CN1934903B - 具有抗反馈系统的助听器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有抗反馈系统的助听器。根据本发明的助听器包括：从至少一个输入变送器到输出变送器的信号通路；信号处理单元；声学环境检测装置；根据手动输入或来自声学环境检测装置的输出产生将用于信号处理单元的信号处理参数设置的输入的装置；当一个或多个产生信号处理参数的预选输入发生变化时，向抗反馈系统产生报警信号的装置。

Description

具有抗反馈系统的助听器

技术领域

本发明涉及助听器和其他音频设备，其中当捕捉到的音频信号由扩音器(在助听器中称为接收器)重复并由传声器再次捕捉且进一步放大时发生反馈。

背景技术

在助听器和其他音频装置中通常必须使用抗反馈系统以避免反馈问题。但是当信号路径发生变化时抗反馈系统会受到干扰，如方向变化或者当人工或自动导致的程序选择发生变化时。本发明尝试避免与信号通路中抗反馈系统与信号处理的快速变化之间的关联有关的问题。

发明内容

本发明解决了当手动引起或环境变化引起定向处理模式变化或当其他信号处理模式变化时，助听器开始啸叫的问题。

根据本发明，提供了具有抗反馈系统的助听器，其中助听器进一步包括：

●从至少一个输入变送器到输出变送器的信号通路，

●信号处理单元，

●声学环境检测装置，

●根据手动输入或来自声学环境检测装置的输出产生将用于信号处理单元的信号处理参数设置的输入的装置，

●当一个或多个产生信号处理参数的预选输入发生变化时，向抗反馈系统产生报警信号的装置。

抗反馈系统使用报警信号以改变其模式，从而尽可能快的产生自适应。

在本发明的实施例中，产生信号处理参数的预选输入之一涉及处理从两个或多个传声器收到的信号的方向特征。方向可以在全向信号与定向信号之间变化，其是信号处理单元的输入，当发生变化时，抗反馈单元可能不能足够快地调整以适应其滤波器。来自方向计算单元的指示用于抗反馈模块以确保快速适应新情况。

在本发明的另一实施例中，其中在助听器中包含至少两个不同的程序，并且还提供了用于根据环境检测在程序之间自动切换的装置，产生信号处理参数的预选输入之一涉及自动或手动选择程序。程序切换可能还影响抗反馈单元，且根据本发明的该实施例，关于程序切换的确定信息，自动切换或者手动切换，传递给抗反馈单元，从而自适应速度可以调整为快速跟踪信号通路中所发生的变化。

附图说明

图1是助听器的原理图。

图2是方向模块的框图。

图3是表示抗反馈模块功能的框图。

具体实施方式

根据所呈现的实施例，助听器1包括依照图1配置的方向处理模块2、频率整形模块3和抗反馈处理模块4。方向处理2可以自动在定向模式与全向模式之间切换，定向模式中具有其他超前关联的信号被衰减。抗反馈系统抵消部分反馈输入信号，并被用于实现更大的增益而没有啸叫。如图2所示，方向模块2产生两个信号，一个具有方向敏感性的信号11和一个全向信号12。模块2的输出13既可以是两信号之一也可以是两信号的组合，其由模块2输出端的增益调节器14实现。增益调节器14在叠加两信号11、12之前对其进行放大。对全向信号应用的增益称为α_omni，数值范围在[0，1]之间。对具有方向敏感性的信号11应用的增益为(1-α_omni)。α_omni由控制器15控制，控制器编程为使用输入信号中的信号等级和信噪比估计值以及其他可能的参数以自动选择助听器用户所需的模式。因此控制器15能够自动在全向信号12与定向信号11之间变化。当变化模式时，α_omni将从0渐变到1，反之亦然。

定向信号优选使用自适应算法产生，但是固定方向算法也可以使用。

频率整形模块3包括用于频率整形和动态压缩的滤波器组和压缩器，其用于修改信号以适合听力减弱的用户。该模块还包括其他类型的信号处理以增强信号，如噪声削减。

抗反馈(AFB)模块4产生内部反馈路径。该路径的用途是其应具有与通过接收器20、声学路径5、传声器21和方向模块2的外部反馈路径相同的特性。如果二者相等，当内部反馈信号x(n)的路径在图1中的方向模块2之后的加法器16内被减去时，由外部反馈路径5引起的反馈将消除。

AFB使用自适应算法跟踪外部反馈路径的变化。使用反馈的参数化模型，其中参数是FIR滤波器的系数。自适应算法是基于预估误差的方法，其调整了系数使得在抵消之后剩余信号中的能量e(n)最小化。

系数以给定步长和具有预定义步长大小μ₀的自适应算法修正。可能使用的归一化最小均方(NLMS)算法如下所述。其给出e(n)的能量在下降最急剧的方向的步长。修正由下式给出：

$\mathrm{\θ}\left(n\right)=\mathrm{\θ}(n-1)+2\frac{{\mathrm{\μ}}_0}{\mathrm{\β}+\mathrm{\ψ}{\left(n\right)}^{\′}\mathrm{\ψ}\left(n\right)}\mathrm{\ψ}\left(n\right)e\left(n\right)$

其中θ(n)是具有系数的向量，ψ(n)是长度与具有u(n)的最新采样的θ(n)相同的向量，μ₀是定义步长大小的标量。μ₀将控制自适应滤波器适应外部反馈路径变化的速度。

自适应滤波器的一个缺点是其可以适应输入信号中的语调成分。语调成分随后可以衰减。为了降低对语调成分的敏感性，可以使用小的μ₀(即缓慢自适应)。但是如果助听器变得不稳定或者开始啸叫，则该μ₀所得到的自适应速度通常是慢了。

使用μ₀的两个可选值，较小的值用于缓慢自适应以获取对语调成分的较好抑制，当需要时较大的值可获取快速自适应。但是如果希望，μ₀可以是可编程的，可以使用不同值的范围。当语音检测器检测到啸叫时使用快速自适应。在啸叫已经消失后的预定期间内滞后作用用于允许继续快速自适应。

AFB试图跟踪的外部反馈路径5依赖于方向模块2。当在全向模式与定向模式之间切换时反馈路径发生本质上的变化。如果自适应速度相对于α_omni的过渡时间太慢，AFB将被误调整。因此助听器在全向信号与定向信号之间的自动过渡中可能开始啸叫。

根据本发明，当方向性从全向模式变化为定向模式时，AFB系统强制使用快速模式，因此防止了助听器由于过慢的自适应而啸叫。当发生变化时，增益α_omni用于监控。在0到1范围内的中间值将引起快速模式的自适应。当输入α_omni在指定范围内时，图1的触发器17给出了1的输出18(dir_shift)。α_omni的其他值将给出输出0。在AFB模块中，信号dir_shift 18同或门内中的语音检测器的输出结合，所以二者任一能够导致快速模式。滞后作用确保当α_omni已经不在指定范围时，在过渡的最后部分期间仍使用快速模式。

处理的其他变化，如手动或自动程序的切换也可以用于控制抗反馈算法的自适应速度。这里应当提出，任何涉及改变增益设置的变化均能够用于设置抗反馈算法的自适应速度，其可以是软噪声抑制、压缩或噪声阻尼的变化。而且在具有自适应方向性的系统中上述可能发生在一个或多个频带的方向变化也可以用作抗反馈算法的自适应速度变化的输入。

Claims (2)

1.具有用于估计外部反馈路径(5)的抗反馈系统(4)的助听器(1)，包括：

●从至少一个输入变送器(21)到输出变送器(20)的信号通路，该输入变送器包括两个或多个传声器(21)；

●信号处理单元(3)；

●方向处理模块(2)，用于从所述两个或多个传声器(21)接收输入信号、产生具有方向敏感性的定向信号(11)和全向信号(12)、及提供用于在信号通路中处理的输出信号(y(n))，输出信号(y(n))是定向信号和全向信号之一或基于将定向信号和全向信号相加之前应用于该两个信号的增益因数的定向信号和全向信号的组合，其中应用于全向信号的增益α_omni在[0，1]之间，及其中应用于定向信号的增益为1-α_omni；

●声学环境检测装置；

●当产生信号处理参数的一个或多个预选输入发生变化时，向抗反馈系统(4)产生报警信号(dir_shift)的触发器装置(17)，其中产生信号处理参数的一个预选输入α_omni涉及处理从两个或多个传声器收到的信号的方向特征；

●根据手动输入或来自声学环境检测装置的输出产生将用于信号处理单元(3)中信号处理参数的设置的所述一个预选输入α_omni的控制器装置(15)，该预选输入α_omni用作产生报警信号(dir_shift)的触发器装置(17)的输入。

2.根据权利要求1所述的助听器，其中助听器包含至少两个不同的程序，并且具有根据声学环境检测装置的环境检测在程序之间自动切换的装置，其中产生信号处理参数的一个预选输入涉及自动或手动选择程序。

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