專利名稱：控制助聽器中的反饋抑制的自適應的方法和助聽器的制作方法
技術領域：
本發明涉及助聽器。本發明更特別涉及依靠自適應反饋抑制(adaptive feedback suppression)以便減少由聲音和機械反饋所導致的問題的助聽器。更特定地，本發明涉及控制在助聽器中的反饋抑制系統的自適應的方法。
背景技術：
從接收器到一個或更多話筒的聲學和機械反饋將限制能夠在助聽器中應用的最大放大。由于反饋的原因，助聽器中的放大能夠導致共振，該共振以不理想的方式對助聽器輸出的頻譜整形，并且更糟的是，其能夠導致助聽器變得不穩定，從而引起嘯叫或嚎叫。助聽器通常采用壓縮補償聽力損失；即，通過增大聲壓來減少放大增益。此外，在輸出上普遍使用自動增益控制以便限制輸出電平，由此避免信號削波。在不穩定性的情況下，這些壓縮效應將最終使系統最低限度地穩定，因此產生具有幾乎恒定聲級的嚎叫或嘯叫。反饋抑制在助聽器中經常使用以便補償聲學和機械反饋。由于例如耳垢的量、用戶穿戴帽子或夾持電話到耳朵或用戶在咀嚼或哈欠的原因，聲學反饋路徑會隨時間顯著改變。為此習慣在反饋抑制上應用自適應機制以便響應時間變化。自適應反饋抑制濾波器能夠以若干不同方式被實現在助聽器中。例如，其能夠是 nR、HR或這兩者的結合。其能夠由固定濾波器和自適應濾波器的組合構成。自適應機制能夠被實現成若干不同方式，例如基于最小均方(LMS)、歸一化最小均方(NLS)或遞歸最小二乘(RLS)的算法。W0-A1-2007113282公開了一種防反饋系統，其中如果探測到外部音調的播放，那么自適應反饋抵消濾波的系數的自適應停止。該公開也公開了適于探測是否發生聲壓的突然增加，并然后臨時性暫停反饋抵消濾波器的自適應的方法和助聽器。W0-A1-2007113282公開了響亮的聲音(不必要是突然的)也能夠導致助聽器的一個或更多組件中的非線性行為。如從抵消濾波器的角度來看，聲學反饋路徑包含話筒、接收器和輸入與輸出轉換器。在這些單元中的一個單元內的飽和或過載因此對應于聲學反饋路徑中的非線性。假設線性濾波器用于反饋抵消(例如^R濾波器)，那么該濾波器不適于建模一個高度非線性飽和函數，因此導致自適應中的錯誤。因此，根據實施例，辨別這些狀況的探測器被包括在自適應機制中，并且在非線性發生時臨時性暫停抵消濾波器的自適應。根據具體實施例，在已經探測到一個這樣的狀況時可以短時間地暫停自適應。一般地，W0-A1-2007113282公開了為了維持濾波系數的特定不定性，在助聽器的增益降低時應該降低自適應速度。US-B1-6434247公開了一種助聽器的反饋抵消系統，其使在反饋路徑中的第一濾波器自適應并使在反饋路徑中的第二濾波器自適應，第一濾波器建模助聽器反饋路徑的迅速變化部分，第二濾波器用來作為用于受限自適應的參考濾波器，或用來建模反饋路徑的較緩慢變化部分。第二濾波器僅在助聽器信號指示出能夠獲得對反饋路徑的準確估計時被更新。然后監控第二濾波器的改變從而探測助聽器反饋路徑的改變。至少在信號的條件指示出不能夠做出對于物理反饋的準確估計時第一濾波器被自適應更新。這可以是連續的或頻繁的更新。進一步公開了在壓縮助聽器中，環境信號電平越低，那么增益越高，從而導致相對于在話筒的環境信號將獲得更理想的反饋水平，并因此得到自適應濾波器的更佳收斂和更準確的反饋路徑模型。因此在壓縮助聽器中自適應的速率能夠在低輸入信號電平處被增加，或等效地是針對高壓縮增益值增加。現有技術系統具有的一個問題是防反饋系統在不利條件期間將試圖自適應主要是噪聲的輸入信號。另一問題是防反饋系統在不利條件期間會快速自適應以致助聽器變得不穩定。因此本發明的特征是克服至少這些缺點，并為了在助聽器中的防反饋系統的自適應提供更有效且穩定的方法同時維持聲學聲音的聲音保真度。由此能夠改善受損聽力的用戶的舒適性。本發明的仍另一特征是提供一種助聽器，該助聽器包含具有改善的用戶舒適性和聲音保真度的防反饋系統。
發明內容
在第一方面中本發明提供根據權利要求1的控制助聽器中的反饋抑制的自適應的方法。這提供了控制助聽器中的反饋抑制系統的自適應的方法，其有效抑制反饋并提供改善的用戶舒適性和聲音保真度。在第二方面中本發明提供根據權利要求5的控制助聽器中的反饋抑制的自適應的方法。這提供一種控制包含兩個話筒的高級助聽器中的反饋抑制系統的自適應的方法， 其有效抑制反饋并提供改善的用戶舒適性和聲音保真度。在第三方面中本發明提供根據權利要求7的助聽器。這提供了具有至少一個話筒的助聽器，其有效抑制反饋并提供改善的用戶舒適性
和聲音保真度。在第四方面中本發明提供根據權利要求8的助聽器。這提供具有兩個話筒和空間變換裝置的高級助聽器，其有效抑制反饋并提供改善的用戶舒適性和聲音保真度。根據從屬權利要求顯而易見到其他有益特征。從其中將更詳細解釋本發明的下面描述中本領域技術人員將顯而易見到本發明的又一些特征。
例如，示出并描述本發明的優選實施例。如認識到的，本發明能夠是其它不同實施例，并且其若干細節能夠在所有各種明顯的方面進行修改而不背離本發明。因此，附圖和描述看作實際上圖解而不是限制。在附圖中圖1高度示意了圖解具有反饋抑制系統的助聽器，其包含自適應反饋抑制濾波器；
圖2示出根據本發明的方法實施例的示出控制助聽器中的防反饋系統自適應的方法的流程圖；以及圖3根據本發明的設備實施例高度示意了圖解具有防反饋系統的助聽器，其包含兩個自適應反饋抑制濾波器。
具體實施例方式已知現有技術系統具有的一個問題是防反饋系統的自適應速度通常隨著話筒輸入信號電平的降低而增加。在一些情形中這是不利的，原因在于非常低的話筒輸入信號電平需要話筒輸入信號電平由于聲學和機械反饋而類似地非常低，并且因此防反饋系統將試圖自適應主要會是低信號電平噪聲(例如話筒噪聲)的輸入信號。已知現有技術系統具有的另一問題是由于防反饋系統的自適應速度過高，因此非常低的話筒輸入信號電平會導致不穩定性。這可以例如是基于NLMS算法的自適應算法的情況。在現代助聽器中同樣已知在特殊狀況下要關閉話筒。當通過直接音頻輸入向助聽器提供聲音時、當助聽器被用于特殊拾音線圈(telecoil)程序中時、當用戶從助聽器收聽聲音消息時或當用戶簡單希望使他的助聽器靜音時可以關閉助聽器話筒。顯然在這些狀況下話筒輸入信號電平下落到非常低的值。首先參考圖1，其高度示意地圖解了具有自適應反饋抑制濾波器的助聽器100。助聽器基本包括話筒101、助聽器處理器102、接收器103和自適應反饋抑制濾波器104。在圖 1中，輸入信號105的電平通過減去反饋抑制信號106的電平被補償。產生的信號107被用作助聽器處理器102的輸入信號和自適應反饋抑制濾波器104的控制信號。來自助聽器處理器102的輸出信號108被用作接收器103的輸入信號和自適應反饋抑制濾波器104的輸入信號。現在參考圖2，其根據本發明的第一方法實施例高度示意地圖解了控制助聽器中的反饋抑制信號的自適應的方法的流程圖。在第一步驟201中，聲音被助聽器輸入換能器轉變為輸入信號。在第二步驟202 中從輸入信號的電平減去反饋抑制信號的電平，由此形成助聽器處理器輸入信號。在第三步驟203中助聽器處理器計算并施加增益到助聽器處理器輸入信號，由此形成助聽器處理器輸出信號。在第四步驟204中自適應反饋抑制濾波器使用助聽器處理器輸入信號作為控制信號以便使其濾波器系數自適應。在第五步驟205中助聽器處理器輸出信號被助聽器輸出換能器轉變為輸出聲音。在第六步驟206中通過在反饋抑制濾波器中將助聽器處理器輸出信號濾波，從而從助聽器處理器輸出信號獲得反饋抑制信號。在第七步驟207中，當助聽器處理器輸出信號的電平低于第一預定閾值時暫停反饋抑制濾波器的自適應。在另一實施例中，當輸入信號的電平低于第二預定閾值時暫停反饋抑制濾波器的自適應。在又一實施例中，當白化助聽器處理器輸出信號的電平低于第三預定閾值時暫停反饋抑制濾波器的自適應。用于優化助聽器中的自適應反饋抑制的白化本身是公知的。這在例如W0-A1-2005096670中被進一步描述。助聽器輸入信號、助聽器處理器輸出信號和白化助聽器處理器輸出信號可以全部被指示為參考信號以作為通稱。現在參考圖3，其高度示意地圖解了具有防反饋系統的助聽器300，其包含兩個自適應反饋抑制濾波器。助聽器基本包含一對話筒301-a和301-b、助聽器處理器302、接收器303和一對自適應反饋抑制濾波器30 和304-b。在圖3中，通過如下方法形成第一輸入信號305-a，即通過使用第一話筒301-a將輸入聲音轉變為第一話筒輸出信號309_a，使用第二話筒302-b將輸入聲音轉變為第二話筒輸出信號309-b并在空間變換裝置310-a中使所述第一話筒輸出信號309-a和所述第二話筒輸出信號309-b相加由此形成所述輸入信號305-a。通過加法來結合話筒輸出信號會產生能夠被稱為全向輸入信號或第一空間信號的信號。通過如下方法形成第二輸入信號305-b，即通過使用第二話筒301-b將輸入聲音轉變為第二話筒輸出信號309-b，使用第一話筒302-a將輸入聲音轉變為第一話筒輸出信號309-a，并在空間變換裝置310-b中從第二話筒輸出信號309_b減去第一話筒輸出信號 309-a,由此形成輸入信號305-b。通過減法來結合話筒輸出信號會產生能夠被稱為雙向輸入信號或第二空間信號的信號。輸入信號305-a和305-b的電平通過減去反饋抑制信號 306-a和306-b被補償。產生的信號307_a和307_b用作助聽器處理器302的輸入信號，并分別用作自適應反饋抑制濾波器304-a和304-b的控制信號。來自助聽器處理器302的輸出信號308用作接收器303的輸入信號和自適應反饋抑制濾波器304-a和304_b的輸入信號。包含用于波束形成的全向和雙向輸入信號這二者的助聽器在本領域中是眾所周知的。在一種這樣的系統中，第一反饋抑制濾波器為全向輸入信號提供反饋抑制信號，并且第二反饋抑制濾波器為雙向輸入信號提供反饋抑制信號。關于這樣系統的進一步信息可在 W0-A1-2007042025 中發現。根據實施例，針對每個濾波器單獨地做出暫停反饋濾波器的自適應的決定。由此可能的是僅暫停第二反饋抑制濾波器的自適應且同時第一反饋抑制濾波器正常自適應。這在輸入聲音主要垂直于連接助聽器中兩個話筒的線進行沖擊的情況下尤其有利，這是因為在此情況下雙向輸入信號近似為零，而不管輸入聲音的音量和助聽器的設定。結構和過程的其它修改和變化對于本領域技術人員是顯而易見的。
權利要求
1.一種控制助聽器中的反饋抑制濾波器的自適應的方法，包含步驟 使輸入聲音轉變為話筒輸出信號， 從所述話筒輸出信號獲得輸入信號， 從所述輸入信號減去反饋抑制信號，由此提供助聽器處理器輸入信號， 使用所述助聽器處理器輸入信號作為控制信號從而使反饋抑制濾波器的濾波系數自適應， 通過施加放大增益到所述助聽器處理器輸入信號從而形成助聽器處理器輸出信號， 通過在所述反饋抑制濾波器中使所述助聽器處理器輸出信號濾波，從而從所述助聽器處理器輸出信號獲得所述反饋抑制信號， 當助聽器參考信號的電平低于預定閾值時暫停所述反饋抑制濾波器的自適應。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述輸入信號被選為所述助聽器參考信號。
3.根據權利要求1所述的方法，其中所述助聽器處理器輸出信號被選為所述助聽器參考信號。
4.根據權利要求1所述的方法，其中白化助聽器處理器輸出信號被選為所述助聽器參考信號。
5.一種控制助聽器中的反饋抑制濾波器的自適應的方法，包含步驟 在第一話筒和第二話筒中將輸入聲音分別轉變為第一話筒輸出信號和第二話筒輸出信號， 使所述第一話筒輸出信號和所述第二話筒輸出信號相加從而形成第一輸入信號， 從所述第二話筒輸出信號減去所述第一話筒輸出信號從而形成第二輸入信號， 分別從所述第一輸入信號和所述第二輸入信號減去第一反饋抑制信號和第二反饋抑制信號，由此分別提供第一助聽器處理器輸入信號和第二助聽器處理器輸入信號， 分別使用所述第一助聽器處理器輸入信號和所述第二助聽器處理器輸入信號作為控制信號，分別使第一反饋抑制濾波器和第二反饋抑制濾波器的濾波器系數自適應， 基于所述第一助聽器處理器輸入信號和所述第二助聽器處理器輸入信號的信號處理，形成助聽器處理器輸出信號， 通過分別在所述第一反饋抑制濾波器和所述第二反饋抑制濾波器中使所述助聽器處理器輸出信號濾波，從所述助聽器處理器輸出信號分別獲得所述第一反饋抑制信號和所述第二反饋抑制信號， 當第一助聽器參考信號的電平低于第一預定閾值時暫停所述第一反饋抑制濾波器的自適應，以及 當第二助聽器參考信號的電平低于第二預定閾值時暫停所述第二反饋抑制濾波器的自適應。
6.根據權利要求5所述的方法，其中所述第一輸入信號被選為所述第一助聽器參考信號，并且所述第二輸入信號被選為所述第二助聽器參考信號。
7.一種助聽器，包含 使聲音轉變為話筒輸出信號的話筒， 從所述話筒輸出信號獲得輸入信號的裝置， 估計反饋路徑并生成反饋抑制信號的估計裝置， 結合所述反饋抑制信號與所述輸入信號從而形成助聽器處理器輸入信號的裝置， 處理所述助聽器處理器輸入信號從而形成助聽器處理器輸出信號的助聽器處理裝置， 使所述助聽器處理器輸出信號轉變為聲學輸出的輸出換能器， 使所述估計裝置自適應的裝置， 探測助聽器參考信號的電平的裝置， 比較所述助聽器參考信號的所述電平和預定閾值電平的裝置，以及 當助聽器參考信號電平低于所述預定閾值電平時暫停所述估計裝置的自適應的裝置。
8. 一種助聽器，包含 使聲音分別轉變為第一和第二話筒輸出信號的第一和第二話筒， 使所述第一話筒輸出信號和所述第二話筒輸出信號相加由此形成第一輸入信號的第一空間變換裝置， 從所述第二話筒輸出信號減去所述第一話筒輸出信號由此形成第二輸入信號的第二空間變換裝置， 使第一反饋抑制信號和第二反饋抑制信號分別與所述第一輸入信號和所述第二輸入信號結合由此分別提供第一助聽器處理器輸入信號和第二助聽器處理器輸入信號的裝置， 分別基于所述第一助聽器處理器輸入信號和所述第二助聽器處理器輸入信號，使所述第一反饋抑制濾波器和所述第二反饋抑制濾波器的濾波器系數自適應的裝置， 基于所述第一助聽器處理器輸入信號和所述第二助聽器處理器輸入信號的信號處理，形成助聽器處理器輸出信號的裝置， 使所述助聽器處理器輸出信號轉變為聲學輸出的輸出換能器， 通過分別在所述第一反饋抑制濾波器和所述第二反饋抑制濾波器中使所述助聽器處理器輸出信號濾波，從所述助聽器處理器輸出信號分別獲得所述第一反饋抑制信號和所述第二反饋抑制信號的裝置， 探測助聽器參考信號的電平的裝置， 比較所述助聽器參考信號的電平和預定閾值電平的裝置，以及 當第一助聽器參考信號的電平低于第一預定閾值電平時，暫停所述第一反饋抑制濾波器的自適應的裝置，以及 當第二助聽器參考信號的電平低于第二預定閾值電平時，暫停所述第二反饋抑制濾波器的自適應的裝置。
全文摘要
本發明涉及一種控制助聽器(100)中的反饋抑制濾波器(104)的自適應的方法，包含當助聽器參考信號的電平低于預定閾值時暫停反饋抑制濾波器(104)的自適應的步驟。本發明進一步提供具有反饋抑制濾波器并具有暫停反饋抑制濾波器的自適應的裝置的助聽器。
文檔編號H04R25/00GK102550046SQ200980161868
公開日2012年7月4日 申請日期2009年10月8日 優先權日2009年10月8日
發明者H·P·弗, P·M·諾爾嘉德, T·V·塞德 申請人:唯聽助聽器公司