[发明专利]使用频率变换通过移动包络对声音感知的改进

说明书

技术领域

本发明涉及声音感知的改进，例如语音清晰度，特别地涉及对人对声音的感知的改进，例如听觉受损的人。本发明特别地涉及改进用户感知输入声音的方法。

本申请还涉及一种音频处理设备及其使用。

本申请进一步涉及一种包括处理器的数据处理系统以及用于使处理器执行至少方法的部分步骤的程序编码方式，还涉及一种存储程序编码的计算机可读介质。

本发明在一些应用中是有用的，例如在诸如电话的通信设备、或诸如助听器、头戴式受话器、头戴式耳机、主动防声设备的听力设备，或其组合中。

背景技术

下述现有技术涉及本申请的一个应用领域，助听器。

频率压缩或频率变换的基本思想通常是通过变换使用传统放大对于某人无法听到的频率使其可被听到。事实是这是不可能的——通过传统助听器——在某些频率补偿听觉损伤可能有多种原因。两个最可能的原因是1)由于反馈振荡问题放大不可能变得很高；或者2)病人有“死区”，此处听力能力严重下降或不存在。死区理论上指其中感觉细胞(内毛细胞)不工作的基底膜区域。然后极强的方法不能帮助该基底膜位置。频率降低或变换在这些情况下可能是一种解决方式，其中在不可听频率的信息被变换到可听的范围。

非线性频率压缩(NFC)目前在不同频率降低技术中给出了最好的结果(参见[Simpon；2009]不同信号处理方法的综述)。NFC在一些情况下示出对听力受损用户的语音清晰度的提升。在NFC中，将频率轴分成线性部分和压缩部分(例如图1a示出了分别在低于和高于预定截止频率f_cut的非压缩部分(线性f_in＝f_out)和压缩部分(f_in＞f_out))。

WO2005/015952(Vast Audio)描述了一种旨在改进听力受损对象的空间听力能力的系统。提出的系统丢弃了每第n个频率分析带并将剩下的部分推到一起，从而应用频率压缩。由此，假设空间凸出高频线索在较低频率再现。

EP1686566A2(Phonak)涉及一种信号处理设备，其包括将至少部分输入信号的频谱表达变换成变换的输出频率的装置，频率变换装置被配置为处理部分输入信号频谱表达使得存在于输入信号的频谱表达中的相位关系在频谱表达的变换部分中基本上保持不变。

EP2091266A1(Oticon)涉及一种将临时精细的基于结构的信息变换为临时基于包络的信息的变换，其中以将(低频)临时精细的结构线索移动到较高频率范围的方式将低频源频带变换到高频目标频带。因此提高了听力受损用户获得临时精细的基于结构线索的能力。

发明内容

本发明的概念能够，例如用于具有如图1a所示的压缩机制的系统，或者压缩整个频率范围、或者一些其他频率变换原理的系统(参见图3中压缩/扩展机制的例子)。

在本发明中使用术语“频率变换”、“频率降低”、“频率压缩”以及“频率扩展”。术语“频率变换”意指改变信号频谱的多种不同方法，例如“频率降低”或“频率压缩”或甚至“频率扩展”。术语“频率压缩”指的是将相对较宽的源频率范围压缩到相对较窄的目标频率范围的过程，例如通过丢弃每第n个频率分析频带并在频域中将剩余的频带“推”到一起。相应地，术语“频率扩展”指的是将相对较窄的源频率范围扩展到相对较宽的目标频率范围的过程，例如通过在变换到目标频带时使源频带变宽和/或创建多个合成目标频带以填充额外的频率范围。术语“频率降低”指的是将高频源范围移动到较低频目标范围的过程。在某些现有技术应用中，其出现而无需丢弃任何包含在变换高频频带中的频谱信息(即变换的较高频率或者以较低频率完全替代或者与较低频率混合)。然而，这并非本发明的情况。本发明典型地通过频率降低应用频率压缩，其中(较高频率)源频带的包络与(较低频率)源频带的相位相混合。

通常，一个或多个相对较高频率源频带向下变换到一个或多个较低频率目标频带。通常，一个或多个甚至更低的频带保持不受该变换影响。进一步，一个或多个甚至更高的频带可能不被认为是源频带。

在现有技术的频率降低设备或机制中，包络和精细结构(相位)信息都被移动。这导致声音质量劣化并严重限制系统的灵活性。例如，人听觉系统对低频相位信息十分敏感(例如，低于1.5kHz的频率)，并且当前在低频处不采用频率降低。