[发明专利]用于定位音频源的方法以及多通道的听力系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于利用多通道的听力系统来定位音频源的方法。此外，本发明还涉及一种对应的带有多个输入通道的多通道的听力系统，尤其是还涉及一种双耳听力系统。双耳听力系统在这里被理解为一种可以用来为使用者的双耳提供声音的系统。特别是被理解为一种双耳助听器系统，其中使用者在两个耳朵上佩戴了为各自耳朵传声的助听器。

背景技术

助听器是为听力差的人提供声音的便携式听力装置。为了迎合多种个性化的需要，提供了助听器的不同结构形式，如耳后助听器(Hinter-dem-Ohr-Hoergeraete，HdO)、具有外部听筒的助听器(RIC：receiver in the canal)和耳内式助听器(In-dem-Ohr-Hoergeraete，IdO)，例如还有外耳式助听器或耳道式助听器(Kanal-Hoergeraete，ITE，CIC)。这些示例性解释的助听器佩戴在外耳上或者耳道内。此外，市场上还提供了骨传导助听器、可植入式助听器或振感助听器。在此，对受到损伤的听力或者通过机械或者通过电进行刺激。

助听器原则上具有作为基本部件的输入转换器、放大器以及输出转换器。输入转换器通常是一种声音接收器(例如麦克风)和/或电磁接收器(例如感应线圈)。输出转换器大多作为电声转换器(例如微型扬声器)或者作为电子机械转换器(例如骨传导耳机)实现。放大器通常被集成到信号处理单元中。在图1中以耳后助听器为例示出这种原理结构。在用于配戴在耳后的助听器外壳1内，安装一个或者多个麦克风2，用于接收来自环境的声音。同样被集成在助听器外壳1中的信号处理单元3处理麦克风信号并将其放大。信号处理单元3的输出信号被传输到一个输出声音信号的扬声器或听筒4上。声音必要时通过一个采用耳塑件固定在耳道内的传声软管传递到助听器佩戴者的鼓膜。助听器的供电和特别是信号处理单元3的供电通过一个同样被集成到助听器外壳1中的电池5进行。

一般地，计算机支持的情景分析系统(CASA：Computational SceneAnalysis System)通过对当前声源的以及优选地也对当前环境的空间定位和分类，实现了对当前情景的描述。为了直观起见，这里描述所谓“鸡尾酒会问题(Party-Cocktail problem)”。多个交谈的发音者产生了一种背景谈话噪声，两个人靠近观察者地交谈(定向的声音)，某些音乐来自于另一个方向并且产生某种空间回响效应。类似于人类听觉能够定位并区分出不同的音频源，CASA系统试图按照类似的方式来模仿该功能，使得至少可以从声音混合中定位并分类每个声源(例如，说话、音乐、干扰噪声，等)。与此相关的信息不仅对于助听器程序选择是宝贵的，而且例如对于所谓波束形成器(Beamformer)(空间滤波器)也是宝贵的，该波束形成器可以在所希望的方向上偏转，以便放大对于助听器携带者的所希望的信号。

通常的CASA系统如下地工作：通过傅里叶变换或者通过类似的变换(例如，小波变换、伽马声调滤波器组，等等)，将音频信号变换到时间-频率域(T-F)中。在此，也就是将信号变换到多个短期频谱。

图2示出了这种常规的CASA系统的框图。左助听器的麦克风10的信号以及右助听器的麦克风11的信号，被共同送至滤波器组12，后者进行提到的至T-F域中的变换。然后，在分割单元13中将T-F域中的信号分割成分开的T-F块。这些T-F块是短期频谱，其中，这些块通常在所谓的“T-F起点检测(T-F-Onset-Detektion)”之后开始，即，当信号的频谱超过一定的电平时。通过分析其它特征确定块的长度。这些特征典型地包括偏移量(Offset)和/或相关性因此，设置了特征提取单元14，其从T-F域中的信号中提取特征。例如，这类特征是两耳时差(ITD)、两耳电平差(ILD)、块互相关、基础频率，等等。可以借助于所估计或者是所提取的特征(ITD、ILD)执行对每个源的定位15。不过，也可以将来自提取单元14的所提取的特征用来控制分割单元13。

在编组单元16中将在分割单元13之后所得到的相对小的块再次组合，以便表达不同的源。为此，对提取单元14所提取的特征进行特征分析17，其结果被用于编组。这样所编组的块被送至分类单元18，利用后者应该识别出，产生一个块组的信号的源是何种类型。该分类的结果以及分析17的特征被用于描述情景19。

然而，按照这种方式对声学情景的描述经常是有错误的。特别是，不容易精确地分开或描述来自一个方向的多个源，因为小的T-F块仅仅包含很少的信息。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，在多通道的听力系统中改善对声源的检测和定位。