[发明专利]用于助听设备的双耳侧面感知的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于基于麦克风装置侧面出现的声学有用信号改善在两个或多个麦克风的麦克风装置的输出信号中的信噪比的一种方法和一种系统。这样的方法和系统可以在助听设备，特别是助听器佩戴者头部佩戴的助听器中采用。在此侧面应该被理解为特别是双耳助听器装置的佩戴者的头部的右边和左边。

背景技术

迄今为止在助听器中使用的传统方向性方法（Richtwirkungsverfahren）提供如下可能性：将从助听器佩戴者前面或从后面到达的信号或噪声从其余的环境噪声中突出，以便这样提高语音理解性。但是该方法不能提供如下可能性：突出从左边或右边到达的侧面源的信号或噪声。

公知的助听器仅提供如下可能性：这样的侧面信号通过如下来强调，即，将期望的侧面的信号传输到双耳。为此将音频信号从一个耳侧传输到另一个耳侧并且在那里播放。但是由此向助听器佩戴者提供单信号，这导致丢失可以定位声源（‘binaural cues，双耳提示’）的信号特征。这样的信号特征例如可以是耳间电平差，即在面向噪声或信号源的耳朵或助听器侧的电平高于背向的耳朵或助听器。

传统的差分定向麦克风的计算并不是可无限制地应用的解决方案，除了别的之外因为也可以在具有高的频率分量的信号的情况下由于所谓的“空间混淆（spatial aliasing）”而使得不具有空间多义性的差分定向麦克风是不可能的。

如果将原始声音信号的右和左麦克风信号相减，则形成这样的空间多义性，即，一个信号的空间来源的不再可唯一对应性。通过麦克风信号相减的差分处理通常允许规定在期望的方向上麦克风装置的定向的灵敏性。但是如果原始声音信号的波长与麦克风装置的麦克风的空间距离相比太小，则仅还能双义或多义地确定原始信号的空间来源。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种在考虑信号源的空间方向的条件下对声音信号中的干扰信号-有用信号比的改善。

本发明通过如下解决上述技术问题，即，将其作为经典的干扰噪声降低问题来考察。按照在下面描述的方式，确定或估计双耳干扰信号和双耳有用信号，这些信号被用作合适的滤波器（例如维纳滤波器）的输入信号，在该滤波器中优选对每个频带计算并应用一个对于两个耳侧是相同大的放大系数。通过对两只耳朵应用相同的放大系数获得耳间电平差，即，可以定位声音或声源。

本发明的基本思路在于，不同地处理高和低的频率分量（边界频率在700Hz和1.5kHz之间的范围内，例如大约1kHz）。对于低频率范围根据差分预处理结合差分双耳定向麦克风的计算进行滤波，优选同样是维纳滤波，其中通过预处理产生向左和向右定向的信号，通常具有相反定向的心脏形曲线（Cardioid）特征（肾形的取决于方向的灵敏度）。

基于传统的差分定向麦克风的这两个向左和向右定向的信号被作为侧面的有用和干扰声音的水平的估计基础来使用，其中该估计又作为滤波、优选是维纳滤波的输入参数来使用。

然后将该滤波单独地应用于麦克风装置的每个麦克风信号，并且不是应用于双耳装置的共同的差分定向麦克风信号，所述共同的差分定向麦克风信号是作为传统的定向麦克风的输出信号被计算的。

例如，相对于使用全向信号的优点在于，通过在前连接的方向性一定程度上人工地产生在左和右侧之间的较大的差别，该差别表现为对从待抑制的方向入射的信号的提高的干扰声抑制。

一种优选的扩展在于，在低频范围中如前面解释地那样进行根据传统的差分定向麦克风的计算的预滤波和然后的滤波，优选是维纳滤波，并且在高频范围中（边界频率在700Hz和1.5kHz之间的范围内，例如大约1kHz）对于然后的维纳滤波利用自然的头部遮蔽效应（Kopfabschattungseffekt）作为用于干扰声估计和有用声估计的预滤波器。

在利用头部遮蔽效应的条件下如下进行干扰声估计和有用声估计的确定：面向期望侧的单耳信号被用作为有用信号估计，背向侧的信号作为干扰信号估计。这是可能的，因为特别是在较高频率（>700Hz或>1kHz）情况下头部遮蔽效应引起在背向侧上信号的显著衰减。

基于通过头部遮蔽预滤波的信号的这两个向左和向右定向的信号被用作为对侧面的有用和干扰声的水平的估计基础，并且这些估计又被用作对于滤波、优选是维纳滤波的输入参数。

该滤波然后被单独地应用于麦克风装置的每个麦克风信号。

例如相对于使用全向信号的优点在于，通过在前连接的方向性一定程度上人工地产生在左和右侧之间的较大的差别，该差别表现为对从待抑制的方向入射的信号的提高的干扰声抑制。