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一種測(cè)量助聽器反饋路徑的方法

文檔序號(hào):7820693閱讀:378來源:國知局
一種測(cè)量助聽器反饋路徑的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種測(cè)量助聽器反饋路徑的方法,其包括如下測(cè)量步驟:步驟1:產(chǎn)生測(cè)試信號(hào),該測(cè)試信號(hào)能被提取線性分量和非線性分量,以反饋路徑的完整信息;步驟2:向受話器輸出測(cè)試信號(hào),該測(cè)試信號(hào)經(jīng)由受話器和反饋路徑到達(dá)麥克風(fēng);步驟3:獲得麥克風(fēng)輸出的信號(hào);對(duì)麥克風(fēng)輸出的信號(hào)分別進(jìn)行非線性分量提取和線性分量提??;步驟4:判斷麥克風(fēng)輸出的信號(hào)是否完整,如果信號(hào)不完整,則對(duì)該信號(hào)發(fā)生參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,然后請(qǐng)求再次產(chǎn)生測(cè)試信號(hào),重復(fù)步驟1-步驟3,直到判斷麥克風(fēng)輸出的信號(hào)是完整的;步驟5:計(jì)算反饋路徑,并輸出結(jié)果。
【專利說明】一種測(cè)量助聽器反饋路徑的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于在助聽器中測(cè)量反饋路徑的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 助聽器是幫助聽力有損人群恢復(fù)聽力的一種電子醫(yī)療器件。助聽器的基本功能 是根據(jù)聽力損失提高增益。然而由于從受話器到麥克風(fēng)的反饋路徑的存在,使得助聽器提 供的增益在超過一定的范圍后出現(xiàn)嘯叫等不穩(wěn)定狀態(tài),從而導(dǎo)致驗(yàn)配范圍縮小,無法使用。 因此,助聽器在機(jī)械和電聲設(shè)計(jì)過程中需要測(cè)量反饋路徑,檢驗(yàn)機(jī)械和電聲設(shè)計(jì)是否達(dá)到 標(biāo)準(zhǔn)。此外,測(cè)量的反饋路徑可以用來提取反饋路徑模型和特征,在助聽器反饋抑制和反 饋消除算法中使用(參見文章 Feedback cancellation improvements,US 6,498, 858B2, Dec. 24, 2002.),進(jìn)一步提高助聽器的可使用增益。
[0003] 助聽器的反饋路徑包括以下幾個(gè)部分:數(shù)模轉(zhuǎn)換(DA)、受話器(receiver)、聲學(xué) 反饋路徑、麥克風(fēng)(microphone)、模數(shù)轉(zhuǎn)換(AD)等部分。有的助聽器中還有除AD以外的專 門去除直流分量的算法,也包含在反饋路徑中。反饋路徑的測(cè)量,通常采用的辦法是斷開前 向通路,如圖1所示。
[0004] 受話器發(fā)出一定的測(cè)試信號(hào),通過麥克風(fēng)接收反饋信號(hào),然后估計(jì)出傳輸函數(shù)。理 論上,任何寬帶信號(hào)都可以完成反饋路徑傳輸函數(shù)的估計(jì)。然而由于以下幾個(gè)原因,我們需 要對(duì)測(cè)量方法提出較高的要求:
[0005] 1.外界環(huán)境干擾總是存在的,測(cè)量方法需要有一定抗干擾的能力;
[0006] 2.我們經(jīng)常需要測(cè)量實(shí)際生活環(huán)境下的反饋路徑,這時(shí)候外界的干擾是隨機(jī)、動(dòng) 態(tài)和復(fù)雜的。需要測(cè)量方法對(duì)非穩(wěn)態(tài)噪聲干擾穩(wěn)??;
[0007] 3.反饋路徑的測(cè)量精度要求是很高的,不僅需要幅度信息,而且需要相位信息,對(duì) 測(cè)量誤差的控制要求也很高。
[0008] 由于上述原因,反饋路徑的測(cè)量方法在保證精度的情況下必須能夠抵抗外界環(huán)境 和突發(fā)非穩(wěn)態(tài)噪聲的影響。目前,通常采用的辦法是發(fā)出具有干擾能力的一些信號(hào),比如 MLS (maximum-length-sequence)信號(hào),通過持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間并且維持在高輸出聲壓級(jí)的方法 來提高信噪比,從而達(dá)到需要的測(cè)量精度。在為佩戴者做測(cè)量的時(shí)候,這種方法會(huì)引起很大 的不適。為了減小輸出聲壓級(jí)、縮短持續(xù)時(shí)間,自動(dòng)調(diào)節(jié)聲壓級(jí)的測(cè)量辦法被開始使用(參 見文章Hearing instrument with improved initialization of parameters of digital feedback suppression circuitry, Us 8, 243, 939B2, Aug. 14,2012.)〇
[0009]目前反饋路徑的測(cè)量都是基于反饋路徑是線性的這一假設(shè),主要專注于如何在滿 足信噪比的條件下縮短測(cè)量時(shí)間和減小聲壓級(jí),卻沒有考慮到電聲元器件(受話器、麥克 風(fēng))在高聲壓級(jí)下必然會(huì)出現(xiàn)的非線性失真,從而給測(cè)量帶來的如下問題:
[0010] 1.奇次的非線性失真會(huì)引入系統(tǒng)誤差,使得估計(jì)的反饋路徑線性部分偏離實(shí)際反 饋路徑的線性部分;
[0011] 2.無法判斷非線性失真的程度,因此也無法知道是否需要在反饋抑制/消除算法 中增加非線性濾波器以提高性能,也不知道該如何設(shè)計(jì)非線性濾波器。這在大功率助聽器 中是一個(gè)比較嚴(yán)重的問題。
[0012] 常用的MLS信號(hào)盡管對(duì)外界噪聲非常穩(wěn)健,卻對(duì)非線性失真異常敏感。在其他聲 學(xué)測(cè)量系統(tǒng)中常用的掃頻信號(hào)(swe印sine,也叫chirp),雖然可以區(qū)分非線性失真,但是 對(duì)外界噪聲非常敏感,所以在實(shí)際生活環(huán)境中無法用于測(cè)量反饋路徑。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 因此,針對(duì)上述的問題,本發(fā)明提出一種測(cè)量助聽器反饋路徑的方法,采用周期性 隨機(jī)相位多重正弦波PRPM(Periodic Random-Phase Multisine,周期性隨機(jī)相位多重正弦 波)信號(hào)測(cè)量反饋路徑。通過對(duì)PRPM信號(hào)發(fā)生的控制,不但具有MLS對(duì)外界噪聲穩(wěn)健的優(yōu) 點(diǎn),而且能夠無偏的估計(jì)線性部分,并且能夠分析各種非線性失真的大小,從而解決現(xiàn)有技 術(shù)之不足。
[0014] 為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是,一種測(cè)量助聽器反饋路徑 的方法,包括如下測(cè)量步驟:
[0015] 步驟1 :產(chǎn)生測(cè)試信號(hào),該測(cè)試信號(hào)能被提取線性分量和非線性分量,以反饋路徑 的完整信息;
[0016] 步驟2 :向受話器輸出測(cè)試信號(hào),該測(cè)試信號(hào)經(jīng)由受話器和反饋路徑到達(dá)麥克風(fēng);
[0017] 步驟3 :獲得麥克風(fēng)輸出的信號(hào);對(duì)麥克風(fēng)輸出的信號(hào)分別進(jìn)行非線性分量提取 和線性分量提取;
[0018] 步驟4:判斷麥克風(fēng)輸出的信號(hào)是否完整,如果信號(hào)不完整,則對(duì)該信號(hào)發(fā)生參數(shù) 進(jìn)行調(diào)整,然后請(qǐng)求再次產(chǎn)生測(cè)試信號(hào),重復(fù)步驟1-步驟3,直到判斷麥克風(fēng)輸出的信號(hào)是 完整的;
[0019] 步驟5 :計(jì)算反饋路徑,并輸出結(jié)果。其中,反饋路徑計(jì)算是現(xiàn)有技術(shù),不是本發(fā)明 的重點(diǎn),因此這里不再贅述,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可參閱相關(guān)資料來獲得相應(yīng)計(jì)算方法。
[0020] 進(jìn)一步的,作為一種可行的方案,該測(cè)試信號(hào)可以是PRPM(Peri 〇dic Random-Phase Multisine,周期性隨機(jī)相位多重正弦波)信號(hào),也可以是重復(fù)多次的chirp 信號(hào)(線性調(diào)頻信號(hào))。
[0021] 具體的,步驟1產(chǎn)生測(cè)試信號(hào)的過程如下:PRPM信號(hào)是通過重復(fù)發(fā)送產(chǎn)生的RPM 信號(hào)u(t)得到的,一共發(fā)送P個(gè)周期;其中,RPM(Random-Phase Multisine,隨機(jī)相位多重 正弦波)信號(hào)表不為:

【權(quán)利要求】
1. 一種測(cè)量助聽器反饋路徑的方法,包括如下測(cè)量步驟: 步驟1 :產(chǎn)生測(cè)試信號(hào),該測(cè)試信號(hào)能被提取線性分量和非線性分量,以反饋路徑的完 整信息; 步驟2 :向受話器輸出測(cè)試信號(hào),該測(cè)試信號(hào)經(jīng)由受話器和反饋路徑到達(dá)麥克風(fēng); 步驟3 :獲得麥克風(fēng)輸出的信號(hào);對(duì)麥克風(fēng)輸出的信號(hào)分別進(jìn)行非線性分量提取和線 性分量提??; 步驟4 :判斷麥克風(fēng)輸出的信號(hào)是否完整,如果信號(hào)不完整,則對(duì)該信號(hào)發(fā)生參數(shù)進(jìn)行 調(diào)整,然后請(qǐng)求再次產(chǎn)生測(cè)試信號(hào),重復(fù)步驟1-步驟3,直到判斷麥克風(fēng)輸出的信號(hào)是完整 的; 步驟5 :計(jì)算反饋路徑,并輸出結(jié)果。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量助聽器反饋路徑的方法,其特征在于:所述測(cè)試信號(hào)是 PRPM信號(hào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)量助聽器反饋路徑的方法,其特征在于:步驟1產(chǎn)生測(cè)試 信號(hào)的過程如下:PRPM信號(hào)是通過重復(fù)發(fā)送產(chǎn)生的RPM信號(hào)u(t)得到的,一共發(fā)送P個(gè)周 期;其中,RPM信號(hào)表示為:
其中f〇為第一諧波,由離散傅立葉變換DFT的分辨率決定,F(xiàn)是諧波數(shù),Uk是事先確定 的諧波幅度,Vfc是在[0,2π)內(nèi)均勻分布的隨機(jī)相位。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)量助聽器反饋路徑的方法,其特征在于:步驟5計(jì)算反饋 路徑中,具體包括如下過程:對(duì)于每個(gè)u(t),麥克風(fēng)接收到信號(hào)y(t),反饋路徑的頻響函數(shù) 由以下公式計(jì)算出來:
其中Cok = 2πkf(i ;G(J_c〇k)中包含了反饋路徑的3個(gè)分量:線性分量、隨機(jī)非線性和外 界噪聲分量、以及系統(tǒng)性的非線性分量;上述分量的計(jì)算方法如下: 線性分量通過對(duì)全部信號(hào)周期的G(jc〇k)做平均得出; 隨機(jī)非線性和外界噪聲分量通過計(jì)算P個(gè)周期內(nèi)G(jc〇k)的方差得出; 系統(tǒng)性的非線性分量的測(cè)量通過只發(fā)送u(t)中奇次諧波分量(k為奇數(shù))的方法得 出。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)量助聽器反饋路徑的方法,其特征在于:步驟4中,對(duì)信號(hào) 發(fā)生參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,具體包括如下過程: 步驟41 :首先選取一個(gè)較大的信號(hào)幅度Uk,然后分析反饋路徑的3個(gè)分量:線性分量、 隨機(jī)非線性和外界噪聲分量、以及系統(tǒng)性的非線性分量; 步驟42 :減小信號(hào)幅度Uk,重復(fù)步驟41,直至非線性失真低于一定的閾值或者不再減 小,此時(shí)采集的信息已經(jīng)包含了所需的線性和非線性信息,表示該信號(hào)已經(jīng)完整。
【文檔編號(hào)】H04R29/00GK104320750SQ201410685349
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】馬桂林, 梁維謙, 薛行棟, 陳高鋆 申請(qǐng)人:廈門萊亞特醫(yī)療器械有限公司
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