マイクロフォンまたは指向性マイクロフォンは、耳内ハウジング部分上に配置される。耳内ハウジング部分からのマイクロフォン信号は、適切な信号ワイヤ又は信号線を介して、典型的には第1の信号プロセッサ及びバッテリを含む、耳の後ろのハウジング部分に伝送されてもよい。 One embodiment of the first second hearing aid can include first and second omnidirectional microphones and a third omnidirectional microphone or directional microphone. The first hearing aid has a predetermined anteroposterior spacing such that the respective sound inlets of the first and second omnidirectional microphones, or the first and second sound inlets of the directional microphones are larger than 5 mm or 10 mm. It may include a behind-the-ear housing portion that is placed. In general, a larger spacing or distance between the first and second sound inlets improves the directivity and directivity index (DI) of the first monaural beamforming signal, as well as the third monaural beamforming. Improves signal directivity and directivity index (DI). The relatively large spacing between the first and second sound inlets of the first and second omnidirectional microphones may be realized in certain embodiments of the first hearing aid, wherein the first hearing aid is: In addition to the housing portion behind the ear, it comprises a RIC earplug or similar in-ear housing portion that may include a small speaker or receiver for producing output sound. The latter housing portion is typically physically separated from the intraocular housing portion by a considerable distance. In one embodiment, the first omnidirectional microphone may be located in the housing portion behind the ear, the second omnidirectional microphone, and its sound inlet may be located in the intraearial housing portion. good. In another embodiment, the first and second omnidirectional microphones are located within the housing portion behind the ear, while the third omnidirectional or directional microphone is the ear. It is placed on the inner housing part. The microphone signal from the intra-ear housing portion may be transmitted via a suitable signal wire or signal line to the housing portion behind the ear, typically including a first signal processor and battery.
バイノーラル補聴器システムの一実施形態によれば、第1の補聴器の第1の信号プロセッサは、さらに、第3のモノラルビームフォーミング信号のレベルが変化する第1のハイブリッドビームフォーミング信号を提供するために、第1のバイラテラルビームフォーミング信号と混合する前、又は追加する前に、第3のモノラルビームフォーミング信号のレベルを調整するように構成される。この特徴により、第1の信号プロセッサは、補聴器ユーザの特定の音響環境に対して、軸外の音源および聴覚キューを含む第3のモノラルビームフォーミング信号のレベルを動的に適合させることができる。第1の信号プロセッサは、例えば、さらに、
第1の補聴器の第1のおよび第2のマイクロフォン信号に基づいて、入力音の信号対ノイズ比を推定し、
例えば、添付図面を参照して以下に更に詳細に説明するように、入力音の信号対ノイズ比の増加に伴って第3のモノラルビームフォーミング信号のレベルを増加させることによって、推定された信号対ノイズ比に基づいて、第1の補聴器における第3のモノラルビームフォーミング信号のレベルを自動的かつ動的に調整するように構成されてもよい。
According to one embodiment of the binoral hearing aid system, the first signal processor of the first hearing aid further provides a first hybrid beamforming signal in which the level of the third monaural beamforming signal changes. It is configured to adjust the level of the third monaural beamforming signal before mixing with or adding to the first bilateral beamforming signal. This feature allows the first signal processor to dynamically adapt the level of the third monaural beamforming signal, including off-axis sound sources and auditory cues, to the particular acoustic environment of the hearing aid user. The first signal processor is, for example, further
Based on the first and second microphone signals of the first hearing aid, the signal-to-noise ratio of the input sound is estimated.
For example, as described in more detail below with reference to the accompanying drawings, the estimated signal pair by increasing the level of the third monaural beam forming signal as the signal-to-noise ratio of the input sound increases. It may be configured to automatically and dynamically adjust the level of the third monaural beam forming signal in the first hearing aid based on the noise ratio.
当業者は、第1のバイラテラルビームフォーミング信号は、遅延和ビームフォーミングアルゴリズム又はフィルタアンドサムビームフォーミングアルゴリズムのような、当該技術分野で公知の種々の固定的又は適応的ビームフォーミングアルゴリズムによって形成することができることを理解するであろう。 One of ordinary skill in the art will form the first bilateral beamforming signal by various fixed or adaptive beamforming algorithms known in the art, such as delayed sum beamforming algorithms or filter-and-sum beamforming algorithms. You will understand that you can.
バイノーラル補聴器の一実施形態によれば、第1の信号プロセッサは、第1のモノーラルビームフォーミング信号Zlおよび第2のモノーラルビームフォーミング信号Zrに基づいて、時間遅延和メカニズムを用いて、第1のバイラテラルビームフォーミング信号を適応的に計算するように構成され、前記計算は、以下のコスト関数C(α,β)を最小化することを含む。 According to one embodiment of the binaural hearing aid, the first signal processor uses a time delay summing mechanism based on the first monaural beamforming signal Zl and the second monaural beamforming signal Zr, and the first buy. It is configured to adaptively calculate the lateral beamforming signal, which calculation comprises minimizing the cost function C (α, β) below.
添付の図面を参照して以下でさらに詳細に説明するように、ここで、制約はα+β=1であり、Eは統計的期待値であり、*は複素関数の共役を示し、λはラグランジュ乗数である。 Here, the constraint is α + β = 1, E is the statistical expected value, * indicates the conjugate of the complex function, and λ is the Lagrange multiplier, as described in more detail below with reference to the attached drawings. Is.
第1の信号プロセッサは、好ましくは、以下の式に従って、第3のモノラルビームフォーミング信号pr(f,φ)を生成するように構成され、第2の補聴器の第2の信号プロセッサは、第2の補聴器の対応する第2のモノラルビームフォーミング信号pl(f,φ)を生成するように構成される。 The first signal processor is preferably configured to generate a third monaural beamforming signal pr (f, φ) according to the following equation, and the second signal processor of the second hearing aid is the second. It is configured to generate the corresponding second monaural beamforming signal pl (f, φ) of the second hearing aid.
ここで、φは前記音源に対する角度を表し、φ=0は目標方向である。 Here, φ represents an angle with respect to the sound source, and φ = 0 is the target direction.
Hfl(f,φ)は、KEMARまたはHATSなどの音響人体模型上で測定された第2の補聴器の第1のマイクロフォンの頭部伝達関数を表す。 Hfl (f, φ) represents the head related transfer function of the first microphone of the second hearing aid measured on an acoustic mannequin such as KEMAR or HATS.
Hbl(f,φ)は、KEMARまたはHATSなどの音響人体模型上で測定された第2の補聴器の第2のマイクロフォンの頭部伝達関数を表す。 Hbl (f, φ) represents the head related transfer function of the second microphone of the second hearing aid measured on an acoustic mannequin such as KEMAR or HATS.
Hfr(f,φ)は、KEMARまたはHATSなどの音響人体模型上で測定された第1の補聴器の第1のマイクロフォンの頭部伝達関数を表す。 H fr (f, φ) represents the head related transfer function of the first microphone of the first hearing aid measured on an acoustic mannequin such as KEMAR or HATS.
Hbr(f,φ)は、KEMARまたはHATSなどの音響人体模型上で測定された第1の補聴器の第2のマイクロフォンの頭部伝達関数を表す。 H br (f, φ) represents the head related transfer function of the second microphone of the first hearing aid measured on an acoustic mannequin such as KEMAR or HATS.
Ffl(f,b)は、第2の補聴器の、FIRフィルタのような第1の離散時間フィルタの周波数応答を表す。 F f (f, b) represents the frequency response of the second hearing aid, the first discrete-time filter, such as the FIR filter.
Fbl(f,b)は、第2の補聴器の、FIRフィルタのような第2の離散時間フィルタの周波数応答を表す。 F bl (f, b) represents the frequency response of the second hearing aid to a second discrete-time filter, such as an FIR filter.
Ffr(f,b)は、第1の補聴器の、FIRフィルタのような第3の離散時間フィルタの周波数応答を表す。 F fr (f, b) represents the frequency response of a third hearing aid, such as an FIR filter, of a third discrete-time filter.
Fbr(f,b)は、第1の補聴器の、FIRフィルタのような第2の離散時間フィルタの周波数応答を表す。 F br (f, b) represents the frequency response of the first hearing aid to a second discrete-time filter, such as an FIR filter.
空間フィルタFfl(f,b)、Fbl(f,b)、Ffr(f,b)およびFbr(f,b)のそれぞれの周波数応答は、好ましくは、第1および第2の補聴器に対して外部の、適切にプログラムされた、パーソナルコンピュータ、スマートフォン等の計算装置によって、オフラインで計算される。 The frequency responses of the spatial filters F fl (f, b), F bl (f, b), F fr (f, b) and F br (f, b) are preferably the first and second hearing aids, respectively. It is calculated offline by an external, appropriately programmed computer such as a personal computer or smartphone.
第1のモノラルビームフォーミング信号の第1の極性パターンまたは指向性特性に関して、目標方向における上述の最大感度は、1kHz、またはより好ましくは500Hzと4kHzとの間の任意の試験周波数における最大感度が、後述する図4および図5による角度表記を用いて、340~20度、またはより好ましくは350~10度の角度範囲など、目標方向の周りの狭い角度範囲にあることを意味するものとする。第1の極性パターンの最小感度は、好ましくは、ユーザの後ろに、以下の図4および図5による角度表記を用いて、例えば、約150~210度、より好ましくは170~190度の角度範囲内に位置する。第1の極性パターンの最大感度と最小感度との間の差は、1kHzにおいて10dBより大きくなり得る-例えば、500Hzと4kHzとの間の任意の試験周波数において10dBより大きくなり得る。 With respect to the first polar pattern or directivity characteristic of the first monaural beamforming signal, the above-mentioned maximum sensitivity in the target direction is 1 kHz, or more preferably the maximum sensitivity at any test frequency between 500 Hz and 4 kHz. Using the angle notation according to FIGS. 4 and 5, which will be described later, it is assumed that the angle range is narrow around the target direction, such as an angle range of 340 to 20 degrees, or more preferably 350 to 10 degrees. The minimum sensitivity of the first polarity pattern is preferably in the angular range of, for example, about 150-210 degrees, more preferably 170-190 degrees, behind the user, using the angular notation according to FIGS. 4 and 5 below. Located inside. The difference between the maximum and minimum sensitivities of the first polarity pattern can be greater than 10 dB at 1 kHz-eg, at any test frequency between 500 Hz and 4 kHz.
第3のモノラルビームフォーミング信号の第3の極性パターンの特性、または指向性特性に関して、第3の極性パターンの最大感度と最小感度との間の差は、1kHz、または500Hzと4kHzとの間の任意の試験周波数において、10dBよりも大きくてもよい。右耳の、例えば第1の補聴器の第3の極性パターンの最大感度は、好ましくは、図4および図5による角度表記を用いて、約60~160度の角度範囲内のように、ユーザまたは人体模型の右耳の同側にある。同様に、左耳の、例えば第2の補聴器のモノラルビームフォーミング信号の極性パターンの最大感度は、好ましくは、添付の図面を参照して以下でさらに詳細に説明するように、図4および図5による角度表記を用いて、約200~300度の角度範囲内のように、ユーザまたは人体模型の左耳の同側にある。 Regarding the characteristics of the third polar pattern or the directivity of the third monaural beamforming signal, the difference between the maximum sensitivity and the minimum sensitivity of the third polar pattern is 1 kHz, or between 500 Hz and 4 kHz. It may be greater than 10 dB at any test frequency. The maximum sensitivity of the third polar pattern of the right ear, eg, the first hearing aid, is preferably within the angular range of about 60-160 degrees, using the angular notation according to FIGS. 4 and 5, the user or. It is on the same side of the right ear of the human model. Similarly, the maximum sensitivity of the polar pattern of the monaural beamforming signal of the left ear, eg, the second hearing aid, is preferably FIGS. 4 and 5, as described in more detail below with reference to the accompanying drawings. It is on the same side of the left ear of the user or mannequin, such as within an angle range of about 200-300 degrees, using the angle notation by.
第3のモノラルビームフォーミング信号の第3の極性パターンの最小感度は、目標方向に、またはその近くに、あるいは右耳の補聴器の対側に位置していてもよい。任意の特定の試験周波数における第3の極性パターンの最小感度と最大感度との間の差は、とりわけ、上述の空間フィルタの周波数応答と、マイクロフォン装置の物理的寸法、例えば、音入口の間隔とに依存する。第1の補聴器の一実施形態によれば、第3の極性パターンの最大感度と目標方向における感度との差は、添付図面を参照して以下にさらに詳細に論じるように、1kHz、または500Hzと4kHzとの間の任意の試験周波数において、6dBよりも大きい。 The minimum sensitivity of the third polarity pattern of the third monaural beamforming signal may be located in or near the target direction or contralateral to the hearing aid in the right ear. The difference between the minimum and maximum sensitivities of the third polar pattern at any particular test frequency is, among other things, the frequency response of the spatial filter described above and the physical dimensions of the microphone device, eg, the spacing of the sound inlets. Depends on. According to one embodiment of the first hearing aid, the difference between the maximum sensitivity of the third polar pattern and the sensitivity in the target direction is 1 kHz, or 500 Hz, as discussed in more detail below with reference to the accompanying drawings. Greater than 6 dB at any test frequency between 4 kHz.
第1のバイラテラルビームフォーミング信号の第2の極性パターンまたは指向性特性に関して、目標方向における上述の最大感度は、1kHz、またはより好ましくは500Hzと4kHzとの間の任意の試験周波数における最大感度が、後述する図4および図5による角度表記を用いて、340°から20°、またはより好ましくは350°から10°の角度範囲など、目標方向の周りの狭い角度範囲にあることを意味するものとする。 With respect to the second polar pattern or directivity characteristic of the first bilateral beamforming signal, the above-mentioned maximum sensitivity in the target direction is 1 kHz, or more preferably the maximum sensitivity at any test frequency between 500 Hz and 4 kHz. , Using the angle notation according to FIGS. 4 and 5, which will be described later, means that the angle range is narrow around the target direction, such as an angle range of 340 ° to 20 °, or more preferably 350 ° to 10 °. And.
また、第1の補聴器の第1の信号プロセッサは、第1のハイブリッドビームフォーミング信号の聴力損失補償を行うように構成されていることが好ましい。聴力損失補償は、補聴器ユーザへの正常な聴力の回復を目的とする電気的聴力損失補償出力信号の生成のための、周知の増幅手法、例えば、マルチチャネルダイナミックレンジ圧縮および/またはノイズ低減を含んでもよい。第1および第2の補聴器のそれぞれは、電気的聴力損失補償出力信号を、ユーザの外耳道内における対応する音響信号または音圧に、または人工内耳電極用のマルチチャネル電極信号に、変換するように構成された出力トランスデューサをさらに備えていてもよい。 Further, it is preferable that the first signal processor of the first hearing aid is configured to compensate for the hearing loss of the first hybrid beamforming signal. Hearing loss compensation includes well-known amplification techniques for the generation of electrical hearing loss compensation output signals aimed at restoring normal hearing to the hearing aid user, such as multi-channel dynamic range compression and / or noise reduction. But it may be. Each of the first and second hearing aids will convert the electrical hearing loss compensation output signal to the corresponding acoustic or sound pressure within the user's external auditory canal, or to a multichannel electrode signal for the cochlear implant electrode. Further configured output transducers may be provided.
第1の信号プロセッサおよび第2の信号プロセッサのそれぞれは、デジタル信号プロセッサまたは専用のデジタル論理回路、あるいはそれらの任意の組合せなどのソフトウェアプログラマブルマイクロプロセッサを備えていてもよい。本明細書で使用される場合、「プロセッサ」、「信号プロセッサ」、「コントローラ」等の用語は、ハードウェア、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせ、ソフトウェア、または、処理中のソフトウェアのいずれかであるマイクロプロセッサ又はCPU関連装置を指すことが意図されている。例えば、「プロセッサ」、「信号プロセッサ」、「コントローラ」、「システム」等は、プロセッサ、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、および/またはプログラム上で実行される処理であってもよいが、これに限定されない。説明のために、「プロセッサ」、「信号プロセッサ」、「コントローラ」、「システム」等の用語は、プロセッサ上で実行されるアプリケーションおよびハードウェアプロセッサの両方を指す。1つまたは複数の「プロセッサ」、「信号プロセッサ」、「コントローラ」、「システム」等、またはこれらの任意の組み合わせは、プロセスおよび/または実行スレッド内に存在し、1つまたは複数の「プロセッサ」、「信号プロセッサ」、「コントローラ」、「システム」等、またはこれらの任意の組み合わせは、1つのハードウェアプロセッサ上に、場合によっては他のハードウェア回路と組み合わせて、局在化してもよく、および/または、他のハードウェア回路と組み合わせて、2つ以上のハードウェアプロセッサ間に分散してもよい。また、プロセッサ(または同様の用語)は、信号処理を実行することができる任意の構成要素、または構成要素の任意の組合せであってもよい。例えば、信号プロセッサは、ASICプロセッサ、FPGAプロセッサ、汎用プロセッサ、マイクロプロセッサ、回路構成要素、または集積回路であってもよい。 Each of the first signal processor and the second signal processor may include a software programmable microprocessor such as a digital signal processor or a dedicated digital logic circuit, or any combination thereof. As used herein, terms such as "processor," "signal processor," and "controller" are either hardware, a combination of hardware and software, software, or software in process. It is intended to refer to a microprocessor or CPU-related device. For example, a "processor", "signal processor", "controller", "system", etc. may be a processor, an object, an executable file, an executable thread, and / or a process executed on a program. Not limited to. For illustration purposes, terms such as "processor," "signal processor," "controller," and "system" refer to both applications and hardware processors running on the processor. One or more "processors", "signal processors", "controllers", "systems", etc., or any combination thereof, resides within a process and / or execution thread and is one or more "processors". , "Signal Processor", "Controller", "System", etc., or any combination thereof, may be localized on one hardware processor, optionally in combination with other hardware circuits. And / or in combination with other hardware circuits, they may be distributed between two or more hardware processors. Also, the processor (or similar term) may be any component capable of performing signal processing, or any combination of components. For example, the signal processor may be an ASIC processor, an FPGA processor, a general purpose processor, a microprocessor, a circuit component, or an integrated circuit.
本発明の第2の態様は、ユーザの右耳および左耳にそれぞれ、またはその中に、またはその逆に配置される第1の補聴器および第2の耳補聴器において、入力音のバイラテラル空間フィルタリングによって、目標方向に位置する目標音源によって生成される目標音信号のノイズを低減する方法に関する。
この方法は、第1の補聴器において、
入力音に応答して第1の補聴器のマイクロフォン装置によって1つ又は複数のマイクロフォン信号を生成するステップと、
1つまたは複数のマイクロフォン信号を用いて、目標方向で最大感度を有する極性パターンを示す第1のモノラルビームフォーミング信号を形成するステップと、
目標方向で最大感度を有する極性パターンを示す第2のモノラルビームフォーミング信号を、左耳補聴器から無線データ通信インターフェースを介して受信するステップと、
第1および第2のモノラルビームフォーミング信号に基づいて、目標方向で最大感度を有し、左耳および第1の補聴器のそれぞれの側方で低減された感度を有する極性パターンを示す第1のバイラテラルビームフォーミング信号を生成するステップと、を備える。
A second aspect of the invention is bilateral spatial filtering of input sound in a first hearing aid and a second ear hearing aid located in, or vice versa, the user's right and left ears, respectively. The present invention relates to a method of reducing the noise of the target sound signal generated by the target sound source located in the target direction.
This method is used in the first hearing aid.
A step of generating one or more microphone signals by the microphone device of the first hearing aid in response to the input sound.
A step of using one or more microphone signals to form a first monaural beamforming signal that exhibits a polar pattern with maximum sensitivity in the target direction.
A step of receiving a second monaural beamforming signal indicating a polar pattern having maximum sensitivity in the target direction from the left ear hearing aid via a wireless data communication interface.
A first buy showing a polar pattern with maximum sensitivity in the target direction and reduced sensitivity on each side of the left ear and the first hearing aid, based on the first and second monaural beamforming signals. It comprises a step of generating a lateral beamforming signal.
この方法は、さらに、
第1の補聴器のマイクロフォン装置の1つ又は複数のマイクロフォン信号に基づいて、第1の補聴器の同側で最大感度を有し、目標方向で低減された感度を有し、かつ第1の補聴器の対側で低減された感度を有する極性パターンを示す第3のモノラルビームフォーミング信号を生成するステップと、
第1のバイラテラルビームフォーミング信号と第3のモノラルビームフォーミング信号との間の相関を低減するために、第1のバイラテラルビームフォーミング信号に対して第3のモノラルビームフォーミング信号に時間遅延を適用するステップと、
第1のハイブリッドビーム形成信号を形成するために、第1のバイラテラルビームフォーミング信号及び第3のモノラルビームフォーミング信号を合成又は混合するステップと、を備え、
第1、第2、および第3の極性パターンは、左耳および第1の補聴器が音響人体模型に取り付けられているときに、1kHzで決定されるか、または決定されている。
This method also
Based on the microphone signal of one or more microphone devices of the first hearing aid, it has the maximum sensitivity on the same side of the first hearing aid, the reduced sensitivity in the target direction, and the first hearing aid. A step of generating a third monaural beamforming signal showing a polar pattern with reduced sensitivity on the contralateral side,
Apply a time delay to the third monaural beamforming signal relative to the first bilateral beamforming signal to reduce the correlation between the first bilateral beamforming signal and the third monaural beamforming signal. Steps to do and
A step of synthesizing or mixing a first bilateral beamforming signal and a third monaural beamforming signal to form a first hybrid beamforming signal.
The first, second, and third polar patterns are determined or determined at 1 kHz when the left ear and the first hearing aid are attached to the acoustic mannequin.
目標音信号のノイズを低減する方法は、第3のモノラルビームフォーミング信号のレベルが変化する第1のハイブリッドビームフォーミング信号を提供するために、第1のバイラテラルビームフォーミング信号と混合する前、又は塚する前に、第3のモノラルビームフォーミング信号のレベルを動的に調整するステップを備えていてもよい。後者の方法の一実施形態は、さらに、
第1の信号プロセッサによって、その1つ又は複数のマイクロフォン信号に基づいて、第1のマイクロフォン装置における入力音の信号対ノイズ比を推定するステップ、および/または、第2の信号プロセッサによって、その1つ又は複数のマイクロフォン信号に基づいて第2のマイクロフォン装置における入力音の信号対ノイズ比を推定するステップと、
例えば、入力音の信号対ノイズ比の増加と共に第3のモノラルビームフォーミング信号のレベルを増加させることによって、推定された信号対ノイズ比に基づいて第3のモノラルビームフォーミング信号のレベルを自動的かつ動的に調整するステップと、を備える。
A method of reducing noise in a target sound signal is before mixing with a first bilateral beamforming signal or to provide a first hybrid beamforming signal in which the level of the third monaural beamforming signal changes. It may be provided with a step of dynamically adjusting the level of the third monaural beamforming signal before the mound. One embodiment of the latter method further comprises
The step of estimating the signal-to-noise ratio of the input sound in the first microphone device based on the one or more microphone signals by the first signal processor and / or by the second signal processor. A step of estimating the signal-to-noise ratio of the input sound in the second microphone device based on one or more microphone signals.
For example, by increasing the level of the third monaural beamforming signal with increasing the signal-to-noise ratio of the input sound, the level of the third monaural beamforming signal is automatically set based on the estimated signal-to-noise ratio. It has steps to adjust dynamically.
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態をより詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
以下では、バイノーラル補聴器システムの様々な例示的な実施形態が、添付の図面を参照して説明される。当業者は、添付の図面が、明確にするために概略的かつ簡略化されており、したがって、本発明の理解に不可欠である詳細部分を単に示すに過ぎず、他の詳細部分は省略されていることを理解するであろう。全体を通して、同様の参照番号は同様の要素を指す。したがって、同様の要素は、各図に関して必ずしも詳細に説明されない。 In the following, various exemplary embodiments of the binaural hearing aid system will be described with reference to the accompanying drawings. Those skilled in the art will appreciate that the accompanying drawings are schematic and simplified for clarity and therefore merely show the details that are essential to the understanding of the invention and omit other details. You will understand that you are. Throughout, similar reference numbers refer to similar elements. Therefore, similar elements are not necessarily described in detail for each figure.
図1は、左耳補聴器または器具10Lおよび右耳補聴器または器具10Rを備えるバイノーラルまたはバイラテラル補聴器システム50を概略的に示し、左耳補聴器または器具10Lおよび右耳補聴器または器具10Rの各々は、他の補聴器具への接続のための無線通信インターフェースを備える。本実施形態では、左耳および右耳補聴器10L、10Rは、デジタル化されたマイクロフォン信号のリアルタイムストリーミングをサポートする双方向無線データ通信チャネルまたはリンク12を介して互いに接続される。固有のIDは、左耳および右耳補聴器10L、10Rのそれぞれに関連付けられてもよい。バイノーラル補聴器システム50の図示された無線通信インターフェース34L、34Rの各々は、2.4GHzの産業科学医療(ISM)帯域で動作するように構成されてもよく、Bluetooth LE規格に準拠してもよい。あるいは、図示された無線通信インタフェース34L、34Rの各々は、磁気コイルアンテナ44L、44Rを含み、10~20MHzの周波数領域で動作するNMFI等の近接場磁気結合に基づいてもよい。
FIG. 1 schematically illustrates a binaural or bilateral
左補聴器10Lおよび右補聴器10Rは、左補聴器10Lの特徴、構成要素、および信号処理機能の以下の説明が右補聴器10Rにも適用されるように、上述の固有のIDを除いて本補聴器システムのいくつかの実施形態において実質的に同一であってもよい。左補聴器10Lは、補聴器回路14Lに電力を供給するために接続されたZnO2電池(図示せず)または充電式電池を備えていてもよい。左補聴器10Lは、以下でさらに詳細に説明するように、好ましくは少なくとも第1および第2の無指向性マイクロフォンを備えるマイクロフォン装置16Lを備える。
The
左補聴器10Lは、さらに、聴力損失プロセッサを備え得る信号プロセッサ24Lを備える。信号プロセッサ24Lは、また、以下でさらに詳細に説明するように、左補聴器のマイクロフォン信号および対側マイクロフォン信号に対してモノラルビームフォーミングおよびバイラテラルビームフォーミングを実行するように構成される。聴力損失プロセッサは、左補聴器10Lのユーザの聴力損失を補償するように構成される。好ましくは、聴力損失プロセッサ24Lは、当該技術分野においてリクルートメントと呼ばれることが多いユーザのダイナミックレンジの周波数依存性損失を補償するための周知のダイナミックレンジ圧縮回路又はアルゴリズムを備える。従って、信号プロセッサ24Lは、追加の聴覚損失補償を備えたバイラテラルビームフォーミングオーディオ信号を生成し、ラウドスピーカ又はレシーバ32Lに出力する。ラウドスピーカまたはレシーバ32Lは、電気オーディオ信号を、ユーザの左外耳道に伝達するために対応する音響信号に変換する。
The
当業者は、信号プロセッサ24L、24Rの各々がデジタル信号プロセッサのようなソフトウェアプログラマブルマイクロプロセッサを含んでいてもよいことを理解するであろう。左耳および右耳補聴器10L、10Rの各々の動作は、ソフトウェアプログラマブルマイクロプロセッサ上で実行される適切なオペレーティングシステムによって制御され得る。オペレーティングシステムは、例えば、バイラテラルビームフォーミング信号の計算、第1および第3のモノラルビームフォーミング信号の計算、聴力損失補償の計算、および場合によっては他のプロセッサおよび関連する信号処理アルゴリズム、無線データ通信インターフェース34L、特定のメモリリソース等を含む、補聴器ハードウェアおよびソフトウェアリソースを管理するように構成されていてもよい。オペレーティングシステムは、補聴器リソースの効率的な使用のためにタスクをスケジュールしてもよく、電力消費、プロセッサ時間、メモリロケーション、無線送信、および他のリソースを含む、コスト割振りのためのアカウンティングソフトウェアをさらに含んでいてもよい。オペレーティングシステムは、無線データ通信インターフェース34Lおよび通信チャネル12を介して、第1のモノラルビームフォーミング信号が右耳補聴器10Rに送信され、第2のモノラルビームフォーミング信号が右耳補聴器から受信されるように、無線データ通信インターフェース34Lの動作を制御してもよい。右耳補聴器10Rは、対応する方法で機能する同様のハードウェア構成要素及びソフトウェア構成要素を有する。
Those skilled in the art will appreciate that each of the
図2は、バイノーラルまたはバイラテラル補聴器システム50の、ユーザの左耳に、またはその中に配置するための、左耳補聴器または器具10Lの概略ブロック図である。左耳補聴器10Lの図示された構成要素は、BTE、RIE、ITE、ITC、CIC、RIC等のタイプの補聴器ハウジング等の1つまたは複数の補聴器ハウジング部分の内部に配置されていてもよい。補聴器10Lは、好ましくは、入力されるまたは衝突する音に応じて、第1および第2のマイクロフォン信号をそれぞれ生成する少なくとも上述の第1および第2の無指向性マイクロフォン101a、101bを備えるマイクロフォン装置16Lを備える。第1および第2の無指向性マイクロフォン101a、101bのそれぞれの音の入口またはポート(図示せず)は、好ましくは、補聴器10Lの1個のハウジング部分に一定の間隔を有して配置されている。音の入口またはポート間の間隔は、ハウジング部分の寸法およびタイプに依存するが、5~30mmの間であってもよい。このポート間隔範囲は、第1および第2のマイクロフォン信号に和および遅延技術を適用することによって、第1のモノラルビームフォーミング信号の形成を可能にする。補聴器10Lは、好ましくは、第1のモノラルビームフォーマ105に適用する前に、アナログマイクロフォン信号を、ある解像度およびサンプリング周波数で対応するデジタルマイクロフォン信号に変換する1つまたは複数のアナログ-デジタルコンバータ(図示せず)を備える。当業者は、第1のモノラルビームフォーマ105が、信号プロセッサ24Lの専用の計算ハードウェアとして実装されてもよく、または、前述のプログラマブルマイクロプロセッサもしくはDSP、または専用の計算ハードウェアと実行可能プログラム命令との任意の組合せ等、信号プロセッサ24L上で実行される適切な実行可能プログラム命令のセットによって実装されてもよいことを理解するであろう。
FIG. 2 is a schematic block diagram of a binaural or binaural
第1のモノラルビームフォーマ105は、第1および第2のマイクロフォン信号に基づいて、第1のモノラルビームフォーミング信号120を生成するように構成され、ビームフォーミング信号120は、図4および図5に示されるように、目標方向、即ちゼロ度の方向または方位において最大感度を有する第1の極性パターンを示す。目標方向における最大感度は、第1の極性パターンが、ユーザの頭部の後半球から到達する音信号、すなわち約180度の方向で到達する音信号に対して、最大感度に比べて低減された感度を示すので、第1のモノラルビームフォーミング信号120をバイラテラルビームフォーマへの入力信号として良く適合させる。目標方向と比較して後部方向から到達する音の相対的な減衰又は抑圧は、1kHzで測定したとき、6dB又は10dBより大きくてもよい。
The first
信号プロセッサ24Lは、リアルタイムオーディオをサポートする適切な専用のまたは標準化された通信プロトコルを使用して、RFまたはNFMIアンテナ44Lおよび無線データ通信インターフェース34Lを介して、第1のモノラルビームフォーミング信号120を右側、すなわち対側の補聴器10Rに送信するように構成される。当業者は、第1のモノラルビームフォーミング信号120が、好ましくは、デジタルフォーマット、例えば、標準化されたデジタルオーディオフォーマットで符号化されることを理解するであろう。信号プロセッサ24Lは、また、無線データ通信インターフェース34Lを介して、右側補聴器10Rから第2のモノラルビームフォーミング信号121を受信するように構成される。信号プロセッサ24Lは、第1及び第2のモノラルビームフォーミング信号120、121に基づいて、和及び遅延型バイラテラルビームフォーマ106を使用して、第1のバイラテラルビームフォーミング信号107を生成する。バイラテラルビームフォーミング信号107は、目標方向に最大感度を有し、第1および第2の補聴器のそれぞれの対側において、低減された感度を有する第2の極性パターンを示す。和および遅延型バイラテラルビームフォーマ106は、さらに、第1のモノラルビームフォーミング信号120(Sl)および第2のモノラルビームフォーミング信号121(Sr)に基づいて、バイラテラルビームフォーミング信号107を適応的に計算するように構成される。
The
当業者は、第2のモノラルビームフォーミング信号が、第1のモノラルビームフォーミング信号120の形成に対応する方法で、マイクロフォン装置16Rの第1及び第2のマイクロフォン信号を用いて、右側補聴器10Rの信号プロセッサ24Rによって形成されることを理解するであろう。同様に、右側補聴器10Rの信号プロセッサ24Rは、双方向無線データ通信チャネルまたはリンク12を介して、第1のモノラルビームフォーミング信号120を受信し、第1および第2のモノラルビームフォーミング信号120、121に基づいて、第2のバイラテラルビームフォーミング信号(図示せず)を生成するように構成される。第2のバイラテラルビームフォーミング信号は、バイラテラルビームフォーミング信号107に対応する方法で、目標方向に最大感度を有し、左側および右側補聴器のそれぞれの対側で低減された感度を有する極性パターンを有する。
Those skilled in the art will use the first and second microphone signals of the
当業者は、左耳マイクロフォン信号と右耳マイクロフォン信号の振幅と位相の両方が、頭部陰影効果のために、軸外に位置する音源、すなわち、目標方向(0度)とは異なる角度位置の音源に対して異なることを理解する。左耳マイクロフォン信号および右耳マイクロフォン信号のそれぞれの振幅は、好ましくは、遅延和ビームフォーミング方式での和の算出の前に均等化される。バイラテラル補聴器システムの本実施形態では、一般に、目標音源または話し手が、補聴器システムのユーザまたは聴取者の前方0度に位置すると仮定する。 Those skilled in the art have found that both the amplitude and phase of the left-ear and right-ear microphone signals are at different angles of the off-axis source, ie, the target direction (0 degrees), due to the head shadow effect. Understand that it is different for the sound source. The amplitudes of the left-ear microphone signal and the right-ear microphone signal are preferably equalized prior to the sum calculation in the delayed sum beamforming scheme. In this embodiment of the bilateral hearing aid system, it is generally assumed that the target sound source or speaker is located 0 degrees in front of the user or listener of the hearing aid system.
バイラテラルビームフォーマ106またはビームフォーミングアルゴリズムの一実施形態によれば、第1のモノラルビームフォーミング信号120(Sl)および第2のモノラルビームフォーミング信号121(Sr)は、目標方向、例えば、目標または所望の話し手または話者からの音信号をさらに強調する目的で結合される。バイラテラルビームフォーマ106の本実施形態の目的は、様々なタイプの家庭用または産業用機械だけでなく、周知のカクテルパーティの状況におけるような1つまたは複数の競合する話し手も含み得る軸外干渉ノイズ源を抑制することである。聴取者の前方で、目標方向から到来する音信号に対して、第1および第2のモノラルビームフォーミング信号120、121は、対称性の理由から、条件Sl=Srを満たし、ビームフォーミング信号Sを生成する。
According to the
目標方向の外側で到来する音信号、例えば補聴器ユーザ又は聴取者の側方又は後方で到来する音信号に対しては、ビームフォーミング信号Sは最小化されるべきである。すなわち、軸外音源からの信号は抑制されるべきである。この目的は、次式で表すことができる。 The beamforming signal S should be minimized for sound signals arriving outside the target direction, such as sound signals arriving beside or behind the hearing aid user or listener. That is, the signal from the off-axis sound source should be suppressed. This purpose can be expressed by the following equation.
ここで、rmsは信号の二乗平均平方根値を表す。したがって、目的を達成するためには、最適なαの値を得ることが必要である。これは、周波数領域における以下のコスト関数C(α,β)においてα及びβを解くことと等価である。 Here, rms represents the root mean square value of the signal. Therefore, in order to achieve the purpose, it is necessary to obtain the optimum value of α. This is equivalent to solving α and β in the following cost function C (α, β) in the frequency domain.
制約はα+β=1であり、Eは統計的期待値である。*は複素関数の共役を示す。シンボルZl及びZrは、それぞれ、FFT、または同様の時間-周波数領域変換によって生成された、Sl及びSrの周波数領域における信号表現である。 The constraint is α + β = 1, and E is the statistical expected value. * Indicates the conjugate of the complex function. Symbols Z l and Z r are signal representations in the frequency domain of S l and Thr , respectively, generated by an FFT or similar time-frequency domain transform.
最適解は、好ましくは、以下のようにコスト関数を最小化することによって得られる。 The optimal solution is preferably obtained by minimizing the cost function as follows.
確率最急降下アルゴリズムを適用することにより、勾配をとる。 Gradient is taken by applying the probability steepest descent algorithm.
ラグランジュを解く。 Solve Lagrange.
従って、勾配は以下となる。 Therefore, the gradient is as follows.
最小二乗平均(LMS)解は、以下となる。 The least squares mean (LMS) solution is:
ここで、μはステップサイズである。 Here, μ is the step size.
正規化最小二乗平均(NLMS)アルゴリズムは、次のように記述することができる。 The normalized least squares (NLMS) algorithm can be written as:
更新は、V*・V>0のときに実行されることが好ましい。ステップサイズμのデフォルト値は、μ=0.001のように、0.0002~0.01の値に設定されていてもよい。ステップサイズは、収束速度を決定する。 The update is preferably executed when V * · V> 0. The default value of the step size μ may be set to a value of 0.0002 to 0.01, such as μ = 0.001. The step size determines the convergence speed.
図10は、バイラテラルビームフォーマ106の上述の実施形態について、1kHz、2kHz及び4kHzで測定されたバイラテラルビームフォーミング信号107のそれぞれの極性パターンを示す。バイラテラルビームフォーミング信号107の極性パターンは、試験音源の方位角0~360度の関数として、その感度を測定することによって得られる。左側および右側補聴器は、人間の頭部および胴体の平均的な音響特性をシミュレートするKEMARまたは同様の音響人体模型上に適切に配置される。試験音源は、最大長シーケンス(MLS)音信号のような広帯域試験信号を生成してもよく、所定のサイズ、例えば5または10度のステップで、0から360度までの各方位角で再生される。音響伝達関数は、バイラテラルビームフォーミング信号107および試験信号から導出される。音響伝達関数のパワースペクトルは、各方位角におけるバイラテラルビームフォーミング信号107の振幅応答を表す。適応ビームフォーマおよびビームフォーミングアルゴリズムについては、ビームフォーミング信号107の感度を過大に評価することを避けるために、拡散音場における音響試験音信号としてシュローダの位相複合高調波を適用して、ユーザの現実的な音響環境をシミュレートすることが有利である場合がある。振幅スペクトル応答は、例えば、試験音信号の再生と、応答して得られるバイラテラルビームフォーミング信号107との間の高調波振幅に基づいて推定されてもよい。
FIG. 10 shows the respective polar patterns of the
図3は、バイラテラルビームフォーマ106によって実行される、バイラテラルビームフォーミング信号の上記で概説した計算の、ブロックベースの周波数領域での実装の、簡略化された信号フローチャートを示す。ステップ340において、信号プロセッサは、第1のモノラルビームフォーミング信号120のN個の時間領域信号サンプルを取得または読み取る。Nは、16~96個のサンプルであってもよい。ステップ342では、信号プロセッサは、第1のモノラルビームフォーミング信号120のN個のサンプルを、第1のモノラルビームフォーミング信号120の以前のサンプルセグメントに付加する。ステップ346において、ハニングウィンドウのような長さMの適切な分析ウィンドウが、付加されたサンプルに適用される。ステップ348において、ウィンドウが適用された時間領域サンプルは、FFT関数またはアルゴリズムによって周波数領域に変換される。左側の周波数領域信号Zlは、α計算ステップ349に入力される。同時に、信号プロセッサは、ステップ341、343、345、347において、第2のモノラルビームフォーミング信号121に同じ処理を適用する。これにより、同様にα計算ステップ349に入力される、左側の周波数領域信号Zrが提供される。ステップ349において、Vは、周波数領域におけるビームフォーミング信号セグメントを表し、V*・Vは、セグメントVのパワースペクトルである。α計算ステップ349は、αの値を更新し、ステップ350において、上述の制約α+β=1の下で、スケーリング係数αおよびβの現在の値を使用して、左側および右側の周波数領域信号Zl,Zrの重み付き和として、バイラテラルビームフォーミング信号セグメントVを計算する。ステップ352において、信号プロセッサは、信号セグメントVを時間領域に戻すように変換する。ステップ354では、信号プロセッサは、算出された信号Vの時間領域セグメントに適当な合成ウィンドウを適用し、その後、25%又は75%の間のオーバラップのような特定のオーバラップで、Vのその後の信号セグメントが加算される。最後に、ステップ358の出力において、バイラテラルビームフォーミング信号107の新しいセグメントが利用可能となる。
FIG. 3 shows a simplified signal flow chart of the implementation of the calculations outlined above for the bilateral beamforming signal performed by the
第2のモノラルビームフォーマ102は、マイクロフォン装置16Lの前部および後部マイクロフォン101a、101bそれぞれによって供給される第1および第2のマイクロフォン信号に基づいて、左耳補聴器10Lの第3のモノラルビームフォーミング信号122を生成するように構成される。第3のモノラルビームフォーミング信号122は、第1又は左側の補聴器10Lの側方において最大感度を有し、目標方向において低減された感度を有する第3の極性パターンを示す第3の極性パターンを有する。第3の極性パターンは、また、第1の補聴器10Lの対側、すなわち第2または右側の補聴器10Rの側において、左側の補聴器10Lの側方における最大感度に比べて、低減された感度を示す。目標方向および対側から到来する音の相対的な減衰または抑制は、第3のモノラルビームフォーミング信号122が、左側補聴器10Lの側方の周囲のある角度範囲、すなわち図4および図5による角度表記を用いて、約210~330度の角度範囲からの音源に焦点を合わせることを意味する。目標音源460、例えば、人間の話者は、補聴器ユーザ463の前方の0度の目標方向に位置する。
The second
目標方向に対する左側補聴器10Lの側方から、任意で210~330度の範囲全体にわたって、到来する音に対する感度は、人間の頭部および胴体の平均的な音響特性をシミュレートするKEMARまたは同様の音響人体模型上で1kHzで測定して、6dBまたは8dBよりも大きくてもよく、例えば10dBよりも大きくてもよい。左側補聴器10Lは、KEMARの左耳に、またはその中に適切に取り付けられ、右側補聴器10Rは、KEMARの右耳に、またはその中に適切に取り付けられる。対側、すなわち90度の角度に比べて、左側補聴器10Lの側方からの、任意で210~330度の範囲全体にわたる、音の感度は、KEMARで1kHzで測定して、6dBまたは8dBよりも大きくてもよく、例えば10dBよりも大きくてもよい。当業者は、第2のモノラルビームフォーマ102が、信号プロセッサ24Lの専用の計算ハードウェアとして実装されてもよく、または、前述のプログラマブルマイクロプロセッサもしくはDSP、または専用の計算ハードウェアと実行可能プログラム命令との任意の組み合わせなどの、信号プロセッサ24L上で実行される適切な実行可能プログラム命令のセットによって実装されてもよいことを理解するであろう。
From the side of the
図9Aは、第2のモノラルビームフォーマの以下に開示される実施形態について、左側補聴器10Lの第2のモノラルビームフォーマ102によって、1kHz、2kHzおよび4kHzで生成される第3のモノラルビームフォーミング信号122のKEMAR上でそれぞれ実験的に測定された極性パターンを示す。図9Bは、第2のモノラルビームフォーマの以下に開示される実施形態について、右側補聴器10Rの第2のモノラルビームフォーマ(図示せず)によって、1kHz、2kHzおよび4kHzで生成される第2のモノラルビームフォーミング信号のKEMAR上で実験的に測定された対応する極性パターンを示す。極性パターンは、想定通り、前後軸(0-180度)の周りで鏡面対称である。
FIG. 9A shows a third
以下に示すように、左側補聴器10Lの第3のモノラルビームフォーミング信号122は、Pl(f,φ)で示され、右側補聴器10Rの第2のモノラルビームフォーミング信号は、Pr(f,φ)で示される。それぞれの空間フィルタは、パーソナルコンピュータのような適切にプログラムされた計算装置によってオフラインで計算されることが好ましい。
As shown below, the third
ここで、φは音源に対する角度を表し、φ=0は目標方向である。 Here, φ represents an angle with respect to the sound source, and φ = 0 is the target direction.
Hfl(f,φ)は、KEMARまたはHATSなどの音響人体模型で測定された、図4に概略的に示すような、左耳補聴器のマイクロフォン装置16Lの第1のマイクロフォン101aの頭部伝達関数を表す。
Hfl (f, φ) is the head related transfer function of the
Hbl(f,φ)は、KEMARまたはHATSのような音響人体模型で測定された、図4に概略的に示されているような、左耳補聴器のマイクロフォン装置16Lの第2のマイクロフォン101bの頭部伝達関数を表す。
Hbl (f, φ) is the
Hfr(f,φ)は、KEMARまたはHATSなどの音響人体模型で測定された、図4に概略的に示すような、右耳補聴器のマイクロフォン装置16Rの第1のマイクロフォン101cの頭部伝達関数を表しす。
H fr (f, φ) is the head related transfer function of the
Hbr(f,φ)は、KEMARまたはHATSなどの音響人体模型上で測定された、図4に概略的に示すような、右耳補聴器のマイクロフォン構成16Lの第2のマイクロフォン101dの頭部伝達関数を表す。
Hbr (f, φ) is the head related transfer of the
Ffl(f,b)は、第2の、または、左耳の補聴器の第1の離散時間フィルタ、例えばFIRフィルタの周波数応答を表す。 F f (f, b) represents the frequency response of a second or first discrete-time filter of the left ear hearing aid, such as an FIR filter.
Fbl(f,b)は、左耳補聴器の第2の離散時間フィルタ、例えばFIRフィルタの周波数応答を表す。 F bl (f, b) represents the frequency response of a second discrete-time filter of the left ear hearing aid, such as an FIR filter.
Ffr(f,b)は、右耳補聴器の第1の離散時間フィルタ、例えばFIRフィルタの周波数応答を表す。 F fr (f, b) represents the frequency response of the first discrete-time filter of the right ear hearing aid, such as the FIR filter.
Fbr(f,b)は、右耳補聴器の第2の離散時間フィルタ、例えばFIRフィルタの周波数応答を表す。 F br (f, b) represents the frequency response of the second discrete-time filter of the right ear hearing aid, such as the FIR filter.
図6は、左耳補聴器10Lの第1および第2のマイクロフォン101a、101bのKEMAR上のそれぞれの頭部伝達関数(HRTF)を、図5に設定された角度における示された音源方向の関数として表す、Hfl(f,φ)及びHbl(f,φ)の、実験的に測定された大きさを示す。実線のプロットはHfl(f,φ)を示し、破線のプロットはHbl(f,φ)を示す。図5に概略的に示すように、第1のマイクロフォン101aは前方マイクロフォンであり、第2のマイクロフォン101bは後方マイクロフォンである。
FIG. 6 shows the head related transfer functions (HRTFs) on the KEMAR of the first and
図7は、右耳補聴器10Rの第1および第2のマイクロフォン101c、101dのKEMAR上のそれぞれの頭部伝達関数(HRTF)を、図5に示された角度における指示された音源方向の関数として表す、Hfr(f,φ)及びHbr(f,φ)の、実験的に測定された対応する大きさを示す。実線のプロットはHfr(f,φ)を示し、破線のプロットはHbr(f,φ)を示す。
FIG. 7 shows the head related transfer functions (HRTFs) on the KEMAR of the first and
左側補聴器10Lの第3のモノラルビームフォーミング信号122(Pl(f,φ))、及び、右側補聴器10Rの第2のモノラルビームフォーミング信号(Pl(f,φ))に対する最適な応答関数は、次のコスト関数を最小化する最適化処理によって決定することができる。
The optimal response function for the third monaural beamforming signal 122 (P l (f, φ)) of the
ここで、a,b,c及びdは、それぞれ上述しFIRフィルタFfl(f,b),Fbl(f,b),Fbl(f,b),Fbr(f,b)のFIRフィルタ係数を表し、Target(f,θ)は、目標関数である。 Here, a, b, c and d are the FIRs of the FIR filters F f (f, b), F bl (f, b), F bl (f, b) and F br (f, b) described above, respectively. Representing a filter coefficient, Target (f, θ) is an objective function.
好ましい目標関数は、図5に概略的に示されており、すなわちtarget(f,θ)=1(30<θ<330)、0(それ以外)である。 Preferred objective functions are schematically shown in FIG. 5, i.e. target (f, θ) = 1 (30 <θ <330), 0 (otherwise).
言い換えれば、左側および右側補聴器の第2のモノラルビームフォーミング信号のための目標関数は、目標方向の周りの330~30度の角度空間の外側で到来する音に対して最大感度を示すように設計されるか、またはそれを目的とする。また、第2のモノラルビームフォーミング信号に対する目標関数は、330~30度の角度空間の内側の位置から到達する音に対して実質的にゼロの感度を示すことを目的とする。この目標関数は、それぞれの左右の耳の補聴器における有限量の計算資源及びマイクロフォン配置の実用的及び物理的な限界のもとで、各補聴器のバイラテラルビームフォーミング信号107と第3のモノラルビームフォーミング信号122との間の空間的な非相関化を可能な範囲で最大化しようとするものである。
In other words, the target function for the second monaural beamforming signal of the left and right hearing aids is designed to be maximally sensitive to sound arriving outside the 330-30 degree angular space around the target direction. Is or is intended for it. Also, the target function for the second monaural beamforming signal is intended to exhibit virtually zero sensitivity to sound arriving from a position inside an angular space of 330 to 30 degrees. This objective function provides bilateral beamforming signals 107 and third monaural beamforming for each hearing aid, subject to the finite amount of computational resources and practical and physical limitations of microphone placement in each of the left and right ear hearing aids. It seeks to maximize the spatial non-correlation with the
図8Aおよび図8Bは、上述の最適化プロセスを使用した第2の補聴器の第1および第2のFIRフィルタFfr(f,b)およびFbr(f,b)のそれぞれ決定された周波数応答を示し、図8Aのプロット801に大きさを、および図8Bのプロット803に位相を示す。左側補聴器の対応するFIRフィルタFfl(f,b)およびFrl(f,b)の周波数応答は、実質的に同一であり、したがって、簡潔にするために図示されていない。当業者であれば、第2の補聴器の第1および第2のFIRフィルタFfr(f,b)およびFbr(f,b)のそれぞれのフィルタ係数は、好ましくは、第2の補聴器の信号プロセッサにダウンロードされ、第2の補聴器の適切な不揮発性記憶装置または領域(図示せず)に格納されることを理解するであろう。このタスクは、第2の補聴器の製造中、または第2の補聴器のフィッティグ中に実行されてもよい。第1の信号プロセッサ24Lは、好ましくは、第2のモノラルビームフォーマ102の機能を有効にするために、信号プロセッサの電源投入および初期化中に、第1および第2のFIRフィルタのそれぞれのフィルタ係数を読み取り、使用するように構成される。右側補聴器10Rの第2の信号プロセッサ24Rは、対応する方法で動作している。
8A and 8B show the determined frequency responses of the first and second FIR filters F fr (f, b) and F br (f, b) of the second hearing aid using the optimization process described above, respectively. The
上述したように、図9A及び図9Bは、1kHz、2kHz及び4kHzにおいて第2のモノラルビームフォーマによって生成された、左側及び右側の補聴器の第2のモノラルビームフォーミング信号、すなわちサイドモニタチャネルの、KEMAR上でそれぞれ実験的に測定された極性パターンを示す。当業者は、図9Aの極性パターンが、全ての試験周波数について、左耳補聴器の側方で、例えば、約210度と270度との間の角度について、最大感度を示し、目標方向から到来する音に対して、約8~10dBの相対的に低減された感度を示すことを理解するであろう。しかしながら、このような目標方向から到来する音に対する感度の低減は、目標方向からの、330~30度の間の目標領域の内側で到来する音に対する感度が約ゼロであるという設計目標よりも劣っている。これは、先に議論した実用上の限界のためである。 As mentioned above, FIGS. 9A and 9B show the second monaural beamforming signal of the left and right hearing aids, the KEMAR of the side monitor channel, generated by the second monaural beamformer at 1 kHz, 2 kHz and 4 kHz. The polar patterns measured experimentally above are shown. Those skilled in the art will appreciate that the polarity pattern of FIG. 9A shows maximum sensitivity for all test frequencies on the side of the left ear hearing aid, eg, at an angle between about 210 degrees and 270 degrees, and comes from the target direction. It will be appreciated that it exhibits a relatively reduced sensitivity of about 8-10 dB to sound. However, such a reduction in sensitivity to sound coming from the target direction is inferior to the design goal of about zero sensitivity to sound coming from inside the target area between 330 and 30 degrees from the target direction. ing. This is due to the practical limitations discussed earlier.
ハイブリッドビームフォーミング信号109の形成における第3のモノラルビームフォーミング信号122及びバイラテラルビームフォーミング信号107の役割について、ここでは、左耳補聴器10Lの図2の概略ブロック図を参照して議論する。左耳補聴器の信号プロセッサは、例えば、時間遅延機能、フィルタまたはブロック103を第3のモノラルビームフォーミング信号122に適用することによって、バイラテラルビームフォーミング信号107に対して第3のモノラルビームフォーミング信号122に時間遅延を導入するように構成される。この時間遅延は、第3のモノラルビームフォーミング信号122とバイラテラルビームフォーミング信号107とを時間的に非相関化させる役割を果たす。図11は、適用された時間遅延のこの非相関化特性を示し、ミリ秒(ms)で測定された時間遅れの関数として、音声のdBでの自己相関関数を示す。自己相関は、時間遅れが増加するにつれて減少し、音声の自己相関は、5msあたりの時間遅れに対して約10dB減少することは明らかである。
The role of the third
当業者は、時間遅延機能103の時間遅延は、音声帯域幅、例えば約100Hz~10kHzのようなある所定の帯域幅の全ての周波数で一定であってもよく、又は所定の帯域幅にわたって変化してもよいことを理解するであろう。いずれの場合も、1kHzで測定された第3のモノラルビームフォーミング信号122の時間遅延は、4ms又は5ms、又は10msよりも大きいことが好ましい。典型的には非常に妨害的で知覚的に不快なあらゆるユーザ知覚可能なエコー効果を導入することを回避するために、1kHzで測定された第3のモノラルビームフォーミング信号122の時間遅延は、好ましくは、50msよりも小さく、例えば30msよりも小さい。時間遅延機能103は、1kHzにおいて、上記の時間遅延のいずれかを示す全域通過フィルタを備えていてもよいが、所定の帯域幅内の他の周波数において、より小さいかまたはより大きい時間遅延を含み得る。時間遅延機能103の代替実施形態は、モノラルビームフォーミング信号122に純粋な時間遅延を付与してもよく、これは信号プロセッサに関連するクロック信号のある一定数のクロック周期で遅延され得る第3のモノラルビームフォーミング信号122のデジタルサンプリングされたバージョンでは特に簡単である。時間遅延機能103の出力は、それに応じて、第3のモノラルビームフォーミング信号122の時間遅延レプリカ又はバージョン124を生成又は提供し、後者の信号は、遅延及び増幅され又は減衰された第2のモノラルビームフォーミング信号126が信号ミキサ又は信号合成器108に入力される前に、第3のモノラルビームフォーミング信号122の時間遅延レプリカ124のレベルを増幅又は減衰するように構成し得るゲイン機能104の入力に適用される。
Those skilled in the art will appreciate that the time delay of the
特定の実施形態において、信号プロセッサは、例えば、推定された信号対ノイズ比等の入力音の特性および/または入力音内の音声の存在に応じて、第3のモノラルビームフォーミング信号122のレベルが変化するハイブリッドビームフォーミング信号109を提供するために、信号ミキサ108内でバイラテラルビームフォーミング信号107と混合する前に、第3のモノラルビームフォーミング信号122の遅延レプリカまたはバージョン124のレベルを調整するように構成されてもよい。
In certain embodiments, the signal processor has a level of third monaural
信号ミキサ108は、ハイブリッドビームフォーミング信号109、すなわちバイラテラルビームフォーミング信号107の信号成分と遅延された第2のモノラルビームフォーミング信号124の信号成分とを含むビームフォーミング信号又は指向性信号を形成又は生成するために、遅延及び増幅/減衰された第2のモノラルビームフォーミング信号126とバイラテラルビームフォーミング信号107とを結合、積算又は加算するように構成される。
The
信号プロセッサは、ハイブリッドビームフォーミング信号109を、左側補聴器10Lの前述の従来の聴力損失機能またはモジュール110に適用してもよい。従来の聴力損失プロセッサ110は、左補聴器10Lのユーザの聴力損失を補償するように構成され、前述の小型ラウドスピーカまたはレシーバ32Lに、またはその代わりに、人工内耳タイプの出力段の複数の出力電極に、聴力損失補償出力信号を提供する。従来の聴力損失プロセッサ110は、D級増幅器、例えば、デジタル変調パルス幅変調器(PWM)またはパルス密度変調器(PDM)などの、小型ラウドスピーカまたはレシーバ32Lを駆動するための出力または電力増幅器(図示せず)を備えていてもよい。小型ラウドスピーカまたはレシーバ32Lは、電気的聴力損失補償出力信号を、例えば、左補聴器10Lの適切に成形され寸法決めされたイヤプラグを介して、ユーザの鼓膜に伝えることができる対応する音響信号に変換する。
The signal processor may apply the
当業者は、バイラテラルビームフォーミング信号107の信号成分及び遅延された第2のモノラルビームフォーミング信号124の信号成分を含むハイブリッドビームフォーミング信号109が、「ハース効果」としても知られる周知の先行音効果を利用することにより、幾つかの有益な特性を有することを理解するであろう。先行音効果は、目標方向に配置された目標音源460と、ユーザの左耳に、すなわち、約270度の角度位置に配置された干渉/ノイズ音源461を有する、図4に示された音源配置またはセットアップが、バイラテラルビームフォーミング信号、すなわち先導音と、遅延された第2のモノラルビームフォーミング信号との間で、単一のコヒーレント聴覚を提供するであろうことを示す。また、ハイブリッドビームフォーミング信号109は、目標音源460の側方への移動に関する信頼性のある空間キューを、補聴器ユーザ465に提供することができる。ハイブリッドビームフォーミング信号109は、目標音源460によって運ばれる特定の情報を強化し、室内音響及び干渉/軸外音源461の認識のような、補聴器ユーザの状況認識のために有用である。先行音効果は、ハイブリッドビームフォーミング信号109を生成するために利用される。これは、バイラテラルビームフォーミング信号107と第3のモノラルビームフォーミング信号122との間に導入された時間遅延、例えば4ms又は5msより大きい遅延のためである。この時間遅延は、ハイブリッドビームフォーミング信号と第2のモノラルビームフォーミング信号の、先導信号成分と遅れた信号成分との間のコヒーレンス又は相関を低減するのに役立つ。同時に、この時間遅延は、遅れ抑制効果を低減する、すなわち、補聴器ユーザに伝達される音像への遅れた音の寄与が、より効果的になる。
Those skilled in the art will appreciate that the
さらに、上述した設計及び結果として得られる第3のモノラルビームフォーミング信号122の極性パターンは、バイラテラルビームフォーミング信号107と第3のモノラルビームフォーミング信号122、すなわちモニタ耳信号122との間の相関をさらに減少させる働きをする。この空間フィルタリング設計、すなわちモニタ耳信号122にバイラテラルビームフォーミング信号107を加えたものに基づいて、軸外の話し手/ノイズ干渉物461は、円形領域またはドット462によって図示されるように、制御可能な方法で、補聴器ユーザ465の頭部内で知覚的に描出され得る。対照的に、バイラテラルビームフォーマ信号単独では、円形領域またはドット464によって示されるように、軸外の話し手461が抑制された状態で、2つの競合する音源460、461をユーザの頭部の中心で描出する。本バイノーラル補聴器システムによって生成されるようなバイラテラルビームフォーミング信号107とモニタ耳信号122との結合の特性は、音源分離を容易にするために、軸外音源について知覚的に空間化された音像をもたらし、この音源分離は、補聴器ユーザの音声の理解、聴取の快適さ、およびカクテルパーティ環境などのノイズの多い音環境における状況認識を改善する。
Further, the polarity pattern of the third
さらに、上述した設計及び結果として得られる第3のモノラルビームフォーミング信号122の極性パターンは、バイラテラルビームフォーミング信号107と第3のモノラルビームフォーミング信号122、すなわちモニタ耳信号122との間の相関をさらに減少させる働きをする。この空間フィルタリング設計、すなわちモニタ耳信号122にバイラテラルビームフォーミング信号107を加えたものに基づいて、軸外の話し手/ノイズ干渉物461は、円形領域またはドット462によって図示されるように、制御可能な方法で、補聴器ユーザ465の頭部内で知覚的に描出され得る。対照的に、バイラテラルビームフォーマ信号単独では、円形領域またはドット464によって示されるように、軸外の話し手461が抑制された状態で、2つの競合する音源460、461をユーザの頭部の中心で描出する。本バイノーラル補聴器システムによって生成されるようなバイラテラルビームフォーミング信号107とモニタ耳信号122との結合の特性は、音源分離を容易にするために、軸外音源について知覚的に空間化された音像をもたらし、この音源分離は、補聴器ユーザの音声の理解、聴取の快適さ、およびカクテルパーティ環境などのノイズの多い音環境における状況認識を改善する。
本明細書に開示の技術の特徴を列挙する。
(特徴1)
バイノーラル補聴器システムであって、
ユーザの左耳または右耳に、またはその中に配置するための第1の補聴器であって、第1のマイクロフォン装置と、第1の信号プロセッサと、データ通信チャネルを介してマイクロフォン信号を無線送信および受信するように構成される第1のデータ通信インターフェースと、を備える、前記第1の補聴器と、
前記ユーザの反対側の耳に、またはその中に配置するための第2の補聴器であって、第2のマイクロフォン装置と、第2の信号プロセッサと、前記データ通信チャネルを介して前記マイクロフォン信号を無線送信および受信するように構成される第2のデータ通信インターフェースと、を備える前記第2の補聴器と、を備え、
前記第1の信号プロセッサは、
入力音に応じて前記第1のマイクロフォン装置によって供給される1つ又は複数のマイクロフォン信号に基づいて、目標方向に最大感度を有する第1の極性パターンを示す第1のモノラルビームフォーミング信号を生成し、
前記第1の無線通信インターフェースを介して、前記第2のおよび対側の補聴器に、前記第1のモノラルビームフォーミング信号を送信し、
前記第1の無線データ通信インターフェースを介して、前記第2の補聴器から第2のモノラルビームフォーミング信号を受信し、
前記第1および第2のモノラルビームフォーミング信号に基づいて、前記目標方向に最大感度を有し、前記ユーザの左耳および右耳のそれぞれの同側で低減された感度を有する第2の極性パターンを示す第1のバイラテラルビームフォーミング信号を生成し、
前記1つ又は複数のマイクロフォン信号に基づいて、前記第1の補聴器の同側で最大感度を有し、前記目標方向で低減された感度を有し、かつ前記第1の補聴器の対側で低減された感度を有する第3の極性パターンを示す第3のモノラルビームフォーミング信号を生成し、
前記第1のバイラテラルビームフォーミング信号と前記第3のモノラルビームフォーミング信号との間の相関を低減するために、前記第1のバイラテラルビームフォーミング信号に対して前記第3のモノラルビームフォーミング信号を時間遅延させ、
第1のハイブリッドビームフォーミング信号を形成するために、前記第1のバイラテラルビームフォーミング信号と、前記時間遅延された第3のモノラルビームフォーミング信号とを結合または混合するように構成されており、
前記第1、第2および第3の極性パターンは、音響人体模型の右耳および左耳にそれぞれ取り付けられた、前記第1および前記第2の補聴器を用いて、1kHzで測定されている、バイノーラル補聴器システム。
(特徴2)
前記第1の補聴器の前記第1の信号プロセッサは、前記第3のモノラルビームフォーミング信号の所定の時間遅延を生成するために、前記第3のモノラルビームフォーミング信号を全域通過フィルタリングするか、または、前記第3のモノラルビームフォーミング信号を前記第1の信号プロセッサのクロック信号のクロックサイクル数によって遅延させるように構成される、特徴1に記載のバイノーラル補聴器システム。
(特徴3)
前記第1の補聴器の前記第1の信号プロセッサは、1kHzで測定された、4msまたは5msよりも大きく、好ましくは、5msと20msとの間のように50msよりも小さい、前記第3のモノラルビームフォーミング信号の時間遅延を提供するように構成される、特徴1から2のいずれか一項に記載のバイノーラル補聴器システム。
(特徴4)
前記第1の補聴器の前記第1のマイクロフォン装置は、少なくとも、
前記第1のモノラルビームフォーミング信号を形成する第1のビームフォーミングアルゴリズムへの入力として、第1及び第2の無指向性マイクロフォン信号を生成するように構成される第1の無指向性マイクロフォン及び第2の無指向性マイクロフォン、または、
前記第1のモノラルビームフォーミング信号を形成する前記第1のビームフォーミングアルゴリズムの入力として、指向性マイクロフォン信号を生成するように構成される指向性マイクロフォンを備える、特徴1から3のいずれかに記載のバイノーラル補聴器システム。
(特徴5)
前記第1の補聴器は、前記第1および第2の無指向性マイクロフォンのそれぞれの音入口、または、前記指向性マイクロフォンの第1および第2の音入口が、所定の前後間隔で配置される、耳の後ろの(behind-the-ear)ハウジング部分を備える、特徴4に記載のバイノーラル補聴器システム。
(特徴6)
前記第1の補聴器は、さらに、RICプラグまたは耳内(in-ear)ハウジング部分を備え、
前記RICプラグまたは耳内ハウジング部分は、指向性マイクロフォンまたは無指向性マイクロフォンのような第3のマイクロフォンを備える、特徴5に記載のバイノーラル補聴器システム。
(特徴7)
前記第1の補聴器の前記信号プロセッサは、さらに、
前記第3のモノラルビームフォーミング信号のレベルが変化する前記ハイブリットビームフォーミング信号を提供するために、前記第1のバイラテラルビームフォーミング信号と混合する前、又は、追加する前に、前記第3のモノラルビームフォーミング信号のレベルを調整するように構成される、特徴1から6のいずれか一項に記載のバイノーラル補聴器システム。
(特徴8)
前記第1の信号プロセッサは、さらに、
前記第1の補聴器の前記第1及び第2のマイクロフォン信号に基づいて、入力音の信号対ノイズ比を推定し、
例えば、前記入力音の信号対ノイズ比の増加に伴って前記第3のモノラルビームフォーミング信号の前記レベルを増加させることによって、前記推定された信号対ノイズ比に基づいて、前記第1の補聴器における前記第3のモノラルビームフォーミング信号の前記レベルを自動的かつ動的に調整するように構成される、特徴1から7のいずれか一項に記載のバイノーラル補聴器システム。
(特徴9)
前記第1の補聴器の前記第1の信号プロセッサは、さらに、前記第1のモノラルビームフォーミング信号Zlおよび前記第2のモノラルビームフォーミング信号Zrに基づいて、時間遅延和メカニズムを用いて、前記第1のバイラテラルビームフォーミング信号を適応的に計算するように構成され、
前記計算は、以下のコスト関数C(α,β)を最小化することを含み、
(特徴10)
以下の式に従って、前記第1の信号プロセッサは、前記第3のモノラルビームフォーミング信号p
r
(f,φ)を生成するようにさらに構成され、前記第2の信号プロセッサは、前記第2の補聴器の対応する第2のモノラルビームフォーミング信号p
l
(f,φ)を生成するように構成され、
H
fl
(f,φ)は、KEMARまたはHATSのような音響人体模型上で測定された前記第2の補聴器の前記第1のマイクロフォンの頭部伝達関数を表し、
H
bl
(f,φ)は、KEMARまたはHATSのような音響人体模型上で測定された前記第2の補聴器の前記第2のマイクロフォンの頭部伝達関数を表し、
H
fr
(f,φ)は、KEMARまたはHATSなどの音響人体模型上で測定された前記第1の補聴器の前記第1のマイクロフォンの頭部伝達関数を表し、
H
br
(f,φ)は、KEMARまたはHATSなどの音響人体模型上で測定された前記第1の補聴器の前記第2のマイクロフォンの頭部伝達関数を表し、
F
fl
(f,b)は、前記第2の補聴器の、FIRフィルタのような第1の離散時間フィルタの周波数応答を表し、
F
bl
(f,b)は、前記第2の補聴器の、FIRフィルタのような第2の離散時間フィルタの周波数応答を表し、
F
fr
(f,b)は、前記第1の補聴器の、FIRフィルタのような第3の離散時間フィルタの周波数応答を表し、
F
br
(f,b)は、前記第1の補聴器の、FIRフィルタのような第2の離散時間フィルタの周波数応答を表す、特徴1から9のいずれか一項に記載のバイノーラル補聴器システム。
(特徴11)
前記第3のモノラルビームフォーミング信号の前記第3の極性パターンの最大感度と最小感度との間の差は、1kHzにおいて10dBよりも大きい、特徴1から10のいずれか一項に記載のバイノーラル補聴器システム。
(特徴12)
前記第3のモノラルビームフォーミング信号の前記第3の極性パターンの最大感度と前記目標方向の感度との差は、1kHzにおいて6dBよりも大きい、特徴1から11のいずれか一項に記載のバイノーラル補聴器システム。
(特徴13)
ユーザの右耳および左耳にそれぞれ、またはその中に、またはその逆に配置される第1の補聴器および第2の耳補聴器において、入力音のバイラテラル空間フィルタリングによって、目標方向に位置する目標音源によって生成される目標音信号のノイズを低減する方法であって、
前記方法は、前記第1の補聴器において、
記入力音に応答して前記第1の補聴器のマイクロフォン装置によって1つ又は複数のマイクロフォン信号を生成するステップと、
前記1つまたは複数のマイクロフォン信号を用いて、前記目標方向で最大感度を有する極性パターンを示す第1のモノラルビームフォーミング信号を形成するステップと、
前記目標方向で最大感度を有する極性パターンを示す第2のモノラルビームフォーミング信号を、前記左耳補聴器から無線データ通信インターフェースを介して受信するステップと、
前記第1および第2のモノラルビームフォーミング信号に基づいて、前記目標方向で最大感度を有し、前記左耳および第1の補聴器のそれぞれの側方で低減された感度を有する極性パターンを示す第1のバイラテラルビームフォーミング信号を生成するステップと、
前記第1の補聴器の前記マイクロフォン装置の前記1つ又は複数のマイクロフォン信号に基づいて、前記第1の補聴器の同側で最大感度を有し、前記目標方向で低減された感度を有し、かつ前記第1の補聴器の対側で低減された感度を有する極性パターンを示す第3のモノラルビームフォーミング信号を生成するステップと、
前記第1のバイラテラルビームフォーミング信号と前記第3のモノラルビームフォーミング信号との間の相関を低減するために、前記第1のバイラテラルビームフォーミング信号に対して前記第3のモノラルビームフォーミング信号に時間遅延を適用するステップと、
第1のハイブリッドビームフォーミング信号を形成するために、前記第1のバイラテラルビームフォーミング信号及び前記第3のモノラルビームフォーミング信号を合成又は混合するステップと、を備え、
前記第1、第2、および第3の極性パターンは、前記左耳および第1の補聴器が音響人体模型に取り付けられているときに、1kHzで決定されるか、または決定されている、方法。
(特徴14)
前記第3のモノラルビームフォーミング信号のレベルが変化する前記第1のハイブリットビームフォーミング信号を提供するために、前記第1のバイラテラルビームフォーミング信号と混合する前、又は、追加する前に、前記第3のモノラルビームフォーミング信号のレベルを動的に調整するステップをさらに備える、特徴13に記載の目標音信号のノイズを低減する方法。
(特徴15)
第1の信号プロセッサによって、その前記1つ又は複数のマイクロフォン信号に基づいて前記第1のマイクロフォン装置における前記入力音の信号対ノイズ比を推定するステップと、および/または、
前記第2の信号プロセッサによって、その前記1つ又は複数のマイクロフォン信号に基づいて前記第2のマイクロフォン装置における前記入力音の信号対ノイズ比を推定するステップと、
例えば、前記入力音の信号対ノイズ比の増加と共に前記第3のモノラルビームフォーミング信号の前記レベルを増加させることによって、前記推定された信号対ノイズ比に基づいて前記第3のモノラルビームフォーミング信号の前記レベルを自動的かつ動的に調整ステップと、をさらに備える、特徴14に記載の目標音信号のノイズを低減する方法。
Further, the polarity pattern of the third
The features of the disclosed techniques are listed herein.
(Feature 1)
Binaural hearing aid system,
A first hearing aid for placement in or within the user's left or right ear, which wirelessly transmits a microphone signal over a first microphone device, a first signal processor, and a data communication channel. And the first hearing aid comprising a first data communication interface configured to receive.
A second hearing aid for placement in or in the opposite ear of the user, the microphone signal via the second microphone device, the second signal processor, and the data communication channel. A second hearing aid comprising a second data communication interface configured to transmit and receive wirelessly.
The first signal processor is
Based on one or more microphone signals supplied by the first microphone device in response to an input sound, a first monaural beamforming signal showing a first polar pattern with maximum sensitivity in the target direction is generated. ,
The first monaural beamforming signal is transmitted to the second and contralateral hearing aids via the first wireless communication interface.
A second monaural beamforming signal is received from the second hearing aid via the first wireless data communication interface.
A second polar pattern with maximum sensitivity in the target direction and reduced sensitivity on the ipsilateral sides of the user's left and right ears, based on the first and second monaural beamforming signals. Generates a first bilateral beamforming signal indicating
Based on the one or more microphone signals, it has maximum sensitivity on the same side of the first hearing aid, reduced sensitivity in the target direction, and reduced on the opposite side of the first hearing aid. Generates a third monaural beamforming signal indicating a third polarity pattern with the same sensitivity.
In order to reduce the correlation between the first bilateral beamforming signal and the third monaural beamforming signal, the third monaural beamforming signal is added to the first bilateral beamforming signal. Delay the time,
The first bilateral beamforming signal and the time-delayed third monaural beamforming signal are configured to be coupled or mixed to form a first hybrid beamforming signal.
The first, second and third polar patterns are binaural measured at 1 kHz using the first and second hearing aids attached to the right and left ears of the acoustic human model, respectively. Hearing aid system.
(Feature 2)
The first signal processor of the first hearing aid either exhaustively filters the third monaural beam forming signal to generate a predetermined time delay of the third monaural beam forming signal. The binaural hearing aid system according to feature 1, wherein the third monaural beam forming signal is configured to be delayed by the number of clock cycles of the clock signal of the first signal processor.
(Feature 3)
The first signal processor of the first hearing aid is greater than 4 ms or 5 ms measured at 1 kHz, preferably less than 50 ms, such as between 5 ms and 20 ms, said third monaural beam. The binaural hearing aid system according to any one of features 1 to 2, configured to provide a time delay in the forming signal.
(Feature 4)
The first microphone device of the first hearing aid is at least
A first omnidirectional microphone and a first omnidirectional microphone configured to generate first and second omnidirectional microphone signals as inputs to the first beamforming algorithm forming the first monaural beamforming signal. 2 omnidirectional microphones, or
5. The description of any of features 1 to 3, comprising a directional microphone configured to generate a directional microphone signal as an input to the first beamforming algorithm that forms the first monaural beamforming signal. Binoral hearing aid system.
(Feature 5)
In the first hearing aid, the sound inlets of the first and second omnidirectional microphones or the first and second sound inlets of the directional microphones are arranged at predetermined front-rear intervals. The binaural hearing aid system according to feature 4, comprising a behind-the-ear housing portion.
(Feature 6)
The first hearing aid further comprises a RIC plug or an in-ear housing portion.
The binaural hearing aid system according to
(Feature 7)
The signal processor of the first hearing aid further
The third monaural before mixing with or adding to the first binaural beamforming signal to provide the hybrid beamforming signal in which the level of the third monaural beamforming signal changes. The binaural hearing aid system according to any one of features 1 to 6, configured to adjust the level of the beamforming signal.
(Feature 8)
The first signal processor further
Based on the first and second microphone signals of the first hearing aid, the signal-to-noise ratio of the input sound is estimated.
For example, in the first hearing aid, based on the estimated signal-to-noise ratio by increasing the level of the third monaural beam forming signal as the signal-to-noise ratio of the input sound increases. The binoural hearing aid system according to any one of features 1 to 7, configured to automatically and dynamically adjust the level of the third monaural beam forming signal.
(Feature 9)
The first signal processor of the first hearing aid further uses a time delay summing mechanism based on the first monaural beamforming signal Zl and the second monaural beamforming signal Zr. It is configured to adaptively calculate the bilateral beamforming signal of
The calculation involves minimizing the cost function C (α, β) below.
(Feature 10)
According to the following equation, the first signal processor is further configured to generate the third monaural beamforming signal pr (f, φ), and the second signal processor is the second hearing aid. It is configured to generate the corresponding second monaural beamforming signal pl (f, φ).
Hfl (f, φ) represents the head related transfer function of the first microphone of the second hearing aid as measured on an acoustic mannequin such as KEMAR or HATS .
Hbl (f, φ) represents the head related transfer function of the second microphone of the second hearing aid as measured on an acoustic mannequin such as KEMAR or HATS .
H fr (f, φ) represents the head related transfer function of the first microphone of the first hearing aid measured on an acoustic mannequin such as KEMAR or HATS.
H br (f, φ) represents the head related transfer function of the second microphone of the first hearing aid measured on an acoustic mannequin such as KEMAR or HATS.
F f (f, b) represents the frequency response of the first discrete-time filter, such as the FIR filter, of the second hearing aid.
F bl (f, b) represents the frequency response of the second hearing aid to a second discrete-time filter, such as an FIR filter.
F fr (f, b) represents the frequency response of the first hearing aid to a third discrete-time filter, such as an FIR filter.
F br (f, b) is the binaural hearing aid system according to any one of features 1 to 9, wherein the F br (f, b) represents the frequency response of a second discrete-time filter, such as an FIR filter, of the first hearing aid.
(Feature 11)
The binaural hearing aid system according to any one of features 1 to 10, wherein the difference between the maximum sensitivity and the minimum sensitivity of the third polar pattern of the third monaural beamforming signal is greater than 10 dB at 1 kHz. ..
(Feature 12)
The binaural hearing aid according to any one of features 1 to 11, wherein the difference between the maximum sensitivity of the third polar pattern of the third monaural beamforming signal and the sensitivity in the target direction is larger than 6 dB at 1 kHz. system.
(Feature 13)
A target sound source located in the target direction by bilateral spatial filtering of the input sound in a first hearing aid and a second ear hearing aid placed in, or vice versa, the user's right and left ears, respectively. Is a method of reducing the noise of the target sound signal generated by
The method is performed in the first hearing aid.
A step of generating one or more microphone signals by the microphone device of the first hearing aid in response to the input sound.
A step of using the one or more microphone signals to form a first monaural beamforming signal showing a polar pattern with maximum sensitivity in the target direction.
A step of receiving a second monaural beamforming signal indicating a polar pattern having maximum sensitivity in the target direction from the left ear hearing aid via a wireless data communication interface.
Based on the first and second monaural beamforming signals, a first indicating a polar pattern having maximum sensitivity in the target direction and reduced sensitivity on each side of the left ear and the first hearing aid. Steps to generate a bilateral beamforming signal of 1 and
Based on the one or more microphone signals of the microphone device of the first hearing aid, it has maximum sensitivity on the same side of the first hearing aid, has reduced sensitivity in the target direction, and has A step of generating a third monaural beamforming signal showing a polar pattern with reduced sensitivity on the contralateral side of the first hearing aid.
In order to reduce the correlation between the first bilateral beamforming signal and the third monaural beamforming signal, the third monaural beamforming signal is used as opposed to the first bilateral beamforming signal. Steps to apply the time delay and
A step of synthesizing or mixing the first bilateral beamforming signal and the third monaural beamforming signal to form the first hybrid beamforming signal.
The method in which the first, second, and third polar patterns are determined or determined at 1 kHz when the left ear and the first hearing aid are attached to an acoustic mannequin.
(Feature 14)
The first, before mixing with or adding to the first bilateral beamforming signal, to provide the first hybrid beamforming signal in which the level of the third monaural beamforming signal changes. 3. The method of reducing noise in a target sound signal according to feature 13, further comprising a step of dynamically adjusting the level of the monaural beamforming signal of 3.
(Feature 15)
A step of estimating the signal-to-noise ratio of the input sound in the first microphone device by the first signal processor based on the one or more microphone signals, and / or.
A step of estimating the signal-to-noise ratio of the input sound in the second microphone device by the second signal processor based on the one or more microphone signals.
For example, by increasing the level of the third monaural beam forming signal with an increase in the signal-to-noise ratio of the input sound, the third monaural beam forming signal is based on the estimated signal-to-noise ratio. The method for reducing noise in a target sound signal according to feature 14, further comprising the step of automatically and dynamically adjusting the level.
Claims (15)
ユーザの左耳または右耳に、またはその中に配置するための第1の補聴器であって、第1のマイクロフォン装置と、第1の信号プロセッサと、データ通信チャネルを介してマイクロフォン信号を無線送信および受信するように構成される第1のデータ通信インターフェースと、を備える、前記第1の補聴器と、
前記ユーザの反対側の耳に、またはその中に配置するための第2の補聴器であって、第2のマイクロフォン装置と、第2の信号プロセッサと、前記データ通信チャネルを介して前記マイクロフォン信号を無線送信および受信するように構成される第2のデータ通信インターフェースと、を備える前記第2の補聴器と、を備え、
前記第1の信号プロセッサは、
入力音に応じて前記第1のマイクロフォン装置によって供給される1つ又は複数のマイクロフォン信号に基づいて、目標方向に最大感度を有する第1の極性パターンを示す第1のモノラルビームフォーミング信号を生成し、
前記第1の無線通信インターフェースを介して、前記第2のおよび対側の補聴器に、前記第1のモノラルビームフォーミング信号を送信し、
前記第1の無線データ通信インターフェースを介して、前記第2の補聴器から第2のモノラルビームフォーミング信号を受信し、
前記第1および第2のモノラルビームフォーミング信号に基づいて、前記目標方向に最大感度を有し、前記ユーザの左耳および右耳のそれぞれの同側で低減された感度を有する第2の極性パターンを示す第1のバイラテラルビームフォーミング信号を生成し、
前記1つ又は複数のマイクロフォン信号に基づいて、前記第1の補聴器の同側で最大感度を有し、前記目標方向で低減された感度を有し、かつ前記第1の補聴器の対側で低減された感度を有する第3の極性パターンを示す第3のモノラルビームフォーミング信号を生成し、
前記第1のバイラテラルビームフォーミング信号と前記第3のモノラルビームフォーミング信号との間の相関を低減するために、前記第1のバイラテラルビームフォーミング信号に対して前記第3のモノラルビームフォーミング信号を時間遅延させ、
第1のハイブリッドビームフォーミング信号を形成するために、前記第1のバイラテラルビームフォーミング信号と、前記時間遅延された第3のモノラルビームフォーミング信号とを結合または混合するように構成されており、
前記第1、第2および第3の極性パターンは、音響人体模型の右耳および左耳にそれぞれ取り付けられた、前記第1および前記第2の補聴器を用いて、1kHzで測定されている、バイノーラル補聴器システム。 Binaural hearing aid system,
A first hearing aid for placement in or within the user's left or right ear, which wirelessly transmits a microphone signal over a first microphone device, a first signal processor, and a data communication channel. And the first hearing aid comprising a first data communication interface configured to receive.
A second hearing aid for placement in or in the opposite ear of the user, the microphone signal via the second microphone device, the second signal processor, and the data communication channel. A second hearing aid comprising a second data communication interface configured to transmit and receive wirelessly.
The first signal processor is
Based on one or more microphone signals supplied by the first microphone device in response to an input sound, a first monaural beamforming signal showing a first polar pattern with maximum sensitivity in the target direction is generated. ,
The first monaural beamforming signal is transmitted to the second and contralateral hearing aids via the first wireless communication interface.
A second monaural beamforming signal is received from the second hearing aid via the first wireless data communication interface.
A second polar pattern with maximum sensitivity in the target direction and reduced sensitivity on the ipsilateral sides of the user's left and right ears, based on the first and second monaural beamforming signals. Generates a first bilateral beamforming signal indicating
Based on the one or more microphone signals, it has maximum sensitivity on the same side of the first hearing aid, reduced sensitivity in the target direction, and reduced on the opposite side of the first hearing aid. Generates a third monaural beamforming signal indicating a third polarity pattern with the same sensitivity.
In order to reduce the correlation between the first bilateral beamforming signal and the third monaural beamforming signal, the third monaural beamforming signal is added to the first bilateral beamforming signal. Delay the time,
The first bilateral beamforming signal and the time-delayed third monaural beamforming signal are configured to be coupled or mixed to form a first hybrid beamforming signal.
The first, second and third polar patterns are binaural measured at 1 kHz using the first and second hearing aids attached to the right and left ears of the acoustic human model, respectively. Hearing aid system.
前記第1のモノラルビームフォーミング信号を形成する第1のビームフォーミングアルゴリズムへの入力として、第1及び第2の無指向性マイクロフォン信号を生成するように構成される第1の無指向性マイクロフォン及び第2の無指向性マイクロフォン、または、
前記第1のモノラルビームフォーミング信号を形成する前記第1のビームフォーミングアルゴリズムの入力として、指向性マイクロフォン信号を生成するように構成される指向性マイクロフォンを備える、請求項1から3のいずれかに記載のバイノーラル補聴器システム。 The first microphone device of the first hearing aid is at least
A first omnidirectional microphone and a first omnidirectional microphone configured to generate first and second omnidirectional microphone signals as inputs to the first beamforming algorithm forming the first monaural beamforming signal. 2 omnidirectional microphones, or
The invention according to any one of claims 1 to 3, further comprising a directional microphone configured to generate a directional microphone signal as an input of the first beamforming algorithm that forms the first monaural beamforming signal. Binaural hearing aid system.
前記RICプラグまたは耳内ハウジング部分は、指向性マイクロフォンまたは無指向性マイクロフォンのような第3のマイクロフォンを備える、請求項5に記載のバイノーラル補聴器システム。 The first hearing aid further comprises a RIC plug or an in-ear housing portion.
The binaural hearing aid system of claim 5, wherein the RIC plug or intra-ear housing portion comprises a third microphone, such as a directional microphone or an omnidirectional microphone.
前記第3のモノラルビームフォーミング信号のレベルが変化する前記ハイブリットビームフォーミング信号を提供するために、前記第1のバイラテラルビームフォーミング信号と混合する前、又は、追加する前に、前記第3のモノラルビームフォーミング信号のレベルを調整するように構成される、請求項1から6のいずれか一項に記載のバイノーラル補聴器システム。 The signal processor of the first hearing aid further
The third monaural before mixing with or adding to the first binaural beamforming signal to provide the hybrid beamforming signal in which the level of the third monaural beamforming signal changes. The binaural hearing aid system according to any one of claims 1 to 6, which is configured to adjust the level of a beamforming signal.
前記第1の補聴器の前記第1及び第2のマイクロフォン信号に基づいて、入力音の信号対ノイズ比を推定し、
例えば、前記入力音の信号対ノイズ比の増加に伴って前記第3のモノラルビームフォーミング信号の前記レベルを増加させることによって、前記推定された信号対ノイズ比に基づいて、前記第1の補聴器における前記第3のモノラルビームフォーミング信号の前記レベルを自動的かつ動的に調整するように構成される、請求項1から7のいずれか一項に記載のバイノーラル補聴器システム。 The first signal processor further
Based on the first and second microphone signals of the first hearing aid, the signal-to-noise ratio of the input sound is estimated.
For example, in the first hearing aid, based on the estimated signal-to-noise ratio by increasing the level of the third monaural beam forming signal as the signal-to-noise ratio of the input sound increases. The binoural hearing aid system according to any one of claims 1 to 7, which is configured to automatically and dynamically adjust the level of the third monaural beam forming signal.
前記計算は、以下のコスト関数C(α,β)を最小化することを含み、
The calculation involves minimizing the cost function C (α, β) below.
Hfl(f,φ)は、KEMARまたはHATSのような音響人体模型上で測定された前記第2の補聴器の前記第1のマイクロフォンの頭部伝達関数を表し、
Hbl(f,φ)は、KEMARまたはHATSのような音響人体模型上で測定された前記第2の補聴器の前記第2のマイクロフォンの頭部伝達関数を表し、
Hfr(f,φ)は、KEMARまたはHATSなどの音響人体模型上で測定された前記第1の補聴器の前記第1のマイクロフォンの頭部伝達関数を表し、
Hbr(f,φ)は、KEMARまたはHATSなどの音響人体模型上で測定された前記第1の補聴器の前記第2のマイクロフォンの頭部伝達関数を表し、
Ffl(f,b)は、前記第2の補聴器の、FIRフィルタのような第1の離散時間フィルタの周波数応答を表し、
Fbl(f,b)は、前記第2の補聴器の、FIRフィルタのような第2の離散時間フィルタの周波数応答を表し、
Ffr(f,b)は、前記第1の補聴器の、FIRフィルタのような第3の離散時間フィルタの周波数応答を表し、
Fbr(f,b)は、前記第1の補聴器の、FIRフィルタのような第2の離散時間フィルタの周波数応答を表す、請求項1から9のいずれか一項に記載のバイノーラル補聴器システム。 According to the following equation, the first signal processor is further configured to generate the third monaural beamforming signal pr (f, φ), and the second signal processor is the second hearing aid. It is configured to generate the corresponding second monaural beamforming signal pl (f, φ).
Hfl (f, φ) represents the head related transfer function of the first microphone of the second hearing aid as measured on an acoustic mannequin such as KEMAR or HATS.
Hbl (f, φ) represents the head related transfer function of the second microphone of the second hearing aid as measured on an acoustic mannequin such as KEMAR or HATS.
H fr (f, φ) represents the head related transfer function of the first microphone of the first hearing aid measured on an acoustic mannequin such as KEMAR or HATS.
H br (f, φ) represents the head related transfer function of the second microphone of the first hearing aid measured on an acoustic mannequin such as KEMAR or HATS.
F f (f, b) represents the frequency response of the first discrete-time filter, such as the FIR filter, of the second hearing aid.
F bl (f, b) represents the frequency response of the second hearing aid to a second discrete-time filter, such as an FIR filter.
F fr (f, b) represents the frequency response of the first hearing aid to a third discrete-time filter, such as an FIR filter.
The binaural hearing aid system according to any one of claims 1 to 9, wherein F br (f, b) represents the frequency response of a second discrete-time filter such as an FIR filter of the first hearing aid.
前記方法は、前記第1の補聴器において、
記入力音に応答して前記第1の補聴器のマイクロフォン装置によって1つ又は複数のマイクロフォン信号を生成するステップと、
前記1つまたは複数のマイクロフォン信号を用いて、前記目標方向で最大感度を有する極性パターンを示す第1のモノラルビームフォーミング信号を形成するステップと、
前記目標方向で最大感度を有する極性パターンを示す第2のモノラルビームフォーミング信号を、前記左耳補聴器から無線データ通信インターフェースを介して受信するステップと、
前記第1および第2のモノラルビームフォーミング信号に基づいて、前記目標方向で最大感度を有し、前記左耳および第1の補聴器のそれぞれの側方で低減された感度を有する極性パターンを示す第1のバイラテラルビームフォーミング信号を生成するステップと、
前記第1の補聴器の前記マイクロフォン装置の前記1つ又は複数のマイクロフォン信号に基づいて、前記第1の補聴器の同側で最大感度を有し、前記目標方向で低減された感度を有し、かつ前記第1の補聴器の対側で低減された感度を有する極性パターンを示す第3のモノラルビームフォーミング信号を生成するステップと、
前記第1のバイラテラルビームフォーミング信号と前記第3のモノラルビームフォーミング信号との間の相関を低減するために、前記第1のバイラテラルビームフォーミング信号に対して前記第3のモノラルビームフォーミング信号に時間遅延を適用するステップと、
第1のハイブリッドビームフォーミング信号を形成するために、前記第1のバイラテラルビームフォーミング信号及び前記第3のモノラルビームフォーミング信号を合成又は混合するステップと、を備え、
前記第1、第2、および第3の極性パターンは、前記左耳および第1の補聴器が音響人体模型に取り付けられているときに、1kHzで決定されるか、または決定されている、方法。 A target sound source located in the target direction by bilateral spatial filtering of the input sound in a first hearing aid and a second ear hearing aid placed in, or vice versa, the user's right and left ears, respectively. Is a method of reducing the noise of the target sound signal generated by
The method is performed in the first hearing aid.
A step of generating one or more microphone signals by the microphone device of the first hearing aid in response to the input sound.
A step of using the one or more microphone signals to form a first monaural beamforming signal showing a polar pattern with maximum sensitivity in the target direction.
A step of receiving a second monaural beamforming signal indicating a polar pattern having maximum sensitivity in the target direction from the left ear hearing aid via a wireless data communication interface.
Based on the first and second monaural beamforming signals, a first indicating a polar pattern having maximum sensitivity in the target direction and reduced sensitivity on each side of the left ear and the first hearing aid. Steps to generate a bilateral beamforming signal of 1 and
Based on the one or more microphone signals of the microphone device of the first hearing aid, it has maximum sensitivity on the same side of the first hearing aid, has reduced sensitivity in the target direction, and has A step of generating a third monaural beamforming signal showing a polar pattern with reduced sensitivity on the contralateral side of the first hearing aid.
In order to reduce the correlation between the first bilateral beamforming signal and the third monaural beamforming signal, the third monaural beamforming signal is used as opposed to the first bilateral beamforming signal. Steps to apply the time delay and
A step of synthesizing or mixing the first bilateral beamforming signal and the third monaural beamforming signal to form the first hybrid beamforming signal.
The method in which the first, second, and third polar patterns are determined or determined at 1 kHz when the left ear and the first hearing aid are attached to an acoustic mannequin.
前記第2の信号プロセッサによって、その前記1つ又は複数のマイクロフォン信号に基づいて前記第2のマイクロフォン装置における前記入力音の信号対ノイズ比を推定するステップと、
例えば、前記入力音の信号対ノイズ比の増加と共に前記第3のモノラルビームフォーミング信号の前記レベルを増加させることによって、前記推定された信号対ノイズ比に基づいて前記第3のモノラルビームフォーミング信号の前記レベルを自動的かつ動的に調整ステップと、をさらに備える、請求項14に記載の目標音信号のノイズを低減する方法。
A step of estimating the signal-to-noise ratio of the input sound in the first microphone device by the first signal processor based on the one or more microphone signals, and / or.
A step of estimating the signal-to-noise ratio of the input sound in the second microphone device by the second signal processor based on the one or more microphone signals.
For example, by increasing the level of the third monaural beam forming signal with an increase in the signal-to-noise ratio of the input sound, the third monaural beam forming signal is based on the estimated signal-to-noise ratio. The method of reducing noise in a target sound signal according to claim 14, further comprising the step of automatically and dynamically adjusting the level.
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US16/431,690 US10715933B1 (en) | 2019-06-04 | 2019-06-04 | Bilateral hearing aid system comprising temporal decorrelation beamformers |
US16/431,690 | 2019-06-04 | ||
EP19206632 | 2019-10-31 | ||
EP19206632.2 | 2019-10-31 | ||
PCT/EP2020/065399 WO2020245232A1 (en) | 2019-06-04 | 2020-06-04 | Bilateral hearing aid system comprising temporal decorrelation beamformers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022528579A true JP2022528579A (en) | 2022-06-14 |
Family
ID=70918458
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021571638A Pending JP2022528579A (en) | 2019-06-04 | 2020-06-04 | Bilateral hearing aid system with temporally uncorrelated beamformer |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3981172A1 (en) |
JP (1) | JP2022528579A (en) |
CN (1) | CN113940097B (en) |
WO (1) | WO2020245232A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20230328465A1 (en) * | 2022-03-25 | 2023-10-12 | Gn Hearing A/S | Method at a binaural hearing device system and a binaural hearing device system |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130208896A1 (en) * | 2010-02-19 | 2013-08-15 | Siemens Medical Instruments Pte. Ltd. | Device and method for direction dependent spatial noise reduction |
US8755547B2 (en) * | 2006-06-01 | 2014-06-17 | HEAR IP Pty Ltd. | Method and system for enhancing the intelligibility of sounds |
JP2016015722A (en) * | 2014-06-23 | 2016-01-28 | ジーエヌ リザウンド エー/エスGn Resound A/S | Omni-directional sensing in binaural hearing aid system |
JP2018113681A (en) * | 2016-12-23 | 2018-07-19 | ジーエヌ ヒアリング エー/エスGN Hearing A/S | Audition apparatus having adaptive audibility orientation for both ears and related method |
JP2018186494A (en) * | 2017-03-29 | 2018-11-22 | ジーエヌ ヒアリング エー/エスGN Hearing A/S | Hearing device with adaptive sub-band beamforming and related method |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5619434B2 (en) * | 2010-02-26 | 2014-11-05 | パナソニック株式会社 | Solid-state imaging device and imaging device |
-
2020
- 2020-06-04 WO PCT/EP2020/065399 patent/WO2020245232A1/en unknown
- 2020-06-04 CN CN202080041405.3A patent/CN113940097B/en active Active
- 2020-06-04 JP JP2021571638A patent/JP2022528579A/en active Pending
- 2020-06-04 EP EP20729095.8A patent/EP3981172A1/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8755547B2 (en) * | 2006-06-01 | 2014-06-17 | HEAR IP Pty Ltd. | Method and system for enhancing the intelligibility of sounds |
US20130208896A1 (en) * | 2010-02-19 | 2013-08-15 | Siemens Medical Instruments Pte. Ltd. | Device and method for direction dependent spatial noise reduction |
JP2016015722A (en) * | 2014-06-23 | 2016-01-28 | ジーエヌ リザウンド エー/エスGn Resound A/S | Omni-directional sensing in binaural hearing aid system |
JP2018113681A (en) * | 2016-12-23 | 2018-07-19 | ジーエヌ ヒアリング エー/エスGN Hearing A/S | Audition apparatus having adaptive audibility orientation for both ears and related method |
JP2018186494A (en) * | 2017-03-29 | 2018-11-22 | ジーエヌ ヒアリング エー/エスGN Hearing A/S | Hearing device with adaptive sub-band beamforming and related method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113940097A (en) | 2022-01-14 |
CN113940097B (en) | 2023-02-03 |
WO2020245232A1 (en) | 2020-12-10 |
EP3981172A1 (en) | 2022-04-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10431239B2 (en) | Hearing system | |
US8542855B2 (en) | System for reducing acoustic feedback in hearing aids using inter-aural signal transmission, method and use | |
EP2360943A1 (en) | Beamforming in hearing aids | |
US9432778B2 (en) | Hearing aid with improved localization of a monaural signal source | |
US9699574B2 (en) | Method of superimposing spatial auditory cues on externally picked-up microphone signals | |
JP2015039208A (en) | Hearing-aid with signal emphasis function | |
EP3820164A1 (en) | Binaural hearing system providing a beamforming signal output and an omnidirectional signal output | |
CN105744455B (en) | Method for superimposing spatial auditory cues on externally picked-up microphone signals | |
EP2928213B1 (en) | A hearing aid with improved localization of a monaural signal source | |
EP3908010B1 (en) | Binaural hearing aid system providing a beamforming signal output and comprising an asymmetric valve state | |
JP2018113681A (en) | Audition apparatus having adaptive audibility orientation for both ears and related method | |
CN113940097B (en) | Bilateral hearing aid system including a time decorrelating beamformer | |
US10715933B1 (en) | Bilateral hearing aid system comprising temporal decorrelation beamformers | |
EP3041270B1 (en) | A method of superimposing spatial auditory cues on externally picked-up microphone signals | |
EP4325892A1 (en) | Method of audio signal processing, hearing system and hearing device | |
US11617037B2 (en) | Hearing device with omnidirectional sensitivity | |
US20230080855A1 (en) | Method for operating a hearing device, and hearing device | |
EP4178221A1 (en) | A hearing device or system comprising a noise control system | |
JP2013153427A (en) | Binaural hearing aid with frequency unmasking function |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220407 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220407 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20220407 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220510 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20221129 |