[發(fā)明專利]用于助聽設(shè)備的雙耳側(cè)面感知的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080064966.1
• 申請(qǐng)日: 2010-07-07
• 公開（公告）號(hào): CN102783185A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: E.費(fèi)希爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西門子醫(yī)療器械公司
• 主分類號(hào): H04R25/00
• 分類號(hào): H04R25/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 謝強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于基于麥克風(fēng)裝置側(cè)面出現(xiàn)的聲學(xué)有用信號(hào)改善在兩個(gè)或多個(gè)麥克風(fēng)的麥克風(fēng)裝置的輸出信號(hào)中的信噪比的一種方法和一種系統(tǒng)。這樣的方法和系統(tǒng)可以在助聽設(shè)備，特別是助聽器佩戴者頭部佩戴的助聽器中采用。在此側(cè)面應(yīng)該被理解為特別是雙耳助聽器裝置的佩戴者的頭部的右邊和左邊。

背景技術(shù)

迄今為止在助聽器中使用的傳統(tǒng)方向性方法（Richtwirkungsverfahren）提供如下可能性：將從助聽器佩戴者前面或從后面到達(dá)的信號(hào)或噪聲從其余的環(huán)境噪聲中突出，以便這樣提高語音理解性。但是該方法不能提供如下可能性：突出從左邊或右邊到達(dá)的側(cè)面源的信號(hào)或噪聲。

公知的助聽器僅提供如下可能性：這樣的側(cè)面信號(hào)通過如下來強(qiáng)調(diào)，即，將期望的側(cè)面的信號(hào)傳輸?shù)诫p耳。為此將音頻信號(hào)從一個(gè)耳側(cè)傳輸?shù)搅硪粋€(gè)耳側(cè)并且在那里播放。但是由此向助聽器佩戴者提供單信號(hào)，這導(dǎo)致丟失可以定位聲源（‘binaural?cues，雙耳提示’）的信號(hào)特征。這樣的信號(hào)特征例如可以是耳間電平差，即在面向噪聲或信號(hào)源的耳朵或助聽器側(cè)的電平高于背向的耳朵或助聽器。

傳統(tǒng)的差分定向麥克風(fēng)的計(jì)算并不是可無限制地應(yīng)用的解決方案，除了別的之外因?yàn)橐部梢栽诰哂懈叩念l率分量的信號(hào)的情況下由于所謂的“空間混淆（spatial?aliasing）”而使得不具有空間多義性的差分定向麥克風(fēng)是不可能的。

如果將原始聲音信號(hào)的右和左麥克風(fēng)信號(hào)相減，則形成這樣的空間多義性，即，一個(gè)信號(hào)的空間來源的不再可唯一對(duì)應(yīng)性。通過麥克風(fēng)信號(hào)相減的差分處理通常允許規(guī)定在期望的方向上麥克風(fēng)裝置的定向的靈敏性。但是如果原始聲音信號(hào)的波長與麥克風(fēng)裝置的麥克風(fēng)的空間距離相比太小，則僅還能雙義或多義地確定原始信號(hào)的空間來源。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種在考慮信號(hào)源的空間方向的條件下對(duì)聲音信號(hào)中的干擾信號(hào)-有用信號(hào)比的改善。

本發(fā)明通過如下解決上述技術(shù)問題，即，將其作為經(jīng)典的干擾噪聲降低問題來考察。按照在下面描述的方式，確定或估計(jì)雙耳干擾信號(hào)和雙耳有用信號(hào)，這些信號(hào)被用作合適的濾波器（例如維納濾波器）的輸入信號(hào)，在該濾波器中優(yōu)選對(duì)每個(gè)頻帶計(jì)算并應(yīng)用一個(gè)對(duì)于兩個(gè)耳側(cè)是相同大的放大系數(shù)。通過對(duì)兩只耳朵應(yīng)用相同的放大系數(shù)獲得耳間電平差，即，可以定位聲音或聲源。

本發(fā)明的基本思路在于，不同地處理高和低的頻率分量（邊界頻率在700Hz和1.5kHz之間的范圍內(nèi)，例如大約1kHz）。對(duì)于低頻率范圍根據(jù)差分預(yù)處理結(jié)合差分雙耳定向麥克風(fēng)的計(jì)算進(jìn)行濾波，優(yōu)選同樣是維納濾波，其中通過預(yù)處理產(chǎn)生向左和向右定向的信號(hào)，通常具有相反定向的心臟形曲線（Cardioid）特征（腎形的取決于方向的靈敏度）。

基于傳統(tǒng)的差分定向麥克風(fēng)的這兩個(gè)向左和向右定向的信號(hào)被作為側(cè)面的有用和干擾聲音的水平的估計(jì)基礎(chǔ)來使用，其中該估計(jì)又作為濾波、優(yōu)選是維納濾波的輸入?yún)?shù)來使用。

然后將該濾波單獨(dú)地應(yīng)用于麥克風(fēng)裝置的每個(gè)麥克風(fēng)信號(hào)，并且不是應(yīng)用于雙耳裝置的共同的差分定向麥克風(fēng)信號(hào)，所述共同的差分定向麥克風(fēng)信號(hào)是作為傳統(tǒng)的定向麥克風(fēng)的輸出信號(hào)被計(jì)算的。

例如，相對(duì)于使用全向信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)在于，通過在前連接的方向性一定程度上人工地產(chǎn)生在左和右側(cè)之間的較大的差別，該差別表現(xiàn)為對(duì)從待抑制的方向入射的信號(hào)的提高的干擾聲抑制。

一種優(yōu)選的擴(kuò)展在于，在低頻范圍中如前面解釋地那樣進(jìn)行根據(jù)傳統(tǒng)的差分定向麥克風(fēng)的計(jì)算的預(yù)濾波和然后的濾波，優(yōu)選是維納濾波，并且在高頻范圍中（邊界頻率在700Hz和1.5kHz之間的范圍內(nèi)，例如大約1kHz）對(duì)于然后的維納濾波利用自然的頭部遮蔽效應(yīng)（Kopfabschattungseffekt）作為用于干擾聲估計(jì)和有用聲估計(jì)的預(yù)濾波器。

在利用頭部遮蔽效應(yīng)的條件下如下進(jìn)行干擾聲估計(jì)和有用聲估計(jì)的確定：面向期望側(cè)的單耳信號(hào)被用作為有用信號(hào)估計(jì)，背向側(cè)的信號(hào)作為干擾信號(hào)估計(jì)。這是可能的，因?yàn)樘貏e是在較高頻率（>700Hz或>1kHz）情況下頭部遮蔽效應(yīng)引起在背向側(cè)上信號(hào)的顯著衰減。

基于通過頭部遮蔽預(yù)濾波的信號(hào)的這兩個(gè)向左和向右定向的信號(hào)被用作為對(duì)側(cè)面的有用和干擾聲的水平的估計(jì)基礎(chǔ)，并且這些估計(jì)又被用作對(duì)于濾波、優(yōu)選是維納濾波的輸入?yún)?shù)。

該濾波然后被單獨(dú)地應(yīng)用于麥克風(fēng)裝置的每個(gè)麥克風(fēng)信號(hào)。

例如相對(duì)于使用全向信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)在于，通過在前連接的方向性一定程度上人工地產(chǎn)生在左和右側(cè)之間的較大的差別，該差別表現(xiàn)為對(duì)從待抑制的方向入射的信號(hào)的提高的干擾聲抑制。