[發明專利]用于定位音頻源的方法以及多通道的聽力系統

有效

• 申請號: 201110185872.6
• 申請日: 2011-07-04
• 公開（公告）號: CN102316404A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: V.鮑斯
• 申請（專利權）人: 西門子醫療器械公司
• 主分類號: H04R25/00
• 分類號: H04R25/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 謝強

技術領域

本發明涉及一種用于利用多通道的聽力系統來定位音頻源的方法。此外，本發明還涉及一種對應的帶有多個輸入通道的多通道的聽力系統，尤其是還涉及一種雙耳聽力系統。雙耳聽力系統在這里被理解為一種可以用來為使用者的雙耳提供聲音的系統。特別是被理解為一種雙耳助聽器系統，其中使用者在兩個耳朵上佩戴了為各自耳朵傳聲的助聽器。

背景技術

助聽器是為聽力差的人提供聲音的便攜式聽力裝置。為了迎合多種個性化的需要，提供了助聽器的不同結構形式，如耳后助聽器(Hinter-dem-Ohr-Hoergeraete，HdO)、具有外部聽筒的助聽器(RIC：receiver?in?the?canal)和耳內式助聽器(In-dem-Ohr-Hoergeraete，IdO)，例如還有外耳式助聽器或耳道式助聽器(Kanal-Hoergeraete，ITE，CIC)。這些示例性解釋的助聽器佩戴在外耳上或者耳道內。此外，市場上還提供了骨傳導助聽器、可植入式助聽器或振感助聽器。在此，對受到損傷的聽力或者通過機械或者通過電進行刺激。

助聽器原則上具有作為基本部件的輸入轉換器、放大器以及輸出轉換器。輸入轉換器通常是一種聲音接收器(例如麥克風)和/或電磁接收器(例如感應線圈)。輸出轉換器大多作為電聲轉換器(例如微型揚聲器)或者作為電子機械轉換器(例如骨傳導耳機)實現。放大器通常被集成到信號處理單元中。在圖1中以耳后助聽器為例示出這種原理結構。在用于配戴在耳后的助聽器外殼1內，安裝一個或者多個麥克風2，用于接收來自環境的聲音。同樣被集成在助聽器外殼1中的信號處理單元3處理麥克風信號并將其放大。信號處理單元3的輸出信號被傳輸到一個輸出聲音信號的揚聲器或聽筒4上。聲音必要時通過一個采用耳塑件固定在耳道內的傳聲軟管傳遞到助聽器佩戴者的鼓膜。助聽器的供電和特別是信號處理單元3的供電通過一個同樣被集成到助聽器外殼1中的電池5進行。

一般地，計算機支持的情景分析系統(CASA：Computational?SceneAnalysis?System)通過對當前聲源的以及優選地也對當前環境的空間定位和分類，實現了對當前情景的描述。為了直觀起見，這里描述所謂“雞尾酒會問題(Party-Cocktail?problem)”。多個交談的發音者產生了一種背景談話噪聲，兩個人靠近觀察者地交談(定向的聲音)，某些音樂來自于另一個方向并且產生某種空間回響效應。類似于人類聽覺能夠定位并區分出不同的音頻源，CASA系統試圖按照類似的方式來模仿該功能，使得至少可以從聲音混合中定位并分類每個聲源(例如，說話、音樂、干擾噪聲，等)。與此相關的信息不僅對于助聽器程序選擇是寶貴的，而且例如對于所謂波束形成器(Beamformer)(空間濾波器)也是寶貴的，該波束形成器可以在所希望的方向上偏轉，以便放大對于助聽器攜帶者的所希望的信號。

通常的CASA系統如下地工作：通過傅里葉變換或者通過類似的變換(例如，小波變換、伽馬聲調濾波器組，等等)，將音頻信號變換到時間-頻率域(T-F)中。在此，也就是將信號變換到多個短期頻譜。

圖2示出了這種常規的CASA系統的框圖。左助聽器的麥克風10的信號以及右助聽器的麥克風11的信號，被共同送至濾波器組12，后者進行提到的至T-F域中的變換。然后，在分割單元13中將T-F域中的信號分割成分開的T-F塊。這些T-F塊是短期頻譜，其中，這些塊通常在所謂的“T-F起點檢測(T-F-Onset-Detektion)”之后開始，即，當信號的頻譜超過一定的電平時。通過分析其它特征確定塊的長度。這些特征典型地包括偏移量(Offset)和/或相關性因此，設置了特征提取單元14，其從T-F域中的信號中提取特征。例如，這類特征是兩耳時差(ITD)、兩耳電平差(ILD)、塊互相關、基礎頻率，等等。可以借助于所估計或者是所提取的特征(ITD、ILD)執行對每個源的定位15。不過，也可以將來自提取單元14的所提取的特征用來控制分割單元13。

在編組單元16中將在分割單元13之后所得到的相對小的塊再次組合，以便表達不同的源。為此，對提取單元14所提取的特征進行特征分析17，其結果被用于編組。這樣所編組的塊被送至分類單元18，利用后者應該識別出，產生一個塊組的信號的源是何種類型。該分類的結果以及分析17的特征被用于描述情景19。

然而，按照這種方式對聲學情景的描述經常是有錯誤的。特別是，不容易精確地分開或描述來自一個方向的多個源，因為小的T-F塊僅僅包含很少的信息。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題是，在多通道的聽力系統中改善對聲源的檢測和定位。