包括改進的反饋抵消系統的聽力裝置制造方法及圖紙

本申請公開了包括改進的反饋抵消系統的聽力裝置，其包括輸入變換器、輸出變換器、信號處理單元及用于使處理后的電輸出信號和電輸入信號去相關的頻移單元；所述聽力裝置還包括：反饋抵消系統，用于降低因從輸出變換器到輸入變換器的外部反饋通路的聲或機械反饋引起嘯聲的風險，所述反饋抵消系統包括：反饋估計單元，包括用于提供外部反饋通路的估計量的第一自適應濾波器；位于正向通路中的組合單元；其中反饋估計單元提供所得的反饋估計信號，其在組合單元中與電輸入信號或源自其的信號組合以提供反饋校正的信號；其中所述反饋估計單元還包括：校正單元，用于通過減小因頻移單元在反饋通路估計量中引入的殘留偏差而影響反饋通路估計量。

【技術實現步驟摘要】
包括改進的反饋抵消系統的聽力裝置
本申請涉及反饋抵消。本申請尤其涉及包括正向通路的聽力裝置如助聽器，所述正向通路包括用于使處理后的電輸出信號和電輸入信號去相關的頻移單元。本申請還涉及聽力裝置的運行方法及聽力裝置的用途。本申請還涉及包括處理器和程序代碼的數據處理系統，程序代碼使得處理器執行本專利技術方法的至少部分步驟。本專利技術例如可用在下述應用中：助聽器、耳機、耳麥、有效耳朵保護系統、免提電話系統、移動電話、遠程會議系統、廣播系統、卡拉OK系統、教室放大系統等。
技術介紹
聲反饋問題因音頻增強系統的輸出揚聲器信號經通過空氣的聲耦合部分返回到輸入傳聲器而出現。該問題在如廣播系統和助聽器的應用中通常導致明顯的性能降級。在最壞情形下，音頻系統變得不穩定及嘯聲出現。用于減少聲反饋的影響的、目前技術發展水平的解決方案是在系統識別配置中使用自適應濾波器的抵消系統。自1950起，頻移已用于音頻增強系統中的聲反饋控制。其可用作獨立的系統和/或其可與使用自適應濾波器的聲反饋抵消系統組合。音頻系統中揚聲器信號的譜移使參考信號與誤差信號去相關，這可用于減輕通常有偏的自適應濾波器估計。US3257510A公開了一種改進的反饋控制裝置，其中連續變化的相移在廣播系統或類似設備的輸入和輸出裝置之間提供有效的頻移，從而使系統振蕩的趨勢最小化。
技術實現思路
本專利技術涉及聲反饋抵消系統中頻移的去相關作用。頻移對參考信號和誤差信號之間的相關函數的影響可分為兩個部分：快速時變部分和慢速時變部分。尤其是相關函數的慢速時變部分在自適應濾波器估計中導致周期性時變的偏差，這限制了反饋抵消性能。本專利技術包括通過在自適應濾波器估計中去除慢速時變部分而獲得無偏估計的解決方案。如上面提及的，已知從聽力裝置的輸出變換器到輸入變換器的反饋通路(該反饋通路例如通過其脈沖響應或頻率響應表征)的估計量，例如通過自適應濾波器確定，具有固有偏差(即反饋通路的估計值的統計預期值與反饋通路的真實值之間具有所述偏差)。還已知該偏差可通過在正向通路的信號中引入(小的，如5Hz-20Hz)頻移而減小。本申請的專利技術人認為，頻移本身在反饋通路的估計量中引入另一、盡管通常較小的偏差(在此稱為“殘留偏差”)。本申請的目標在于改進聽力裝置中的反饋抵消。本申請的目標由所附權利要求及下面的描述中限定的專利技術實現。聽力裝置在本申請的一方面，本申請的目標由聽力裝置如助聽器實現，其包括：-用于將輸入聲音轉換為表示聲音的電輸入信號的輸入變換器；-用于將處理后的電輸出信號轉換為輸出聲音或機械振動的輸出變換器；-在工作時連接到輸入和輸出變換器并配置成將正向增益應用于電輸入信號或源自其的信號的信號處理單元；及-用于使處理后的電輸出信號和電輸入信號去相關的頻移單元。輸入變換器、信號處理單元、頻移單元和輸出變換器形成聽力裝置的正向通路的一部分。該聽力裝置還包括：-反饋抵消系統，用于降低因從輸出變換器到輸入變換器的外部反饋通路的聲或機械反饋引起嘯聲的風險，所述反饋抵消系統包括：--包括第一自適應濾波器的反饋估計單元，用于提供外部反饋通路的估計量；及--位于正向通路中的組合單元；其中反饋估計單元提供所得的反饋估計信號，其在組合單元中與電輸入信號或源自其的信號組合以提供反饋校正的信號。反饋估計單元還包括：--校正單元，用于通過減小因頻移單元在反饋通路估計量中引入的殘留偏差而影響反饋通路估計量。其優點在于改進反饋抵消，尤其在包括音調成分的聲環境中更是如此。在實施例中，殘留偏差為移頻單元引入的頻移的結果。在實施例中，殘留偏差遵循頻移單元引入的頻移的一些性質。用于補償反饋通路估計量的校正單元例如可配置成將因頻移單元引入的反饋通路估計偏差的估計量(＝殘留偏差)從(直接、未補償的)估計的反饋通路減去以獲得反饋通路的無偏(或偏差較小的)估計量。在實施例中，用于影響反饋通路估計量的校正單元配置成減小反饋通路估計量中因頻移單元引入的殘留偏差。在實施例中，所得反饋信號在組合單元中從電輸入信號或源自其的信號減去以提供反饋校正的信號。在實施例中，校正單元配置成估計反饋通路估計量中的殘留偏差，該殘留偏差因頻移單元引入的頻移導致。在實施例中，校正單元配置成校正自適應濾波器提供的反饋估計量以提供合成反饋估計量。在實施例中，校正單元配置成補償反饋通路估計量中因頻移單元引入的頻移引起的殘留偏差的估計量以提供合成反饋估計信號。在實施例中，殘留偏差的估計量被從反饋通路估計量減去以提供合成反饋估計信號。在實施例中，校正單元配置成根據電輸入信號的一個或多個主頻校正反饋通路估計量。在實施例中，校正單元適于根據電輸入信號的一個或多個主頻估計反饋通路估計量中因頻移單元引入的頻移引起的殘留偏差。在實施例中，輸入信號包括音調成分。在實施例中，輸入信號包括一個或多個主頻。在實施例中，輸入信號包括至少一純音。在實施例中，輸入信號包括音樂。真實反饋通路h(n)(如其脈沖響應)在給定時間點n(n為時間指數，如時間幀指數)的有偏估計可表達為其中表示反饋通路估計量因x(n)和u(n)之間的非零相關rxu導致的統計預期值，rxu稱為偏差(及在已引入頻移的情形下稱為殘留偏差)，及其中x(n)為輸入信號，u(n)為揚聲器信號(例如參見圖1)。換言之，當在反饋抵消系統中應用頻移時，“殘留偏差”由相關函數x(n)u(n)表示。傳聲器信號y(n)為輸入信號x(n)和反饋信號v(n)的混合，但在聽力裝置實施例中，由于反饋信號對殘留偏差的估計沒有作用，忽略反饋信號v(n)。因此，當在h(n)的自適應估計中使E[e2(n)]最小化時，相關函數x(n)u(n)通過梯度g(n)＝e(n)ef(n-d)逼近(例如參見圖1和等式(7))，其中e(n)為(反饋校正的)誤差信號，ef(n)為調制后的誤差信號，及其中頻移的引入實施為誤差信號e(n)通過頻率Δf＝f’(如10Hz)進行調制，參數d表示d個樣本的延遲(例如參見圖2，其中信號u(n)＝ef(n-d))。在實施例中，殘留偏差rxu通過梯度g(n)的相對慢速變化部分λ(n)逼近，其中慢速時變部分遵循調制頻率ω′，其中ω′＝2πf’，f’指按Hz計的頻移量(例如參見等式(10))。在實施例中，校正單元包括第二自適應濾波器。在實施例中，校正單元包括一個或多個自適應濾波器。在實施例中，校正單元包括頻率分析單元，配置成確定輸入信號的至少一主頻。在實施例中，頻率分析單元適于確定電輸入信號的一個或多個(ND個)主頻(如ND個最主要的頻率)。在實施例中，聽力裝置配置成在一個或多個模式下運行，例如第一(如正常)模式和第二(反饋估計)模式。在實施例中，聽力裝置配置成在第一和第二模式下運行，其中用于校正反饋通路估計量的校正單元分別啟用和禁用。在實施例中，聽力裝置包括助聽器、耳機、耳朵保護裝置或其組合。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。聽力裝置包括適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本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種聽力裝置，包括：?用于將輸入聲音轉換為表示聲音的電輸入信號的輸入變換器；?用于將處理后的電輸出信號轉換為輸出聲音或機械振動的輸出變換器；?在工作時連接到輸入和輸出變換器并配置成將正向增益應用于電輸入信號或源自其的信號的信號處理單元；及?用于使處理后的電輸出信號和電輸入信號去相關的頻移單元；所述輸入變換器、信號處理單元、頻移單元和輸出變換器形成聽力裝置的正向通路的一部分；所述聽力裝置還包括：?反饋抵消系統，用于降低因從輸出變換器到輸入變換器的外部反饋通路的聲或機械反饋引起嘯聲的風險，所述反饋抵消系統包括：??反饋估計單元，包括???用于提供外部反饋通路的估計量的第一自適應濾波器；及??位于正向通路中的組合單元；其中反饋估計單元提供所得的反饋估計信號，其在組合單元中與電輸入信號或源自其的信號組合以提供反饋校正的信號；其中??所述反饋估計單元還包括：???校正單元，用于通過減小因頻移單元在反饋通路估計量中引入的殘留偏差而影響反饋通路估計量。

【技術特征摘要】
2015.09.15 EP 15185346.21.一種聽力裝置，包括：-用于將輸入聲音轉換為表示聲音的電輸入信號的輸入變換器；-用于將處理后的電輸出信號轉換為輸出聲音或機械振動的輸出變換器；-在工作時連接到輸入和輸出變換器并配置成將正向增益應用于電輸入信號或源自其的信號的信號處理單元；及-用于使處理后的電輸出信號和電輸入信號去相關的頻移單元；所述輸入變換器、信號處理單元、頻移單元和輸出變換器形成聽力裝置的正向通路的一部分；所述聽力裝置還包括：-反饋抵消系統，用于降低因從輸出變換器到輸入變換器的外部反饋通路的聲或機械反饋引起嘯聲的風險，所述反饋抵消系統包括：--反饋估計單元，包括---用于提供外部反饋通路的估計量的第一自適應濾波器；及--位于正向通路中的組合單元；其中反饋估計單元提供所得的反饋估計信號，其在組合單元中與電輸入信號或源自其的信號組合以提供反饋校正的信號；其中--所述反饋估計單元還包括：---校正單元，用于通過減小因頻移單元在反饋通路估計量中引入的殘留偏差而影響反饋通路估計量。2.根據權利要求1所述的聽力裝置，其中所述校正單元配置成估計所述反饋通路估計量中因頻移單元引入的頻移引起的殘留偏差及配置成補償自適應濾波器提供的反饋估計量以提供合成反饋估計量。3.根據權利要求1所述的聽力裝置，其中所述校正單元包括第二自適應濾波器。4.根據權利要求1所述的聽力裝置，其中所述校正單元包括頻率分析單元，配置成確定輸入信號的至少一主頻，及其中所述校正單元配置成根據電輸入信號的一個或多個主頻校正反饋通路估計量。5.根據權利要求1所述的聽力裝置，配置成在第一和第二模式下運行，其中用于校正反饋通路估計量的校正單元分別啟用和禁用。6.根據權利要求1所述的聽力裝置，其中殘留偏差通過x(n)和u(n)之間的相關rxu表示，其中x(n)為輸入信號，及u(n)為揚聲器信號，及n為時間指數。7.根據權利要求1所述的聽力裝置，其中所述殘留偏差在真實反饋通路h(n)的自適應估計中使E[e2(n)]最小化時通過梯度g(n)＝e(n)ef(n-d)逼近，其中E[...

【專利技術屬性】
技術研發人員：M·郭，B·康佐，
申請(專利權)人：奧迪康有限公司，伯納方股份公司，
類型：發明
國別省市：丹麥,DK