CN112533121B 不相关或相关有噪声信号的自适应混合方法及听力装置 （奥迪康有限公司）

US2009016542A1,2009.01.15US2017295437A1,2017.1不相关或相关有噪声信号的自适应混合方本申请公开了不相关或相关有噪声信号的包括：提供至少两个输入音频数据流的输入单标信号分量与来自一个或多个噪声源的噪声分处理后版本提供可由用户感知为声音的输出刺在处理后的输入信号中平衡至少两个输入音频数据流的噪声分量而减少或避免处理后的输入2输出单元，基于处理后的输入信号(y)或其处理后版本提供可由用户感知为声音的输-在混合之前估计至少两个输入音频数据流(x1,x2)中的每一个的噪声方差(of,o引),-从所述至少两个输入音频数据流(x1,x2)中的第一输入音频数据流(x1)跨一渐变时间其处理后版本的权重(1-α)的同时逐渐减小第一输入音频数据流(x1)或其处理后版本的权声(v3)的方差由估计的至少两个输入音频数据流(x1,x2)的噪声方差(of,o引)和权重(α)决定，使得处理后的输入信号(y)中的噪声分量(v1,v2)和至少两个输入音频2.根据权利要求1所述的听力装置，其中至少两个输入音频数据流(x1,x2)源自两个不3.根据权利要求1所述的听力装置，其中至少两个输入音频数据流(x1,x2)源自同一目4.根据权利要求1所述的听力装置，其中所述处理器配置成估计至少两个输入音频数5.根据权利要求1所述的听力装置，其中所述噪声方差(of,o引)被测量为背景噪底方6.根据权利要求1所述的听力装置，其中所述处理器配置成识别或者使用至少两个输入音频数据流(x1,x2)或其处理后版本中的至少部分输入音频数据流的部分或所有噪声分7.根据权利要求1所述的听力装置，配置成通过在语音停顿期间估计环境中的噪声而39.根据权利要求8所述的听力装置，其中波束形成器滤波单元包括配置成提供至少两据流之间的渐变根据检测到的或选择的目标4经输入变换器或者通过无线或有线接收器接收多个(可能)有噪声的音频数据流的听力装[0002]在混合两个以上有噪声的音频数据流时，希望混合流的目标分量和/或噪声分量分量例如可以是相应音频数据流在混合之前的噪声[0004]作为例子，假设由目标信号+内部(听得见的)传声器噪声组成的两个传声器信号声器信号渐变到另一传声器信号时(即逐渐衰减(当前)信号的电平及增大另一信号的电[0008]-提供至少两个输入音频数据流的输入单元，每一输入音频数据流包括来自目标声源的目标信号分量与来自一个或多个噪声源5[0010]-输出单元，基于处理后的输入信号或其处理后版本提供可由用户感知为声音的[0011]所述处理器可配置成处理至少两个输入音频数据流或其包括从一信号跨某一时间段到另一信号的渐变或由其组成。渐变可通过(例如随时间而变[0015]所述处理器可配置成识别要不然访问多个输入音频流或其处理后版本的至少部通过在语音停顿期间估计环境中的噪声而(自适[0017]至少两个输入音频数据流的来自一个或多个噪声源的噪声可能不相关(例如传声[0018]多个音频数据流中的至少两个的目标声源可能不同(即至少两个输入音频数据流6[0021]多个音频数据流中的至少两个的目标声源可以一样(即至少两个输入音频数据流一输入变换器用于将来自佩戴听力装置的用户环境中的局部声音转换为相应的电输入信戴听力装置的用户环境中的局部声音转换为表示该局部声音的电输入信号(如第一音频数据流)的输入变换器(如传声器)。输入单元还可包括用于从发射器接收(如无线接收)第二环境的局部声音的声音(例如来自(佩戴包括音频发射器的传声器的)用户环境中的扬声器)。至少两个音频数据流可包括分别来自输入变换器和(天线和)接收器电路的第一和第二音频数据流。天线和接收器电路可包括用于从感应发射器接收音频信号的线圈(例如拾音线圈或其它电感器)。天线和接收器电路可包括用于接收GHz范围的电磁信号的RF天线，[0022]所述处理器可配置成将至少一信号处理算法应用于处理后的输入信号并提供处括后滤波器，用于对处理后的输入信号进行滤波以衰减处理后的输入信号中的噪声分量。[0023]听力装置可包括使能在(时-)频域处理信号的滤波器组。输入单元可包括相应的极阵列的每一电极可配置成接收以人类听觉系统的不同子频率范围为目标的刺激(例如低7传声器具有更多反馈，或者如果一传声器信号的目标信噪比(明显)好于另一传声器信号。所述处理器可配置成在从一输入音频数据流渐变到另一输入音频数据流时保持目标信号呈现给用户(及第二信号被衰减或禁用)的情形移到第二信号被呈现给用户(及第一信号被衰减或禁用)的情形。听力装置可配置成从来自传声器的音频流渐变到来自波束形成器的合处理器配置成在第一时间点t1将第一数据流提供为处理后的信号及在第二时间点t2将第二数据流提供为处理后的信号，其中第二时间t2大于第一时间t1。渐变过程通过将一信号[0028]从第一输入音频数据流跨某一渐变时间段渐变到第二输入音频数据流可包括确定相应的渐变参数或者逐渐减小第一输入音频数据流或其处理后版本的权重同时增大第可配置成指明输入音频流的给定子频带是否或者以何种概率包括人成器滤波单元，空间滤波的信号构成或形成多个输入音频数据流中的至少一个的一部分。[0032]波束形成器滤波单元可包括配置成提供至少两个空间滤波的信号的至少两个波成器的数量可小于输入变换器的数量。波束形成器的数量可大于或等于输入变换器的数[0033]来自至少两个波束形成器的相应输入音频流之间的渐变可根据检测到的或选择表示来自同一目标声源(但在(稍微)不同的位置拾取)的声音的两个传声器信号之间渐变时增加。从而从一目标信号切换到另一(不同的)目标信号(可能具有非常不同的信噪比和8保处理后的输入信号中的噪声分量被均衡为输入音频数据流中展现最大噪声电平的噪声音频流到另一输入音频流的渐变期间保持处理后的输入信号中的目标信[0039]听力装置可适于提供随频率而变的增益和/或随电平而变的压缩和/或一个或多个频率范围到一个或多个其它频率范围的移频(具有或没有频率压缩)以补偿用户的听力变换器包括用于将刺激作为声信号提供给用户的接收器(扬声器)(例如在声学(基于空气表示声音的无线信号并提供表示所述声音的电输入信强佩戴听力装置的用户的局部环境中的多个声源之中的目标声源。定向系统可适于检测而最大程度地衰减来自其它方向的声音信号。广义旁瓣抵消器(GSC)结构是MVDR波束形成收的直接电输入信号进行解调的解调电路，从而提供表示音频信号和/或控制信号的直接9[0045]听力装置与另一装置之间的通信可处于基带(音频频率范围，如0和20kHz之间)于在听力装置和另一装置之间建立通信链路的频率低于70GHz，例如位于从50MHz到70GHz的范围中，例如高于300MHz，例如在高于300MHz的ISM范围中，例如在900MHz范围中或在输入(如无线接收器))和输出单元如输出变换器之间的正向或信号通路。信号处理器可位拟信号以预定采样频率或采样速率fs进行采样，fs例如在从8kHz到48kHz的范围中(适应应本因此使用Nb比特量化(导致音频样本的2Nb个不同的可能的值)。数字样本x具有1/fs的时[0049]听力装置可包括模数(AD)转换器以按预定的采样速率如20kHz对模拟输入(例如来自输入变换器如传声器)进行数字化。听力装置可包括数模(DA)转换器以将数字信号转[0050]听力装置如输入单元和/或天线及收发器电路可包括用于提供输入信号的时频表小频率fmin到最大频率fmax的频率范围可包括从20Hz到20kHz的典型人听频范围的一部分，助听器可适于在NP个不同频道处理正向和/或分析通路的信号(NP≤NI)。频道可以宽度一[0052]听力装置可包括多个检测器，其配置成提供与听力装置的当前网络环境(如当前[0055]听力装置可包括话音活动检测器(VAD)，用于估计输入信号(在特定时间点)是否户面部肌肉和/或骨头的例如因语音或咀嚼(如颌部运动)引起的运动并提供标示该运动的[0059]a)物理环境(如包括当前电磁环境，例如出现计划或未计划由听力装置接收的电[0064]听力装置可包括声(和/或机械)反馈控制或回声消除系统。由于来自对传声器拾取的信号提供放大的音频系统的输出扬声器信号通过空气或其它媒介经声耦合部分返回听力装置可配置成基于估计的反馈量在传声器信号之间切[0071]-提供至少两个输入音频数据流，每一输入音频数据流包括来自目标声源的目标[0077]-处理至少两个输入音频数据流或其处理后版本的噪声分量，以减少或避免处理中详细描述的及权利要求中限定的方法的至少部分(如大算机程序也可经传输介质如有线或无线链路或网络如因特网进行传输并载入数据处理系计算机执行上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的及权利要求中限定的方法(的步[0090]听力系统可适于在听力装置与辅助装置之间建立通信链路以使得信息(如控制和可被实施在智能电话中，智能电话可能运行使能经智能电话控制音频处理装置的功能的[0093]辅助装置可以是或包括音频网关设备，其适于(例如从娱乐装置如TV或音乐播放接收的音频信号中的适当信号(或信号组合)进行进一步处理和/或呈现给一个或多个远处的用户。扬声电话还配置成播放从远处声源声源的目标信号分量与来自一个或多个噪声源成在两个空间滤波的信号之间渐变，而不改变处理后的输入信号(或其进一步处理后的版户外耳内的声信号、作为机械振动通过用户头部的骨结构和/或通过中耳的部分传到用户[0115]听力装置可构造成以任何已知的方式进行佩戴，如作为佩戴在耳后的单元(具有将辐射的声信号导入耳道内的管或者具有安排成靠近耳道或位于耳道中的输出变换器如一单元或几个彼此电子通信的单元。扬声器可连同听力装置的其它部件一起设置在壳体的输入变换器和/或以电子方式(即有线或无线)接收输入音频信号的接收器、用于处理输入音频信号的(通常可配置的)信号处理电路(如信号处理器，例如包括可配置(可编程)的的)存储元件，用于执行程序和/或用于保存在处理中使用(或可能使用)的参数和/或用于保存适合听力装置功能的信息和/或用于保存例如结合到用户的接口和/或到编程装置的极(例如用于电刺激耳蜗神经的多电极阵列)。听力装置可包括喇叭扩音器(包括多个输入的增益(放大或压缩)可在验配过程中通过验配系统基于用户的听力数据如听力图使用验正常听力人员的听觉能力和/或将电子音频信号传给人。听力装置或听力系统例如可形成[0122]图1A和1B示出了在听力装置中接收声学和/或无线传播的音频数据流(或其混合)[0128]图3示出了根据本发明的包括输入单元和自适应混合单元的听力装置的输入级，其以渐变因子α在具有不同噪声方差的两个传声器信号之间提供渐变，使得提供具有未被[0133]图6B示出了配置成执行实施听力装置或系统的用户接口的APP的辅助装置，从用[0134]图7示意性地示出了包括多个传声器和多个波束形成器的扬声电话，其配置成聚焦于扬声电话周围的环境中的多个不同目标讲话者并使能按本发明中描述的在空间滤波[0135]图8示出了用于在音频流混合之前估计至少两个输入音频数据流的噪声方差的估[0136]图9示意性地示出了具有不同的目标和噪声电平的两个输入音频数据流之间的示[0141]图1A和1B示出了在听力装置中接收声学和/或无线传播的音频数据流(或其混合)于位于用户耳朵(耳廓)处或后面的BTE部分及适于位于用户耳道处或耳道中的ITE部分。图1A的听力装置可以是独立听力装置或者(如在此所示的)形成双耳听力系统如双耳助听和第二听力装置(HD1,HD2)(如助听器)的双耳听力系统。图1B示出了每一听力装置(HD1,向耳膜的端部处的扬声器(接收器)。扬声器因而配置成向ITE部分与耳膜之间的残余腔播听力装置位于用户身上时位于耳道开口处的传声器(称为ITE传声器)和耳廓处或后面的两持空间线索)同时在ITE传声器处有啸声风险时如果必要则基于BTE传声器向用户提供声音频域及在呈现给用户之前使用合成滤波器组变换回到时域的时域信号(例如分别参见图2C和/或两个直接(无线或有线)音频接收器或者传声器与直接音频接收器的混合。输入单元IU(例如参见图2A,2C,2D,2E)还可包括多个模数转换器(例如每一模拟音频输入一个模数带信号对应表示所涉及音频信号的音频频率的频率范围的子范围(例如高达20kHz或更低，例如在0到10kHz之间)。输出单元OU(例如参见图2A,2C,2D,2E)例如可包括合成滤波器组和v(n)分别指语音分量和噪声分配置成基于处理后的输入信号或其(进一步)处理后的版本提供可由用户感知为声音的输出刺激。混合处理器PRO因而连接到输入单元IU和输出单元OU。从而实施听力装置的正向[0170]修正增益阝可应用于第二输入的例如已使用话音活动检测器(VAD)分类为仅噪声入单元IU包括第一和第二输入变换器(IT1,IT2)，每一输入变换器将(优选数字化的)输入)。自适应混合单元ADM接收第一和第二输入音频2,一个或多个检测器(如话音活动检测器)的输出确定)例如基于第一和第二输入音频流的性器或波束形成器或直接音频输入提供)到另一音频输入流的渐变过程的开始，例如参见图可根据第一和第二输入音频流的性质(如调制或噪声，例如SNR)及随时间而变的权重(α1,渐变后的信号)或从其得出的信号而实现。定制的压缩放大算法可配置成根据用户的具体滤波单元BF包括两个波束形成器，配置成基于来自输入单元IU的第一和第二输入变换器(IT1,IT2)如传声器的第一和第二输入信号(x1,x2)提供相应的(不同的)波束成形信号波器权重C11,C12和第二波束形成器的两个电输入信号在它们相应的波束形成器中使[0180]其中xref为来自多个传声器之中的公共参考传声器的输入数据流。通过将换算的在两个输入处类似，而噪声分量是附加的且不相关，噪声方差分别为和这通过示意性地示出两个(时变)传声器信号x1和x2的两个时间段图示。的)传声器噪声可在系统运行之前给出，例如进行测量或估计(例如基于传声器说明书)及传声器具有更多反馈时(例如在图5A或5B所示的传声器配置中，其中一传声器比另一传声器更易遭受来自输出变换器的反馈)。由于输入信号的不相关的部分和相关的部分并不以一传声器时将不相关的噪声(v3)添加到系统以获得(噪声和/或目标信号或者总信号电平)[0187]换言之，在实施例中，我们目标在于以渐变因子在两个传声器信号[0194]所提出的方法的结果是，输出的噪声电平对应于具有最高噪声方差的传声器信[0195]在图3的方案中，听力装置的输入级包括输入单元IU及在两个具有不同噪声方差法(如降噪算法(例如包括后滤波(单通道降噪))和/或压缩放大算法等)的听力装置处理器器可用于使传声器信号有资格。目标信号分量可以也可不被均衡(噪声分量的均衡在二者[0196]图4示出了图3中所示的输入级，但其中假定每一传声器处具有类似的噪声方12“耳内接收器”)。示例性的听力装置HD如助听器属于特定类型(有时称为耳内接收器式或RITE型)，包括适于位于用户耳朵处或耳后的BTE部分(BTE)和适于位于用户耳道中或耳道处并包括接收器(扬声器，SPK)的ITE部分(ITE)。BTE部分和ITE部分通过连接元件IC和ITE及BTE部分中的内部接线(例如参见BTE部分中接线Wx)进行连接(如电连接)。作为备选，连例如包括适应用户耳朵和/或耳道的定制耳模(例如参见图5B)。[0200]在图5A的听力装置实施例中，BTE部分包括具有两个输入变换器(如传声器)相应的直接接收的辅助音频和/或控制输入信号(和/或使能将音频和/或控制信号传给其听力图有关的数据，或者从其得出的参数设置例如限定前述(用户特有)程序的参数设置，或者算法的其它参数例如波束形成器滤波器权重，和/或渐变参数)和/或助听器配置如输号处理器DSP适于访问存储器MEM以例如选择当前配置或运行模式和/或听音情形的适当参DSP还配置成基于当前选择(启动)的助听器程序/参数设置(例如自动选择，如基于一个或的电子元件(如电感器、电容器等)的组合。可配置的信号处理器DSP提供处理后的音频信输出变换器等接口连接及通常包括模拟与数字信号之间的接口(例如到传声器和/或扬声音频信号或源自其的信号提供可由用户感知为声音的刺激。在图5A的听力装置实施例中，DO的直接声学通路到耳鼓处的残余腔的传播在图5A、5B中通过虚线箭头标示(记为直接通[0203](来自输入变换器MBTE1,MBTE2,MITE的)电输入信号可在时域或(时-)频域(或部分在[0204]在图5A的实施例中，连接件IC包括用于连接BTE部分和ITE部分的电元件的电导[0205]图5A和5B中例示的听力装置HD的实施例为便携装置，其包括电池BAT如可再充电与外耳和/或耳道的适当适配)。图5B中示意性示出的壳体具有对称形状，例如绕(在安装时)从环境朝向用户的耳膜的纵轴，但并不必须如此。其可针对特定用户的耳道的形状定于壳体中且其间具有预定距离d如8-10mm，例如在助听器安装在用户耳朵中或耳朵处时位两个传声器很适于产生朝向用户前面(和/或后面)的定向信号。传声器配置成将在其相应信号(x1,x2)。传声器连接到相应的模数转换器AD以将相应的(模拟)电信号(x1,x(如分析及合成滤波器组)以使能在频域处理(子频带信号的个别处理)。数字信号处理器主动噪声抑制(ANS)以试图抵消直接传播的声音成形信号或来自助听器的正向通路中的单一输入变换器的信号的使用(如切换，例如在其有线或无线直接接收的特定输入(如拾音线圈或RF输入)或者特定波束成路可以任何其它方便的无线和/或有线方式并根据任何适当的调制类型或传输标准(对于器装置或系统的遥控功能，例如用于改变听力装置中的程序或运行模式或运行参数(如音听力装置中的RF-IA-Rx/Tx-1和RF-IA[0227]在实施例中，遥控器APP配置成与单一听力装置(而不是与双耳助听器系统)交互[0229]图7示意性地示出了包括输入单元的扬声电话，输入单元包括多个配置成从扬声电话的环境拾取声音的传声器和多个配置成聚焦于扬声电话周围的环境中的多个不同目和/或呈现给一个或多个用户。扬声电话还配置成播放从远处声源接收的声音从而在扬声[0230]扬声电话的输入单元可包括波束形成器滤波单元，其从多个传声器MIC接收电输入信号。波束形成器滤波单元配置成提供至少两个空间滤波的(波束成形)信号(在此示出检测器(例如每一空间滤波的信号一个话音活动检测[0231]图8示出了用于在音频流混合之前估计至少两个输入音频数据流的噪声方差的估计器NEST。输入单元IU提供至少两个输入音频数据流(在此为来自相应传声器M1,M2的x1,据流(x1,x2)包括来自目标声源的目标信号分量(s1,s2)与来自一个或多个噪声源的噪|2)在两个不同的并行信号通路中进行低通|2>)的电平(L1,L2)在相应电平一和第二