[发明专利]听觉装置的稳定性和语音可听性改进

说明书

技术领域

本发明涉及用于诸如助听器的听觉装置的稳定性改进的信号去相关，并且涉及改进这种听觉装置的语音可听性。

背景技术

助听器中的信号处理通常通过为信号确定时变增益以及然后在内部将信号乘以增益来实现。这种方法给出线性时变系统，即，具有随着时间的推移而改变的频率响应的滤波器。这种系统对于其中所期望的信号处理是时间相关和频率相关增益、诸如动态范围压缩和噪声抑制的那些类型的处理来说可以是非常有效的。但因为其线性性质，时变滤波器不能够被用来实现如由本发明所公开的诸如频移或相位随机化的非线性处理。

替代方法将使用分析/合成系统。为了分析，引入信号通常被划分成段，并且每个段被分析以确定一组信号属性。为了合成，使用所测量的或修改的信号属性来生成新的信号。有效分析/合成过程是从US 4,885,790、USRE 36,478以及US 4,856,068所获知的正弦建模。在正弦建模中语音被划分成重叠的段。分析包括对各段计算快速傅里叶变换(FFT)，以及然后确定FFT的各个峰的频率、振幅以及相位。为了合成，生成了一组正弦。各个正弦与FFT的峰相匹配；并非全部峰都必然地被使用。规则被提供来将一个段中的峰的振幅、相位以及频率链接到下一段中的对应峰，并且在输出段上对各个正弦曲线的振幅、相位以及频率进行插值以给出平滑变化的信号。语音因此使用有限数目的已调制正弦分量来再现。

正弦建模为非线性信号修改提供框架。该方法能够被例如用于如在US 5,054,072中所示出的数字语音编码。为语音确定信号的振幅和相位、进行数字编码、以及然后发送到接收机，其中，它们被用来合成正弦以产生输出信号。

正弦建模对于信号时标和频率修改也是有效的，如在McAulay,R.J.和Quatieri,T.F.(1986),“Speech analysis/synthesis based on a sinusoidal representation”(基于正弦表示的语音分析/合成),IEEE学报声学语音和信号处理,第ASSP-34卷,第744-754页中所报告的。对于时标修改，FFT峰的频率被保持，但输出信号的连续段之间的间距能够被减少以加速信号或者增加以使它慢下来。对于频移，输出信号段的间距连同各个正弦的振幅信息一起被保持，但在相对于原始值已经偏移的频率处生成正弦。另一信号操纵是通过动态地调整合成的正弦的相位以减少信号峰振幅来减少峰-平均比率，像在US 4,885,790和US 5,054,072中所示出的那样。

正弦建模还能够被用于语音增强。在Quatieri,T.F和Danisewicz,R.G.(1990),“An approach to co-channel talker interference suppression using a sinusoidal model for speech”,IEEE学报声学语音和信号处理,第38卷,第56-69页中，正弦建模被用来抑制干扰话音，并且Kates(在Kates,J.M.(1994),“Speech enhancement based on a sinusoidal model”,J.Speech Hear Res,第37卷,第449-464页中报告)同样已将正弦建模用作为噪声抑制的基础。在上面提到的Kates研究中，假定为语音的信号的高强度正弦分量被再现但假定为噪声的低强度分量被去除；然而，未发现在改进语音可懂度时的有益效果。Jensen和Hansen(在Jensen,J.,和Hansen,J.H.L.(2001),“Speech enhancement using a constrained iterative sinusoidal model”,IEEE学报语音和音频处理,第9卷,第731-740页中报告)使用正弦建模来增强由加性宽带噪声所降级的语音，并且发现他们的方法比诸如维纳滤波的比较方案更有效。

正弦建模同样已被应用于听觉损失和助听器。Rutledge和Clements(在US 5,274,711中报告)将正弦建模用作动态范围压缩的处理框架。他们使用正弦建模再现了整个信号带宽，但增加了已合成分量在观测到听觉损失的那些频率处的振幅。类似方法已被其他人用来通过使已合成正弦分量的频率相对于原始信号的那些下移来为听觉受损听众提供频率降低。移位量是频率相关的，其中低频率接收少量移位而较高频率接收越来越大的移位。

发明内容

因此本发明的目的是提供在诸如助听器的听觉装置中提供稳定性改进的计算简单的方式。