包括抗反饋斷電檢測器的聽力裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種包括抗反饋斷電檢測器的聽力裝置，其包括：輸入變換器和輸出變換器之間的正向通路，所述正向通路包括用于將隨電平和/或頻率而變的增益施加到所述電輸入信號或源自其的信號并提供處理后的信號及將處理后的信號或源自其的信號饋給輸出變換器的信號處理單元，聲反饋通路從輸出變換器到輸入變換器形成；可配置的抗反饋系統，包括用于提供所述聲反饋通路的估計量的反饋估計單元；多個檢測器，每一檢測器提供表征所述正向通路的信號的檢測器信號；所述聽力裝置還包括配置成基于所述檢測器信號控制抗反饋系統及基于所述檢測器信號使得抗反饋系統進入至少兩種預定模式之一的啟用控制單元，所述至少兩種預定模式包括開模式和關模式。
【專利說明】
包括抗反饋斷電檢測器的聽力裝置
技術領域
[0001] 本申請涉及聽力裝置如助聽器中的反饋抑制，尤其涉及包括用于控制反饋抑制系 統的啟用和停用的啟用控制單元的聽力裝置，例如為了使功耗最小化。
[0002] 本發明的實施例如可用在下述應用中：助聽器、頭戴式耳機、耳麥、有效耳朵保護 系統或類似的便攜裝置，其中對反饋消除的需要及低功耗很重要。
【背景技術】
[0003] 目前技術發展水平的聽力裝置包括多種算法以處理多個不同的具體任務(通常與 聽力裝置/用戶遭遇的不同聲環境和/或與用戶的特定需要有關），如降噪、定向、隨電平而 變的壓縮、隨頻率而變的放大、頻率壓縮、流傳輸的音頻接收等。
[0004] 隨著聽力裝置中算法的數量和這些算法的復雜性上升，需要管理這些算法如斷 電/縮減算法(或者僅算法的一部分)的使用以節能因而延長電池壽命。
[0005] 然而，算法應僅在這樣做不損失性能的時間段中斷電/縮減。這需要斷電檢測器， 其檢測算法可被安全斷電/縮減的時間段。
[0006] -種這樣的算法涉及反饋控制。從揚聲器到傳聲器的聲反饋在音頻系統或裝置 (如聽力裝置）中可能是問題。自適應反饋消除有能力跟蹤聲反饋通路隨時間的變化(在反 饋估計單元中）。其例如基于線性時不變濾波器估計聲反饋通路，該通路的濾波器權重隨時 間更新（即自適應濾波器）。濾波器更新可使用隨機梯度算法進行計算，例如包括一些形式 的最小均方(LMS)算法或歸一化LMS(NLMS)算法。它們均具有按均方計使誤差信號最小化的 性質，NLMS另外使濾波器更新相對于一些參考信號的歐幾里得范數的平方歸一化。

【發明內容】

[0007] 本發明的解決方案用在抗反饋(AFB)系統的啟用控制器(斷電/加電檢測器）中。該 控制器優選配置成檢測聽力裝置附近的聲學(聲環境)何時為動態(或處于變得動態的過程 中），即使得AFB系統將優選處于"開"（或被打開)狀態。
[0008] 本申請的目標在于聽力裝置中的節能。
[0009] 本申請的目標由所附權利要求限定的及下面描述的發明實現。
[0010] 聽力裝置
[0011] 在本申請的一方面，本申請的目標由一種聽力裝置實現，其包括：
[0012] -用于將輸入聲音轉換為電輸入信號的輸入變換器和用于將電輸出信號轉換為輸 出聲音的輸出變換器之間的正向通路，該正向通路包括用于將隨電平和/或頻率而變的增 益施加到電輸入信號或源自其的信號并提供處理后的信號及將處理后的信號或源自其的 信號饋給輸出變換器的信號處理單元，聲反饋通路從輸出變換器到輸入變換器形成；
[0013] -可配置的抗反饋系統，包括用于提供聲反饋通路的估計量的反饋估計單元；
[0014] -多個檢測器，每一檢測器提供表征正向通路的信號的檢測器信號，所述聽力裝置 還包括配置成基于檢測器信號控制抗反饋系統及基于檢測器信號使得抗反饋系統進入至 少兩種預定模式之一的啟用控制單元，所述至少兩種預定模式包括開模式和關模式。
[0015] 從而提供在聽力裝置中控制抗反饋系統的備選方案。
[0016] 在實施例中，檢測器的數量大于或等于1。在實施例中，檢測器的數量大于或等于 2。在實施例中，檢測器的數量等于2。在實施例中，檢測器的數量等于3。在實施例中，檢測器 的數量大于3。在實施例中，使用至少兩個提供動態聲學的指示的檢測器(在寬帶電平或子 頻帶電平提供前述指示）。
[0017] 在實施例中，基于從來自多個檢測器的輸入產生的控制信號將抗反饋系統的運行 模式從具有相對較高功耗的第一模式變為具有相對較低功耗的第二模式節約的能量大于 用于產生控制信號的能量(例如包括檢測器及對應的決策電路消耗的能量）。
[0018] 在實施例中，抗反饋系統的"預定模式"意為預定運行工作狀態，如開模式(抗反饋 系統起作用)或關模式(抗反饋系統(實質上)不起作用）。
[0019] 在實施例中，開模式是或包括最大(或正常)功耗模式。在實施例中，關模式是或包 括最小功耗模式。在實施例中，聽力裝置配置成使抗反饋系統能在多種不同的開模式下運 行，包括最大功耗開模式。在實施例中，聽力裝置配置成使抗反饋系統能在多種不同的關模 式下運行，包括最小功耗關模式。在實施例中，具有最大功耗的關模式的功耗小于具有最小 功耗的開模式的功耗。在實施例中，預定模式的數量為2,即開模式和關模式，在開模式下抗 反饋系統按正常(完全或最大功率)運行模式運行，而在關模式下消耗最小功率。
[0020] 在關模式的實施例中，抗反饋系統配置成以使得功耗實質上為零(或盡可能為零， 同時仍然使系統能在相當短的時間內啟動，例如ms級的時間內）的方式運行，例如相較于正 常開模式(如最大功率模式)時消耗低于5%，如低于2%。在關模式的實施例中，抗反饋系統 配置成按低功率配置運行，其中抗反饋系統的功耗實質上低于開模式運行時的功耗，相較 開模式(如在最大功率模式)時，抗反饋系統消耗例如低于30%，如低于20%，如低于10%。
[0021] 在實施例中，關模式的特征在于不進行反饋消除。在實施例中，關模式的特征在于 不進行反饋估計。在實施例中，關模式的特征在于以降低的速率進行反饋估計。在實施例 中，關模式的特征在于不進行反饋消除及以降低的速率進行反饋估計。
[0022] 應當理解，即使在不進行(新的）反饋估計（因而不更新對應的濾波器系數)的運行 模式下，反饋補償/消除仍可能，并可使用在暫停更新之前確定的補償濾波器(最后濾波器 系數)進行。
[0023] 在實施例中，抗反饋系統的開模式包括抗反饋系統啟用并估計當前聲反饋通路。 優選地，當前聲反饋通路的估計量用于衰減或消除聽力裝置中的反饋，例如通過將當前聲 反饋通路的估計量的信號表示從電輸入信號(或源自其的信號)減去。
[0024]在實施例中，抗反饋系統在多個頻帶中運行。在實施例中，聽力裝置包括時域到時 頻域轉換單元，用于在多個頻帶中向反饋估計單元提供輸入。在實施例中，抗反饋系統包括 組合單元，用于將當前聲反饋通路的估計量的信號表示從電輸入信號或源自其的信號減 去。
[0025] 在實施例中，至少一檢測器信號隨頻率而變。在實施例中，檢測器信號提供為多個 頻帶中的分開的值。
[0026] 在實施例中，啟用控制單元配置成基于包括檢測器信號的預定判據控制抗反饋系 統。
[0027] 在實施例中，啟用控制單元配置成基于預定的各個判據的邏輯組合控制抗反饋系 統，每一各別的判據與檢測器信號之一有關。
[0028] 在實施例中，啟用控制單元配置成基于檢測器信號使得抗反饋系統進入多個模式 (STi，ST2，···，STn)之一。在實施例中，抗反饋系統的運行模式的數量N大于2,如等于3。
[0029] 在實施例中，至少一檢測器信號(僅)采用二元值(如1或0)。在實施例中，至少一檢 測器信號采用從最小值到最大值的范圍內的值，如概率值(例如在〇和1之間）。
[0030] 在實施例中，聽力裝置（如啟用控制單元）配置成使得抗反饋系統的模式（ST1, ST2，…，STn)之一處于開模式及模式之一處于關模式。在實施例中，聽力裝置配置成使得其 它模式(除開模式和關模式(如分別為最大和最小功耗模式)之外)對應于抗反饋系統的展 現最小和最大值之間的功耗的模式。
[0031] 在實施例中，聽力裝置配置成使啟用控制單元能使抗反饋系統在第一頻帶進入第 一運行模式及在第二頻帶進入第二運行模式。在實施例中，第一頻帶不同于第二頻帶，及第 一模式不同于第二模式。
[0032] 在第二頻帶中，抗反饋系統配置成僅在有限數量的頻帶中運行（如在一個或多個 特定運行模式下）。在實施例中，抗反饋系統配置成僅在臨界頻帶中運行，其中反饋的風險 高于某一水平。在實施例中，抗反饋系統配置成僅在對應于高于較低截止頻率fAFBcut的頻率 的頻帶中運行。在實施例中，抗反饋系統的多個不同運行模式通過多個不同的（如連續增加 的）較低截止頻率確定。從而可通過增加截止頻率實現較低功耗。在實施例中，啟用控制單 元配置成動態確定其中反饋風險高于某一水平的臨界頻帶。在實施例中，臨界頻帶基于環 路增益對頻率的估計量確定。在實施例中，臨界頻帶在(針對給定助聽器，優選針對給定用 戶）驗配期間確定。在實施例中，如果給定頻帶中的環路增益大于預定電平如_6dB，則在該 頻帶中檢測到反饋風險。
[0033] 在實施例中，多個檢測器包括用于估計正向通路的信號的當前電平的電平檢測 器。在實施例中，預定判據包括正向通路的信號的當前電平是高于還是低于給定(L-)閾值。 在實施例中，電平檢測器作用于全帶信號(時域）。在實施例中，電平檢測器作用于頻帶拆分 的信號（（時_)頻域)。
[0034] 在實施例中，多個檢測器包括自相關檢測器，用于提供正向通路的信號的當前自 相關的估量。在實施例中，自相關檢測器配置成基于譜平坦度估量(SFM)提供自相關估量。 在實施例中，預定判據包括正向通路的信號的當前自相關的測量值(ACM)是高于還是低于 給定(ACM-)閾值。在實施例中，自相關檢測器作用于全帶信號（時域或頻域）。在實施例中， 自相關檢測器作用于頻帶拆分的信號（（時_)頻域）。
[0035]在實施例中，啟用控制單元配置成在當前自相關的估量滿足開模式的預定自相關 判據及正向通路的信號的當前電平滿足開模式的預定電平判據(或判據的任何另一邏輯組 合)時使抗反饋系統處于開模式。在實施例中，啟用控制單元配置成在當前自相關的估量滿 足關模式的預定自相關判據及正向通路的信號的當前電平滿足關模式的預定電平判據(或 判據的任何另一邏輯組合)時使抗反饋系統處于關模式。
[0036] 在實施例中，聽力裝置包括自相關(AC)檢測器和電平(L)檢測器。如果AC估量高于 給定(AC-)閾值且電平也高于給定(L-)閾值，其表明存在可能的聲學動態情形，出現嘯叫的 風險。因而，AFB系統應處于(或切換到)開模式運行。
[0037] 在實施例中，多個檢測器包括反饋檢測器和/或音調檢測器，用于檢測正向通路的 信號中的音調元素在給定時間點是否包括因從輸出變換器到輸入變換器的反饋引起的頻 率元素，檢測器提供指明這種情況的檢測器信號。在實施例中，預定判據包括檢測器信號是 否指明正向通路的信號在給定時間點是否由反饋引起(后者意味著特定音調成分為來自環 境的信號的一部分）。
[0038] 在實施例中，聽力裝置包括第一和第二輸入變換器及對應的第一和第二可配置的 反饋消除系統，其包括用于分別估計從輸出變換器到第一和第二輸入變換器的第一和第二 聲反饋通路的第一和第二反饋估計單元。
[0039] 在實施例中，反饋估計單元包括包含自適應算法的更新部分及用于根據自適應算 法確定的可變濾波器系數對輸入信號進行濾波的可變濾波器部分，其中更新部分配置成以 可配置的更新頻率fu Pd更新可變濾波器部分的濾波器系數。在實施例中，聽力裝置配置成使 得可配置的更新頻率fuPd具有最大值f upd,max。在實施例中，最大值fupd,max為聽力裝置的AD轉 換器的采樣頻率f s的一部分(f Upd,max = fs/D)。在實施例中，可配置的更新頻率fUpd在抗反饋 系統的開運行模式(如最大功率模式)下具有其最大值f UPd,maX。在實施例中，聽力裝置配置 成使得在抗反饋系統的不同于最大功率開模式的運行模式下，更新部分的更新頻率相較最 大更新頻率f upd,max縮減預定因子X。在實施例中，處于不同的開運行模式(不同于最大功率 開模式）的更新頻率fupd被縮減不同的因子Xi，i = 1，…，（Non-ι )，其中Nqn為抗反饋系統的開 運行模式的數量。
[0040] 自適應濾波器的更新部分包括用于計算傳給自適應濾波器的可變濾波器部分的 更新的濾波器系數的自適應算法。更新的濾波器系數的計算和/或從更新部分到可變濾波 器部分的傳遞的定時可受啟用控制單元控制。更新的定時(如其具體時間點和/或其更新頻 率)優選可受正向通路的信號的多個不同性質影響。更新控制方案優選由聽力裝置的一個 或多個檢測器支持，優選地，包括在包含檢測器信號的預定判據中。
[0041] 在實施例中，抗反饋系統在特定開運行模式時僅在臨界頻帶中運行，其中反饋的 風險高于某一水平。在實施例中，抗反饋系統在特定開運行模式時僅在特定的多個最關鍵 的頻帶中運行，其中反饋風險最高。
[0042] 在實施例中，啟用控制單元配置成在特定開運行模式時控制第一和第二反饋估計 單元的更新部分以交替更新相應可變濾波器部分的濾波器系數。從而，通過在給定更新時 亥IJ(每l/fu Pd)交替阻止第一(如對應于到前面輸入變換器的聲反饋通路)和第二（如對應于 到后面輸入變換器的聲反饋通路)聲反饋通路估計量的更新（即停止更新濾波器系數的計 算和應用）而提供50%的節能(在給定更新頻率f upd)。在實施例中，第一和第二反饋估計單 元的更新部分以同樣的更新頻率進行更新，但在不同的時間點更新。在實施例中，第一和第 二反饋估計單元的更新部分以不同的更新頻率進行更新，其中一個(如對應于后面傳聲器 的反饋通路的更新部分)低于另一個(如前面），例如縮減版(f upd(R) =fupd(F)/Z)，其中Z為 整數如10或更小。
[0043] 在實施例中，啟用控制單元在關運行模式時配置成根據預定時間方案使抗反饋系 統進入開運行模式以估計當前聲反饋通路及隨后回歸關模式。在實施例中，濾波器系數被 更新，聲反饋通路的當前估計量的信號表示被從正向通路的信號減去。在實施例中，預定時 間方案包括定期發生的關到開模式轉變及隨后的開到關模式轉變（當濾波器系數已被確定 及可能已被應用時）。在實施例中，該時間段可配置。從而反饋通路中可能的慢但一貫的變 化可被跟蹤(即使在系統(不同地)處于關模式時）。
[0044]在實施例中，輸出變換器包括用于將刺激作為聲信號提供給用戶的接收器(揚聲 器）。在實施例中，輸出變換器包括用于將刺激作為顱骨的機械振動提供給用戶的振動器 (例如在附著到骨頭的或骨錨式聽力裝置中）。
[0045]在實施例中，聽力裝置包括定向傳聲器系統，其適于增強佩戴聽力裝置的用戶的 局部環境中的多個聲源之中的目標聲源。在實施例中，該定向系統適于檢測（如自適應檢 測)傳聲器信號的特定部分源自哪一方向。這可以如現有技術中描述的多種不同方式實現。
[0046] 在實施例中，聽力裝置具有0.08m級的最大外尺寸(如頭戴式耳機）。在實施例中， 聽力裝置具有〇.〇4m級的最大外尺寸(如聽力儀器）。
[0047] 在實施例中，聽力裝置為便攜裝置，如包括本機能源如電池例如可再充電電池的 裝置。
[0048] 在實施例中，聽力裝置包括輸入變換器(傳聲器系統和/或直接電輸入(如無線接 收器））和輸出變換器之間的正向或信號通路。在實施例中，信號處理單元位于該正向通路 中。在實施例中，信號處理單元適于根據用戶的特定需要提供隨電平和/或頻率而變的增 益。在實施例中，聽力裝置適于提供一個或多個頻率范圍到一個或多個其它頻率范圍的移 頻(具有或沒有頻率壓縮）以補償用戶的聽力受損。在實施例中，聽力裝置包括具有用于分 析輸入信號（如確定電平、調制、信號類型、聲反饋估計量等）的功能件的分析通路。在實施 例中，分析通路和/或信號通路的部分或所有信號處理在頻域進行。在實施例中，分析通路 和/或信號通路的部分或所有信號處理在時域進行。
[0049]在實施例中，聽力裝置包括模數(AD)轉換器以按預定采樣速率如20kHz使模擬輸 入數字化。在實施例中，聽力裝置包括數模(DA)轉換器以將數字信號轉換為模擬輸出信號， 例如用于經輸出變換器呈現給用戶。
[0050] 在實施例中，聽力裝置如傳聲器單元和/或收發器單元包括用于提供輸入信號的 時頻表示的TF轉換單元。在實施例中，時頻表示包括所涉及信號在特定時間和頻率范圍的 相應復值或實值的陣列或映射。在實施例中，TF轉換單元包括用于對(時變)輸入信號進行 濾波并提供多個(時變)輸出信號的濾波器組，每一輸出信號包括截然不同的輸入信號頻率 范圍。在實施例中，TF轉換單元包括用于將時變輸入信號轉換為頻域中的（時變)信號的傅 里葉變換單元。在實施例中，聽力裝置考慮的、從最小頻率f min到最大頻率fmax的頻率范圍包 括從20Hz到20kHz的典型人聽頻范圍的一部分，例如從20Hz到12kHz的范圍的一部分。在實 施例中，聽力裝置的正向通路和/或分析通路的信號拆分為NI個頻帶，其中NI例如大于5,如 大于10,如大于50,如大于100,如大于500,至少其部分個別進行處理。在實施例中，聽力裝 置適于在NP個不同頻道處理正向和/或分析通路的信號(NP < NI)。頻道可以寬度一致或不 一致(如寬度隨頻率增加）、重疊或不重疊。
[0051] 在實施例中，聽力裝置包括電平檢測器(LD)，用于確定輸入信號的電平(例如基于 頻帶電平和/或全(寬帶)信號）。從用戶聲環境拾取的電傳聲器信號的輸入電平是聲環境的 分類參數。在實施例中，電平檢測器適于根據多個不同的（如平均)信號電平對用戶當前的 聲環境進行分類，如分類為高電平或低電平環境。
[0052]在特定實施例中，聽力裝置包括話音檢測器(VD)，用于確定輸入信號（在特定時間 點）是否包括話音信號。在本說明書中，話音信號包括來自人類的語音信號。其還可包括由 人類語音系統產生的其它形式的發聲（如唱歌）。在實施例中，話音檢測器單元適于將用戶 當前的聲環境分類為"話音"或"無話音"環境。這具有下述優點：包括用戶環境中的人發聲 (如語音)的電傳聲器信號的時間段可被識別，因而與僅包括其它聲源(如人工產生的噪聲） 的時間段分離。在實施例中，話音檢測器適于將用戶自己的話音也檢測為"話音"。作為備 選，話音檢測器適于從"話音"的檢測排除用戶自己的話音。
[0053]在實施例中，聽力裝置包括自我話音檢測器，用于檢測特定輸入聲音（如話音)是 否源自系統用戶的話音。在實施例中，聽力裝置的傳聲器系統適于能夠在用戶自己的話音 及另一人的話音之間進行區分及可能與無話音聲音區分。
[0054]在實施例中，聽力裝置還包括用于所涉及應用的其它適宜功能，如壓縮、降噪等。
[0055] 在實施例中，聽力裝置包括助聽器、頭戴式耳機、耳麥、耳朵保護裝置或其組合。在 實施例中，聽力裝置包括聽音裝置如助聽器、聽力儀器例如適于位于用戶耳朵處或者完全 或部分位于耳道中的聽力儀器。
[0056] 用途
[0057] 本發明提供上面描述的、"【具體實施方式】"中詳細描述的及權利要求中限定 的聽力裝置的用途。在實施例中，提供在包括(如電池驅動的）音頻分布的系統中的用途，例 如包括傳聲器和揚聲器的系統，其中傳聲器和揚聲器彼此足夠接近以在用戶操作期間導致 從揚聲器到傳聲器的反饋。在實施例中，提供在包括一個或多個聽力儀器、頭戴式耳機、耳 麥、有效耳朵保護系統等的系統中的用途，例如免提電話系統、遠程會議系統、廣播系統、卡 拉OK系統、教室放大系統等。
[0058] 聽力系統
[0059] 另一方面，本發明提供包括上面描述的、"【具體實施方式】"中詳細描述的及權利要 求中限定的聽力裝置及包括輔助裝置的聽力系統。
[0060] 在實施例中，該聽力系統適于在聽力裝置和輔助裝置之間建立通信鏈路以使信息 (如控制和狀態信號，可能音頻信號)能在其間進行交換或從一裝置轉發給另一裝置。
[0061] 在實施例中，輔助裝置是或包括音頻網關設備，其適于(如從娛樂裝置例如TV或音 樂播放器，從電話裝置例如移動電話，或從計算機例如PC)接收多個音頻信號，及適于選擇 和/或組合所接收音頻信號(或信號組合）中的適當信號以傳給聽力裝置。在實施例中，輔助 裝置是或包括遙控器，用于控制聽力裝置的功能和運行。在實施例中，遙控器的功能實施在 智能電話中，該智能電話可能運行使能經智能電話控制音頻處理裝置的功能的APP(聽力裝 置包括適當的到智能電話的無線接口，例如基于藍牙或一些其它標準化或專有方案）。 [0062]在實施例中，輔助裝置為另一聽力裝置。在實施例中，聽力系統包括適于實施雙耳 聽力系統如雙耳助聽器系統的兩個聽力裝置。
[0063]
[0064] ??說明書中，"聽力裝置"指適于改善、增強和/或保護用戶的聽覺能力的裝置如 聽力儀器或有效耳朵保護裝置或其它音頻處理裝置，其通過從用戶環境接收聲信號、產生 對應的音頻信號、可能修改該音頻信號、及將可能已修改的音頻信號作為可聽見的信號提 供給用戶的至少一只耳朵而實現。"聽力裝置"還指適于以電子方式接收音頻信號、可能修 改該音頻信號、及將可能已修改的音頻信號作為聽得見的信號提供給用戶的至少一只耳朵 的裝置如頭戴式耳機或耳麥。聽得見的信號例如可以下述形式提供:輻射到用戶外耳內的 聲信號、作為機械振動通過用戶頭部的骨結構和/或通過中耳的部分傳到用戶內耳的聲信 號、及直接或間接傳到用戶耳蝸神經的電信號。
[0065] 聽力裝置可構造成以任何已知的方式進行佩戴，如作為佩戴在耳后的單元(具有 將輻射的聲信號導入耳道內的管或者具有安排成靠近耳道或位于耳道中的揚聲器）、作為 整個或部分安排在耳廓和/或耳道中的單元、作為連到植入在顱骨內的固定結構的單元、或 作為整個或部分植入的單元等。聽力裝置可包括單一單元或幾個彼此電子通信的單元。
[0066] 更一般地，聽力裝置包括用于從用戶環境接收聲信號并提供對應的輸入音頻信號 的輸入變換器和/或以電子方式（即有線或無線)接收輸入音頻信號的接收器、用于處理輸 入音頻信號的信號處理電路、及用于根據處理后的音頻信號將聽得見的信號提供給用戶的 輸出裝置。在一些聽力裝置中，放大器可構成信號處理電路。在一些聽力裝置中，輸出裝置 可包括輸出變換器，例如用于提供空傳聲信號的揚聲器或用于提供結構或液體傳播的聲信 號的振動器。
[0067] 在一些聽力裝置中，振動器可適于經皮或由皮將結構傳播的聲信號傳給顱骨。在 一些聽力裝置中，振動器可植入在中耳和/或內耳中。在一些聽力裝置中，振動器可適于將 結構傳播的聲信號提供給中耳骨和/或耳蝸。在一些聽力裝置中，振動器可適于例如通過卵 圓窗將液體傳播的聲信號提供到耳蝸液體。
[0068] "聽力系統"指包括一個或兩個聽力裝置的系統。"雙耳聽力系統"指包括兩個聽力 裝置并適于協同地向用戶的兩只耳朵提供聽得見的信號的系統。聽力系統或雙耳聽力系統 還可包括"輔助裝置"，其與聽力裝置通信并影響和/或受益于聽力裝置的功能。輔助裝置例 如可以是遙控器、音頻網關設備、移動電話、廣播系統、汽車音頻系統或音樂播放器。聽力裝 置、聽力系統或雙耳聽力系統例如可用于補償聽力受損人員的聽覺能力損失、增強或保護 正常聽力人員的聽覺能力和/或將電子音頻信號傳給人。
【附圖說明】
[0069] 本發明的各個方面將從下面結合附圖進行的詳細描述得以最佳地理解。為清晰起 見，這些附圖均為示意性及簡化的圖，它們只給出了對于理解本發明所必要的細節，而省略 其他細節。在整個說明書中，同樣的附圖標記用于同樣或對應的部分。每一方面的各個特征 可與其他方面的任何或所有特征組合。這些及其他方面、特征和/或技術效果將從下面的圖 示明顯看出并結合其闡明，其中：
[0070] 圖1A-1C示出了根據本發明的聽力裝置的三個實施例。
[0071]圖2示出了根據本發明的聽力裝置的實施例。
[0072]圖3A-3D示意性地示出了根據本發明的用于基于來自兩個檢測器的檢測器信號控 制抗反饋系統的四個示例性判據。
[0073] 圖4A示出了用于根據本發明的聽力裝置的抗反饋系統的斷電/通電控制器的實施 例，圖4B示出了用于根據本發明的聽力裝置的抗反饋系統的斷電/通電檢測器的實施例。
[0074] 圖5示出了根據本發明的抗反饋系統在其被使得從關模式進入開運行模式時的示 例性通電定時。
[0075] 圖6A-6C示出了根據本發明的用于基于來自自相關檢測器和電平檢測器的檢測器 信號控制抗反饋系統的三個示例性判據。
[0076] 通過下面給出的詳細描述，本發明進一步的適用范圍將顯而易見。然而，應當理 解，在詳細描述和具體例子表明本發明優選實施例的同時，它們僅為說明目的給出。對于本 領域技術人員來說，基于下面的詳細描述，本發明的其它實施方式將顯而易見。
【具體實施方式】
[0077] 下面結合附圖提出的具體描述用作多種不同配置的描述。具體描述包括用于提供 多個不同概念的徹底理解的具體細節。然而，對本領域技術人員顯而易見的是，這些概念可 在沒有這些具體細節的情形下實施。裝置和方法的幾個方面通過多個不同的塊、功能單元、 模塊、元件、電路、步驟、處理、算法等(統稱為"元素"）進行描述。根據特定應用、設計限制或 其他原因，這些元素可使用電子硬件、計算機程序或其任何組合實施。
[0078]電子硬件可包括微處理器、微控制器、數字信號處理器(DSP)、現場可編程門陣列 (FPGA)、可編程邏輯器件(PLD)、選通邏輯、分立硬件電路、及配置成執行本說明書中描述的 多個不同功能的其它適當硬件。計算機程序應廣義地解釋為指令、指令集、代碼、代碼段、程 序代碼、程序、子程序、軟件模塊、應用、軟件應用、軟件包、例程、子例程、對象、可執行、執行 線程、程序、函數等，無論是稱為軟件、固件、中間件、微碼、硬件描述語言還是其他名稱。 [0079]圖1A-1C示意性地示出了根據本發明的聽力裝置的三個實施例。
[0080]圖IA示意性地示出了聽力裝置HD的示例性基本功能，其包括從輸入變換器IT到輸 出變換器OT的正向或信號通路。輸入變換器IT包括用于將輸入聲音(聲輸入)轉換為模擬電 輸入信號的傳聲器及以預定采樣速率如20kHz使來自傳聲器的模擬電輸入信號數字化并將 數字化的電輸入信號提供給正向通路的模數轉換器AD。輸出變換器OT包括將數字信號轉換 為模擬電輸出信號的數模轉換器DA及將模擬電輸出信號作為輸出聲音(聲輸出）呈現給用 戶的揚聲器。該正向通路包括信號處理單元SPU，用于將隨電平和/或頻率而變的增益施加 到來自輸入變換器的信號(或源自其的信號)并將增強的信號提供給輸出變換器。指明了從 聽力裝置的輸出到輸入變換器的"外部"或"聲"反饋通路FBP。外部反饋通路將來自輸出變 換器的輸出聲音(聲輸出）的一部分泄漏到輸入變換器(如從輸出變換器到輸入變換器的粗 箭頭所示）。在輸入變換器IT處呈現的輸入聲音(聲輸入)包括該泄漏的"反饋信號"與來自 環境的任何聲音的組合(如聲反饋通路下方的粗箭頭所示）。聽力裝置HD還包括抗反饋系統 FBCS，其包含用于估計從輸出變換器到輸入變換器的聲反饋通路FPB并提供表示其的信號 fbp的反饋估計單元FBE。抗反饋系統FBCS還包括求和(求減)單元( + )，用于將表示當前聲反 饋通路的信號fbp從(數字化的）電輸入信號減去并提供反饋校正的信號(誤差信號err)，其 饋給信號處理單元SPU、反饋估計單元FBE。聽力裝置HD還包括用于向聽力裝置的功能模塊 及斷電檢測器和啟用控制單元TOD-A⑶提供電流(參見信號pwr)的電池 BAT。斷電檢測器部 分PDD包括多個檢測器，每一檢測器提供表征正向通路的信號的檢測器信號（在此為信號 err)。作為備選或另外，聽力裝置HD可包括多個提供相應檢測器信號det(從DETi單元到 PDD-ACC單元的粗箭頭）的檢測器(單元DETi，i = l，2，…，ND，其中ND為檢測器的數量）。在實 施例中，一個或多個檢測器在聽力裝置的外部，及聽力裝置配置成從前述外部檢測器接收 控制信號（如經適當的無線收發器）。可用于向斷電檢測器和啟用控制單元PDD-ACU提供輸 入的多個檢測器在US20140321682A1中公開。啟用控制單元A⑶配置成基于檢測器信號控制 抗反饋系統FBCS(參見功率控制信號pet)及基于檢測器信號使抗反饋系統進入至少兩個預 定模式之一。至少兩個預定模式包括開模式和關模式。開模式包括正常功耗模式。關模式包 括最小功耗模式。聽力裝置的處理可完全或部分在時域進行。
[0081]圖IB示出了與圖IA所示類似的聽力裝置HD的實施例，其另外包括位于正向通路中 的求和單元(+ )和信號處理單元SPU之間的時域到時頻域轉換單元TF(如分析濾波器組)及 位于正向通路中的信號處理單元SPU和輸出變換器OT之間的時頻域到時域轉換單元FT(如 合成濾波器組）。從而，轉換單元TF、FT之間的正向通路的信號處理可在多個頻帶中進行。具 體地，給信號處理單元SHJ的輸入信號err及來自信號處理單元SPU的處理后的信號ref被提 供在多個頻帶中（如16、32或64)。時頻域到時域轉換單元FT將處理后的頻帶拆分的信號ref 轉換為時域信號out，其饋給輸出變換器OT以作為聲信號(聲輸出）呈現給用戶。在圖IB的實 施例中，反饋估計單元FBE在時域提供聲反饋通路估計信號fbp并配置成使估計基于處理后 的頻域信號ref。在實施例中，聲反饋通路估計信號fbp另外基于時域信號out(參見到反饋 估計單元FBE的虛線，及圖IC)。在圖IB和IC的實施例中，輸入和輸出變換器(分別為IT和OT) 假定包含可能的模數轉換器AD和數模轉換器DA。
[0082]圖IA和IB中所示的聽力裝置實施例的反饋估計單元FBE可包括自適應濾波器，其 受預測誤差算法如LMS(最小均方)算法控制，以預測和消除輸入變換器(在此為傳聲器)信 號的由反饋引起的部分。圖IC示出了這樣的例子。圖IC示出了如圖IB中所示的聽力裝置HD 的實施例，但其中反饋估計單元(圖IA和IB中的FBE)包括自適應濾波器。圖IC中的自適應濾 波器包括可變濾波器部分（圖IC中的濾波器)和自適應預測誤差算法部分(圖IC中的更新）。 該反饋估計單元（自適應濾波器-更新、濾波器）（在此）目標在于提供從輸出變換器OT到輸 入變換器IT的"外部"反饋通路的良好估計。（更新單元的）預測誤差算法使用參考信號ref 連同源自傳聲器信號的正向通路信號（在此為來自組合單元"+"的反饋校正的信號err) - 起以找到在參考信號ref施加到自適應濾波器(給濾波器部分的輸入)時使預測誤差最小化 的自適應濾波器設置(濾波器系數）（當施加到濾波器時）。自適應濾波器的更新部分中確定 的濾波器系數(聲反饋通路估計量）的更新受來自啟用控制單元ACU的功率控制信號pet控 制。在圖IC的實施例中，自適應濾波器的更新部分中的濾波器系數的計算基于信號err和 ref在頻域進行并傳給可變濾波器部分(濾波器）。可變濾波器部分配置成對時域信號out進 行濾波并在時域提供聲反饋通路估計信號fbp。作為備選，可變濾波器部分(濾波器)同樣可 在頻域工作。在該情形下，求和單元"+"位于時域到時頻域轉換單元TF和信號處理單元SPU 之間，及使用信號ref代替信號out作為可變濾波器部分(濾波器)的輸入。
[0083]信號處理單元（圖1A-1C中的SPU)例如適于針對用戶的受損聽力調節電輸入信號。
[0084]為在輸出和輸入信號之間提供改善的去相關，可能需要向輸出信號添加試探信 號。該試探信號可用作自適應濾波器的算法部分的參考信號，和/或其可與助聽器的一般輸 出混合以形成參考信號。作為備選，在正向通路的信號中可引入(小的)頻移或相移。
[0085]圖2示出了根據本發明的聽力裝置的實施例。圖2中所示的聽力裝置實施例是圖 1A-1C中所示的聽力裝置實施例關于斷電檢測器和控制單元（圖1A-1C中的TOD-ACU)的進一 步的具體實施。該聽力裝置HD例如體現在助聽器中，其配置成向來自助聽器用戶的環境的 輸入音頻信號提供隨電平和/或頻率而變的增益從而補償該用戶的聽力受損。前述補償例 如通過助聽器的正向通路的處理算法實施(在一個或多個輸入變換器(在此為兩個記為F和 R的傳聲器)和輸出變換器(在此為記為OT的揚聲器)之間），參見模塊DIR(提供空間濾波以 降低噪聲）和G(f)(提供增益以補償聽力受損）。正向通路還包括時域到頻域轉換單元AFB (在此為分析濾波器組)和頻域到時域轉換單元S-FB(在此為合成濾波器組）。前面傳聲器F 和后面傳聲器R(如與a)當用戶佩戴助聽器時傳聲器在助聽器中的位置;及b)通過用戶的鼻 子確定的視向有關)將來自環境的聲音分別轉換為時變電信號lF(n)和Mn)，n為時間指數。 每一傳聲器通路包括求減單元( + )，用于減去從輸出變換器OT到相應前面傳聲器F和后面傳 聲器R的相應聲反饋通路的估計量的信號表示。聲反饋通路估計量由前和后傳聲器的相應 反饋估計單元FBEf ,FBEr提供。反饋估計單元FBEf ,FBEr和求減單元(+ )-起形成相應前和后 抗反饋系統的一部分。由前和后傳聲器通路的求減單元(+ )提供的反饋校正的（時域)信號 errF，em饋給相應分析濾波器組AFB以按時頻表示分別提供電輸入信號IF(k，m)和I R(k，m) 形式的信號，k為頻率指數及m為時間指數。濾波器組AFB在Nfb個頻帶中提供信號。時頻域信 號饋給波束形成單元DIR從而提供波束成形的（及可能進一步降噪的）信號IN(k，m)。增益單 元G(f)配置成將增益曲線（用于補償用戶的聽力受損)應用于波束成形的輸入信號IN(k，m) 并提供處理后的信號Y(k，m)(在時頻域）。合成濾波器組S-FB將處理后的信號Y(k，m)從時頻 域信號轉換為時域信號out，其饋給輸出變換器OT以轉換為呈現給聽力裝置HD的用戶的聲 音。時域輸出信號out饋給相應的前和后傳聲器的反饋估計單元FBEf，FBEr。作為備選，反饋 估計單元FBEf，FBEr可完全或部分在頻域實施(通過從正向通路的頻域部分分出信號或將信 號插入于其中和/或通過引入適宜的時域〈_>頻域轉換器）。
[0086]圖2的下部例示了根據本發明的斷電檢測器TOD和啟用控制單元ACU(在圖1A-1C中 記為I3DD-A⑶)的實施例。
[0087] 斷電檢測器PDD包括兩個檢測器即自相關檢測器和寬帶電平檢測器，每一檢測器 提供用于表征正向通路的信號(在此為來自前面傳聲器F的反饋校正的輸入信號IF(k，m)) 的檢測器信號。其它信號可選擇為檢測器的輸入，如來自后面傳聲器R的輸入信號lR(k，m) 或波束成形信號IN(k，m)或來自傳聲器之一的時域輸入信號之一等。檢測器的輸入信號可 一樣或不同。來自前面傳聲器F的輸入信號lF(k，m)拆分為兩個分支，每一檢測器各一個。 [0088]左邊分支表不自相關檢測器并提供輸入信號lF(k，m)中的自相關的估量ACM。左邊 分支包括ABS單元，用于提供輸入信號I F(k，m)的每一時頻單元的通常復值的絕對值輸入信 號I lF(k，m) I。在圖2的實施例中，輸入信號lF(k，m)通過與正向通路中一樣數量的、自相關檢 測器中的個頻帶表示。但不必須如此。例如在自相關檢測器中可考慮比正向通路中的數量 少的N ac個頻帶。在實施例中，寬帶自相關估量ACM可被確定并用于確定所得的功率控制信 號。自相關單元AC提供自相關估量ACM，例如基于自相關函數的計算，或者提供簡化的(優選 功耗更少的）估量，例如基于輸入信號的譜平坦度SFM，參見下面與圖4A-4B有關的描述。在 實施例中，自相關估量在同樣的（或在至少部分)頻帶中確定，其中估計聲反饋通路(在相應 反饋估計單元中）。
[0089]右邊分支表示寬帶電平檢測器并提供輸入信號IF(k，m)的寬帶電平BB-LVL。右邊 分支包括用于提供時域累計寬帶信號IKm)的頻帶求和單元BS和用于提供輸入信號的絕對 值I Mm) I的ABS單元。電平估計器LE提供信號I IF(m) I的電平的估計量，表示輸入信號IF(k， m)的寬帶電平BB-LVL。
[0090]自相關估量ACM和寬帶電平BB-LVL饋給邏輯單元LGC，其將邏輯判據(或者一個或 多個邏輯判據，如包括檢測器信號的概率值或二元值)應用于檢測器信號ACM和BB-LVL以提 供合成檢測器信號roc，其饋給啟用控制單元A⑶。
[0091 ]在圖2的實施例中，自相關估量ACM基于頻帶電平(k，m)提供。這具有功率控制可基 于子頻帶電平考慮的優點。作為備選，自相關估量ACM可提供為單一寬帶值。檢測器值可以 是二元或連續數(基于子頻帶電平或寬帶電平）。
[0092]啟用控制單元ACU包括用于基于合成檢測器信號PDC選擇抗反饋系統的多個運行 模式之一的(預定)判據。
[0093]前和后傳聲器的相應反饋估計單元FBEf，FBEr受來自啟用控制單元A⑶的功率控制 信號pet的控制，參見圖2的底部。啟用控制單元ACU提供(如一個或多個)功率控制信號pct， 在此由表示pet的粗箭頭示為頻帶電平信號（與細線箭頭如BB-LVL相反）。頻帶的數量可等 于或小于輸入信號If( k，m)的頻帶的數量Nfb。這使反饋估計單元FBEf，FBEr能基于對應的頻 帶電平進行控制，例如根據所涉及頻帶中合成檢測器信號roc的值(及啟用控制單元ACU的 判據)使反饋估計單元FBEf，FBEr處于不同的運行模式(如開和關模式）。
[0094]圖3A-3D示出了根據本發明的用于基于來自兩個檢測器的檢測器信號控制抗反饋 系統的四個示例性判據。
[0095] 圖3A示出了抗反饋系統AFB的第一示例性的可能運行模式STxy，每一特定模式通過 兩個檢測器信號DSl和DS2的值的兩個子范圍的相與(AND)組合確定。每一檢測器信號DSl和 DS2分別取最小和最大值[DSlmin;DSlmax]和[DS2min;DS2 max]之間的值。第一檢測器信號DSl的 有效值的范圍[DSlmin;DSlmax]分為N1 + 1個子范圍。同樣，第二檢測器信號DS2的有效值的范 圍[DS2min;DS2max]再分為N2+1個子范圍。從而，確定兩個檢測器信號DSl和DS2的子范圍的 (價+ 1)(呢+1)個顯然不同的（相與）組合(例如模式31'22對應于組合(0311<031<03 12)八冊 (DS21 SDS2 SDS22))。在實施例中，子范圍的每一組合與抗反饋系統的不同運行模式STxy相 關聯(如圖3A中所示）。在實施例中，子范圍的不同組合的數量(1以上)與抗反饋系統的同樣 數量的運行模式ST xy相關聯。
[0096] 圖3B示出了抗反饋系統AFB的第二示例性的可能運行模式STxy，每一特定模式通過 兩個檢測器信號DSl和DS2的值的兩個子范圍的或(OR)組合確定。如圖3A中所示，每一檢測 器信號DSl和DS2分別取最小和最大值[DSl min;DSlmax]和[DS2min;DS2max]之間的值。第一和第 二檢測器信號DSl和DS2的有效值的每一范圍[DSl min;DSlmax]和[DS2min;DS2max]分別分為N+1 個子范圍。從而確定兩個檢測器信號的子范圍的N+1個顯然不同的（OR)組合(例如模式ST 2 對應于組合[(DSli < DSl < DS12)AND(DS2 < DS22) ]0R[ (DS2i < DS2 < DS22)AND(DS1 < DSl2])。
[0097] 圖3C示意性地示出了用于使得抗反饋系統進入由兩個檢測器信號DSl，DS2的組合 確定的四個狀態31'1，512,513,514中的每一狀態的判據，每一檢測器信號位于最小值 DSlmin, DS2min和最大值DSlmax, DS2max內。通過位于最小和最大值之間的中間（閾）值DSlth, DS2th對每一檢測器信號確定兩個子范圍。圖3C對應于圖3A，NI = N2 = 1。
[0098] · STl: (DSlmin < DSl < DSlth)AND(DS2min < DS2 < DS2th)
[0099] * ST2:(DSlth<DSl <DSlmax)AND(DS2th<DS2<DS2max)
[0100] * ST3:(DSlth<DSl <DSlmax)AND(DS2min<DS2<DS2th)
[0101] * ST4: (DSlmin < DSl <DSlth)AND(DS2th<DS2<DS2max)
[0102] 四個狀態例如可對應于反饋消除系統的三個不同的開狀態和一個關狀態。
[0103] 圖3D示意性地示出了用于使得抗反饋系統進入由兩個檢測器信號DSl，DS2的組合 確定的三個狀態STl，ST2，ST34中的每一狀態的判據，每一檢測器信號位于最小值DSl min, DS2min和最大值DSlmax，DS2max內。通過位于最小和最大值之間的兩個中間（閾）值DSlthi, DSl th2，DS2thi，DS2th2對每一檢測器信號確定三個子范圍。圖3D對應于圖3B，N=2 〇
[0104] · STl: (DSlmin < DSl < DSlthi)AND(DS2min < DS2 < DS2thi)
[0105] · ST2: (DSlth2<DSl < DSlmax)0R(DS2th2<DS2 < DS2max)
[0106] * ST34: [(DSlthKDSl < DSlth2)0R(DS2thi < DS2<DS2ths) ]AND[ (DS1 <DSlth2)AND (DS2<DS2th2)]
[0107] 三個狀態例如可對應于反饋消除系統的兩個不同開狀態和一個關狀態。
[0108] 圖4A示出了用于根據本發明的聽力裝置的抗反饋系統的斷電/通電控制器的框 圖，圖4B示出了用于根據本發明的聽力裝置的抗反饋系統的斷電/通電檢測器的框圖。
[0109] 圖4A示出了斷電檢測器TOD和啟用控制單元ACU連接到反饋估計單元FBE以控制運 行模式從而控制反饋估計單元FBE的功耗水平，如結合圖1A-1C和圖2所述。斷電檢測器PDD 配置成基于多個檢測器信號DSl，DS2，…，DSNd決定抗反饋系統是否應被縮減或擴大并將對 應的控制信號發送給啟用控制單元ACU。啟用控制單元A⑶通過將多個控制信號pet發送給 反饋估計單元FBE完成縮減或擴大(模式控制）。啟用控制單元ACU可接收其它輸入信號以控 制功率控制信號pet的確定。在圖4A中，用于限制允許的增益的輸入信號GUM在抗反饋系統 的斷電和/或通電期間變化(例如參見圖5和下面相應的描述）。其它限制參數可饋給啟用控 制單元ACU以實施特定運行模式或者確定從一運行模式到另一運行模式的轉變(如定時）。
[0110] 圖2中實施的示例性概念基于監視傳聲器信號之一(在此為"前"傳聲器信號If，參 見圖2)的寬帶電平BB-LVL和自相關AC。該概念的示例性實施的框圖如圖4B中所示。代替寬 帶電平BB-LVL(如基于輸入信號I IF(m) I )，可提供基于每子頻帶的電平估計量SB-LVL(如基 于輸入信號I lF(k，m) I)。
[0111] 自相關檢測器AC的輸入信號（如|lF(k，m)|或|lF(k，m)|2)為時頻域信號，例如基于 分析濾波器組的輸出信號，即由M/2個頻帶組成的信號，例如在從0到匕/2他的范圍，例如 IOkHz (M例如為快速傅里葉變換FFT如512點FFT的頻率窗口或頻帶的數量，或者濾波器組中 的頻帶的數量，例如提供64個頻帶，f s為采樣頻率如20kHz)。基于該頻帶拆分的信號或者頻 帶的子集(如其中抗反饋系統啟用的頻帶，例如高于較低的AFB閾值頻率f AFB, th，例如高于 1.5kHz)，自相關AC單元提供自相關估量ACM。在實施例中，自相關使用由幾何平均數除以算 術平均數給出的譜平坦度估量(SFM)進行估計，即
[0112]
[0113] 等式（1)
[0114] 其中Sxx為信號X的功率譜。通過對等式（1)中的表達式取Iog2，可獲得更適合在對 數環境中實施的譜平坦度估量(SFM)的表達式(在第二實施例中）：
[0115]
[0116]
[0117] 等式⑵
[0118] 當Sxx平坦（白噪聲）時等式2的SFM AC估量接近1，及當Sxx有尖峰（純音）時其接近 〇。為獲得線性正比于自相關的量的AC估量，對SFM估量求反(如ACM=-SFM)。SFM的動態范圍 主要受濾波器組的選擇的影響，其提供功率譜。任何其它適當的AC估量可使用，只要適合實 際應用（如適應特定硬件和/或軟件配置、功率限制條件等）。在實施例中，AC估量基于自相 關的寬帶(如時域)計算。
[0119] 寬帶電平和AC估量例如以相對快的上升時間（低-> 高電平和高-> 低SFM轉變)和相 對慢的釋放時間（高_>低電平和低_>高SFM轉變)通過電平估計器LE。引入電平估計器以限 制從一模式到另一模式(如關模式到開模式，反之亦然)的轉變次數。通過具有慢的釋放，電 源在與釋放時間常數直接有關的最小時間段保持開。同樣的功能例如由滯后模塊HYST提 供。相應的滯后模塊HYST的輸出表示寬帶電平BB-LVL和AC估量ACM的（穩定的、"低通濾波 的"）值，這些值在模塊LGC中根據預定判據進行邏輯組合。判據可基于邏輯運算，如包括布 爾算符(AND，OR，XOR等或其"非"）。此外，定時器（圖4B中的模塊??Μ)已被插入以確保電源在 最小時間段保持開，其可通過定時器中的參數確定。從而減少(不必要的）開-關和關-開轉 變次數。限制從關到開和從開到關的轉變次數的原因之一在于擴大抗反饋系統需要一些時 間。此外，優選在擴大AFB系統的同時引入增益減小以防止嘯叫風險（參見圖4A中的GLIM)。 在AFB系統通電（啟用)期間的示例性事件發展如圖5中所示。
[0120] 圖5示出了根據本發明的抗反饋系統在其被使得從關模式進入開運行模式時的示 例性通電定時。
[0121] 當嘯叫或近似嘯叫出現時，在其被檢測到之前需要tDET秒。在該時間引入增益減小 及AFB系統被通電/按比例增加，這需要tern秒。一旦AFB系統運行，其需要另外的tcciNv秒用于 系統收斂到聲反饋通路，在該時間段期間，增益逐漸增加直到沒有增益減小存在為止。AFB 通電（在部分斷電后）的定時的其它發展可以預見并根據具體應用實施。在AFB系統通電期 間的增益變化的斜率優選可配置以使非自然信號最小化，如圖5中的虛線所示(參見圖5中 的時間=檢測附近及AFB算法收斂期間(在時間=AFB開和AFB收斂之間）的增益變化）。
[0122] 理想地，在聽力裝置周圍的聲學為動態的情形下，抗反饋系統應處于開運行模式 并連續更新用于估計聲反饋通路的自適應濾波器的濾波器系數(從而更新"聲反饋通路的 估計量"）。在本說明書中，"動態聲學"意為聲反饋通路隨時間快速變化(如在 ms內或在幾秒 內，與其處于靜態時相反，例如在靜態時其花幾十秒甚至更多時間進行變化）。由于抗反饋 系統本身不能用于動態聲學的檢測，前述動態聲學的指示器或檢測器必須在聽力裝置的其 它部分中找到。提出下面的可能指示器：
[0123] -電平變化;高電平可指示嘯叫或嘯叫風險。
[0124] -增益變化;低增益可指示嘯叫或嘯叫風險。
[0125] -自相關AC;相對高的自相關可指示(近似)嘯叫。
[0126] -降噪增益或風噪增益；當降噪增益高時，其為存在噪聲的指示，即很少自相關，因 此低嘯叫風險，反之亦然。
[0127] -前/后電平差；由于兩個傳聲器之間的物理距離，電平差可在具有動態聲學的情 形下檢測到。
[0128] -雙耳自相關檢測；雙耳聽力系統的兩個聽力裝置處的不同電平可指示動態聲學 情形。
[0129] 圖6A-6C示出了根據本發明的用于基于來自自相關檢測器和電平檢測器的檢測器 信號控制抗反饋系統的三個示例性判據。啟用控制單元（圖2中的AFB-C0NT)配置成基于包 括多個檢測器信號的預定判據控制抗反饋系統。在圖2所示的聽力裝置實施例中，其中啟用 控制單元使其控制基于兩個檢測器信號(Nd = 2)、正向通路的信號的自相關和寬帶電平估 計量，三個示例性的不同判據分別在圖6A-6C中圖示。
[0130] 圖6A示出了用于使抗反饋系統分別進入開狀態(ON)和關狀態(OFF)的下述判據：
[0131] · ON: (ACth〈AC < ACmax)且（LVLth〈BB-LVL < LVUax)
[0132] · OFF: (AUin < AC < ACth)且（LVUin < BB-LVL < LVUh)
[0133] 在關狀態下，反饋消除系統變成低功率模式，此時其不估計聲反饋通路因而不消 除聲反饋通路。關狀態的目標在于通過不啟用反饋估計單元而節能。在開狀態下，反饋消除 系統處于開狀態，反饋估計量以預定或動態確定的自適應速率反復確定。
[0134] 圖6B示出了用于使得抗反饋系統分別進入開狀態(包括ON-FAST和ON-SLOW模式） 和關狀態的第一判據：
[0135] · ON-FAST: (ACth〈AC < AC歷）且（LVLth〈BB-LVL < LVLmax)
[0136] * ON-SLOW:
[0137] 〇[ (ACth〈AC < AC歷）且（LVUin < BB-LVIXLVLth)]或
[0138] 〇[ (AUin < AC < ACth)且（LVLth〈BB-LVL < LVUax)]
[0139] · OFF: (AUi" AC < ACth)且（LVUi" BB-LVL < LVLth)
[0140] ON-FAST和0N-SL0W模式表示其中反饋消除系統處于開狀態且反饋估計量分別以 預定或動態確定的相對高或相對低的更新頻率fupd反復確定的模式。ON-FAST模式比ON-SLOW模式消耗更多功率，因為ON-FAST模式更頻繁的更新頻率。
[0141] 圖6C示出了用于使得抗反饋系統分別進入開狀態(包括ON-FAST和0N-SL0W模式） 和關狀態的第二判據：
[0142] * OFF: (ACmin < AC < ACthi) AND (LVLmin < BB-LVL < LVLthi)
[0143] * ON-SLOff: [ (ACthKAC < ACth2)OR(LVLthi < BB-LVL<LVLth2) ]AND[ (AC < ACth2)AND (BB-LVL< LVLth2)]
[0144] * ON-FAST: (ACth2 < AC < ACmax)OR(LVLth2 < BB-LVL < LVLmax)
[0145] 可使用基于自相關和寬帶電平估計量的其它判據。類似地，其它（或另外的）檢測 器信號可用于控制抗反饋系統。在實施例中，用于檢測正向通路的信號中的音調元素在給 定時間點是否包括由從輸出變換器到輸入變換器的反饋引起的頻率成分的反饋檢測器的 輸出信號用于控制抗反饋系統，如連同其它傳感器信號一起。在實施例中，來自寬帶(或子 頻帶）電平檢測器和自相關檢測器的檢測器信號與來自用于檢測正向通路的信號中在給定 時間點出現的（如在給定頻帶中）的音調元素是否由從輸出變換器到輸入變換器的反饋引 起的反饋檢測器的檢測器信號組合。
[0146] 當由對應的過程適當代替時，上面描述的、"【具體實施方式】"中詳細描述的及權利 要求中限定的裝置的結構特征可與本發明方法的步驟結合。
[0147] 除非明確指出，在此所用的單數形式"一"、"該"的含義均包括復數形式（即具有 "至少一"的意思）。應當進一步理解，說明書中使用的術語"具有"、"包括"和/或"包含"表明 存在所述的特征、整數、步驟、操作、元件和/或部件，但不排除存在或增加一個或多個其他 特征、整數、步驟、操作、元件、部件和/或其組合。應當理解，除非明確指出，當元件被稱為 "連接"或"耦合"到另一元件時，可以是直接連接或耦合到其他元件，也可以存在中間插入 元件。如在此所用的術語"和/或"包括一個或多個列舉的相關項目的任何及所有組合。除非 明確指出，在此公開的任何方法的步驟不必須精確按所公開的順序執行。
[0148] 應意識到，本說明書中提及"一實施例"或"實施例"或"方面"或者"可"包括的特征 意為結合該實施例描述的特定特征、結構或特性包括在本發明的至少一實施方式中。此外， 特定特征、結構或特性可在本發明的一個或多個實施方式中適當組合。提供前面的描述是 為了使本領域技術人員能夠實施在此描述的各個方面。各種修改對本領域技術人員將顯而 易見，及在此定義的一般原理可應用于其他方面。
[0149] 權利要求不限于在此所示的各個方面，而是包含與權利要求語言一致的全部范 圍，其中除非明確指出，以單數形式提及的元件不意指"一個及只有一個"，而是指"一個或 多個"。除非明確指出，術語"一些"指一個或多個。
[0150]因而，本發明的范圍應依據權利要求進行判斷。
【主權項】
1. 一種聽力裝置，包括： -用于將輸入聲音轉換為電輸入信號的輸入變換器和用于將電輸出信號轉換為輸出聲 音的輸出變換器之間的正向通路，所述正向通路包括用于將隨電平和/或頻率而變的增益 施加到所述電輸入信號或源自其的信號并提供處理后的信號及將處理后的信號或源自其 的信號饋給輸出變換器的信號處理單元，聲反饋通路從輸出變換器到輸入變換器形成； -可配置的抗反饋系統，包括用于提供所述聲反饋通路的估計量的反饋估計單元； -多個檢測器，每一檢測器提供表征所述正向通路的信號的檢測器信號； 其中，所述聽力裝置還包括配置成基于所述檢測器信號控制抗反饋系統及基于所述檢 測器信號使得抗反饋系統進入至少兩種預定模式之一的啟用控制單元，所述至少兩種預定 模式包括開模式和關模式。2. 根據權利要求1所述的聽力裝置，其中所述抗反饋系統在多個頻帶中運行。3. 根據權利要求1所述的聽力裝置，其中至少一所述檢測器信號隨頻率而變。4. 根據權利要求1所述的聽力裝置，其中啟用控制單元配置成基于包括所述檢測器信 號的預定判據控制抗反饋系統。5. 根據權利要求2所述的聽力裝置，配置成使啟用控制單元能使抗反饋系統在第一頻 帶進入第一運行模式及在第二頻帶進入第二運行模式。6. 根據權利要求1所述的聽力裝置，其中抗反饋系統配置成僅在有限數量的頻帶中運 行。7. 根據權利要求1所述的聽力裝置，其中所述多個檢測器包括用于估計正向通路的信 號的當前電平的電平檢測器。8. 根據權利要求1所述的聽力裝置，其中所述多個檢測器包括自相關檢測器，用于提供 正向通路的信號的當前自相關的估量。9. 根據權利要求7或8所述的聽力裝置，其中啟用控制單元配置成在當前自相關的估量 滿足開模式的預定自相關判據及正向通路的信號的當前電平滿足開模式的預定電平判據 時使抗反饋系統處于開模式。10. 根據權利要求7或8所述的聽力裝置，其中啟用控制單元配置成在當前自相關的估 量滿足關模式的預定自相關判據及正向通路的信號的當前電平滿足關模式的預定電平判 據時使抗反饋系統處于關模式。11. 根據權利要求1所述的聽力裝置，包括第一和第二輸入變換器及對應的第一和第二 可配置的反饋消除系統，其包括用于分別估計從輸出變換器到第一和第二輸入變換器的第 一和第二聲反饋通路的第一和第二反饋估計單元。12. 根據權利要求1所述的聽力裝置，其中反饋估計單元包括包含自適應算法的更新部 分及用于根據自適應算法確定的可變濾波器系數對輸入信號進行濾波的可變濾波器部分， 其中更新部分配置成以可配置的更新頻率f upd更新可變濾波器部分的濾波器系數。13. 根據權利要求12所述的聽力裝置，其中在抗反饋系統的不同于最大功率開模式的 運行模式下，更新部分的更新頻率相較最大更新頻率f upd,max縮減預定因子X。14. 根據權利要求12所述的聽力裝置，其中啟用控制單元配置成在特定開運行模式時 控制第一和第二反饋估計單元的更新部分以交替更新相應可變濾波器部分的濾波器系數。15. 根據權利要求1所述的聽力裝置，其中所述聽力裝置包括助聽器、頭戴式耳機、耳 麥、耳朵保護裝置或其組合。
【文檔編號】H04R25/00GK105916087SQ201610102945
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月24日
【發明人】M·S·克里斯滕森, A·孟, S·M·蒙克
【申請人】奧迪康有限公司