具有自適應反饋通路估計的聽力裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及適于位于用戶耳朵之中或之處（或部分植入在用戶耳朵處的頭部中） 的聽力裝置。本發明還設及前述聽力裝置的運行方法。
【背景技術】
[000引 WO 2010/112073 A1公開了一種提供自適應反饋抵消的聽力裝置。反饋抵消基于 從聽力裝置的輸出變換器到輸入變換器的反饋通路的估計。從W02010/112073 A1獲知的 自適應反饋通路估計算法包括反饋通路估計算法的適應步長的控制。步長控制影響自適應 反饋通路估計算法收斂（或發散）的速度。EP 2613566 A1設及檢測聽音裝置的耳模是否 正確安裝在用戶耳朵中的方法。特別的當前反饋通路估計量基于開環估計，其中試探信號 由聽音裝置的揚聲器播放及所得的當前反饋通路由自適應算法（如反饋估計單元的自適 應算法）進行估計。在實施例中，試探信號在聽音裝置的特定模式下施加，如作為啟動程序 的一部分，或在用戶或護理人員或聽覺病矯治專家（如在驗配期間）請求時，例如經用戶或 編程接口如遙控器。
[0003] 通常，反饋通路（如在驗配期間和/或在聽力裝置啟動期間和/或在其它時間） 的測量被聽者即佩戴聽力裝置的用戶感知為不舒適，其在測量過程中暴露于反饋測量聲音 序列。
【發明內容】
[0004] 估計反饋通路的一種方法是通過可能在不同子頻帶實施的自適應算法。該算法的 性能將取決于背景噪聲的電平。因而，如果背景噪聲電平可得W很好地估計，其是有利的。
[0005] 對不同頻帶的時變背景噪聲電平的了解可用于優化自適應算法的自適應速率如 隨頻率而變的自適應速率參數（如步長y或遺忘因子A)。
[0006] 根據本發明的一方面，提供適于位于用戶耳朵之中或之處的聽力裝置。該聽力裝 置包括：
[0007] -輸入變換器，配置成檢測聲輸入信號并將其轉換為電輸入信號；
[000引-輸出變換器，配置成接收電輸出信號并將其轉換為聲或振動輸出信號；
[0009] -反饋通路估計單元，配置成估計從輸出變換器到輸入變換器的反饋通路，其通過 執行自適應反饋通路估計算法并根據輸入變換器暴露于其中的背景噪聲譜的估計量設定 自適應反饋通路估計算法的自適應速率參數（如步長）進行。反饋通路估計單元還配置 成：
[0010] a)向輸出變換器提供用于產生具有電平譜的聲反饋通路估計信號的電估計控制 信號，其具有至少一非零電平的第一頻帶和至少一零電平的第二頻帶或者至少一其非零電 平小于第一頻帶中的電平及小于相應第二頻帶中先前確定的背景噪聲電平的第二頻帶；
[0011] b)在提供反饋通路估計信號的同時控制輸入變換器W檢測至少一第二頻帶中的 背景噪聲；及
[0012] c)估計至少一第一頻帶中的背景噪聲電平w獲得背景噪聲譜的估計量。
[0013] 在實施例中，至少一第一頻帶中的背景噪聲電平基于至少一第二頻帶中檢測到的 背景噪聲電平（或受其影響）。在實施例中，至少一第一頻帶中的背景噪聲電平（另外或作 為備選）基于至少一第一頻帶中接收到的估計的背景噪聲電平（或受其影響）（例如估計 量從雙耳聽力裝置系統的另一聽力裝置接收）。
[0014] 本發明第一方面的聽力裝置使能基于實質上僅在第一頻帶中延續的聲反饋通路 估計信號進行聲反饋通路估計，同時第二頻帶用于在該時間間隔期間檢測背景噪聲，其中 提供反饋通路估計信號。因而，聽力裝置使能在提供聲反饋通路估計信號W確定至少一第 一頻帶中的反饋通路的同時測量至少一第二頻帶中的背景噪聲。在獲得的至少一第二頻帶 中的典型時變背景噪聲電平的知識的基礎上，確定背景噪聲譜的估計量。因而，可并行獲得 關于反饋通路和背景噪聲譜的信息。自適應反饋通路估計算法的步長（或等效參數）可在 自適應過程期間得W快速調整，該進而使自適應算法能更快地收斂。該最終使能W特別短 的時間間隔提供聲反饋通路估計信號因而使用戶感覺輕松。
[0015] 在本說明書中，術語"用于產生聲反饋通路估計信號的電估計控制信號"用于特別 配置成由自適應算法用于估計反饋通路的試探信號（例如估計反饋通路的脈沖響應或傳 遞函數）。
[0016] 在下面，將描述本發明第一方面的聽力裝置的另外的實施例。
[0017] 在實施例中，輸入變換器的適于在提供反饋通路估計信號的同時檢測至少一第二 頻帶中的背景噪聲的部分位于聽力裝置的不同于輸出變換器的另一部分中（物理上分開） (或裝置如輔助裝置例如智能電話中）。
[0018] 在實施例中，聽力裝置包括電平檢測器，用于確定輸入信號的電平（例如基于頻 帶電平和/或全（寬帶）信號）。在實施例中，電平檢測器連到輸入變換器的輸出W估計電 輸入信號的電平。例如該可用于基于在已傳播通過從輸出到輸入變換器的聲反饋通路之后 由聽力裝置的輸入變換器接收的、根據本發明的特定聲估計控制信號估計當前噪聲電平。
[0019] 在實施例中，（每一）聽力裝置包括用于提供輸入信號的時頻表示的TF轉換單元， 如分析濾波器組。在實施例中，時頻表示包括所設及信號在特定時間及頻率范圍的相應復 值或實值的陣列或映射。在實施例中，TF轉換單元包括濾波器組，用于對（時變）輸入信號 進行濾波并提供多個（時變）輸出信號，每一輸出信號包括不同的輸入信號頻率范圍。在 實施例中，TF轉換單元包括傅里葉變換單元（例如基于DFT算法，例如FFT算法），用于將 時變輸入信號轉換為頻域中的（時變）信號。對應地，（每一）聽力裝置可包括時頻到時間 轉換單元，用于從頻域信號提供信號的時域表示，例如合成濾波器組或逆傅里葉變換單元。
[0020] 在特別適合在雙耳系統中運行的實施例中，聽力裝置還包括鏈路單元，其配置成 在聽力裝置的雙耳運行模式下與連同該聽力裝置一起形成雙耳聽力系統的第二聽力裝置 的外部鏈路單元交換信號。
[0021] 在此，如果雙耳系統的另一外部聽力裝置具有關于第一頻帶中的背景噪聲的信息 (如電平信息），可使用該信息。在該樣的實施例中，鏈路單元因而配置成從外部鏈路單元 接收表示（多個）第一頻帶的至少一個中的背景噪聲電平的噪聲估計信號并提供給反饋通 路估計單元。反饋通路估計單元配置成使用所接收的噪聲估計信號估計（多個）第一頻帶 的相應至少一個中的背景噪聲電平。在該實施例的一變化實施方式中，反饋通路估計單元 配置成縮放所接收的背景噪聲電平w使背景噪聲電平適合第二頻帶中檢測到的背景噪聲 譜部分。
[0022] 在許多新式聽力裝置W雙耳系統的形式提供的同時，該可能不必然適合需要聽力 裝置的所有用戶。因此，聽力裝置的實施例提供反饋通路估計單元，其配置成使用與相應第 一頻帶直接相鄰的至少一相應第二頻帶中檢測到的背景噪聲電平估計至少一第一頻帶中 的背景噪聲電平。在該實施例的一變化實施方式中，相應的第一頻帶中的隨頻率而變的背 景噪聲電平通過在相應的相鄰第二頻帶中確定的背景噪聲電平之間形成內插而進行估計。 在變化實施方式中，僅有一個相鄰的其中已檢測到背景噪聲的第二頻帶，可使用外插代替 內插。
[0023] 在實施例中，聲反饋通路估計信號具有包括多個第一頻帶的電平譜。在實施例中， 聲反饋通路估計信號具有包括多個第二頻帶的電平譜。
[0024] 在不同實施例中可采用不同格局的第一和第二頻帶。在實施例中，第一和第二頻 帶的格局隨時間過去保持固定（在本說明書中，術語"格局"意為相鄰頻帶之間的邊界頻率 的定位）。在實施例中，第一和第二頻帶顯然不同（沒有實質的重疊）。作為備選，第一和 第二頻帶重疊。然而，第一和第二頻帶之間的區別不需要隨時間保持固定。在一些實施例 中，相鄰的第一和第二頻帶之間的邊界為隨時間變化的頻率值，在該頻率值時，聲反饋通路 估計信號的非零電平剛好足夠低W使背景噪聲能與反饋通路估計信號區別開及技術分離。 因此，在沒有預先了解或確定第一和第二頻帶之間所定義的邊界頻率的情形下，足W提供 具有頻帶的聲反饋通路估計信號，該些頻帶具有比第一頻帶中的電平低的電平及在測量過 程中導致背景噪聲能與反饋通路估計信號區別開及分離。該可通過在至少一頻帶中具有達 到零電平的界限的聲反饋估計信號實現。
[0025] 在實施例中，第一和第二頻帶的格局根據時變背景噪聲電平譜可作為時間的函數 變化。然而，作為備選或另外，第一和第二頻帶的格局可被故意改變。
[0026] 在一實施例中，反饋通路估計信號的電平譜的變化即其電平在任何頻率的任何變 化響應于檢測所檢測到的背景噪聲譜的預定條件或響應于檢測在反饋通路估計算法收斂 時的預定條件而進行控制。
[0027] 優選地，在第一和第二頻帶的格局中，至少一第一頻帶安排在兩個鄰近的即直接 相鄰的第二頻帶之間。該種格局使背景噪聲譜能基于在較低和較高頻率（的第二頻帶）測 得的背景噪聲值內插在第一頻帶中，相較其它類型的估計如外插，其通常獲得更高的背景 噪聲估計準確度。
[002引第一和第二頻帶的另外的優選格局對應于聲反饋通路估計信號具有包括交替順 序的多個第一頻帶和多個第二頻帶的電平譜。在該些格局中，存在至少兩個第一頻帶和至 少兩個第二頻帶。在優選實施例中，第一和第二頻帶的數量每一個均大于2。在一些實施例 中，第一和第二頻帶中的每一種均至少為5個，在其它實施例中，第一和第二頻帶中的每一 種均至少為10個，在其它實施例中，第一和第二頻帶中的每一種均至少為50個。第一和第 二頻帶的數量影響在估計第一頻帶中的背景噪聲時可實現的準確度。然而，大量的第一和 第二頻帶導致在估計第一頻帶中的背景噪聲譜時需要更高的處理花費。因此，將要使用的 格局應針對聽力裝置尤其是反饋通路估計單元的處理容量進行選擇。
[0029] 在優選實施例中，第一和第二頻帶彼此沒有頻譜重疊。該避免了將反饋通路測量 信號檢測為背景噪聲的一部分，從而使信號處理更容易。
[0030] 在第二頻帶中具有非零電平的聲反饋估計信號在某些情形下是可接受的，即如果 其不實質上干擾第二頻帶中背景噪聲的檢測。如果相應第二頻帶中的聲反饋估計信號的電 平小于第一頻帶中的電平及最重要地，同時小于相應第二頻帶中的背景噪聲電平，該是可 能的。相應第二頻帶中的當前背景噪聲電平可使用該相應第二頻帶中的背景噪聲進行估 計。基于產生的聲反饋估計信號的知識的信號處理技術可用于區分背景噪聲信號和聲反饋 估計信號。
[0031] 聲反饋通路估計信號的電平譜優選在第一和第二頻帶之間具有精確地或至少近 似地垂直邊緣。同樣優選地，在第一頻帶中，在相應第一頻帶內有平坦區，其中聲反饋通路 估計信號的電平在不同頻率下具有一樣的值。在實施例中，相鄰的（第一和第二）頻帶之 間的邊界頻率由用于實施頻帶的濾波器（如數字濾波器）如濾波器組或多個帶通和帶阻濾 波器的量值傳遞函數的3地截止頻率確定。
[0032] 聽力裝置的優選實施例包括信號處理器，其與反饋估計單元、輸入變換器和輸出 變換器連接，及其配置成將可調整的傳遞函數應用于電輸入信號或源自其的信號并提供濾 波后的電輸出信號。
[0033] 在一實施例中，反饋通路估計單元包括下述子單元：
[0034] -反饋通路估計器，配置成執行（即進行或運行）自適應反饋通路估計算法，其收 斂速度使用自適應速率參數（如步長）的可控值進行控制；
[0035] -控制單元，配置成開始反饋估計操作并根據背景噪聲譜的估計量設置可調整的 自適應速率參數（如步長）；
[0036] -試探信號發生器，配置成產生電估計控制信號并將其提供給輸出變換器，其包括 定義將由輸出變換器產生的聲反饋通路估計信號的第一和第二頻帶的頻譜格局；及
[0037] -背景噪聲估計器，配置成從輸入變換器接收測得的關于第二頻帶的背景噪聲譜 信息（如電平）及估