[发明专利]包括循环神经网络的听力装置及音频信号的处理方法

权利要求书

1.一种听力装置，配置成由用户佩戴在耳朵处或耳朵中或者完全或部分植入在用户耳朵处的头部中，所述听力装置包括：

-用于按时频表示k,t提供至少一电输入信号的输入单元，其中k和t分别为频率指数和时间指数，及k表示子频带信号，k＝1,…,K，至少一电输入信号表示声音并包括目标信号分量和噪声分量；及

-信号处理器，包括

--SNR估计器，用于提供所述时频表示中所述至少一电输入信号或源自其的信号的目标信噪比(SNR)估计量SNR(k,t)；

--SNR-增益转换器，用于将目标信噪比估计量SNR(k,t)转换为所述时频表示中的相应增益值G(k,t)；

其中所述信号处理器包括包含至少一定义为门控循环单元的层的神经网络，门控循环单元包括隐藏状态向量h形式的记忆，其中输出向量o(t)由所述门控循环单元根据输入向量x(t)和隐藏状态向量h(t-1)提供，其中在给定时间步t的输出o(t)存储为隐藏状态h(t)并用于计算下一时间步t+1的输出向量o(t+1)；

其中至少所述SNR-增益转换器通过所述神经网络实施，及其中至少一定义为门控循环单元的层实施为改良门控循环单元，其中信号处理器配置成在给定时刻t分别计算输入向量x(t)和隐藏状态向量h(t-1)从一时刻t-1到下一时刻t的变化和其中和分别为x(i,t-1)和h(j,t-2)的估计值，其中i,j分别指隐藏状态的第i个输入神经元和第j个神经元，其中1≤i≤N_ch,x和1≤j≤N_ch,oh，其中N_ch,x和N_ch,oh分别为输入向量x和隐藏状态向量h的处理通道的数量，及其中信号处理器还配置成使得分别对于给定时刻t的输入向量x(t)和隐藏状态向量h(t-1)，改良门控循环单元的N_ch,x和N_ch,oh个处理通道之中的更新通道的数量分别限于峰值数量N_p,x和N_p,oh，其中N_p.x小于N_ch,x，及N_p,oh小于N_ch,oh。

2.根据权利要求1所述的听力装置，其中，信号处理器配置成将输入向量和隐藏状态向量的估计值确定为：

其中i,j分别指隐藏状态的第i个输入神经元和第j个神经元，其中1≤i≤N_ch和1≤j≤N_ch。

3.根据权利要求2所述的听力装置，其中，信号处理器配置成将输入向量和隐藏状态向量的值的变化确定为：

4.根据权利要求1所述的听力装置，其中，输入单元包括多个输入变换器和波束形成器滤波器，其中波束形成器滤波器配置成基于来自多个输入变换器的信号提供至少一电输入信号。

5.根据权利要求1所述的听力装置，包括话音活动检测器，配置成估计输入信号在给定时间点是否或者以何种概率包括话音信号并提供指明结果的话音活动控制信号。

6.根据权利要求1所述的听力装置，包括输出单元，配置成根据至少一电输入信号向用户提供输出刺激。

7.根据权利要求1所述的听力装置，其中，信号处理器配置成将SNR-增益转换器提供的增益值G(k,t)应用于至少一电输入信号或源自其的信号。

8.根据权利要求1所述的听力装置，其中，信号处理器配置成舍弃在给定时刻t的N_p个通道之中的、其绝对值或小于阈值Θ_p的通道的处理。

9.根据权利要求1所述的听力装置，其中，峰值数量N_p,x和N_p,oh根据至少一电输入信号自适应确定。

10.根据权利要求1所述的听力装置，其中，神经网络的参数已用多个训练信号进行训练。