配對傳聲器單元和包括配對傳聲器單元的聽力系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請公開了配對傳聲器單元和包括配對傳聲器單元的聽力系統(tǒng)，其中配對傳聲器單元包括：多個輸入單元，每一輸入單元包括拾取聲音的傳聲器并配置成提供對應(yīng)的電輸入信號，每一電輸入信號包括目標(biāo)信號分量和噪聲信號分量；多輸入單元降噪系統(tǒng)，用于提供目標(biāo)信號的估計量并包括多輸入波束形成器濾波單元，其連接到多個輸入單元并配置成確定濾波器權(quán)重以提供波束成形信號，其中來自不同于目標(biāo)信號源方向的其它方向的信號分量被衰減，而來自目標(biāo)信號源方向的信號分量保持不被衰減或相對于來自其它方向的信號分量較少地衰減；及用于建立到另一裝置的音頻鏈路的天線和收發(fā)器電路；其中所述多輸入波束形成器濾波單元包括自適應(yīng)波束形成器。
【專利說明】
配對傳聲器單元和包括配對傳聲器單元的聽力系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本申請涉及包括無線發(fā)射器的配對傳聲器單元及用于增強目標(biāo)聲源（由配對傳聲 器單元拾?。┑穆犃ο到y(tǒng)。本發(fā)明具體涉及配置成從目標(biāo)聲源拾取目標(biāo)聲音的配對傳聲器 單元，目標(biāo)聲音s包括人的話音。
[0002] 本申請還涉及包括配對傳聲器單元和聽力裝置的聽力系統(tǒng)。
[0003] 本發(fā)明的實施例如可用在下述應(yīng)用中：助聽器、頭戴式耳機、耳麥、有源耳朵保護 系統(tǒng)。本發(fā)明的實施可進一步用在下述應(yīng)用中：遠程會議系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、卡拉0K系統(tǒng)、教室 放大系統(tǒng)等。
【背景技術(shù)】
[0004] 目前，配對傳聲器通常由具有無線傳輸能力的單一傳聲器組成。配對傳聲器附著 到感興趣的目標(biāo)人身上，傳聲器拾取該人的話音信號并將其無線傳給用戶的一個或多個聽 力裝置。這樣，將無線傳聲器靠近感興趣的聲源放置使富有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中的通信更容易。 術(shù)語"配對傳聲器"應(yīng)理解為與佩戴聽力裝置如助聽器的用戶有關(guān)，對于該用戶，佩戴"配對 傳聲器"的人看作通信配對。在本說明書中，術(shù)語"配對傳聲器"意為附著到充作佩戴聽力裝 置的人的通信配對的人身上的傳聲器。除了該與使用有關(guān)系的指示之外，術(shù)語"配對"不用 于指任何特定技術(shù)含義或者"配對傳聲器單元"的限制（因而術(shù)語"配對"可省略而不會引起 任何計劃的含義變化）。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 在本發(fā)明中，我們提出由a)兩個以上傳聲器;b)信號處理能力;及c)無線傳輸能力 組成的配對傳聲器系統(tǒng)。該改進的配對傳聲器系統(tǒng)的目的與現(xiàn)今的一樣:拾取目標(biāo)信號并 將其無線傳給聽力裝置如助聽器的用戶。
[0006] 即使該配對傳聲器系統(tǒng)的傳聲器放置成相當(dāng)靠近感興趣的聲源(配對傳聲器佩戴 者的嘴巴），由傳聲器拾取的信號的目標(biāo)信噪比仍可能低于所需要的信噪比，例如在汽車車 廂或機艙情形下。為此，在配對傳聲器系統(tǒng)中可采用波束形成器降噪系統(tǒng)以從噪聲背景取 回目標(biāo)話音信號從而增大SNR，在目標(biāo)話音信號無線傳給聽力裝置的用戶之前。如果目標(biāo)源 相對于傳聲器的位置已知，任何空間降噪系統(tǒng)均可很好地起作用。在助聽器系統(tǒng)中，這不太 是問題，因為目標(biāo)信號(假定)位于前向，即在耳后式助聽器的(兩個接近地間隔開的傳聲器 之間的)傳聲器軸的方向。然而，在當(dāng)前情形下，配對傳聲器系統(tǒng)的傳聲器軸可能不固定:首 先，配對傳聲器系統(tǒng)可隨便連接，使得其不直接"指向"佩戴者的嘴巴；其次，配對傳聲器系 統(tǒng)可連接到佩戴者胸部的可變表面(如衣服)上，使得夾子相對于佩戴者嘴巴的位置/方向 可隨時間變化。其結(jié)果是波束形成器降噪系統(tǒng)不太好地工作，在最壞情形下，SNR降低而不 是增大。
[0007] 配對傳聲器系統(tǒng)的（兩個以上）傳聲器用于拾取配對傳聲器佩戴者的話音、處理 (可能有噪聲的）傳聲器信號以取回潛在的話音信號，及將取回的話音信號無線傳給助聽器 用戶。具體地，在無線配對傳聲器系統(tǒng)中，我們構(gòu)建專用波束形成器降噪系統(tǒng)以取回目標(biāo)話 音信號。該任務(wù)的技術(shù)解決方案通常很難，但在該特定情形下，其由于下述事實而被使得稍 微容易:配對傳聲器相對靠近用戶嘴巴定位，使得實際SNR在第一位置相對高;這使得在配 對傳聲器系統(tǒng)處相對容易檢測到佩戴者何時在講話及何時處于安靜狀態(tài);后一點使提出的 降噪系統(tǒng)能估計干擾背景噪聲的(通常時變的)噪聲功率譜密度(在佩戴者沉默時）。
[0008] 本申請的目標(biāo)在于提高目標(biāo)信號的質(zhì)量。
[0009] 本申請的目標(biāo)由所附權(quán)利要求限定的及下面描述的發(fā)明實現(xiàn)。
[0010] 配對傳聲器單元
[0011] 在本申請的一方面，本申請的目標(biāo)由配置成從目標(biāo)聲源拾取目標(biāo)聲音的配對傳聲 器單元實現(xiàn)，目標(biāo)聲音s包括人的話音，該配對傳聲器單元包括：
[0012] -多個輸入單元IUi，i = l，2,…，M，M大于或等于2,每一輸入單元包括從配對傳聲 器單元的環(huán)境拾取聲音的傳聲器并配置成提供對應(yīng)的電輸入信號，每一電輸入信號包括目 標(biāo)信號分量和噪聲信號分量；
[0013] -多輸入單元降噪系統(tǒng)，用于提供包括人的話音的目標(biāo)信號s的估計量該多輸 入單元降噪系統(tǒng)包括多輸入波束形成器濾波單元，其連接到多個輸入單元IU，i = 1，…，Μ 并配置成確定濾波器權(quán)重以提供波束成形信號，其中來自不同于目標(biāo)信號源方向的其它方 向的信號分量被衰減，而來自目標(biāo)信號源方向的信號分量保持不被衰減或相對于來自其它 方向的信號分量較少地衰減;及
[0014] -用于建立到另一裝置的音頻鏈路的天線和收發(fā)器電路；
[0015] 其中所述多輸入波束形成器濾波單元包括固定或自適應(yīng)波束形成器。
[0016] 在實施例中，固定波束形成器在配對傳聲器正常使用之前在離線程序中確定，其 中配對傳聲器安裝在仿真模型上或者按相對于仿真模型或人的嘴巴的現(xiàn)實位置和定向安 裝在計劃用戶身上。
[0017] 在實施例中，多輸入波束形成器濾波單元包括固定和自適應(yīng)波束形成器。
[0018] 在實施例中，多輸入波束形成器濾波單元包括MVDR波束形成器。
[0019] 在實施例中，多輸入波束形成器濾波單元為自適應(yīng)單元。
[0020] 在實施例中，多輸入單元降噪系統(tǒng)為多傳聲器降噪系統(tǒng)。
[0021] 在實施例中，"另一裝置"包括聽力裝置如助聽器。在實施例中，先前提及的及傳聲 器單元適于將目標(biāo)聲音的估計量§傳給其的"另一裝置"意為"其它裝置"并包括聽力裝置 如助聽器。在實施例中，另一裝置包括配對傳聲器單元和聽力裝置之間的（中間）輔助裝置， 如音頻網(wǎng)關(guān)或遙控器或通信裝置(如智能電話）。
[0022] 在實施例中，多輸入降噪系統(tǒng)配置為自適應(yīng)系統(tǒng)。
[0023] 在實施例中，配對傳聲器單元包括話音活動檢測器，用于估計來自環(huán)境的當(dāng)前聲 音中是否存在人的話音或者存在人話音的概率并配置成提供其指示的話音活動控制信號， 或者配置成從另一裝置(如聽力裝置(如助聽器)或從電話)接收前述話音活動控制信號。
[0024] 總的來說，話音活動檢測可以本領(lǐng)域已知的任何適當(dāng)方式實施。在實施例中，聽力 系統(tǒng)安排成使得輸入單元中的至少兩個包括電平檢測器，用于檢測由所涉及輸入單元的傳 聲器拾取的聲音的輸入電平，及其中話音活動檢測器配置成使話音活動控制信號基于傳聲 器的相應(yīng)電輸入信號的輸入電平之間的差。在配對傳聲器按計劃相對于目標(biāo)聲音定向的實 施例中，目標(biāo)聲源越靠近輸入單元的傳聲器，由給定輸入單元確定的輸入電平越高?；?此，可估計當(dāng)前是否存在目標(biāo)聲音(人的話音）（例如，前述電平差是高于預(yù)定閾值(存在)還 是低于預(yù)定閾值(不存在））。在配對傳聲器包括具有三個以上傳聲器(未安排在直線上）的 傳聲器陣列的實施例中，配對傳聲器單元配置成在目標(biāo)聲音活動時使用各個傳聲器檢測到 的各個電平確定配對傳聲器單元相對于目標(biāo)聲源的定向。從而，可確定當(dāng)前視向量的估計 量。
[0025] 在實施例中，配對傳聲器適于由人佩戴。在實施例中，配對傳聲器單元包括可配置 的頸圈，用于將配對傳聲器佩戴在人的頸部周圍（如胸部上），及用于調(diào)節(jié)該人的嘴巴和配 對傳聲器的傳聲器單元的位置之間的距離。在實施例中，配對傳聲器單元包括夾子或類似 的功能單元，用于將配對傳聲器單元附著到人的一件衣服上，如襯衫、夾克或領(lǐng)帶。在實施 例中，配對傳聲器包括可配置的支撐件，從而使配對傳聲器能定位在支撐表面上，使得輸入 單元相對于目標(biāo)聲源(如人的嘴巴)具有可配置的位置(和/或方向）。在實施例中，配對傳聲 器單元配置成具有由多個輸入單元的物理排列確定的優(yōu)選方向，使得當(dāng)配對傳聲器單元以 其指向目標(biāo)聲源(通常為人的嘴巴）的優(yōu)選方向安排在人身上時，輸入單元的至少一傳聲器 相較任何其它傳聲器更靠近目標(biāo)聲源。
[0026] 在實施例中，多輸入單元降噪系統(tǒng)配置成在人話音不存在時估計干擾背景噪聲的 噪聲功率譜密度。優(yōu)選地，噪聲功率譜密度的估計量用于更有效率地減少目標(biāo)信號估計量 中的噪聲分量(從而改善其估計）。在實施例中，多輸入單元降噪系統(tǒng)配置成，當(dāng)人話音不存 在時（即當(dāng)用戶沉默時），更新傳聲器間噪聲協(xié)方差矩陣。從而，波束圖的形狀適于提供最大 空間降噪。
[0027] 在實施例中，配對傳聲器單元包括存儲器，其包含確定從配對傳聲器單元到目標(biāo) 聲源的參考空間方向的預(yù)定參考視向量。在實施例中，預(yù)定視向量在使用配對傳聲器之前 在離線程序中確定。默認波束形成器權(quán)重(對應(yīng)于參考視向量)例如在具有頭部和軀干模擬 器（HATS，來自Briiel & Kjier Sound & Vibration Measurement A/S的頭部和軀干模擬 器4128C)的錄音室中進行的離線校準(zhǔn)過程中確定，其中從仿真頭的嘴巴播放話音信號，及 配對傳聲器單元安裝在仿真頭的"胸部"上的默認位置。在實施例中，默認波束形成器權(quán)重 保存在存儲器中，例如連同參考視向量一起保存。這樣，例如可找到最佳的最小方差無失真 響應(yīng)(MVDR)波束形成器權(quán)重，其被硬連線在配對傳聲器單元中即保存在存儲器中。
[0028] 在實施例中，多通道可變波束形成器濾波單元包括提供濾波器權(quán)重Wmvdr(k，m)的 MVDR濾波器，所述濾波器權(quán)重wmvdr(k，m)基于視向量d(k，m)和噪聲信號的輸入單元間協(xié)方 差矩陣R vv(k，m)。
[0029] 在實施例中，多輸入單元降噪系統(tǒng)配置成針對源自相對于佩戴配對傳聲器單元的 人位于特定位置的目標(biāo)信號源的目標(biāo)信號自適應(yīng)估計波束形成器濾波單元的當(dāng)前視向量d (k，m)。在優(yōu)選實施例中，相對于人的特定位置為人嘴巴的位置。
[0030] 視向量辦k，m)為包括元素 （? = 1，2，···，Μ)的Μ維向量，第i個元素 cU(k，m)定義從目 標(biāo)信號源(處于相對于配對傳聲器單元的輸入單元的特定位置處)到第i個輸入單元(如傳 聲器)的聲學(xué)傳遞函數(shù)，或者定義從第i個輸入單元到參考輸入單元的相對聲學(xué)傳遞函數(shù)。 對于特定頻率(k)和時間單位(m)，向量元素 cU(k，m)通常為復(fù)數(shù)。當(dāng)目標(biāo)信號源位于特定位 置（如人的嘴巴）處時，視向量d(k，m)可基于在相應(yīng)傳聲器處測得的來自信號源的信號Sl 仏，!11)4 = 1，2，"_，從傳聲器間協(xié)方差矩陣1,(1^11)進行估計。
[0031] 在實施例中，多輸入單元降噪系統(tǒng)配置成在目標(biāo)聲音存在時或者以大于預(yù)定值如 60 %的概率存在時更新視向量。波束形成器的空間方向，例如技術(shù)上由所謂的視向量表示， 優(yōu)選在目標(biāo)聲音(人話音)存在時進行更新。該調(diào)整用于補償傳聲器單元的位置變化(跨時 間和在人之間）及補償配對傳聲器單元的用戶的身體特征（如頭部和肩部特征）的差異。優(yōu) 選地，視向量僅在目標(biāo)聲音存在時且環(huán)境聲音的噪聲分量的電平相對低時如低于預(yù)定的絕 對或相對電平時（即目標(biāo)信噪比高于某一閾值時）進行更新。優(yōu)選地，配對傳聲器單元包括 噪聲電平估計器或信噪比估計器或配置成在需要時如應(yīng)要求從另一裝置接收前述信息，例 如在當(dāng)前確定的視向量被接受并用在波束形成器中（及保存在存儲器中）之前。
[0032] 在實施例中，配對傳聲器單元配置成通過將對應(yīng)于當(dāng)前視向量的當(dāng)前確定的波束 形成器權(quán)重與對應(yīng)于參考視向量的默認權(quán)重比較而限制視向量的更新，及如果當(dāng)前確定的 波束形成器權(quán)重與默認權(quán)重相差預(yù)定的絕對或相對量以上，則限制或忽略當(dāng)前確定的波束 形成器權(quán)重。
[0033] 在實施例中，配對傳聲器單元包括存儲器，其包含配對傳聲器單元的預(yù)定傳聲器 間噪聲協(xié)方差矩陣。優(yōu)選地，配對傳聲器單元按計劃相對于目標(biāo)聲源定位，及施加典型的 (預(yù)期)噪聲源/分布，如均質(zhì)分布的（發(fā)散)噪聲。在實施例中，預(yù)定的傳聲器間噪聲協(xié)方差 矩陣在使用配對傳聲器單元之前在離線程序中確定，優(yōu)選在具有頭部和軀干模擬器(HATS， 來自 BrUel & Kjaer Sound & Vibration Measurement A/S的Head and Torso Simulator 4128C)的錄音室中進行。
[0034] 在實施例中，配對傳聲器單元配置成通過將當(dāng)前確定的傳聲器間噪聲協(xié)方差矩陣 與參考傳聲器間噪聲協(xié)方差矩陣比較而控制干擾背景噪聲的噪聲功率譜密度的更新，及如 果當(dāng)前確定的傳聲器間噪聲協(xié)方差矩陣與參考傳聲器間噪聲協(xié)方差矩陣相差預(yù)定的絕對 或相對量以上，則限制或忽略干擾背景噪聲的噪聲功率譜密度的更新。從而，波束形成器的 調(diào)整被阻止以不受控的方式"逃脫"。
[0035] 在實施例中，多通道降噪系統(tǒng)包括單通道降噪單元，其連接到波束形成器濾波單 元并配置成減少波束成形信號中的殘余噪聲和提供目標(biāo)信號s的估計量§。單通道后濾波 處理的目標(biāo)在于抑制來自目標(biāo)方向的噪聲分量(其尚未被空間濾波處理(如MVDR波束形成 處理)抑制）。另一目標(biāo)在于在目標(biāo)信號存在或為主期間及目標(biāo)信號不存在時抑制噪聲分 量。在實施例中，單通道后濾波處理基于每一時頻塊(m，k)的目標(biāo)信噪比的估計量。在實施 例中，每一時頻塊(m，k)的目標(biāo)信噪比的估計量從波束成形信號和目標(biāo)消除的信號確定。
[0036] 在實施例中，聽力裝置和/或配對傳聲器單元包括用于從另一裝置如通信裝置或 另一聽力裝置接收直接電輸入信號的天線和收發(fā)器電路。在實施例中，聽力裝置包括(可能 標(biāo)準(zhǔn)化的）電接口（例如連接器的形式），用于從另一裝置如通信裝置(例如電話)或另一聽 力裝置接收有線直接電輸入信號。在實施例中，直接電輸入信號表示或包括音頻信號和/或 控制信號和/或信息信號。在實施例中，聽力裝置和/或配對傳聲器單元包括用于對所接收 的直接電輸入進行解調(diào)的解調(diào)電路，以提供表示音頻信號和/或控制信號的直接電輸入信 號，例如用于設(shè)置聽力裝置的運行參數(shù)(如音量)和/或處理參數(shù)。總的來說，聽力裝置的發(fā) 射器和天線及收發(fā)器電路建立的無線鏈路可以是任何類型。在實施例中，無線鏈路在功率 約束條件下使用。在實施例中，無線鏈路為基于近場通信的鏈路，例如基于發(fā)射器部分和接 收器部分的天線線圈之間的感應(yīng)耦合的感應(yīng)鏈路。在另一實施例中，無線鏈路基于遠場電 磁輻射。
[0037] 優(yōu)選地，用于在聽力裝置和傳聲器單元和/或其它裝置之間建立通信鏈路的頻率 低于70GHz，例如位于從50MHz到50GHz的范圍中，例如高于300MHz，例如在高于300MHz的ISM 范圍中，例如在900MHz范圍中或在2.4GHz范圍中或在5.8GHz范圍中或在60GHz范圍中（ISM =工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)，這樣的標(biāo)準(zhǔn)化范圍例如由國際電信聯(lián)盟ITU定義）。在實施例中，無線 鏈路基于標(biāo)準(zhǔn)化或?qū)Ｓ眉夹g(shù)。在實施例中，無線鏈路基于藍牙技術(shù)(如藍牙低功率技術(shù)）。
[0038] 在實施例中，聽力裝置和配對傳聲器單元為便攜裝置，如包括本機能源如電池例 如可再充電電池的裝置。
[0039] 在實施例中，聽力裝置和/或配對傳聲器單元包括輸入變換器(傳聲器系統(tǒng)和/或 直接電輸入(如無線接收器））和輸出變換器之間的正向或信號通路。在實施例中，信號處理 單元位于該正向通路中。在實施例中，信號處理單元適于根據(jù)用戶的特定需要提供隨頻率 而變的增益。在實施例中，聽力裝置包括具有用于分析輸入信號(如確定電平、調(diào)制、信號類 型、聲反饋估計量等）的功能件的分析通路。在實施例中，分析通路和/或信號通路的部分或 所有信號處理在頻域進行。在實施例中，分析通路和/或信號通路的部分或所有信號處理在 時域進行。
[0040] 在實施例中，聽力裝置和/或配對傳聲器單元包括模數(shù)(AD)轉(zhuǎn)換器以按預(yù)定采樣 速率如20kHz使模擬輸入數(shù)字化。在實施例中，聽力裝置包括數(shù)模(DA)轉(zhuǎn)換器以將數(shù)字信號 轉(zhuǎn)換為模擬輸出信號，例如用于經(jīng)輸出變換器呈現(xiàn)給用戶。
[0041] 在實施例中，聽力裝置和/或配對傳聲器單元包括用于提供輸入信號的時頻表示 的TF轉(zhuǎn)換單元。在實施例中，時頻表示包括所涉及信號在特定時間和頻率范圍的相應(yīng)復(fù)值 或?qū)嵵档年嚵谢蛴成洹Ｔ趯嵤├?，TF轉(zhuǎn)換單元包括用于對(時變)輸入信號進行濾波并提 供多個(時變)輸出信號的濾波器組，每一輸出信號包括截然不同的輸入信號頻率范圍。在 實施例中，TF轉(zhuǎn)換單元包括用于將時變輸入信號轉(zhuǎn)換為頻域中的（時變)信號的傅里葉變換 單元。在實施例中，聽力裝置考慮的、從最小頻率fmin到最大頻率f max的頻率范圍包括從20Hz 到20kHz的典型人聽頻范圍的一部分，例如從20Hz到12kHz的范圍的一部分。
[0042] 在實施例中，聽力裝置和/或配對傳聲器單元包括電平檢測器(LD)，用于確定輸入 信號的電平(例如基于頻帶級和/或全(寬帶)信號）。從用戶聲環(huán)境拾取的電傳聲器信號的 輸入電平是聲環(huán)境的分類參數(shù)。在實施例中，電平檢測器適于根據(jù)多個不同的（如平均)信 號電平對用戶當(dāng)前的聲環(huán)境進行分類，如分類為高電平或低電平環(huán)境。
[0043] 在特定實施例中，聽力裝置和/或傳聲器單元包括話音檢測器(VD)，用于確定輸入 信號(在特定時間點）是否包括話音信號。在本說明書中，話音信號包括來自人類的語音信 號。其還可包括由人類語音系統(tǒng)產(chǎn)生的其它形式的發(fā)聲(如唱歌）。在實施例中，話音檢測器 單元適于將用戶當(dāng)前的聲環(huán)境分類為"話音"或"無話音"環(huán)境。這具有下述優(yōu)點：包括用戶 環(huán)境中的人發(fā)聲（如語音）的電傳聲器信號的時間段可被識別，因而與僅包括其它聲源(如 人工產(chǎn)生的噪聲）的時間段分離。在實施例中，話音檢測器適于將用戶自己的話音也檢測為 "話音"。作為備選，話音檢測器適于從"話音"的檢測排除用戶自己的話音。
[0044] 在實施例中，聽力裝置和/或配對傳聲器單元包括自我話音檢測器，用于檢測特定 輸入聲音(如話音)是否源自系統(tǒng)用戶的話音。在實施例中，聽力裝置的傳聲器系統(tǒng)適于能 夠在用戶自己的話音及另一人的話音之間進行區(qū)分及可能與無話音聲音區(qū)分。
[0045] 在實施例中，聽力裝置和/或配對傳聲器單元還包括用于所涉及應(yīng)用的其它適宜 功能，如壓縮、反饋減少等。
[0046] 用途
[0047] 本發(fā)明提供上面描述的、"【具體實施方式】"中詳細描述的及權(quán)利要求中限定 的配對傳聲器單元的用途。在實施例中，提供配對傳聲器單元在助聽器系統(tǒng)中用于拾取和 降低講話者或通信配對的話音中的噪聲及將噪聲降低的信號傳給用戶佩戴的聽力裝置的 用途。
[0048] 聽力系統(tǒng)
[0049] 另一方面，本發(fā)明提供包括上面描述的、"【具體實施方式】"中詳細描述的及權(quán)利要 求中限定的配對傳聲器單元及包括聽力裝置的聽力系統(tǒng)。聽力裝置包括用于建立到配對傳 聲器單元的通信鏈路及從配對傳聲器單元接收包括包含人話音的目標(biāo)聲音s的估計量的音 頻信號的天線和收發(fā)器電路。
[0050] 在實施例中，聽力裝置包括用于從聽力裝置的環(huán)境拾取聲音并提供電聽力裝置輸 入信號的輸入變換器、用于將一個或多個處理算法應(yīng)用于電聽力裝置輸入信號并提供處理 后的聽力裝置信號的信號處理單元、及基于處理后的聽力裝置信號或源自其的信號提供由 用戶感知為聲音的刺激的輸出單元、及配置成分析從配對傳聲器單元接收的音頻信號并產(chǎn) 生用于控制一個或多個處理算法的一個或多個控制信號的分析單元。在實施例中，一個或 多個處理算法包括瞬時減小算法及壓縮和放大算法。從輸入單元到輸出單元的信號通路形 成聽力裝置的正向通路。
[0051] 在實施例中，正向通路在聽力裝置中形成為從輸入變換器到輸出單元，及其中正 向通路包括混合單元的選擇，其使從配對傳聲器單元接收的音頻信號能添加到正向通路的 信號或與其組合或者切換到正向通路內(nèi)，代替輸入變換器拾取的信號。
[0052] 在實施例中，聽力裝置包括延遲單元，配置成將從配對傳聲器單元接收的音頻信 號延遲預(yù)定的或動態(tài)確定的延遲時間。
[0053] 在實施例中，聽力裝置包括控制單元，用于從配對傳聲器接收包括人的話音的目 標(biāo)聲音s的估計量§:并配置成動態(tài)控制電聽力裝置輸入信號或源自其的信號的瞬時減小或 最大增益。
[0054] 在實施例中，聽力裝置適于提供隨頻率而變的增益和/或隨電平而變的壓縮和/或 一個或多個頻率范圍到一個或多個其它頻率范圍的移頻(具有或沒有頻率壓縮）以補償用 戶的聽力受損。在實施例中，聽力裝置包括用于增強輸入信號并提供處理后的輸出信號的 信號處理單元。
[0055] 在實施例中，聽力裝置包括用于基于處理后的電信號提供由用戶感知為聲信號的 刺激的輸出單元。在實施例中，輸出單元包括多個耳蝸植入電極或骨導(dǎo)聽力裝置的振動器。 在實施例中，輸出單元包括輸出變換器。在實施例中，輸出變換器包括用于將刺激作為聲信 號提供給用戶的接收器(揚聲器）。在實施例中，輸出變換器包括用于將刺激作為顱骨的機 械振動提供給用戶的振動器(例如在附著到骨頭的或骨錨式聽力裝置中）。
[0056]在實施例中，聽力裝置包括用于將輸入聲音轉(zhuǎn)換為電輸入信號的輸入變換器。在 實施例中，聽力裝置包括定向傳聲器系統(tǒng)，其適于增強佩戴聽力裝置的用戶的局部環(huán)境中 的多個聲源之中的目標(biāo)聲源。在實施例中，定向系統(tǒng)適于檢測（如自適應(yīng)檢測)傳聲器信號 的特定部分源自哪一方向。這可以如現(xiàn)有技術(shù)中描述的多種不同方式實現(xiàn)。
[0057]在實施例中，聽力系統(tǒng)包括多個上面描述的、"【具體實施方式】"中詳細描述的及權(quán) 利要求中限定的配對傳聲器。在實施例中，聽力系統(tǒng)包括兩個配對傳聲器。在實施例中，聽 力系統(tǒng)包括四個以上配對傳聲器。
[0058]在實施例中，該聽力系統(tǒng)還包括輔助裝置。
[0059]在實施例中，該聽力系統(tǒng)適于在聽力裝置和輔助裝置之間建立通信鏈路以使信息 (如控制和狀態(tài)信號，可能音頻信號)能在其間進行交換或從一裝置轉(zhuǎn)發(fā)給另一裝置。
[0060] 在實施例中，輔助裝置是或包括音頻網(wǎng)關(guān)設(shè)備，其適于(如從娛樂裝置例如TV或音 樂播放器，從電話裝置例如移動電話，或從計算機例如PC)接收多個音頻信號，及適于選擇 和/或組合所接收音頻信號（或信號組合）中的適當(dāng)信號以傳給至少一聽力裝置。在實施例 中，輔助裝置是或包括遙控器，用于控制聽力裝置的功能和運行。在實施例中，輔助裝置是 或包括移動電話如智能電話。在實施例中，遙控器的功能實施在智能電話中，該智能電話可 能運行使能經(jīng)智能電話控制音頻處理裝置的功能的APP。優(yōu)選地，聽力裝置和配對傳聲器包 括適當(dāng)?shù)牡捷o助裝置(如智能電話)的無線接口，例如基于藍牙或一些其它標(biāo)準(zhǔn)化或?qū)Ｓ蟹?案)。
[0061] 在實施例中，聽力裝置包括聽音裝置如助聽器、聽力儀器例如適于位于用戶耳朵 處或者完全或部分位于耳道中的聽力儀器，例如頭戴式耳機、耳麥、耳朵保護裝置或其組 合。
[0062]
[0063] ??說明書中，"聽力裝置"指適于改善、增強和/或保護用戶的聽覺能力的裝置如 聽力儀器或有源耳朵保護裝置或其它音頻處理裝置，其通過從用戶環(huán)境接收聲信號、產(chǎn)生 對應(yīng)的音頻信號、可能修改該音頻信號、及將可能已修改的音頻信號作為可聽見的信號提 供給用戶的至少一只耳朵而實現(xiàn)。"聽力裝置"還指適于以電子方式接收音頻信號、可能修 改該音頻信號、及將可能已修改的音頻信號作為聽得見的信號提供給用戶的至少一只耳朵 的裝置如頭戴式耳機或耳麥。聽得見的信號例如可以下述形式提供:輻射到用戶外耳內(nèi)的 聲信號、作為機械振動通過用戶頭部的骨結(jié)構(gòu)和/或通過中耳的部分傳到用戶內(nèi)耳的聲信 號、及直接或間接傳到用戶耳蝸神經(jīng)的電信號。
[0064] 聽力裝置可構(gòu)造成以任何已知的方式進行佩戴，如作為佩戴在耳后的單元(具有 將輻射的聲信號導(dǎo)入耳道內(nèi)的管或者具有安排成靠近耳道或位于耳道中的揚聲器）、作為 整個或部分安排在耳廓和/或耳道中的單元、作為連到植入在顱骨內(nèi)的固定結(jié)構(gòu)的單元、或 作為整個或部分植入的單元等。聽力裝置可包括單一單元或幾個彼此電子通信的單元。
[0065] 更一般地，聽力裝置包括用于從用戶環(huán)境接收聲信號并提供對應(yīng)的輸入音頻信號 的輸入變換器和/或以電子方式（即有線或無線)接收輸入音頻信號的接收器、用于處理輸 入音頻信號的信號處理電路、及用于根據(jù)處理后的音頻信號將聽得見的信號提供給用戶的 輸出裝置。在一些聽力裝置中，放大器可構(gòu)成信號處理電路。在一些聽力裝置中，輸出裝置 可包括輸出變換器，例如用于提供空傳聲信號的揚聲器或用于提供結(jié)構(gòu)或液體傳播的聲信 號的振動器。在一些聽力裝置中，輸出裝置可包括一個或多個用于提供電信號的輸出電極。
[0066]在一些聽力裝置中，振動器可適于經(jīng)皮或由皮將結(jié)構(gòu)傳播的聲信號傳給顱骨。在 一些聽力裝置中，振動器可植入在中耳和/或內(nèi)耳中。在一些聽力裝置中，振動器可適于將 結(jié)構(gòu)傳播的聲信號提供給中耳骨和/或耳蝸。在一些聽力裝置中，振動器可適于例如通過卵 圓窗將液體傳播的聲信號提供到耳蝸液體。在一些聽力裝置中，輸出電極可植入在耳蝸中 或植入在顱骨內(nèi)側(cè)上，并可適于將電信號提供給耳蝸的毛細胞、一個或多個聽覺神經(jīng)、聽覺 皮層和/或大腦皮層的其它部分。
[0067] "聽力系統(tǒng)"指包括一個或兩個聽力裝置的系統(tǒng)。"雙耳聽力系統(tǒng)"指包括兩個聽力 裝置并適于協(xié)同地向用戶的兩只耳朵提供聽得見的信號的系統(tǒng)。聽力系統(tǒng)或雙耳聽力系統(tǒng) 還可包括"輔助裝置"，其與聽力裝置通信并影響和/或受益于聽力裝置的功能。輔助裝置例 如可以是遙控器、音頻網(wǎng)關(guān)設(shè)備、移動電話(如智能電話）、廣播系統(tǒng)、汽車音頻系統(tǒng)或音樂 播放器。聽力裝置、聽力系統(tǒng)或雙耳聽力系統(tǒng)例如可用于補償聽力受損人員的聽覺能力損 失、增強或保護正常聽力人員的聽覺能力和/或?qū)㈦娮右纛l信號傳給人。
【附圖說明】
[0068]本發(fā)明的各個方面將從下面結(jié)合附圖進行的詳細描述得以最佳地理解。為清晰起 見，這些附圖均為示意性及簡化的圖，它們只給出了對于理解本發(fā)明所必要的細節(jié)，而省略 其他細節(jié)。在整個說明書中，同樣的附圖標(biāo)記用于同樣或?qū)?yīng)的部分。每一方面的各個特征 可與其他方面的任何或所有特征組合。這些及其他方面、特征和/或技術(shù)效果將從下面的圖 示明顯看出并結(jié)合其闡明，其中：
[0069]圖1A示出了根據(jù)本發(fā)明的包括配對傳聲器單元和一對聽力裝置的聽力系統(tǒng)的第 一示例性使用場景。
[0070] 圖1B示出了根據(jù)本發(fā)明的包括配對傳聲器單元和一對聽力裝置的聽力系統(tǒng)的第 二示例性使用場景。
[0071] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的配對傳聲器單元的多輸入波束形成器-降噪系統(tǒng)的框圖。 [0072]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的包括配對傳聲器單元和聽力裝置的聽力系統(tǒng)的實施例的 示例性框圖。
[0073]圖4示出了助聽器用戶處聲傳播的目標(biāo)信號晚于無線傳輸?shù)哪繕?biāo)信號接收的典型 情形。
[0074]圖5示出了聽力裝置的示例性框圖，其中無線接收的信號用于提高瞬變檢測（用于 瞬時減小)和電平估計(用于壓縮和放大）。
[0075] 通過下面給出的詳細描述，本發(fā)明進一步的適用范圍將顯而易見。然而，應(yīng)當(dāng)理 解，在詳細描述和具體例子表明本發(fā)明優(yōu)選實施例的同時，它們僅為說明目的給出。對于本 領(lǐng)域技術(shù)人員來說，基于下面的詳細描述，本發(fā)明的其它實施方式將顯而易見。
【具體實施方式】
[0076]下面結(jié)合附圖提出的具體描述用作多種不同配置的描述。具體描述包括用于提供 多個不同概念的徹底理解的具體細節(jié)。然而，對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，這些概念可 在沒有這些具體細節(jié)的情形下實施。裝置和方法的幾個方面通過多個不同的塊、功能單元、 模塊、元件、電路、步驟、處理、算法等(統(tǒng)稱為"元素"）進行描述。根據(jù)特定應(yīng)用、設(shè)計限制或 其他原因，這些元素可使用電子硬件、計算機程序或其任何組合實施。
[0077] 電子硬件可包括微處理器、微控制器、數(shù)字信號處理器(DSP)、現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA)、可編程邏輯器件(PLD)、選通邏輯、分立硬件電路、及配置成執(zhí)行本說明書中描述的 多個不同功能的其它適當(dāng)硬件。計算機程序應(yīng)廣義地解釋為指令、指令集、代碼、代碼段、程 序代碼、程序、子程序、軟件模塊、應(yīng)用、軟件應(yīng)用、軟件包、例程、子例程、對象、可執(zhí)行、執(zhí)行 線程、程序、函數(shù)等，無論是稱為軟件、固件、中間件、微碼、硬件描述語言還是其他名稱。
[0078] 圖1A和1B示出了根據(jù)本發(fā)明的包括配對傳聲器單元PMIC和一對（左和右）聽力裝 置HD^HDr的聽力系統(tǒng)的兩個示例性使用場景。左和右聽力裝置(如形成雙耳助聽器系統(tǒng)的 一部分）由用戶U分別佩戴在左和右耳處。配對傳聲器由通信配對或講話者TLK佩戴，用戶希 望與其進行討論和/或聽其講話。配對傳聲器PMIC可以是由人TLK佩戴的單元，其在給定時 間僅用于與用戶U通信。在特定場景中，配對傳聲器PMIC可形成更大的系統(tǒng)(如廣播系統(tǒng)）的 一部分，其中講話者的話音傳給用戶及可能聽力裝置的其它用戶，及也可能經(jīng)揚聲器聲傳 播。根據(jù)本發(fā)明的配對傳聲器可用在任一情形中。配對傳聲器的多輸入傳聲器系統(tǒng)配置成 聚焦在目標(biāo)聲源(佩戴者的話音)上，因此使其靈敏度朝向佩戴者的嘴巴，參見從配對傳聲 器單元到講話者TLK的嘴巴的（理想)錐形波束。因而拾取的目標(biāo)信號傳給用戶U佩戴的左和 右聽力裝置HDi，HD r。圖1A和1B示出了從配對傳聲器單元到左和右聽力裝置HDi，HDr的傳輸 通路的兩種可能情形。
[0079]圖1A示出了包括配對傳聲器PMIC、一對聽力裝置HDi，HDr和（中間）輔助裝置AD的聽 力系統(tǒng)。實線箭頭指包含佩戴配對傳聲器單元的人TLK的話音的音頻信號PS從配對傳聲器 單元PMIC到輔助裝置AD及左和右聽力裝置HDi，HD r的通路。（中間）輔助裝置AD可僅僅是轉(zhuǎn)播 站或可包含多個不同的功能，如提供從一鏈路協(xié)議或技術(shù)到另一鏈路協(xié)議或技術(shù)的變換 (如從例如基于藍牙的遠場傳輸技術(shù)到例如基于NFC或ZigBee或?qū)Ｓ袇f(xié)議的近場傳輸技術(shù) (如感應(yīng)））。作為備選，兩個鏈路可基于一樣的傳輸技術(shù)，例如藍牙或類似的標(biāo)準(zhǔn)化或?qū)Ｓ?方案。
[0080] 圖1B示出了包括配對傳聲器PMIC和一對聽力裝置HDi，HDr的聽力系統(tǒng)。實線箭頭指 包含佩戴配對傳聲器單元PMIC的人TLK的話音的音頻信號PS從配對傳聲器單元PMIC到左和 右聽力裝置HD^HDr的直接通路。聽力系統(tǒng)配置成使能在配對傳聲器單元PMIC及左和右聽力 裝置HDi，HD r之間建立音頻鏈路。配對傳聲器單元PMIC包括(至少)使能傳輸音頻信號PS的天 線和收發(fā)器電路，及左和右聽力裝置HD^HDr包括(至少)使能從配對傳聲器單元PMIC接收音 頻信號PS的天線和收發(fā)器電路。該鏈路例如可基于遠場通信，例如符合標(biāo)準(zhǔn)化(如藍牙或藍 牙低功率)或?qū)Ｓ蟹桨浮?br>[0081] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的配對傳聲器單元PMIC的多輸入波束形成器-降噪系統(tǒng)NRS 的框圖。
[0082]更詳細的解決方案涉及建立專用波束形成器+單通道降噪（SC-NR)算法，類似于 [Kjems and Jensen,2012]中提出的所謂的"MCE系統(tǒng)"，其在該情形下能夠適應(yīng)從有噪聲的 傳聲器信號取回配對傳聲器用戶的話音信號的特定問題，及拒絕/抑制任何其它聲源(在該 特定情形下其可被視為噪聲源）。圖2示出了這樣的系統(tǒng)的概念圖。
[0083]多輸入降噪系統(tǒng)可包括其波束對準(zhǔn)一般人的嘴巴的固定波束形成器，當(dāng)配對傳聲 器定位在預(yù)定位置如人的胸部上時。在優(yōu)選實施例中，自適應(yīng)波束形成器-單通道降噪(sc-NR)系統(tǒng)提供在配對傳聲器單元中。
[0084] 波束形成器以下面描述的兩種方式自適應(yīng)。首先，當(dāng)配對傳聲器佩戴者沉默時，例 如由配對傳聲器系統(tǒng)中或聽力裝置中或另一裝置中的VAD算法檢測，參見經(jīng)圖2中由符號 ANT指明的天線和收發(fā)器電路的非必需的連接，例如基于來自遠端講話者的話音活動，其在 傳聲器單元(或聽力裝置或電話）中容易檢測。在該情形下，傳聲器間噪聲協(xié)方差矩陣可被 更新以調(diào)整波束圖的形狀從而使空間降噪最大。其次，當(dāng)配對傳聲器佩戴者講話時，波束形 成器的空間方向（技術(shù)上由所謂的視向量d表示)被更新。該調(diào)整補償配對傳聲器位置(跨時 間和在佩戴者間）的變化及補償配對傳聲器的佩戴者的身體特征(如頭部和肩部特征)的差 異。不依賴于精確的傳聲器位置的波束形成器設(shè)計存在，因為它們的目標(biāo)在于獨立于傳聲 器幾何結(jié)構(gòu)按最小均方或最小方差無失真響應(yīng)取回目標(biāo)信號。換言之，波束形成器并未對 任何傳聲器配置均"盡全力最好地起作用"，而是一些傳聲器位置顯然好于其它位置。
[0085] 此外，SC-NR系統(tǒng)，其可能(也可不)存在），適應(yīng)波束形成器輸出中的殘余噪聲的電 平;對于波束形成器已經(jīng)拒絕大量周圍噪聲的聲情形下，波束形成器輸出中的SNR已經(jīng)明顯 提高，SC-NR系統(tǒng)可實質(zhì)上透明。然而，在其他情形下，波束形成器輸出中存在可觀數(shù)量的殘 余噪聲，SC-NR系統(tǒng)可抑制信號的SNR低的時頻區(qū)域，以提高將傳給聽力裝置用戶的話音信 號的質(zhì)量。
[0086] VAD算法可使用配對傳聲器靠近目標(biāo)講話者定位的優(yōu)點。如果傳聲器陣列指向講 話者的嘴巴，聲音強度水平在最靠近嘴巴的傳聲器處將最高。該電平差可用于確定講話者 何時活躍。
[0087] 在使用之前，默認波束形成器權(quán)重在離線校準(zhǔn)過程中確定，其在具有頭部和軀干 模擬器（HATS，來自Briiel & Kj:ser Sound & Vibration Measurement A/S的頭部和軀干 模擬器4128C)的錄音室中進行，其中從仿真頭的嘴巴播放話音信號，及夾子安裝在仿真頭 的"胸部"上的默認位置。這樣，例如可找到最佳的最小方差無失真響應(yīng)(MVDR)波束形成器 權(quán)重，其被硬連線，例如保存在配對傳聲器單元的存儲器中。
[0088]自適應(yīng)波束形成器-單通道降噪（SC-NR)系統(tǒng)使能從默認波束形成器權(quán)重出發(fā)，考 慮實際情形(真實的人用戶在真實(非聲學(xué)理想）房間中，可能傳聲器單元相對于用戶的嘴 巴處于隨便的位置)和默認情形（錄音室中的仿制品，理想定位的配對傳聲器單元)之間的 差異。
[0089] 調(diào)整過程可通過將調(diào)整后的波束形成器權(quán)重與默認權(quán)重比較進行監(jiān)視，如果調(diào)整 后的波束形成器權(quán)重與默認權(quán)重相差太多，可能限制調(diào)整后的波束形成器權(quán)重（或者完全 摒棄當(dāng)前確定的波束形成器權(quán)重）。
[0090] 配對傳聲器佩戴者的噪聲降低的話音信號無線傳給助聽器用戶，參見下面的圖3 和4。
[0091] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的包括配對傳聲器單元和聽力裝置的聽力系統(tǒng)的實施例的 示例性框圖。
[0092] 圖3示出了包括適于位于用戶耳朵之處或之中或者適于完全或部分植入在用戶頭 部中的聽力裝置HD及適于位于不同于聽力裝置用戶的人處并拾取該人的話音的分立配對 傳聲器單元PMIC的聽力系統(tǒng)。配對傳聲器單元PMIC包括Μ個輸入單元1仏4 = 1，2，'"，1，每 一輸入單元配置成拾取或接收表示來自配對傳聲器單元的環(huán)境(理想地，來自人TLK，參見 圖3中的"來自TLK"）的聲音PSP '的信號Xi (i = 1，2，…，Μ)及配置成按時頻表示提供在多個 頻帶和多個時刻的對應(yīng)電輸入信號Xij大于或等于2。在圖3的實施例中，輸入單元IU^PIUm 不為包括相應(yīng)的輸入變換器ΙΤι和ITm(如傳聲器），用于將輸入聲音xi和xm轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的（如 數(shù)字化)電輸入信號^1和^ 1?，及每一輸入單元包括用于將電（時域)輸入信號^1和^1?轉(zhuǎn)換 為相應(yīng)的按時頻表示(k，m)的電輸入信號X#PXm的濾波器組AFB。所有Μ個輸入單元可與I山 和IUm-樣，或者可個性化，例如包括個別的歸一化或均衡濾波器和/或有線或無線收發(fā)器。 在實施例中，一個或多個輸入單元包括配置成從另一裝置接收音頻信號的有線或無線收發(fā) 器，從而使能從空間上與配對傳聲器單元分開的輸入變換器提供輸入。時頻域輸入信號X:， i = 1，2，…，Μ饋給控制單元⑶NT和多輸入單元降噪系統(tǒng)NRS以提供包括用戶話音的目標(biāo)信 號s的估計量§。多輸入單元降噪系統(tǒng)NRS包括多輸入波束形成器濾波單元BF，其連接到多 個輸入單元IU，i = 1，…，Μ并配置成確定用于提供波束成形信號Y的濾波器權(quán)重w(k，m)，其 中來自不同于目標(biāo)信號源(配對的話音)的方向的其它方向的信號分量被衰減，而來自目標(biāo) 信號源方向的信號分量保持不被衰減或相對于來自其它方向的信號分量較少地衰減。圖3 實施例的多通道降噪系統(tǒng)NRS還包括單通道降噪單元SC-NR，其連接到波束形成器濾波單元 BF并配置成減少波束成形信號Y中的殘余噪聲并提供目標(biāo)信號(配對的話音）的估計量 配對傳聲器單元還可包括用于進一步處理目標(biāo)信號的估計量§并提供進一步處理的信號 的信號處理單元SPU。配對傳聲器單元還包括天線和收發(fā)器電路ANT，RF-Rx/Tx，用于將 配對傳聲器用戶的話音的估計量§(或進一步處理的信號p§ )傳給另一裝置如聽力裝置 (在此由標(biāo)記"去往HD"指明，實質(zhì)上包括信號PSP即配對語音）。
[0093]配對傳聲器單元PMIC還包括配置成使得多輸入波束形成器濾波單元為自適應(yīng)單 元的控制單元C0NT。控制單元C0NT包括保存波束形成器的視向量d的參考值(可能及噪聲協(xié) 方差矩陣Cw(k)的參考值）的存儲器MEM。控制單元⑶NT還包括話音活動檢測器VAD和/或適 于接收關(guān)于配對傳聲器單元的用戶的當(dāng)前話音活動的信息(估計量）。話音活動信息用于控 制降噪系統(tǒng)的更新的定時因此提供自適應(yīng)性。
[0094]聽力裝置HD包括輸入變換器如傳聲器MIC，用于將輸入聲音轉(zhuǎn)換為電輸入信號 INm。聽力裝置可包括定向傳聲器系統(tǒng)(如結(jié)合配對傳聲器單元所述的多輸入波束形成器和 降噪系統(tǒng)，未在圖3的實施例中示出），其適于增強佩戴聽力裝置HD的用戶的局部環(huán)境中的 多個聲源中的目標(biāo)聲源如配對的話音。然而，在特定配對運行模式下，聽力裝置傳聲器可被 禁用或衰減，使得呈現(xiàn)給用戶的信號受控于包括從配對傳聲器接收的包括配對話音的信 號。聽力裝置HD還包括天線ANT和收發(fā)器電路Rx/Tx，用于從另一裝置如通信裝置無線接收 直接電輸入信號，在此從配對傳聲器單元接收，由標(biāo)記"來自PMIC"指明，及接收圖1A-1B的 場景提及的信號PSP(配對語音）。收發(fā)器電路包括適當(dāng)?shù)慕庹{(diào)電路，用于對所接收的直接電 輸入進行解調(diào)以提供表示音頻信號(和/或控制信號）的直接電輸入信號INw。聽力裝置HD還 包括選擇和/或混合單元SEL-MIX，其使能選擇電輸入信號INw，INm之一或?qū)⑦m當(dāng)?shù)模ㄈ缂訖?quán) 的）混合信號提供為合成輸入信號RIN。選擇和/或混合單元SEL-MIX由檢測和控制單元DET 經(jīng)確定聽力裝置的運行模式的信號MOD控制（具體控制SEL-MIX單元）。檢測和控制單元DET 例如可包括用于識別運行模式的檢測器(例如用于檢測用戶與佩戴配對傳聲器單元的特定 人進行對話或聽其講話)或配置成例如從外部傳感器和/或從用戶接口接收前述信息。
[0095] 聽力裝置包括用于處理合成輸入信號RIN的信號處理單元SPU及適于提供隨頻率 而變的增益和/或隨電平而變的壓縮和/或一個或多個頻率范圍到一個或多個其它頻率范 圍的移頻(具有或沒有頻率壓縮），例如以補償用戶的聽力受損。信號處理單元SHJ提供處理 后的信號PRS。聽力裝置還包括輸出單元，用于基于處理后的電信號PRS提供配置成由用戶 感知為聲信號的刺激OUT。在圖3的實施例中，輸出變換器包括用于將刺激OUT作為聲信號提 供給用戶的揚聲器SP(在此由圖1A-1B的場景提及的標(biāo)記"去往U"和信號PSP(配對語音）指 明）。作為備選或另外，聽力裝置包括耳蝸植入物的多個電極或者骨導(dǎo)聽力裝置的振動器。
[0096] 圖3的實施例例如可例示圖1B的場景。
[0097] 圖4示出了助聽器用戶處聲傳播的目標(biāo)信號晚于無線傳輸?shù)哪繕?biāo)信號接收的典型 情形。
[0098] 傳輸延遲(取決于特定技術(shù)選擇)可低至3-5ms。該延遲通常低于來自配對傳聲器 佩戴者的聲學(xué)話音信號到達助聽器用戶的傳聲器所花的時間（聲波傳播一米所需時間約為 3ms)。這樣，例如，如果配對傳聲器佩戴者處于8米的距離處(及我們假定傳輸延遲為5ms)， 則無線信號比聲信號早8*3-5 = 19ms到達助聽器。在該情形下，無線接收的信號被延遲 19ms，在其混合到聲接收的信號內(nèi)之前(參見圖5中的延遲模塊和混合模塊）。
[0099]無線信號通常在其需要播放給助聽器用戶之前幾毫秒在助聽器處接收的事實為 助聽器中的信號處理模塊提供優(yōu)點，參見下述的圖5的示例性框圖。
[0100]圖5示出了經(jīng)無線鏈路和經(jīng)聲傳播通路接收目標(biāo)信號的聽力裝置的示例性框圖。 無線接收的信號例如用于提高瞬變檢測(瞬時減小模塊)和電平估計(壓縮和放大模塊）。
[0101] 例如，知道將來信號（相對于重放時間）的一部分使能提高瞬時減小（可實際上等 待并在必須決定是否存在瞬變之前看信號能量的突然增加之后是否突然減?。?。此外，任何 助聽器中的聽力損失補償(HLC)模塊將隨頻率而變且時變的增益應(yīng)用于輸入聲音信號。在 特定頻帶中的HLC增益為重放時間時的頻帶中的信號功率的函數(shù)。對于瞬時減小情形，使可 獲得"將來"信號區(qū)域（"將來"無線信號的分析模塊)使能更準(zhǔn)確地估計特定頻區(qū)中的信號 功率，進而使能更準(zhǔn)確地估計將應(yīng)用的HLC增益。
[0102] 具有一組以上配對傳聲器或聽者周圍的不同位置處的幾個傳聲器將增加接收"將 來"無線信號的概率，藉此使可能進行"不受因果律支配的"處理。
[0103] 當(dāng)由對應(yīng)的過程適當(dāng)代替時，上面描述的、"【具體實施方式】"中詳細描述的及權(quán)利 要求中限定的裝置的結(jié)構(gòu)特征可與本發(fā)明方法的實施結(jié)合。
[0104]除非明確指出，在此所用的單數(shù)形式"一"、"該"的含義均包括復(fù)數(shù)形式（即具有 "至少一"的意思）。應(yīng)當(dāng)進一步理解，說明書中使用的術(shù)語"具有"、"包括"和/或"包含"表明 存在所述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件，但不排除存在或增加一個或多個其他 特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或其組合。應(yīng)當(dāng)理解，除非明確指出，當(dāng)元件被稱為 "連接"或"耦合"到另一元件時，可以是直接連接或耦合到其他元件，也可以存在中間插入 元件。如在此所用的術(shù)語"和/或"包括一個或多個列舉的相關(guān)項目的任何及所有組合。除非 明確指出，在此公開的任何方法的步驟不必須精確按所公開的順序執(zhí)行。
[0105]應(yīng)意識到，本說明書中提及"一實施例"或"實施例"或"方面"或者"可"包括的特征 意為結(jié)合該實施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在本發(fā)明的至少一實施方式中。此外， 特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可在本發(fā)明的一個或多個實施方式中適當(dāng)組合。提供前面的描述是 為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┰诖嗣枋龅母鱾€方面。各種修改對本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而 易見，及在此定義的一般原理可應(yīng)用于其他方面。
[0106] 權(quán)利要求不限于在此所示的各個方面，而是包含與權(quán)利要求語言一致的全部范 圍，其中除非明確指出，以單數(shù)形式提及的元件不意指"一個及只有一個"，而是指"一個或 多個"。除非明確指出，術(shù)語"一些"指一個或多個。
[0107] 因而，本發(fā)明的范圍應(yīng)依據(jù)權(quán)利要求進行判斷。
[0108] 參考文獻
[0109] · [Kjems and Jensen;2012]U.Kjems，J·Jensen，"Maximum likelihood based noise covariance matrix estimation for multi-microphone speech enhancement"， 20th European Signal Processing Conference(EUSIPC0 2012),pp.295-299,2012.
【主權(quán)項】
1. 一種配對傳聲器單元，配置成從目標(biāo)聲源拾取目標(biāo)聲音，目標(biāo)聲音S包括人的話音， 所述配對傳聲器單元包括： -多個輸入單元IUi，i = l，2,…，M，M大于或等于2,每一輸入單元包括從配對傳聲器單 元的環(huán)境拾取聲音的傳聲器并配置成提供對應(yīng)的電輸入信號，每一電輸入信號包括目標(biāo)信 號分量和噪聲信號分量； -多輸入單元降噪系統(tǒng)，用于提供包括人的話音的目標(biāo)信號s的估計量^所述多輸入單 元降噪系統(tǒng)包括多輸入波束形成器濾波單元，其連接到多個輸入單元IUui = I,…，M并配 置成確定濾波器權(quán)重以提供波束成形信號，其中來自不同于目標(biāo)信號源方向的其它方向的 信號分量被衰減，而來自目標(biāo)信號源方向的信號分量保持不被衰減或相對于來自其它方向 的信號分量較少地衰減;及 -用于建立到另一裝置的音頻鏈路的天線和收發(fā)器電路； 其中所述多輸入波束形成器濾波單元包括自適應(yīng)波束形成器。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的配對傳聲器單元，其中多輸入波束形成器濾波單元包括MVDR 波束形成器。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的配對傳聲器單元，包括話音活動檢測器，用于估計來自所述環(huán) 境的當(dāng)前聲音中是否存在人的話音或者存在人話音的概率并提供指示其的話音活動控制 信號，或者配置成從另一裝置接收所述話音活動控制信號。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的配對傳聲器單元，其中輸入單元中的至少兩個包括電平檢測 器，用于檢測由所涉及輸入單元的傳聲器拾取的聲音的輸入電平，及其中所述話音活動檢 測器配置成使話音活動控制信號基于傳聲器的相應(yīng)電輸入信號的輸入電平之間的差。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的配對傳聲器單元，適于由人佩戴。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的配對傳聲器單元，其中多輸入單元降噪系統(tǒng)配置成在人的話 音不存在時或以低于預(yù)定水平的概率存在時估計干擾背景噪聲的噪聲功率譜密度，或者從 另一裝置接收所述估計量。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的配對傳聲器單元，包括存儲器，其包含確定從配對傳聲器單元 到目標(biāo)聲源的參考空間方向的預(yù)定參考視向量。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的配對傳聲器單元，其中多輸入單元降噪系統(tǒng)配置成在目標(biāo)聲 音存在時或者以大于預(yù)定值的概率存在時更新視向量。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的配對傳聲器單元，配置成通過將對應(yīng)于當(dāng)前視向量的當(dāng)前確 定的波束形成器權(quán)重與對應(yīng)于參考視向量的默認權(quán)重比較而限制視向量的更新，及如果當(dāng) 前確定的波束形成器權(quán)重與默認權(quán)重相差預(yù)定的絕對或相對量以上，則限制或忽略當(dāng)前確 定的波束形成器權(quán)重。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的配對傳聲器單元，包括存儲器，其包含配對傳聲器單元的預(yù) 定參考傳聲器間噪聲協(xié)方差矩陣。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的配對傳聲器單元，配置成通過將當(dāng)前確定的傳聲器間噪聲 協(xié)方差矩陣與參考傳聲器間噪聲協(xié)方差矩陣比較而控制干擾背景噪聲的噪聲功率譜密度 的更新，及如果當(dāng)前確定的傳聲器間噪聲協(xié)方差矩陣與參考傳聲器間噪聲協(xié)方差矩陣相差 預(yù)定的絕對或相對量以上，則限制或忽略干擾背景噪聲的噪聲功率譜密度的更新。12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的配對傳聲器單元，包括用于將所述傳聲器單元連接到用戶的 連接元件。13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的配對傳聲器單元，配置成將包括人的話音的目標(biāo)聲音s的估 計量§傳給另一裝置。14. 一種聽力系統(tǒng)，包括根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的配對傳聲器單元及包括聽力裝 置，所述聽力裝置包括用于建立到配對傳聲器單元的通信鏈路及從配對傳聲器單元接收包 括包含人話音的目標(biāo)聲音s的估計量的音頻信號的天線和收發(fā)器電路。15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的聽力系統(tǒng)，其中所述聽力裝置包括用于從聽力裝置的環(huán)境 拾取聲音并提供電聽力裝置輸入信號的輸入變換器、用于將一個或多個處理算法應(yīng)用于電 聽力裝置輸入信號或源自其的信號并提供處理后的聽力裝置信號的信號處理單元、及基于 處理后的聽力裝置信號或源自其的信號提供由用戶感知為聲音的刺激的輸出單元、及配置 成分析從配對傳聲器單元接收的音頻信號并產(chǎn)生用于控制一個或多個處理算法的一個或 多個控制信號的分析單元。
【文檔編號】H04R27/00GK105898662SQ201610086210
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年2月15日
【發(fā)明人】J·延森, M·S·佩德森
【申請人】奧迪康有限公司