具有反馈模型增益估计的助听器
专利汇可以提供具有反馈模型增益估计的助听器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且助听器 100包括输入换能器10、处理器20、输出换能器30、自适应反馈抑制 滤波器 40以及模型增益估计器60。所述输入换能器10用于将声音输入 信号 转换成电 输入信号 15；所述处理器20用于用处理器增益放大所述电输入信号来产生电 输出信号 ；所述输出换能器30用于将所述电输出信号转换成声音输出信号；所述自适应反馈抑制滤波器40通过利用从反馈抵消信号和所述电输入信号之间的差别中所产生的误差信号来产生反馈抵消信号；所述模型增益估计器60通过确定在所述自适应反馈抑制滤波器中的增益来产生处理器增益的上限。，下面是具有反馈模型增益估计的助听器专利的具体信息内容。
1.一种助听器，其包括：
输入换能器(10)，其将声音输入信号转换成电输入信号(15)；
处理器(20)，其通过根据处理器增益来放大所述电输入信号以产生 电输出信号(35)；
输出换能器(30)，其将所述电输出信号转换成声音输出信号；
自适应反馈抑制滤波器(40)，其产生反馈抵消信号(45)；
模型增益估计器(60)，其确定所述自适应反馈抑制滤波器的模型增 益估计并且产生所述处理器增益的上限。
2.根据权利要求1所述的助听器，进一步包括输出块(32)，该输出 块对馈送给所述输出换能器的所述电输出信号进行延迟。
3.根据权利要求1或2所述的助听器，进一步包括输入信号滤波器组 (270)，该输入信号滤波器组将所述电输入信号分割成频带，其中所述模 型增益估计器为所述频带中的每个频带确定所述模型增益估计，并产生在 所述频带中所述处理器增益的频谱增益上限(255)。
4.根据权利要求1到3中的一项权利要求所述的助听器，进一步包括 输出信号滤波器组(210)和压缩信号滤波器组(220)，所述输出信号滤波 器组产生所述电输出信号的频谱信号向量(215)，所述压缩信号滤波器组 产生所述反馈抵消信号的频谱信号向量(225)，并且其中所述模型增益估 计器产生所述信号向量的电平测量。
5.根据权利要求4所述的助听器，其中所述模型增益估计器包括滤波 器增益估计器(250)，该滤波器增益估计器通过确定在所述电输出信号的 所述电平测量和所述反馈抵消信号的所述电平测量之间的比率来产生所述 模型增益估计。
6.根据权利要求4或5所述的助听器，其中所述模型增益估计器包括 输出电平测量块(230)和补偿器电平测量块(240)，它们通过在预定时 间窗上计算信号向量(215，225)的范数分别产生所述电输出信号和所述 反馈抵消信号的所述电平测量(235，245)。
7.根据权利要求6所述的助听器，其中所述范数是信号的绝对值，并 且所述时间窗是矩形的。
8.根据权利要求6所述的助听器，其中所述范数是信号的绝对值，并 且所述时间窗是由第一阶低通滤波器建模的。
9.根据权利要求6所述的助听器，其中所述范数是信号的平方值，并 且所述时间窗是矩形的。
10.根据权利要求6所述的助听器，其中所述范数是信号的平方值， 并且所述时间窗是由第一阶低通滤波器建模的。
11.根据前述权利要求中的一项权利要求所述的助听器，其中所述模 型增益估计器包括提供控制参数(265)的模型评价块(260)，该控制参 数指示模型的可能失调。
12.根据权利要求11所述的助听器，其中所述模型评价块(260)适 于比较没有反馈补偿的所述电输入信号的范数和所述反馈受控的电输入信 号的范数来确定模型的可能失调。
13.根据权利要求11或12所述的助听器，其中如果所述控制参数表 明模型失调，则所述模型增益估计器冻结所述模型增益估计或者停止产生 所述处理器增益的所述上限。
14.根据权利要求11或12所述的助听器，其中如果所述控制参数表 明模型失调，则从所述模型增益估计器中确定的增益限制漏向一组缺省值。
15.一种调节助听器(100)的信号通道增益的方法，该助听器包括输 入换能器(10)，其将声音输入信号转换成电输入信号(15)；处理器(20)， 其通过以所述信号通道增益放大所述电输入信号来产生电输出信号(35)； 输出换能器(30)，其将所述电输出信号转换成声音输出信号；所述方法 包含步骤：
产生(710)反馈抵消信号(45)；
通过评价所述反馈抵消信号来确定(720)模型增益估计；
产生(730)所述信号通道增益的上限。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述模型增益是通过连续估计 在产生所述反馈抵消信号的自适应反馈抑制滤波器(40)中的增益而确定 的。
17.根据权利要求15或16中的一项权利要求所述的方法，进一步包 括步骤：
将所述电输入信号分割成频带；
为所述频带中的每个频带确定所述模型增益估计；以及
产生在所述频带中所述信号通道增益的频谱增益上限(255)。
18.根据权利要求15到17中的一项权利要求所述的方法，进一步包 括步骤：
产生(710)所述电输出信号和所述反馈抵消信号的频谱信号向量(215， 225)；以及
产生(720)所述信号向量的电平测量。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述模型增益估计是通过确定 (730)在所述电输出信号的所述电平测量和所述反馈抵消信号的所述电平 测量之间的比率来产生的。
20.根据权利要求18或19中的一项权利要求所述的方法，其中所述 电平测量(235，245)是通过将绝对值计算的平均应用到频谱信号向量(215， 225)而产生的。
21.根据权利要求18或19中的一项权利要求所述的方法，其中所述 电平测量(235，245)是通过所述频谱信号向量的第一阶低通滤波来计算 的。
22.根据权利要求18或19中的一项权利要求所述的方法，其中所述 电平测量(235，245)是通过将直接能量计算应用到频谱信号向量(215， 225)而产生的。
23.根据权利要求15到22中的一项权利要求所述的方法，进一步包 括步骤：提供指示模型的可能失调的控制参数(265)。
24.根据权利要求15到23中的一项权利要求所述的方法，进一步包 括步骤：比较没有反馈补偿的所述电输入信号的范数和所述反馈受控的电 输入信号的范数以确定模型的可能失调。
25.根据权利要求23或24中的一项权利要求所述的方法，进一步包 括步骤：如果所述控制参数表明模型失调，则冻结所述模型增益估计的产 生和/或停止所述信号通道增益的所述上限的产生。
26.根据权利要求23或24中的一项权利要求所述的方法，其中如果 所述控制参数表明模型失调，则从所述模型增益估计器中导出的增益限制 漏向一组缺省值。
27.根据权利要求14到25中的一项权利要求所述的方法，其中所述 信号通道的增益上限是由反馈抵消信号的数值、模型增益估计的精度以及 安全余量来确定的。
28.一种计算机程序，其包括程序代码，用以执行如权利要求15到27 中的任一项权利要求所述的方法。
29.一种用于助听器(100)的电子电路(400)，其包括：
处理器电路(20)，其通过以处理器增益放大由所述助听器的输入换能 器(10)所提供的电输入信号来产生电输出信号(35)；
自适应反馈抑制滤波器电路(40)，其产生一个反馈抵消信号(45)， 在所述电输入信号被提供给所述处理器电路之前从所述电输入信号中减去 该反馈抵消信号；
模型增益估计电路(60)，其确定所述自适应反馈抑制滤波器的模型 增益估计并产生所述处理器增益的上限。
技术领域
【0001】本发明涉及助听器的领域。更具体地，本发明涉及一种具有用 以抑制声音反馈的自适应滤波器的助听器，其可以调节信号通道增益， 尤其依靠时变的反馈模型增益估计。本发明还涉及一种调节信号通道增 益的方法和一种用于助听器的电子电路。本发明进一步涉及一种可以测 量自适应反馈抑制滤波器中的频谱增益的助听器，涉及一种测量自适应 反馈抑制滤波器中的频谱增益的方法，以及涉及一种用于这种助听器的 电子电路。
背景技术
【0003】图4示出了一种助听器的简单方块图，该助听器包括输入换能器 或麦克风2、信号处理器3和输出换能器或接收器4。所述换能器或麦克风 2将声音输入信号转换成电输入信号；所述信号处理器3放大输入信号并 产生电输出信号；所述输出换能器或接收器4用于将电输出信号转换成声 音输出信号。助听器的声音反馈通道由虚箭头加以表示，由此衰减因子 由β进行表示。如果在特定频率范围内环路增益，即由G表示的处理器3 的增益(包括麦克风和接收器的转换效率)和衰减β的乘积等于或大于1， 则出现可以听见的声音反馈。
【0004】为了抑制这种不期望的反馈，本领域所熟知的是在助听器包含 一个自适应滤波器以补偿该反馈。图5示意性地说明了这种系统。来自信 号处理器3的输出信号被馈送到自适应滤波器5。该自适应滤波器根据内 部滤波器系数对处理器输出信号进行处理以产生反馈抵消信号103。滤波 器系数包括延迟性能，通过该延迟性能滤波器可以模拟从接收器到麦克 风的声音延迟。从麦克风输入信号中减去反馈抵消信号以产生处理器输 入信号。自适应滤波器连续监控处理器的输出信号以及处理器的输入信 号，寻求适应内部滤波器系数以便不断地产生抵消信号，该抵消信号最 小化处理器输入信号和处理器输出信号之间的互相关。滤波器控制单元6 控制自适应滤波器，例如自适应滤波的适应速率或速度。因此，自适应 滤波器模拟反馈通道，即其估计从助听器的输出到输入的转移函数，包 括从输出换能器到输入换能器的声音传播通道。
【0005】可以听见的反馈是听觉器械系统的不稳定性的标志。在Cook，F.； Ludwigsen，C；和Kaulberg，T.等人的：″Understanding feedback and digital feedback cancellation strategies″，The Hearing Review，February 2002；Vol.9， No 2，pages 36，38-41，48 and 49中，提出了两种恢复稳定性的可能方案。
一种方案是通过控制泄漏因数β来控制向麦克风反馈的信号。另一种方案 是减少助听器的增益G。
【0006】通过减少增益来控制反馈在线性助听器中特别是一个问题。大 多数线性助听器适于高频中的更大增益，在高频中听力不足趋于更加深 远。不幸的是，典型反馈通道在高频上还提供比在低频上更少的衰减。 因此，可以听见的反馈的风险在高频范围内是最高的。一个控制反馈的 普通方法是通过使用音调控制或低通滤波来降低助听器的高频增益。然 而，利用这种方法也损害了更高频区域中的增益。结果，言语可懂度可 能受损。
【0007】伴随控制线性助听器中的反馈的另外问题是这些设备在所有输 入电平上提供了相同增益，以致为抵抗反馈而施加的增益约束将在所有 输入电平上是有效的。这意味着悦耳的声音以及中级声音将受到同样程 度的影响。在所有输入电平上的言语可懂度可能受到影响。反馈可能迫 使在整个宽频率范围内降低增益，即使反馈信号可能仅来源于窄频带。
【0008】如果是一个更高级的助听器，降低选定窄频带范围内的增益也 是可能的。然而，在反馈管理的“窄带增益减少”方法背后的假设是仅 有一个固定反馈频率。实际上，这种假定很少是正确的。出现不稳定性 所在的频率通常不只一个。抑制一个频率可能生成另一频率的反馈，如 在Agnew，J.的：″Acoustic feedback and other audible artefacts in hearing aids″，Trends in Amplification，1996；1(2)：pages 45-82中所述的。
【0009】非线性或压缩助听器能够在更高输入电平上提供更少的增益。 假设反馈音调，压缩特征进入以控制信号的电平，然而反馈音调将不被 压缩器去除。
【0010】通常，反馈通道不是固定的；其由助听器械佩戴者的状况进行 动态修改。因此，即使装配师在诊疗所中已小心测试装配并已尝试设定 安全增益限制，在正常使用期间仍然可能出现反馈。
【0011】在WO 94/09604，公开了一种具有声音反馈的数字、电子补偿的 助听器。助听器包括数字补偿电路，该电路包括用于插入噪音的噪音发 生器以及适应反馈信号的可调数字滤波器。该适应利用相关电路来发生。 数字补偿电路进一步包括数字电路，其监控环路增益并经数字求和电路 对助听器放大率进行调节，以便环路增益小于常数K。这是通过估算自适 应滤波器中的系数以及连续计算在不同频率上自适应滤波器的放大率完 成的。
【0012】然而，不可能依靠反馈抑制滤波器直接测量或者监控助听器中 的环路增益。反馈抑制滤波器可以仅仅用于声音反馈增益的估计。在理 想情况下，其中反馈抑制滤波器去除输入信号中的100％的反馈分量，相 应的允许的处理器增益将是无限的。在非理想的情况下，总是将有一些 残余反馈。这个残余反馈决定实际允许的处理器增益。例如在WO 02/25996中，存在关于如何确定这个残余反馈并由此确定允许的处理器增 益的方案。然而，用于确定允许的处理器增益的这些方法在硬件上是昂 贵的并且还必需使用反馈抑制滤波器的当前系数。
发明内容
【0014】通过提供一种助听器和一种调节助听器的信号通道增益的方法， 如独立权利要求所限定的，本发明克服了前述及其它问题。
【0015】符合本发明的方法、设备、系统以及如同计算机程序产品和电 子电路的制造物件，确定自适应反馈抑制滤波器中的增益(从现在起也 被称为“模型增益”)并使用这个模型增益来导出处理器或信号通道的 增益上限。
【0016】优选连续地确定模型增益，以便处理不同的波动声音环境，同 时允许助听器中的最大期望处理器增益，这样所施加的时变处理器增益 约束是安全的且没有被过度限制。
【0017】根据本发明的一个方面，助听器包括输入换能器、处理器、输 出换能器、自适应反馈抑制滤波器以及模型增益估计器。所述换能器用 于将声音输入信号转换成电输入信号；所述处理器用于通过根据处理器 增益放大电输入信号来产生电输出信号；所述输出换能器用于将电输出 信号转换成声音输出信号；所述自适应反馈抑制滤波器通过利用从反馈 抵消信号和电输入信号之间的差别中所产生的误差信号来从电输出信号 中产生反馈抵消信号；所述模型增益估计器通过确定在所述自适应反馈 抑制滤波器中的增益来产生处理器增益的上限。
【0018】根据本发明的一实施例，自适应反馈抑制滤波器中的增益的确 定(模型增益)通过将电输出信号的电平与反馈抵消信号的电平进行比 较来实现。例如，这些信号中的每个信号的电平被估计为在选定窗口中 的范数或模(norm)。电输出信号与反馈抵消信号之间的导出电平差异 然后用作模型增益的估计。因此，处理器中的增益上限仅仅通过估计声 音反馈增益确定而不通过尝试估计助听器中的环路增益进行确定。
【0019】然而，如果自适应反馈抑制滤波器的步长和长度是已知的，则 估计自适应反馈抑制滤波器可以匹配声音反馈的精度是可能的，即可以 估计的是，声音反馈补偿留下一个相对于反馈抵消信号的残余反馈。因 此，可以估计环路增益大概将被减小多少。从这个估计中，可能导出一 个偏移量，即安全余量，其被加到从声音反馈增益中所导出的增益限制 中，产生一个适当的处理器增益上限。根据本发明的实施例，处理器增 益上限因此可能由自适应反馈抑制滤波器的精度、反馈抵消信号和安全 余量进行确定。
【0020】根据本发明的优选实施例，处理器的频谱信号通道增益依照各 自时变增益上限进行调节。这些频谱增益上限是通过测量自适应反馈抑 制滤波器中的频谱声音反馈增益来获得的。当助听器中的各个信号的信 号通道被分割成两个或多个频带时，频谱增益是必要的。例如，电输入 信号在被输入到处理器之前被分割成不同频带，这意味着处理器必须根 据电输入信号的频带来估计两个或更多个频谱增益。如果是那样的话， 也必需将模型增益估计区分成等数量的频带，以便导出每个频带的增益 上限。通常，例如在处理器之前是FFT电路或者输入信号滤波器组，其 将电输入信号分割成各个频带。因此，可能的是，由信号通道中的处理 器通过利用同一滤波器组或者FFT电路从而减少估计的误差来计算具有 完全相同带宽的频谱声音反馈增益。
【0021】根据本发明，增益上限源于模型增益确定，而模型增益确定是 通过比较自适应反馈抑制滤波器的输入(电输出信号)和输出(反馈抵 消信号)来实现的，而不是通过利用滤波器系数本身来实现的。因此， 不依赖于自适应反馈抑制滤波器的所选实施例来估计增益上限是可能 的。
【0022】根据优选实施例，其中在处理器之前是输入信号滤波器组，其 将电输入信号分割成两个或更多个频带，在这些频带中模型增益估计器 执行频谱相当的模型增益估计。为了这个目的，反馈抵消信号和电输出 信号被馈送到模型增益估计器的各个滤波器组中。每个滤波器组的输出 是信号向量，通过该信号向量进行电平测量。在模型增益估计器的滤波 器增益估计器块中，比率是在模型前后所进行的这些电平测量之间确定 的，并且获得了每个频带中的增益估计。这些估计现在用作处理器中的 频谱增益上限。
【0023】根据一优选实施例，电平测量是通过计算在特定时间窗内信号 向量中的每个信号的绝对值的加权平均作为一个所谓的范数进行的。
【0024】根据另一优选实施例，电平测量是通过在特定时间内计算信号 向量中的每个信号的绝对值的简单平均进行的，即时间窗是矩形窗口。
【0025】根据另一实施例，信号的绝对值的平均是通过第一阶低通滤波 器计算的，即时间窗是指数的。
【0026】根据又一实施例，电平测量是通过计算能量测量进行的，即计 算在特定时间窗内信号向量中的每个信号的平方值的平均，其中所述窗 是矩形的或者是指数的。
【0027】依靠时变反馈模型增益估计来调节频谱信号通道增益或多个增 益的结果是要提高助听器的稳定性。如果自适应反馈抑制滤波器(也被 称作模型)产生对应于或者至少接近于声音反馈信号的反馈抵消信号， 则模型已正确收敛并且电输入信号的反馈分量将被减少，从而提高所有 频带的稳定余量。结果，更大处理器增益是可能的。同时，模型增益估 计将变得更加精确。这意指增益上限可以是更少受约束的，并且根据模 型的精确性，一定量地提高这些增益上限是可能的。然而，可取的是， 选择比所需的稍微更低的增益上限以获得稳定性，因为接近上限的增益 可以导致不合意的可以听见的效果。
【0028】根据一优选实施例，模型增益估计器包括模型评价块以测量模 型的精确性。测量模型的精确性是必需的，因为如果模型失调，则所估 计的模型增益将是不可靠的。如果模型失调，可以采取相应的预防措施。 模型评价块通过将各个控制参数传送给滤波器增益估计器来实现这种预 防。从而，控制参数可以控制滤波器增益估计器，例如将增益估计冻结 一特定时间周期或者使增益限制漏向它们缺省值，例如这些缺省值可能 在装配助听器时已被测定。
【0029】根据本发明的实施例，模型的精确性通过比较没有反馈补偿的 电输入信号的范数和反馈受控的电输入信号的范数进行测量。反馈受控 的电输入信号是从中减去反馈抵消信号的电输入信号。如果没有反馈补 偿的电输入信号的范数小于反馈受控的电输入信号的范数，这意味着该 减法实际上提高了输入信号的范数，则模型很可能失调，导致的结果是 增益估计块被冻结、阻止，或者采取其它的预防措施。在2003年8月21 日提交的共同待决的专利申请PCT/EP03/09301中公开了一种模型评价装 置，其对电输入信号的范数和反馈受控的电输入信号的范数进行比较。
【0030】本发明进一步提供了一种依靠时变反馈模型增益估计来调节一 个或多个频谱信号通道增益的方法。
【0031】本发明进一步提供了一种测量自适应反馈抑制滤波器中的一个 或多个频谱增益的方法。
【0032】还有一方面，本发明提供了如权利要求28所述的计算机程序。
【0033】又一方面，本发明提供了如权利要求29所述的用于助听器的电 子电路。
【0034】本发明的其他方面和变化由从属权利要求限定。
附图说明
【0035】通过下面本发明具体实施例的详细描述，并参照附图，本发明 及其进一步特征和优点将更加明显，其中：
【0036】图1描绘了根据本发明第一实施例的助听器的方块图；
【0037】图2描绘了根据本发明第二实施例的助听器的方块图；
【0038】图3描绘了根据本发明一实施例的模型增益估计器的方块图；
【0039】图4描绘了对助听器的声音反馈通道进行说明的方块图；
【0040】图5描绘了显示现有技术助听器的方块图；
【0041】图6描绘了对根据本发明一实施例的方法进行说明的流程图； 以及
【0042】图7描绘了对根据本发明另一实施例的方法进行说明的流程图；
具体实施方式
【0044】助听器100的信号通道包括输入换能器或麦克风10、A/D转换 器(未示出)以及输入信号滤波器组。所述换能器或麦克风10通过例如 将声音信号转换成模拟电信号而把声音输入信号转换成电输入信号15； 所述A/D转换器用于对模拟电信号进行采样并数字化为数字电信号；所 述输入信号滤波器组用于将输入信号分割成多个频带。信号通道进一步 包括用于产生放大的电输出信号35的处理器20以及将电输出信号转换 成声音输出信号的输出换能器(扬声器、接收器)30。处理器20的放大 特性可能是非线性的，例如其可能表现出如本领域所熟知的压缩特性， 在低信号电平上提供更多增益。
【0045】在图2中，示出了根据本发明的助听器的第二实施例的方块图。 助听器200与图1所示的几乎相同，但在信号通道中进一步包括输出块 32。由处理器20所产生的电输出信号35被馈送到输出块32，然后从输 出块馈送到输出换能器30。输出块32将延迟引入到电输出信号因此也引 入延迟到声音输出信号中，这使自适应反馈抑制滤波器更容易区分助听 器的输入信号、输出信号和反馈信号，以及利用它来估计声音反馈信号 FBA。
【0046】输出换能器30(在图1中)或者输出块32(在图2中)的未被 延迟的电输出信号35也被馈送到自适应反馈抑制滤波器(模型)40和模 型增益估计器60。前者监控输出信号并且包括对自适应数字滤波器进行 调节的适应算法，以便其模拟声音反馈通道并由此产生一种衰减和延迟 形式的输出信号。滤波器输出FBc构成声音反馈信号FBA的估计。滤波 器输出FBc可以用作反馈抵消信号45，以其被传递到求和电路50的倒相 输入上。求和电路50产生反馈受控的电输入信号25，作为电输入信号 15与倒相反馈抵消信号45之和。反馈受控的电输入信号25然后作为输 入信号被传递到处理器20。
【0047】根据本发明的一实施例，提供了模型增益估计器60，向其传递 电输出信号35和反馈抵消信号45。基于这些信号，模型增益估计器60 确定模型中的增益，该增益然后用来导出被传递到处理器20的增益上限 55。
【0048】根据一实施例，自适应反馈抑制滤波器40是具有特定长度和步 长的自适应数字滤波器。初始滤波器系数优选被保存在助听器的存储器 (未示出)中并且每当打开助听器就被载入到自适应反馈抑制滤波器中。 利用这些滤波器系数，自适应数字滤波器能够产生初始滤波器输出FBc， 其可以用作缺省反馈抵消信号45。根据自适应数字滤波可以匹配声音反 馈信号FBA的精度，如所谓的安全或反馈余量的偏移量被引入到模型增 益中作为声音反馈增益的估计。这个反馈余量表示低于出现可以听见的 反馈所在电平的增益。例如，选择6dB的反馈余量，这意味着处理器增 益上限被设为低于出现可以听见的反馈的增益6dB。助听器被打开之后， 自适应反馈抑制滤波器通过估算滤波器系数开始其自适应建模以匹配声 音反馈，从而产生适应的反馈抵消信号。
【0049】参照如图6所述的流程图，现在进一步解释自适应反馈抑制滤 波器的功能。首先，反馈抵消信号45在操作610中产生，以便通过将反 馈抵消信号用作误差信号以减小反馈受控的电输入信号25来减少助听器 的声音反馈。作为其自适应建模的一部分，当调节其滤波器系数以估算 反馈抵消信号时自适应反馈抑制滤波器40产生一特定增益。在操作620 中，这个增益被确定为模型增益估计，并且通过将模型增益估计作为助 听器中的声音反馈电平的测量，然后在操作630中产生处理器或信号通 道增益的上限。
【0050】模型增益估计通过不断估算自适应反馈抑制滤波器中的增益加 以确定。模型增益估计通过将自适应反馈抑制滤波器的输入信号35(其 是电输出信号35)与自适应反馈抑制滤波器的输出(其是反馈抵消信号 45)进行比较来完成。这个比较是由模型增益估计器60完成的。使用模 型增益以及如果必要加上反馈余量来导出处理器增益上限。自适应反馈 抑制滤波器40还能够选择和引入对信号(例如作为其自适应建模的一部 分的所输入的电输出信号35)的适当延迟。
【0051】由于到达麦克风的反馈信号一般是衰减形式的输出信号，自适 应反馈抑制滤波器中的模型增益通常是负的，其可以表示为对数表达式。 这个增益的数值(等于FBA)有效表示了在缺少反馈补偿的状态下处理 器中的最大允许增益。
【0052】从这个所估计的增益限制，不得不进行减除。因为即使环路增 益稍微低于1时信号失真还将是可听得见的，必须进行减除以确保最大 允许处理器增益保持在稳定限度之下一余量。这个安全或反馈余量将根 据测试进行设定。在一个测试设置中，已发现6dB的余量设定对于避免 任何可听得见的信号失真是适合的。因此，在该实例中，没有反馈补偿 时的最大允许增益变为FBA-6dB。
【0053】如果自适应反馈抑制滤波器产生反馈转移函数的理想仿真，则 所有反馈将被抵消，反馈将不对允许的处理器增益进行任何限制，并且 模型提供有关当前反馈通道转移函数的信息。然而，在实际情况中，自 适应反馈抑制滤波器产生反馈转移函数的次于理想的仿真；将存在一个 残余反馈
FBR＝FBA-FBC
其到达麦克风，并被处理器获得和放大，并且存在一个对处理器增益的 上限以避免不稳定性，即避免环路增益超过1。具体而言，自适应反馈抑 制滤波器的步长和长度对反馈抵消信号可以匹配声音反馈的精度有影 响。
【0054】基于与由模型所提供的反馈转移函数有关的当前信息，处理器 最大允许增益将通过评估残余反馈的电平进行估计。
【0055】当滤波器例如处理信号的有限时间窗时，其不考虑整个信号。 在一个示例性测试设置中，发现基于1毫秒(ms)的时间窗的电平估计 将包括反馈信号的80％能量。当将反馈补偿基于这种时间窗时，可以期 望的是，该补偿剩下反馈抵消信号的25％的量的残余反馈。
【0056】当FBR＝FBA-FBC时并根据这个示例性测试设置FBC＝0.8FBA， 滤波器输出信号具有声音反馈信号电平的80％的电平时，则残余反馈是：
FBR＝FBA-0.8FBA＝0.2FBA。
当FBA＝FBR+FBC时，残余反馈是：
FBR＝0.2(FBR+FBC)，并因此：
FBR＝0.25×FBC。
【0057】在这个实例中，自适应反馈抑制滤波器然后将对最大允许增益 的限度提高了FBC/FBC＝4倍，等同于12dB。因此最大允许的处理器或信 号通道增益变为-20log(FBC)-6dB+12dB＝-20log(FBC)+6dB。
【0058】当滤波器是数字式的并且设置递增时，对于步长(即自适应滤波 器的有限分辨率)必须考虑容差(allowance)。说明递增设置和评估所得到 的潜在误差被视为是处于相关领域技术人员的能力范围内。
【0059】根据本发明的一实施例，因此处理器增益上限可能由自适应反 馈抑制滤波器的精度、反馈抵消信号和安全余量来确定。本领域的技术 人员然后将从反馈抵消信号和滤波器精度估算残余反馈FBR。然后残余 反馈和安全余量的水平用以导出处理器增益上限。
【0060】图3具体示出了模型增益估计器60的一实施例，现在将进行描 述。假设输入信号滤波器组是在处理器前面，其将反馈受控的电输入信 号25分割成多个频率带。根据本发明的实施例，这个输入信号滤波器组 (未示于图1和2)是FFT电路或者已知的滤波器组，其将电输入信号 分割成各个频带。同样的FFT电路或者滤波器组可以用作输入信号滤波 器组270，其将电输入信号15分割成各自频带，这个信号然后被送到模 型增益估计器60。因此，处理器和模型增益估计器的输入信号通过利用 同样的滤波器组或者FFT电路被分割成各个频带，以便可以进一步减小 估计误差。
【0061】输出信号滤波器组210和补偿信号滤波器组220在各自的频带 中分别产生电输出信号35的信号向量215和反馈抵消信号45的信号向 量225。信号向量215、225每个都被送到模型增益估计器，在该模型增 益估计器中这些信号向量分别被传送到输出电平测量电路230和补偿电 平测量电路240，用来产生各个向量的电平测量235、245。电平测量通 过在整个预定时间窗上计算信号向量235、245的范数而产生。电平测量 235、245被传送到滤波器增益估计器块250，用来计算这些电平测量之 间的比率的向量。比率的向量然后被假定代表每个频带中的增益估计。 模型增益估计器利用这些估计来导出增益上限55，255，其由增益估计块 250传送到处理器20(参照图1)。
【0062】模型增益估计器60进一步包括用来测量模型精确性的模型评价 块260。模型评价块260接收来自输入信号滤波器组270的电输入信号 275的向量以及来自补偿信号滤波器组220的反馈抵消信号的向量，并产 生控制参数265以控制滤波器增益估计器块250。为了产生控制参数265， 模型评价块260产生没有反馈补偿的电输入信号的范数并将其与反馈受 控的电输入信号的范数进行比较。如果反馈受控的电输入信号的范数超 过了没有反馈补偿的电输入信号的范数，则模型很可能失调并且控制参 数265表明要采取其他动作。控制参数265也可能是用于每个频带的控 制参数的向量。其他动作可以是将增益估计停止或冻结特定时间量，或 者其可以是让从模型增益估计器导出的增益限制漏向一组缺省值。例如， 适当的缺省值可能在装配助听器时测定。
【0063】模型增益估计器的功能现在参照图7进行进一步解释。首先， 在操作710中，反馈抵消信号45和电输出信号35的信号向量215、225 通过优选利用在处理器的信号通道中所用的同样的滤波器组来产生。在 操作720中，电平测量从这些信号向量中产生。
【0064】根据一实施例，在特定时间框架内的每个信号的绝对值的简单 平均被当作是电平测量，并且时间窗是矩形的。在计算少的实施例中， 平均值是由第一阶低通滤波器进行计算的，即时间窗是指数的。
【0065】根据另一实施例，直接能量计算用来产生电平测量。电平测量 通过计算能量测量来进行，而能量测量是通过计算信号向量215、225中 每个信号在一个特定时间窗上的平方值的平均而获得的，其中时间窗又 可以是矩形的或者通过第一阶低通滤波器进行建模。
【0066】然后在操作730中，模型增益估计通过确定在所述电输出信号 的电平测量235和反馈抵消信号的电平测量245之间的比率而产生。由 于对每个频带确定此比率，因此获得了各个频带中的增益估计的向量。 然后这些估计被用来导出信号通道中的频谱处理器增益上限。
【0067】根据一实施例，范数信号根据以下通式进行计算：
其中xk是要计算其范数的信号的第k次采样(k＝1，...L)，Fk代表窗口或 滤波器函数以及自然数p是该范数的幂。根据该公式的具体实施例，p＝1 并且滤波器函数Fk由以下递归公式进行定义：
N(k)＝λ|xk|+(1-λ)N(k-1)
其中λ是0＜λ≤1的常数。
【0068】这里应当认识到的是，根据进一步的实施例，本发明也可以被 实施为计算机程序或电子电路。那么计算机程序包括计算机程序代码， 其在数字信号处理器或任何其它合适的可编程助听器系统上被执行时， 根据这里所述的任何一个实施例来实现一种调节助听器设备的信号通道 增益的方法。电子电路可以被实现为专用集成电路，其然后可以被实施 在助听器系统中，以便使用根据本文所述的实施例中的任何一个的助听 器。
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