具有反饋消除的助聽器的制造方法
【專利說明】
[0001] 本申請是申請號為200980120548. 7 (國際申請號為PCT/DK2009/000089)、申請日 為2009年4月8日、發明名稱為"具有反饋消除的音頻系統"的中國專利申請的分案申請。
技術領域
[0002] 本發明設及一種具有反饋消除的諸如助聽器之類的音頻系統、諸如電信會議系 統、內部通信系統等通信系統等。反饋消除可W包括回波消除、聲反饋信號消除、機械禪合 的反饋信號消除、電磁禪合的反饋信號消除等。
【背景技術】
[0003] 反饋是音頻系統中的公知問題并且在本領域內存在若干用于抑制或消除反饋的 系統。隨著很小的數字信號處理值S巧單元的發展，在諸如助聽儀器之類的微小設備中執 行用于反饋抑制的高級算法已經成為可能，例如參見US5, 619, 580;US5, 680, 467和US 6,498,858。
[0004] 用于在助聽器中反饋消除的上述現有技術系統主要關屯、外部反饋的問題，即，沿 著在助聽器設備外面的路徑、在助聽器的揚聲器（通常指受話器）和傳聲器之間的聲音傳 播。例如，當助聽器耳模與佩戴者耳朵未完全配合時，或者在耳模包括例如用于透氣目的的 管道或開口的情況下，會出現此問題，其也被稱為聲反饋。在運兩個例子中，聲音可能從受 話器"泄漏"到傳聲器由此導致反饋。
[0005] 然而，因為聲音可能從受話器經由在助聽器外殼內部的路徑傳播到傳聲器，所W 助聽器中的反饋也可能出現在內部。運種傳播可能是空氣傳播的或者由助聽器外殼或者助 聽儀器內的一些組件中的機械振動所引起的。在后一種情況中，受話器中的振動例如經由 (多個）受話器配件被傳播到助聽器的其它部分。為此，受話器并未被固定而是靈活地安裝 在一些當今ITE型（In-The-Ear耳內）助聽器內，借此減少了從受話器到設備的其它部分 的振動傳播。
[0006] 通常，反饋抑制或消除電路利用一個或多個自適應濾波器。自適應濾波器性能是 在低穩態誤差和足W跟蹤變化的能力之間的權衡。從而，在穩態條件下，由于自適應濾波器 應當能夠適于突變，所W性能是次最佳的，而在動態情況下，因為跟蹤緩慢，所W性能也是 次最佳的。
【發明內容】
[0007] 本發明的目的是提供一種具有反饋消除的音頻系統，其在低穩態誤差和快速跟蹤 之間具有改進的權衡。
[0008] 依照本發明，上述及其它目的由音頻系統來滿足，所述音頻系統包括信號處理器 和反饋抑制器電路，所述信號處理器用于處理音頻信號，所述反饋抑制器電路被配置為通 過基于用于反饋信號路徑的反饋模型參數集的反饋補償信號提供來建模所述音頻系統的 所述反饋信號路徑，其中所述反饋模型參數集被存儲在用于所述反饋模型參數集的存儲的 儲存庫中。
[0009] 在本發明的一個實施例中，音頻系統包括具有用于把聲音轉換為音頻信號的傳聲 器的助聽器，用于處理所述音頻信號的信號處理器，和被連接到所述信號處理器的輸出W 把處理的音頻信號轉換為聲音信號的受話器。助聽器進一步包括反饋抑制器電路，被配置 為通過基于用于反饋信號路徑的反饋模型參數集的反饋補償信號提供來建模所述助聽器 的反饋信號路徑，其中所述反饋模型參數集被存儲在用于所述反饋模型參數集的存儲的儲 存庫中。
[0010] 在具有一個或多個自適應濾波器的常規反饋消除電路中，依照力求使誤差函數最 小化的算法來調整（多個）自適應濾波器的濾波系數。從而，當音頻系統的反饋信號路徑 已經穩定一段時間時，濾波系數基本上到達對應于當前反饋信號路徑的恒定值。然而，當反 饋信號路徑改變時，所述算法改變濾波系數，W便使所述濾波系數適應新的反饋路徑，從而 丟失對應于先前穩定的反饋信號路徑的濾波系數集。從而，如果再次出現此反饋信號路徑， 那么必須借助重復的自適應來重新計算相應的濾波系數。
[0011] 依照本發明的一個實施例，對應于各自反饋信號路徑的先前濾波系數集被存儲在 儲存庫中。當重復出現一個反饋信號路徑時，相應的濾波系數集被加載到提供反饋補償信 號的數字濾波器或另一數字信號處理電路中。
[0012] 如下面所進一步解釋，可W提供用于檢測先前的反饋信號路徑是否重復出現的檢 測器，例如包括環境檢測器和環境分類器，用于表明目前由反饋抑制器電路對于反饋補償 信號提供所使用的反饋模型參數集是否應當由來自儲存庫的另一集所代替。
[0013] 通常，依照本發明，對應于各自反饋信號路徑的先前反饋模型參數集被存儲在儲 存庫中。當一個反饋信號路徑重復出現時，相應的反饋模型參數集被提供反饋補償信號的 反饋抑制器電路所使用。
[0014] W運種方式，依照本發明提供的反饋抑制器電路響應于反饋信號路徑的變化呈現 出低穩態誤差W及快速瞬時響應。
[0015] 在正常使用音頻系統期間，可W更新在儲存庫中存儲的一些或所有反饋模型參數 集。
[0016] 在儲存庫中存儲的一些或所有反饋模型參數集，例如數字濾波器（例如自適應數 字濾波器）的濾波系數集，可W對應于頻繁出現的反饋信號路徑，為此在正常使用音頻系 統期間可W獲得并更新反饋模型參數。
[0017] 在音頻系統的學習周期期間，可W獲得一些或所有反饋模型參數集。
[0018] 例如在制造音頻系統期間，一些或所有反饋模型參數集可W由其它設備獲得并且 隨后輸入到儲存庫中。
[0019] 例如在本發明的實施例中，音頻系統包括具有儲存庫的助聽器，所述儲存庫用于 存儲多個反饋模型參數集。儲存庫保持多個反饋模型參數集并且可操作來連接到反饋抑制 器電路W便把從所述儲存庫選擇的反饋模型參數集轉送到反饋抑制器電路。在一個實施例 中，反饋抑制器電路還具有快速自適應濾波器，用于建模助聽器的當前聲反饋路徑并且其 濾波系數構成了反饋模型參數。對應于各自穩定反饋信號路徑的濾波系數集被存儲在儲存 庫中。當出現反饋信號路徑的突變時，例如當用戶把電話聽筒拿到助聽器附近時，從儲存庫 中選擇對應于該情況的反饋路徑的適當的濾波系數集。然后把選擇的反饋模型參數集輸 入到反饋抑制器電路中W用于反饋補償信號提供。反饋補償信號例如可W由數字濾波器提 供，所述數字濾波器具有由所選擇的反饋模型參數集構成的濾波系數。數字濾波器可W是 具有低穩態誤差的自適應濾波器，其中所選擇的反饋模型參數集被加載到所述自適應濾波 器中并且形成用于進一步自適應的新起點，借此所述自適應濾波器的瞬時特性對反饋抑制 器電路性能來說變得不那么重要了。
[0020] 如已經提及，儲存庫可W包括在正常使用音頻系統期間保持不變的反饋模型參數 集。在助聽器中，當助聽器被助聽器驗配師裝配給用戶時，運種反饋模型參數可W被輸入到 儲存庫中。一些或全部存儲的反饋模型參數集可W是標準的反饋模型參數集，已經發現運 些反饋模型參數集對于正被討論的類型的助聽器來說工作良好。
[0021] 可W在裝配助聽器期間確定一些存儲的反饋模型參數集。例如在裝配期間，多個 反饋模型參數集可W用于建模一個或多個不同情況的物理反饋路徑，諸如用戶使用移動電 話的情況，所述移動電話被放到耳朵附近。在裝配期間，從實際的助聽器和用戶可用的集中 選擇最為適當的反饋模型參數集并且把所選擇的集存儲在儲存庫中。
[0022] 儲存庫可W包括多個反饋模型參數集，其在音頻系統操作期間更新。例如可W使 用如下面所述的基于群的學習技術來在使用音頻系統期間更新并存儲反饋模型參數集。
[0023] 此外，所述系統可W包括用于允許用戶命令系統把當前的反饋模型參數集存儲在 儲存庫中的用戶接口，例如當諸如移動電話、椅子的頸枕、兒童、車窗等對象位于助聽器用 戶的耳朵附近時。當在運種情況下用戶察覺系統已經達到最佳性能時，所述用戶例如可W 通過按壓按鈕來命令所述系統把當前的反饋模型參數集或據此導出的反饋模型參數集存 儲到儲存庫中。音頻系統可W進一步被配置用于將被存儲到儲存庫中的反饋模型參數集的 估計并且只有當滿足特定準則時才存儲所述反饋模型參數集，例如所述反饋模型參數集值 的變化保持在特定闊值之下或者滿足其它質量量度。
[0024] 除反饋模型參數集之外，所述系統還可W存儲標識當前反饋路徑的其它信息。隨 后，所述系統可W使用此信息來確定何時出現類似的反饋路徑并且定位并獲取用于反饋補 償信號提供的反饋模型參數集，例如作為用于進一步自適應的起點。
[0025] 可W提供檢測器，W檢測目前由反饋抑制器電路對于反饋補償信號提供所使用的 反饋模型參數集是否應當被來自儲存庫的另一集所代替，并且如果是的話，所述檢測器可 W進一步被配置為從在所述儲存庫中存儲的反饋模型參數集中選擇要使用的反饋模型參 數集。
[0026] 檢測器例如可W是電話檢測器，諸如磁性電話檢測器，被配置為檢測在用戶耳朵 附近是否存在電話。永久磁鐵可能位于移動電話上，并且檢測器可W被配置為檢測磁鐵的 存在，或者所述檢測器可W適合于檢測由移動電話的揚聲器所產生的磁場的存在。
[0027] 所述檢測器可W包括一個或多個接近傳感器，被配置為檢測是否存在可能會影響 音頻系統的反饋路徑的對象。當檢測到運種對象時，從儲存庫中選擇適當的反饋模型參數 集W供反饋處理器電路用于反饋補償信號提供。
[002引所述檢測器可W被配置為檢測音頻系統的反饋路徑中的變化，由此檢測其中目前 由反饋抑制器電路所使用的反饋模型參數集可W被來自儲存庫的另一反饋模型參數集所 代替的情況。
[0029] 所述檢測器可W包括環境檢測器，被配置為檢測音頻系統的環境，例如助聽器的 聲環境。所述檢測器可W進一步包括環境分類器，例如用于把助聽器的聲環境分類為話音、 噪聲、在安靜的周圍環境中的話音、在增雜的周圍環境中的話音、串音噪聲、交通噪聲和/ 或其它類型的聲情況。在助聽器中，環境分類可W使程序被移入信號處理器中，借此信號處 理可W突然改變。例如，助聽器能夠在各個程序之間變換，其中使用不同的信號處理，諸如 方向性、噪聲降低等，并且可W使用不同的組件，例如助聽器可W利用或不用拾音線圈。助 聽器中信號處理的運種突變也可能由于助聽器的傳遞函數的變化而突然改變反饋路徑。例 如，當執行一個信號處理程序時，助聽器可能比執行另一信號處理程序時更接近于不穩定 的情況。為了對應于檢測的環境來建模反饋信號路徑，反饋抑制器電路可W進一步被配置 為基于檢測的環境和在儲存庫中存儲的反饋模型參數集來確定反饋模型參數集。
[0030] 在優選實施例中，助聽器進一步包括第一減法器，用于從音頻信號中減去反饋補 償信號，W形成提供到信號處理器的經補償音頻信號。
【附圖說明】
[0031] 通過W下參考附圖的示例性實施例的具體描述，本發明的W上及其它特征和優點 對本領域技術人員來說將變得更加清楚，其中：
[0032]圖1是助聽器中現有技術的反饋消除的模型，
[0033] 圖2示意地圖示了圖1的反饋消除電路的反饋路徑切換，
[0034]圖3示出了現有技術的反饋消除電路的性能曲線，
[0035] 圖4是本發明的優選實施例的框圖，
[0036] 圖5示出了圖4的實施例的信號波形曲線，
[0037] 圖6示出了圖4的實施例的群成員數計數和概率的曲線，
[0038]圖7示出了圖4的實施例的濾波系數曲線，
[0039] 圖8是本發明的另一優選實施例的框圖，
[0040]圖9是具有分類歸并信號模型的實施例的框圖，并且
[0041] 圖10是具有外部信號和反饋信號的一個組合模型的實施例的框圖。
[0042]為了清楚起見，附圖是示意性的并且是簡化的，并且它們僅僅示出了對理解本發 明來說是必須的細節，而省去了其它細節。
[0043] 應當注意，除在附圖中所示出的本發明示例性實施例之外，本發明可W采用不同 的形式實現并且不應當被解釋為限于運里所闡明的實施例