[发明专利]用于鲁棒反馈通道估计的频谱内容修改

说明书

技术领域

本发明涉及例如助听器的听音装置中的反馈抵消。本发明尤其涉 及用于根据用户的需要将输入声音处理为输出声音的听音装置。

本发明还涉及抵消听音装置中声反馈的方法。本发明还涉及根据 本发明的听音装置的使用。

本发明例如在易声反馈的听音装置等应用中可能是有用的，如助 听器、头戴式耳机或者有源耳塞。

背景技术

以下对现有技术的说明涉及本发明的应用领域之一的助听器。

在助听器中的反馈抵消系统中，希望输出信号(即，接收器信号) u(n)与目标输入信号x(n)不相关。在此情况下，用于更新反馈抵消滤 波器参数的算法典型地在取得该算法的理论条件下操作，并且该反馈 抵消系统的性能可以是好的。然而，不幸的是，在助听器应用中，输 出信号和输入信号典型地不是不相关的，因为输出信号实际上是输入 信号的延迟的(并且处理过的)形式；结果输入信号中的自相关导致 输出信号和输入信号之间的相关性。如果这两个信号之间存在相关 性，则反馈抵消滤波器将不仅减小反馈的影响，而且还将去除输入信 号的成份，导致信号失真以及可理解性(输入信号是语音的情况下) 和声音质量(音频输入信号的情况下)的潜在损失。

得到与输入信号不相关的输出信号的传统方式是通过使用探针 噪声，其中与输入信号不相关的依赖信号的噪声源被添加到输出信 号。尽管探针噪声技术原则上可以减小自相关问题，但是也许多缺点， 使得这些技术不够理想。首先，该探针噪声必须被插入为使得理想上 它被原始输出信号完全掩蔽，并且因此收听者听不到它。这又意味着 与输入信号相比探针噪声水平是非常低的，导致低“探针噪声-干扰 比”，其中“干扰”在此语境下是冲击传声器的目标信号，例如，语 音/音频等。其结果是较大的反馈通路估计差异和/或长的适应时间。 此外，利用探针噪声技术，自适应反馈抵消滤波器系数典型地只基于 探针噪声进行估计，但是忽略了原始输出信号中潜在有用的信号成 份，导致自适应系统不必要不良工作条件。

WO 2007/006658A1描述了一种用于合成听音装置的音频输入信 号的系统和方法。该系统包括用于去除所选频带的滤波器单元、用于 基于滤波后的信号合成所选频带从而生成合成信号的合成器单元、用 于组合滤波后的信号和合成后的信号以生成组合信号的组合器单元。

发明内容

与探针噪声技术类似，所提出的方案的目的是要处理输出信号以 得到基本上与输入信号不相关的(或者至少与未修改的输出信号相比 较小相关的)信号成份，并且该信号成份随后可被自适应系统使用， 以更好地估计反馈通道。作为探针噪声的替换方案(或者除了探针噪 声之外的另一种方案)，我们提出使用以下基于频谱内容修改的方案 (例如，频谱带替代)。

术语“基本上不相关或者至少与未修改的输出信号相比较小相 关”在本语境中是指根据本发明已处理输出信号与未修改的输出信号 (即，没有经过本发明所提出的处理的输出信号)相比与输入信号较 小相关。

虽然探针噪声技术可以采用人体听觉系统的同时掩蔽作用并且 只允许在每个频谱带中插入相对低水平的噪声(典型地比掩蔽信号低 15-25dB)，但是我们在此提出例如用与输入信号中相同的时间-频区 基本不相关的合成复制(synthetic replica)完全代替原始信号的整个时 间-频率块(tile)。类似的技术已经在音频编码中采用，其中通过复制 低频带(频谱带复制)合成高频率信号区。这样，所提出的频谱内容 修改方案采用了对于一些信号区听觉系统对每个临界带内的特定能 量分布不敏感这一事实。原则上，被替换的时间-频率块越多，输出 信号和输入信号之间剩余的相关性越小，并且自适应反馈抵消系统的 工作条件越好。然而，不是输出信号的所有频谱带始终都可以替换； 理想地，应该只替换其替换感觉上与原始信号不能区分的时间-频区。 这可以通过使用基于人体听觉系统模型的失真测量来实现。利用该测 量，原则上可以确定收听者能够在原始信号和复制之间区分到什么程 度。

本发明的目的是提供一种用于听音装置中反馈估计的替换方案。

通过所附权利要求中描述的以及下面描述的本发明来实现本发 明的目的。

通过一种用于根据用户的需要将输入声音处理为输出声音的听 音装置来实现本发明的目的。该听音装置包括

输入变换器，用于将输入声音转换为电输入信号，以及