專利名稱：控制助聽器中帶分離壓縮器的方法和設備的制作方法
控制助聽器中帶分離壓縮器的方法和設備技術領域0001本發明涉及控制聲音信號，且更具體地，涉及通過控制助聽器 中的帶分離(band split)壓縮器的輸入水平處理特別是用于聽力受損 的人員的聲音信號的方法和助聽設備。
背景技術：
0002聽力受損人員的聽力損失大多是與頻率相關的。這意味著他們 的聽力損失隨頻率而不同。因此，當補償聽力損失時，在寬的動態范圍 內利用頻率相關的放大和壓縮是有利的。助聽器因此通常將輸入聲音信 號，特別是由助聽器的輸入換能器接收的語音信號分割成不同的頻率間 隔，其也稱為頻帶。可以該方式根據某個頻帶的聽力損失分別調整每個 頻帶的輸入聲音信號。頻率相關的調整通常是通過采用帶分離濾波器和 壓縮器對每個頻帶進行的，所謂的帶分離壓縮器可總稱為多帶壓縮器。 可以該方式根據聽力損失及各頻帶中輸入聲音信號的輸入水平調整每個 頻帶的增益。例如，帶分離壓縮器可以在其頻帶內為低聲音提供比高聲 音帶更高的增益。0003圖1是傳統多帶壓縮處理系統100的方框圖。該系統100包括將進 入的聲音信號分隔為不同頻帶的濾波器組102。然后某一頻帶的各帶分離 信號被提供給帶分離壓縮器104—1， 104 — 2，…，104 — n。壓縮器104放 大帶分離信號的水平，且然后將放大的信號提供給乘法器106 — 1， 106 — 2，…，106 — n。乘法器106按照放大的信號水平放大或衰減特定頻帶的 聲音信號從而產生放大的聲音信號。加法器108將放大的聲音信號求和以 產生輸出聲音信號。0004為了調整某個人的頻率相關的聽力損失，將信號分割到大量的 頻帶中是有利的。然而，當使用頻率相關的放大和壓縮時，必須注意避 免通常與多帶非線性處理相關的不必要的失真。頻率相關的放大和壓縮的特殊問題是所謂的頻譜模糊(spectral smearing),該問題可引起語 音可理解性(intelligibility)的損失，因為，例如語音頻譜中頻譜差 異由于不同帶分離壓縮器的單個增益調整而被模糊化或平滑掉。處理該 問題的方式將減小頻帶的數目，雖然這也是不利的，因為其不可能提供 聽力受損人員聽力損耗的詳細頻率相關的適配(fitting)。0005美國專利6,873,709描述了提供改進的聲音信號濾波和壓縮的 助聽器設備。所描述的方法和設備試圖在低水平時實現更好的語音可聽 度(audility)和可理解性，并試圖根據相應的估計信號水平，通過對 照與至少一個鄰近(neighboring)頻帶關聯的增益量限制每個頻帶的增 益量，從而保持高水平的頻譜對比度。結果，輸入聲音信號將不會被壓 縮器調整的增益量放大，而是以受限制的增益量放大。這意味著首先每 個帶分離壓縮器根據此頻帶中估計的信號水平控制各頻帶中實際的初始 增益。在增益被每個單個壓縮器調整后，如果初始增益量超過某個閾值 水平，則初始增益量由隨后增益限制單元進行限制。然而，還有三個語 音可聽度和可理解性方面的不足，因為后繼限制單個初始增益量實際上 不能處理單個帶分離壓縮器中與多帶非線性處理相關的頻譜模糊。僅當 頻帶中信號水平超過閾值水平時增益量被限制，限制初始增益量的受限 能力變得更明顯，這是因為僅關于較高信號水平的頻譜對比度會被保留。 因此實現增益受限制單元也可能不能處理所有情況中的頻譜模糊。0006因此，需要改進技術用于提供聲音信號的多帶壓縮處理。發明內容0007因此本發明的目的是提供通過帶分離壓縮器處理聲音信號的方 法和助聽器，該帶分離壓縮器具有改進的增益控制特性。0008本發明的這一目的是通過處理助聽器中聲音信號的方法實現的， 其中該方法包括將輸入的聲音信號過濾為大量頻率帶從而獲得帶分離信 號，為每個帶分離信號估計信號水平，在一個或多于一個組中設置頻帶， 基于相應組的信號水平為每個帶分離信號確定壓縮器輸入水平，基于相 應的壓縮器輸入信號為每個帶分離信號確定壓縮器增益，并以相應的壓 縮器增益放大每個帶分離信號。0009本發明進一步提供一種助聽器，其包括輸入換能器，該輸入換 能器經配置將聲學輸入聲音信號變換為電輸入聲音信號；帶分離濾波器單元，該分離濾波器單元經配置將電輸入聲音信號過濾為許多頻帶從而獲得帶分離信號；信號水平估計單元，其經配置確定每個帶分離信號的 信號水平；分組控制單元，其經配置將頻帶設置為許多組，并基于相應 組的信號水平為每個帶分離壓縮器計算壓縮器輸入水平；每個頻率帶的 帶分離壓縮器，其經配置根據相應的壓縮器輸入信號確定壓縮器增益， 并以相應的壓縮器增益放大帶分離信號；加法單元，其經配置將帶分離 壓縮器的輸出信號求和從而形成電聲音輸出信號；輸出換能器，其經配 置將電輸出聲音信號變換為聲學聲音輸出信號。0010借助按照本發明的方法和助聽器，可以將頻帶設置為多個組， 這意味著從每個頻帶中的帶分離信號確定的信號水平被分組，且然后每 個組中信號水平被用來計算每個帶分離壓縮器的壓縮器輸入水平，帶分 離壓縮器用于為每個帶分離信號確定或計算壓縮器增益。每個帶分離壓 縮器的輸入水平因此是基于各頻帶中的信號水平計算的，且計算結果考 慮了組中的所有信號水平。因為在計算輸入水平時，不僅各頻帶的信號 水平，而且其他信號水平都要考慮，所以可以避免頻譜模糊，即使輸入 聲音信號被分成大量的頻帶。0011現有技術的優點可從下面的事實中看出，在計算頻帶的壓縮器 輸入水平時，該頻帶的實際信號水平也被考慮，在確定壓縮器增益時， 無任何后續增益調整限制時，而且在確定壓縮器輸入水平時也考慮另外 頻帶的信號水平。0012按照本發明一個方面，組設置取決于輸入聲音信號的性質和/或 聽力受損人員的聽力損壞程度并被其設定。除了各帶分離壓縮器的頻帶 外，每個組可包括至少一個鄰近頻帶。鄰近頻帶要么是相鄰(adjacent) 頻帶，要么是各帶分離壓縮器頻帶附近較低或較高的頻帶中的至少一個。0013按照本發明另一方面，各帶分離壓縮器的壓縮器輸入水平是通 過加權組中確定的或估計的信號水平而計算的。加權可意味著各頻帶的 信號水平是以比相鄰頻帶的信號水平更高的因子加權的，該相鄰頻帶再 次以比組內另一個信號水平更高的因子加權的，該組與帶分離壓縮器的頻帶不相鄰。0014按照本發明的另一個方面，每個帶分離壓縮器的輸入水平是通 過對組信號水平應用數學函數計算的。該數學函數是從組信號水平生成 壓縮器輸入水平作為輸出的函數。按照一個實施例，數學函數是最大函 數，其設定輸出為具有最大值的組的信號水平。換句話說，為該頻帶組 計算的所有輸入水平被設定為組內信號水平的最大水平，然后各帶分離 壓縮器按照輸入水平將各增益分派給每個頻帶。以該方式，可以避免模 糊化，因為單個頻帶的各增益不會獨立增加，減小。按照進一步的實施 例，其他數學函數，如最小或平均函數是按照本發明執行的。0015按照本發明的又一個實施例，本方法和助聽器提供分組模板 (grouping template)從而將頻帶設置為一個或多個組并為每個組設置 決策規則。按照一個實施例，分組模板可以是定義設置在組內頻帶的數 目或定義哪些頻帶分在同一組的函數。例如，從最高頻帶或最低頻帶開 始，分組模板可等于3，以便每3個鄰近頻帶被設置在獨立組中。當然， 最后根據總頻帶數目，最后一組可僅含一個或兩個頻帶。0016按照本發明的一個方面，每個組的決策規則是數學函數，如上 面解釋的那樣，該函數被應用到屬于相應帶分離壓縮器的頻帶組中頻帶 的信號水平。0017按照本發明的另一個方面，輸入聲音的性質是將輸入聲音信號 分類為聲音類別然后按照確定的聲音類別提供分組模板和/或決策規則 而確定的。以該方式提供適應性分組和輸入水平計算，這意味著所選分 組模板和決策規則對進入聲音是最優的，從而為助聽器用戶提供最優結 果。例如，對于語音和音樂信號，更多分組對于確保所有頻帶中可聽度 是有利的。另一方面，對于噪聲信號，較少組是足夠的，因為不需要可 聽度，如按照決策規則，與最大函數結合的較少組將產生總噪聲減小的 感覺，因此助聽器用戶可獲得更佳的舒適度。0018按照本發明的另一個方面，根據發明的方法和助聽器也考慮聽 力損失程度。按照一個實施例，提供或確定聽力損失程度，然后將其分 類為聽力損失類別，因此，對于某些聽力損失類別，提供分組模板和/或 決策規則。例如，聽力損失的漸傾越大，獲得滿意的增益調整需要分的組越多。對于輕微聽力損失，獲得滿意的增益需要較少組。0019按照本發明的另一個方面，分組和/或決策規則的選擇對進入聲 音是適應的并被優化。以該方式，總是選擇最佳分組和/或決策規則，從 而為助聽器用戶提供最佳結果。0020按照進一步的方面，本發明提供權利要求17和18所述的計算 機程序和計算機程序產品。0021在又一個方面中，本發明提供權利要求19所述的處理聲音信號 的系統。0022本發明進一步的特定變化由進一步的從屬權利要求界定。0023結合通過示例說明本發明原理的附圖，本發明的其他方面和優 點可從下面詳細說明書中顯然看出。


0024結合附圖，本發明將易于從下面的詳細說明中理解，其中相似的標識號表示相似的結構元素，并且其中0025圖l是傳統多帶壓縮處理系統的方框圖。0026圖2是按照本發明一個實施例的助聽器的方框圖。0027圖3是按照本發明一個實施例的方法流程圖。0028圖4是按照本發明另一個實施例的方法的流程圖。0029圖5是按照本發明另一個實施例的助聽器的方框圖。0030圖6是按照本發明實施例用在助聽器中的功能單元的示意方框圖。0031圖7是按照本發明的又一個實施例的助聽器的方框圖。
具體實施方式
0032本發明涉及改進的方法，從而在助聽器中為聽力受損人員將輸 入聲音信號過濾為許多頻帶從而獲得帶分離信號并壓縮帶分離信號，以 便不僅實現語音可聽度和可理解性，而且減小輸出聲音信號中的頻譜模0033圖2示出按照本發明助聽器第一實施例的方框圖。助聽器200的信號路徑包括輸入換能器或麥克風214，其將聲學輸入聲音信號變換為電輸入聲音信號226;帶分離濾波器202，其接收電輸入聲音信號并將其 分割成許多頻帶從而獲得帶分離信號218 — 1， 218 — 2，…，218 — n。然 后單個帶分離信號被提供給信號水平估計單元210 — 1， 210 — 2，…，210 —n以便估計每個帶分割信號的信號水平。然后各信號水平220 — 1， 220 一2，…，220—n被提供給分組控制單元212，從而確定或計算信號水平， 該信號水平被稱為每個頻帶的每個帶分離壓縮器204 — 1， 204 — 2，…， 204—n的壓縮器輸入水平。圖2中，壓縮器輸入水平被參考標記222 — 1， 222 — 2，…，222 —n表示。為了為每個帶分離壓縮器計算壓縮器輸入水 平222 — 1， 222 — 2，…，222—n，分組控制單元212將信號水平220 — 1， 220 — 2，…，220 —n設置為多個組，以便對于每個帶分離壓縮器，確定 一組頻帶，且該帶分離壓縮器的壓縮器輸入水平是基于該組的信號水平 計算的。然后每個帶分離壓縮器根據其壓縮器輸入水平確定各增益。由 帶分離處理器產生的各壓縮器增益由圖2中的參考標記224 — 1， 224 — 2，…，224 — n表示。乘法器206 — 1， 206 — 2，…，206 — n被提供到每 個頻帶的信號路徑中，從而以相應的壓縮器增益224 — 1， 224 — 2，…， 224—n放大每個帶分離信號218 — l， 218 — 2，…，218 — n從而產生放大 的帶分離信號230—1， 230 — 2，…，230—n。求和單元208對放大的帶 分離信號求和從而產生電聲音輸出信號228，然后該信號被輸出換能器 216變換為聲學聲音輸出信號。0034圖3示出按照本發明的一個實施例通過有效控制多帶或帶分離 壓縮器實現的聲音信號處理的流程圖300。按照本實施例，聲音信號處理 是由助聽器設備執行的，如圖2中所示的助聽器200。0035在聲音信號處理方法300的步驟310中，開始接收輸入聲音信 號，然后在步驟320中，該信號被過濾成許多頻帶從而獲得帶分離信號。 因此，輸入聲音信號被分成不同頻率間隔，這利于使這些頻率段彼此鄰 近，使得可以根據特定頻帶的聽力損失分別調整每個頻帶。然后在接下 來的步驟330中，估計每個帶分離信號的信號水平。帶分離信號的信號 水平的估計或確定是由，例如助聽器200的信號估算器單元210產生的。0036然后在步驟340中頻帶被設置為一個或更多個組。將頻帶設置為組意味著在確定該組壓縮器輸入水平時，考慮分配給該組頻帶的估計 的信號水平。按照一個實施例，頻帶設置為一個或多個組，即，哪個頻 帶被分配給哪個組，是根據例如輸入聲音信號的性質或按照預設定實現 的。0037在步驟350中，根據相應組的信號水平，為每個帶分離壓縮器 確定壓縮器輸入水平。相應組意味著為要確定壓縮器輸入水平的帶分離 壓縮器設置的組。例如，確定是根據組內信號水平用最大、最小、平均 或進一步適當的數學函數通過計算壓縮器輸入水平實現的。按照特定實 施例，頻帶可設置為一個以上的組，使得該頻帶中信號水平將用來確定 多個壓縮器輸入水平，也就是根據步驟340中信號水平分配其上的組確 定的所有壓縮器輸入水平。結果，每個頻帶的各壓縮器輸入水平，如頻 帶1的壓縮器輸入水平220 — 1，不僅是根據各頻帶的各信號水平，如218 一1計算的，而且是根據為該頻帶設置的組中所有信號水平計算的。在步 驟360中，按照助聽器用戶的聽力損失，每個頻帶的壓縮器增益是根據 相應的壓縮器輸入水平和初始增益值確定的。在步驟370中，每個頻帶 的各壓縮器增益量被用來放大各帶分離信號。在隨后步驟380中，對放 大的帶分離信號求和以產生輸出聲音信號。0038影響可聽度和語音可理解性的頻譜模糊可通過設置頻帶為多個 組中，并根據相應組的信號水平確定/計算各壓縮器輸入水平而避免。然 后壓縮器輸入水平可用來確定每個帶分離壓縮器204 — 1， 204 — 2， 204 一n的各壓縮器增益，因為壓縮器增益的計算不僅是基于各頻帶中信號水 平計算的。因此，壓縮器增益量將不僅根據各頻帶的信號水平，而且根 據相應組中的其他信號水平增加或減小。然而，增益量仍然逐個計算的， 這意味著對于每個帶分離壓縮器，確定各壓縮器輸入水平，以便例如某 些頻率范圍內不同聽力損失可由帶分離壓縮器中各初始增益值處理，從 而獲得滿意的整體增益調整。0039按照一個實施例，基于組信號水平的每個壓縮器輸入水平的計 算是通過加權組內信號水平實現的。例如，壓縮器輸入水平被確定為加 權的平均值，這意味著首先，組內信號水平是按照所應用的加權函數比 例縮放的，然后縮放信號水平的數學平均值被用來計算最終壓縮器輸入水平。按照進一步的實施例， 一組信號水平被用來確定幾個帶分離壓縮 器的壓縮器輸入水平。從一組產生的所有這些壓縮器輸入水平被設定為 該組信號水平的最大水平，也就是執行所謂的最大函數。應該注意，可 按照本發明實施例執行其他數學函數，如最小或平均函數。0040按照一個實施例， 一組信號水平的加權是通過下面的計算規則實現的，其中聲音信號被過濾為相應于帶分離壓縮器204 — 1，…，204 一n—l， 204—n的頻帶0， 1，…，n—l， n，且計算步驟包括通過0. 5*頻帶1的信號水平220—1 +0. 5*頻帶2的信號水平220 — 2 計算壓縮器204—1的壓縮器輸入水平222 — 1;通過O. 25*頻帶1，…，n —2的信號水平220 —1，， 220 — n —2 + 0. 5*頻帶2，…，n—l的信號水平220—2，…，220—n —1+ 0. 25*頻帶 3，…，n的信號水平220 — 3，， 220 —n計算壓縮器204 —2，…，204 一n — l的壓縮器輸入水平222 — 2，…，222—n — l;以及通過0. 5*頻帶n — l的信號水平220—n — l +0. 5*頻帶n的信號水平 220 —n計算壓縮器204-n的壓縮器輸入水平222 —n。0041這樣的加權函數可能是有利的，因為在確定壓縮器的輸入水平 時，通過因子0.5考慮了各頻帶的實際信號水平，通過因子0.25考慮了 鄰近的頻帶(如果僅有一個鄰近頻帶，則可以為0.5)。也可以執行另外 的加權方案，其不僅考慮相鄰頻帶的信號水平，并且還根據輸入聲音的 性質考慮與各頻帶相鄰或接近或者不接近的信號水平，然后確定帶分離 壓縮器的輸入水平。與另一個頻帶相鄰或在其附近應理解為靠近另一個 頻帶但不是相鄰的頻帶。也應注意，根據組信號水平，其他加權、數學 或分布函數，如正態分布可用來計算壓縮器輸入水平，其中頻帶距離當 前壓縮器輸入水平的頻帶的距離或接近度確定信號水平的加權。例如， 作為拇指規則(rule of thumb),頻帶距離計算的壓縮器輸入水平的頻 帶的距離越大，則施加到信號水平的權重越小，如通過在壓縮器輸入水 平計算中，分配低加權因子。0042在步驟350中已經計算壓縮器輸入水平后，每個帶分離壓縮器 將為各單個頻帶確定各壓縮器增益，使得按照帶分離壓縮器的各增益被 分配給每個頻帶，然后該增益被用于分別放大帶分離信號。結果，可聽度和語音可理解性可得以增強，這是因為語音頻譜中頻譜差可保持，并 且不會因為受控制的但仍是各增益調整而被平滑或模糊。0043圖4是方法400的可替代實施例的流程圖，其可由按照本發明 的其他實施例的助聽器執行，如圖5和6所示。0044類似于圖3所示的方法，聲音信號處理400開始從麥克風接收 聲音信號(步驟410)，將聲音過濾為許多頻帶(步驟420)，并確定每個 頻帶的信號水平(步驟430)。在步驟440中，基于關于聲音環境和/或聽 力損失的信息對頻帶進行分組。該分組步驟可在實際聲音信號處理之前 完成，并因此可以放置在流程圖400的步驟450之前的任何步驟，或者 可以單獨進行。聲音環境可按照圖5和圖6所示的典型聲音環境情形， 由聲音環境分類單元506分析輸入聲音信號和獲取聲音環境類別而被分0045用作當前輸入聲音信號可被分類的參考聲音環境類別的典型聲 音環境情形的例子，即聲音環境模板，可包括但不限于下面的聲音環境 情形安靜環境中的語音，固定環境中的語音，不變噪聲，類似脈沖的 噪聲中的語音，無語音噪聲或音樂。在輸入聲音信號或信號被分類為上 述聲音環境類別中的一個類別后，頻帶分組是從分類結果獲得的。例如， 頻帶可被設置在較少噪聲組中，從而獲得更佳舒適度，對于語音和音樂， 更多分組可能對于改善可聽度和語音可理解性是有利的。0046如果分組(也)是從聽力損失獲得的，如對于不同頻帶中聽力 損失程度之間差別較大的漸傾型聽力損失，較少頻帶可設置在更多的組 中。另一方面，每組具有更多頻率的較少組對于輕微和平直聽力損失可 能是有利的。0047在頻帶已經分組后，在步驟450中對每個組應用決策規則。決 策規則也可基于聲音環境類別和聽力損失程度，并可由數學函數，如上 述最大、最小、或平均函數執行。0048按照一個實施例，決策規則的輸出是壓縮器輸入水平，該輸入 水平被饋送給各組中的帶分離壓縮器，如按照決策規則當最大函數被應 用時，且涉及該組的所有壓縮器輸入水平被設定為等于該組中的最大信 號值(步驟460)。在步驟470，基于輸入水平和從聽力損失程度獲得的初始增益函數，帶分離壓縮器計算壓縮器增益。計算的帶分離壓縮器的 壓縮器增益量被乘以各頻帶的帶分離信號(步驟480)。聲音信號處理是在步驟490中通過對所有帶分離信號求和從而產生輸出聲音信號來完成的。0049圖5示出按照本發明的一個實施例的助聽器，其類似于圖2描 述的助聽器，該助聽器進一步包括聲音環境分類單元506和聽力損失單 元508。聲音環境分類單元506接收來自輸入換能器214的輸入聲音信號 226，并基于輸入聲音信號分類聲音環境，如關于方法步驟440中描述的 那樣。分類結果由信號510提交給分組控制單元212。聽力損失單元508 存儲助聽器用戶的聽力損失程度。聽力損失程度是在，例如助聽器裝配 過程中確定的，其中助聽器用戶每個頻帶中聽力閾值水平被測量。聽力 損失程度也由信號512在助聽器裝配過程中或在使用中的某些時候提交 給分組控制單元212。同樣，每個頻帶中聽力損失程度也從聽力損失單元 508提交給每個帶分離壓縮器(圖5中未示出)，從而被用來計算適當的 壓縮器增益量。0050圖6示出按照本發明的一個實施例的助聽器500的一部分的更 詳細的表示。每個帶分離信號602 — 1， 602 — 2， 602 — 3，…，602—n—l 和602 — n被饋送給各信號水平估計單元210 — l， 210 — 2， 210 — 3， 210 一n — l禾口210—n，從而產生各信號水平值604 — 1， 604—2， 604 — 3， 604 一n—l和604 — n。頻帶已被設置在例如具有三個相鄰頻帶的組中，如帶 1， 2和3，按照來自聲音環境分類單元506的信號510和來自聽力損失 單元508的信號512，剩余的具有兩個頻帶n — l和n的組饋送到分組控 制單元212。如圖6所示，按照一個實施例，分組控制單元212包括決策 規則單元610 — 1，…，610—m從而計算壓縮輸入水平606 — 1，…，606 一m。決策規則單元610 — 1，， 610—m利用如圖6示例性所示的最大 函數計算壓縮器輸入水平606 — 1，…，606—m。所應用的最大函數可分 別從聲音環境分類單元506提交的信號510和聽力損失單元508提交的 信號512中獲得。設置在組1中的信號水平604—1， 604 — 2和604 — 3 被提交給決策規則單元610—1從而產生壓縮器輸入水平606 — 1，該輸入 水平然后被提供給各頻帶1， 2和3的各個帶分離壓縮器204—1， 204 — 2和204 — 3，從而產生各壓縮器增益量608 — 1， 608 — 2和608 — 3。類似 地，被設置在組m的頻帶n—l和n的信號水平被提交給應用最大函數的 決策規則單元610—m，這意味著總是選擇信號水平604—n—l和604_n 中最大的信號水平作為壓縮器輸入水平606 — m輸入到各帶分離壓縮器 204_n—1和204—n，從而產生壓縮器增益量608 —n—l和608_n，然后它們都用于放大各帶分離信號。0051按照另一個實施例，對于每個帶分離壓縮器，設置各頻帶的獨 立組以便向每個帶分離壓縮器204—1，…，204—n提供各壓縮器輸入水 平222 — 1，…，222 —n。0052圖7示出按照本發明的又一個實施例，該實施例是簡化的，但 仍然利用至少一個或多個本發明的原理。圖7中助聽器700省去了為每 個頻帶估計信號水平。壓縮器輸入水平606 — 1，…，606—m由決策規則 單元702 — 1，…，702—m直接從帶分離信號218 — l，， 218 —n確定。 助聽器700包括決策規則單元702 — 1，…，702—m (m〉二2)中的至少兩 個，每個用于頻帶1，…，m中的一組。分配給組1的這些帶分離信號218 一l，， 218—n被提供給決策規則單元702 — 1。并如前面所述，決策 規則單元702 — 1然后處理提供的帶分離信號218 — 1， 218 — 2，…，218 一a給各信號水平，對信號水平應用數學函數從而為帶分離壓縮器204 — 1， 204 — 2，…，204 — a確定壓縮器輸入水平606 —1，如圖7示例性所 示。因此，決策規則單元702—m根據帶分離信號218 — c，…，218 — n 一l， 218 —n確定公共壓縮器輸入水平值606—m。圖7中所示的實施例 對特定聲音環境可能特別適用，如幾乎安靜環境中的語音，以便僅根據 聽力損失程度和預期的輸入語音信號事先設定分組。0053本發明的優選實施例通過為每個頻帶提供單一的帶分離壓縮器 而與其他實施例區分，這不僅受各頻帶的信號水平的控制，而且還受另 外適當信號水平，如相鄰頻帶的信號水平的控制。帶分離壓縮器的控制 在實際壓縮之前執行的事實可進一步被當作本發明的優點，因為這樣可 保持全部增益范圍。0054按照參考本發明描述的實施例，本發明進一步的優點可通過助 聽器實現來看出，這些實施例要求較少的硬件并具有低功耗。最后但并不是最不重要的，根據決策規則，按照本發明的控制機構可以總是有效 的而與某些閾值被超過與否無關。0055按照本發明的優選實施例，這里所述的方法、系統和助聽器設 備是在信號處理設備上實現的，該信號處理設備適于如數字信號處理器，模擬/數字信號處理系統，包括現場可編程門陣列(FPGA)，標準處理器 或專用信號處理器(ASSP或ASIC)。0056按照另一個實施例，本發明是在包含可執行程序代碼的計算機 程序中實現的。程序代碼可存儲在數字聽力設備中的存儲器或計算機存 儲器中，并由助聽器設備自身，或處理單元如它的CPU，或由其他合適的 處理器或執行按照描述的實施例所述的方法的計算機執行。計算機程序 可由計算機程序產品，如軟盤，CD-R0M，存儲器棒或存儲程序代碼的任 何其他合適的存儲器介質體現。0057上述特征的所有適當組合將被當作屬于本發明，即使它們還沒 有在這些組合中明確描述。0058本發明的原理已經在實施例中說明并示出，對本領域技術人員 來說，顯然本發明的結構和細節可被修改而不偏離這些原理。在本發明 范疇內，可進行各變化和修改，而不偏離本發明的精神，并且本發明包 括所有這些變化和修改。
權利要求
1.一種處理助聽器中聲音信號的方法，所述方法包括a)將輸入聲音信號過濾為許多頻帶從而獲得帶分離信號；b)為每個所述帶分離信號估計信號水平；c)設置一個或多于一個組中的頻帶；d)根據相應組中的信號水平為每個帶分離信號確定壓縮器輸入水平；e)根據相應的壓縮器輸入信號為每個帶分離信號確定壓縮器增益；以及f)以確定的壓縮器增益放大每個帶分離信號。
2. 如權利要求l所述的方法，其中所述組是基于所述輸入聲音信號 的性質和/或聽力受損人員的聽力損失程度設置的。
3. 如權利要求1或2所述的方法，其中每個組包括至少兩個相鄰頻帶。
4. 如權利要求3所述的方法，其中所述相鄰頻帶包括至少一個頻帶， 該頻帶與所述至少兩個頻帶之一相鄰。
5. 如權利要求3或4所述的方法，其中所述相鄰頻帶包括在所述至 少兩個相鄰頻帶中的一個頻帶附近的至少一個較低或較高頻帶。
6. 如權利要求1到5中任一條所述的方法，其中步驟d)進一步包 括通過加權所述組中的信號水平來控制所述壓縮器輸入水平。
7. 如權利要求1到6中任一條所述的方法，進一步包括將所述聲音 信號過濾到相應于帶分離壓縮器l，…，n — l， n的頻帶l，…，n—1， n， 且確定所述壓縮器輸入水平的所述步驟包括以0. 5*頻帶1的信號水平+ O. 5*頻帶2的信號水平計算壓縮器1的所述壓縮器輸入水平；以0.25*頻帶1，…，n — 2的信號水平+ 0. 5*頻帶2，…，n—l的信 號水平+ 0.25*頻帶3，， n的信號水平分別計算壓縮器2，…，n—l的所述壓縮器輸入水平；以及以0. 5*頻帶n — l的信號水平+ O. 5*頻帶n的信號水平計算壓縮器n的所述壓縮器輸入水平。
8. 如權利要求1到5中任一項所述的方法，其中在步驟d)中所述壓 縮器輸入水平的所述計算包括dl)為每個組確定決策規則；以及d2)對屬于該組的頻帶的信號水平應用所述決策規則。
9. 如權利要求6或8中任一項所述的方法，其中所述決策規則是數 學函數，如最大、最小或平均函數，其分配所述組內信號水平的最大、 最小或平均信號水平作為壓縮器輸入水平。
10. 如權利要求2到9中任一項所述的方法，其中所述方法進一步包括通過將所述輸入聲音信號分類成聲音類別來確定所述輸入聲音信號 的性質；以及按照所述確定的聲音類別為設置步驟c)提供分組模板。
11. 如權利要求2到10中任一項所述的方法，其中所述方法進一步包括提供聽力損失程度；分類所提供的聽力損失度為聽力損失類別；以及 按照所述確定的聽力損失類別為設置步驟c)提供分組模板。
12. 如權利要求10或11所述的方法，其中所述分組模板每組包括 許多頻帶。
13. 如權利要求8到12中任一項所述的方法，其中所述方法進一步包括-通過將所述輸入的聲音信號分類為聲音類別來確定所述輸入聲音信號的性質；以及按照所確定的聲音類別提供決策規則。
14. 如權利要求8到13中任一項所述的方法，其中所述方法進一步包括提供聽力損失程度；將所提供的聽力損失程度分類為聽力損失類別；以及 按照所確定的聽力損失類別提供決策規則。
15. 如前述任一項權利要求所述的方法，其中所述步驟c)中的設置 適應于當前輸入聲音信號。
16. 如前述任一項權利要求所述的方法，其中所述方法進一步包括 對放大的帶分離信號求和形成輸出聲音信號。
17. —種包含可執行程序代碼的計算機程序，當在計算機上執行所 述計算機程序時，其執行按照權利要求1到16中任一項所述的方法。
18. —種包含可執行程序代碼的計算機程序產品，當在計算機上執 行所述計算機程序時，其執行按照權利要求1到16中任一項所述的方法。
19. 一種處理聲音信號的系統，該系統包括經配置執行如權利要求1 到16中的一項權利要求的方法的裝置。
20. —種助聽器，其包括輸入換能器，其經配置將聲學輸入聲音信號變換為電輸入聲音信號；電輸入聲音信號過濾為許多頻 帶，因而獲得帶分離信號；信號水平估計單元，其經配置為每個帶分離信號中的至少一個所述帶分離信號確定信號水平；分組控制單元，其經配置設置所述頻帶為許多組，并根據相應組的 信水平為每個帶分離壓縮器計算壓縮器輸入水平；每個頻帶的帶分離壓縮器，其經配置根據相應的壓縮器輸入水平確 定壓縮器增益，并用相應的壓縮器增益放大所述帶分離信號；求和單元，其經配置將放大的帶分離信號求和為電聲音輸出信號；以及輸出換能器，其經配置將所述電輸出聲音信號變換為聲學聲音輸出 信號。
21. 如權利要求20所述的助聽器，其中所述分組控制單元進一步經 配置加權每組中的信號水平從而計算壓縮器輸入水平。
22. 如權利要求20或21所述的助聽器，其中所述帶分離濾波器單 元進一步經配置將所述電輸入聲音信號過濾為相應于帶分離壓縮器 1，…，n — l， n的頻帶l，…，n —1， n，所述分組控制單元進一步經配 置以便壓縮器1的壓縮器輸入水平是以0. 5*頻帶1的信號水平+ O. 5*頻帶 2的信號水平計算的；壓縮器2，…，n —1的壓縮器輸入水平是以0.25*頻帶1，…，n —2 的信號水平+ 0.5*頻帶2，…，n—l的信號水平+ 0.25*頻帶3，…，n的信號水平計算的；以及壓縮器n的輸入水平是以0. 5t頻帶n —1的信號水平+ O. 5*頻帶n的信號水平計算的。
23. 如權利要求20到22中任一項所述的助聽器，其中所述分組控 制單元進一步經配置確定每組的決策規則，并對屬于該組的頻帶的信號水平應用決策規則。
24. 如權利要求23所述的助聽器，其中所述分組控制單元進一步包 括函數單元，該函數單元執行所述決策規則作為數學函數，如分配每組 中的信號水平為最大、最小或平均信號水平的最大、最小或平均函數， 作為每組頻帶的帶分離壓縮器的所述壓縮器輸入水平。
25. 如權利要求20到24中任一項所述的助聽器，其中所述助聽器 進一步包括聲音環境分類單元，該聲音環境分類單元經配置通過將所述 輸入聲音信號分類為聲音類別而確定所述輸入聲音信號的性質，并按照 所確定的聲音類別為所述分組控制單元提供分組模板。
26. 如權利要求20到25中任一項所述的助聽器，其中所述助聽器 進一步包括聽力損失單元，該聽力損失單元經配置評估聽力受損人員的 聽力損失程度，從而將所提供的聽力損失程度分類為聽力損失類別，并 按照所確定的聽力損失類別為所述分組控制單元提供分組模塊。
27. 如權利要求25或26所述的助聽器，其中所述分組模板每組包 括許多頻帶。
28. 如權利要求25到27中任一項所述的助聽器，其中所述聲音環 境分類單元進一步經配置按照所確定的聲音類別為所述分組控制單元提 供決策規則。
29. 如權利要求25到28中任一項所述的助聽器，其中所述聽力損 失單元進一步經配置按照所確定的聽力損失類別為所述分組控制單元提 供決策規則。
30. 如權利要求25到29中任一項所述的助聽器，其中所述聲音環 境分類單元接收所述電輸入聲音信號并進一步經配置提供適于當前電輸入聲音信號的分組模板。
全文摘要
本發明描述了通過提供多帶壓縮處理為聽力受損人員處理聲音信號的方法和助聽器。輸入聲音信號被過濾為許多頻帶從而獲得帶分離信號。每個帶分離信號的信號水平被確定且頻帶被設置到大量組中。基于每個組中的信號水平，計算每個都與一個頻帶關聯的大量帶分離壓縮器的壓縮器輸入水平。每個帶分離壓縮器的壓縮器增益是基于相應壓縮器輸入信號確定的，且以相應的壓縮器增益放大帶分離信號從而產生輸出聲音信號。
文檔編號H03G3/20GK101258773SQ200580051470
公開日2008年9月3日 申請日期2005年9月1日 優先權日2005年9月1日
發明者A·維卡達姆斯高, C·帕盧丹-米勒, C·路德維希森 申請人:唯聽助聽器公司