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CN116647789A - 用于减少听力设备中的回声的方法 - Google Patents

用于减少听力设备中的回声的方法 Download PDF

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CN116647789A
CN116647789A CN202310184419.6A CN202310184419A CN116647789A CN 116647789 A CN116647789 A CN 116647789A CN 202310184419 A CN202310184419 A CN 202310184419A CN 116647789 A CN116647789 A CN 116647789A
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CN
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filter
input signal
input
hearing device
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CN202310184419.6A
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T·武茨巴彻
H·普德
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Sivantos Pte Ltd
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Sivantos Pte Ltd
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Abstract

本发明涉及一种用于减少听力设备中的回声的方法，通过听力设备的电声的第一输入变换器由环境声音产生第一输入信号，通过听力设备的通信装置从外部通信设备接收外部输入信号，基于听力设备的第一输入信号和外部输入信号产生输出信号，基于输出信号在自适应的第一滤波器中产生用于减少回声和/或声学反馈的补偿信号，基于第一输入信号和补偿信号产生误差信号，基于第一滤波器的滤波器系数和/或基于误差信号与补偿信号和/或与第一输入信号的比较产生控制参量，根据控制参量将用于抑制残留回声或残留反馈的第二滤波器应用于从输入信号导出的中间信号，并且由此产生传输信号，通过通信装置将传输信号传输给外部通信设备。

Description

用于减少听力设备中的回声的方法
技术领域
本发明涉及一种用于减少听力设备中的回声的方法，其中，通过听力设备的电声的第一输入变换器由环境声音产生第一输入信号，其中，通过听力设备的通信装置从外部通信设备接收外部输入信号，其中，基于听力设备的第一输入信号和外部输入信号产生输出信号，其中，基于从输入信号导出的中间信号产生传输信号，通过通信装置将该传输信号传输给外部通信设备。
背景技术
听力设备一般而言理解为任何这样的设备，这种设备设置为，从电信号(电信号也可以由设备的内部信号给出)产生声音信号并且将该声音信号输入设备佩戴者的听觉系统、即尤其是耳机(例如作为“耳塞”)、耳麦、带扬声器的数据眼镜(或者说智能眼镜)等。所提到类型的听力设备越来越多地还具有一个或多个麦克风，以便例如通过语音命令控制各个单独的功能，例如从音乐库中选择曲目。然而，所提到类型的听力设备也越来越多地与移动通信设备、如智能手机、平板电脑或智能手表等结合地使用，其中，由听力设备的一个或多个麦克风可以通过语音命令控制通信设备的各个单独的功能(例如通过听力设备和通信设备之间的蓝牙连接或类似连接)。
这类听力设备也越来越多地与所提到类型的通信设备结合地用于补充通信设备的电信功能、即尤其对于通过移动电话网络的呼叫或VoIP呼叫补充电信功能。在此通过听力设备的一个或多个麦克风记录听力设备的佩戴者(该佩戴者也是通信设备的使用者)的语音信号，并且通过通信设备传输给对话伙伴。这通常在没有在通信设备本身中由该处的独立的麦克风记录的音频信号的另外贡献的情况下进行。由对话伙伴的通信设备(如电话等)记录的具有对话伙伴语音贡献的音频信号被传输给本通信设备并且由本通信设备转发给听力设备。在该处，所述具有对话伙伴语音贡献的音频信号被路由到听力设备的输出变换器(即例如扬声器)中，以便佩戴者可以通过音频信号的再现听到这些语音贡献。
然而，在此可能导致对话伙伴的语音贡献声学反馈到听力设备的麦克风中，从而导致所述语音贡献耦合到待传输给对话伙伴的信号中。随后，对话伙伴将以数十毫秒至数百毫秒(取决于连接类型)的延迟听到他自己的语音贡献作为回声，这是令人恼火的。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于运行听力设备的方法，在该方法中，所提到类型的回声被尽可能有效地抑制，并且该方法可以尽可能有效率地在听力设备中实现。
该技术问题根据本发明通过一种用于减少听力设备中的回声的方法解决，其中，通过听力设备的电声的第一输入变换器(或者说输入转换器)由环境声音产生第一输入信号，其中，通过听力设备的通信装置从外部通信设备接收外部输入信号，其中，基于(或者说根据)第一输入信号和外部输入信号、尤其在听力设备的信号处理装置中产生输出信号，其中，基于输出信号在自适应的第一滤波器中产生用于减少回声和/或声学反馈的补偿信号，并且其中，基于第一输入信号和补偿信号产生误差信号，该误差信号作为输入量尤其被输入自适应的第一滤波器。
根据该方法在此规定，基于第一滤波器的滤波器系数和/或基于误差信号与补偿信号和/或与第一输入信号的比较产生控制参量，其中，根据控制参量将用于抑制残留回声或残留反馈的第二滤波器应用于从输入信号并且尤其是从误差信号导出的中间信号，并且由此产生传输信号，并且将该传输信号通过通信装置传输给外部通信设备。有利的和部分本身有创造性的设计方案是以下描述的主题。
在此，听力设备一般而言包括前述类型的设备，即尤其是耳机(例如作为“耳塞”)、耳麦、带扬声器的数据眼镜等。此外，听力设备也包括狭义的助听器，即用于补给佩戴者的听力损伤的设备，在这种设备中，通过麦克风从环境信号产生的输入信号被处理成输出信号并且在此尤其与频带相关地被放大，并且通过扬声器或类似器件从输出信号(或者从由输出信号导出的再现信号)产生的输出声音信号适合用于尤其以用户特定的方式至少部分补偿佩戴者的听力损伤。
听力设备在此优选具有通信模式，在该通信模式中，通过通信装置和与听力设备通过相应连接联合的通信设备可以与外部通信设备进行语音呼叫。外部通信设备在此优选由听力设备佩戴者的对话伙伴的固定电话、手机、平板电脑或类似设备实现(或者说给出)，与听力设备联合的通信设备由佩戴者的手机给出，可以将该手机通过蓝牙等与听力设备连接，并且对于听力设备的通信模式也优选是已连接的。
然而，听力设备尤其也可以设置用于，在通信模式中通过WLAN和相应的互联网连接建立与外部通信设备的连接，以便从外部通信设备接收外部输入信号并且将传输信号发送给外部通信设备。
通信装置优选作为天线或者作为其它相应地适用并且设置的发射/接收装置在听力设备中给出。
输出信号优选如此产生，使得在所述通信模式中，在佩戴者通过听力设备进行的语音呼叫期间，优选包含语音呼叫的对话伙伴的语音贡献的外部输入信号与第一输入信号(所述第一输入信号尤其包含听力设备佩戴者自己的语音贡献)共同进入。在此，上述两个输入信号在产生输出信号时还可以进行另外的处理步骤，并且尤其还可以添加和/或减去另外的信号。随后可以将输出信号优选作为再现信号(Wiedergabesignal)由听力设备的输出变换器(例如扬声器)再现。然而，在将第二滤波器应用于信号处理的输出信号的情况下，再现信号尤其也可以通过由此产生的传输信号给出。
一般而言，在此和以下，基于在前信号产生结果信号意味着，在前信号的信号分量至少在若干频带中进入结果信号中，其中，此外其它信号的信号分量也还可以一同进入，或者其它信号的相应信号分量可以从在前信号或者从在前信号导出的信号中减去。尤其地，在将在前信号处理成结果信号时还可以进行分频带的放大和分频带的压缩。在此，当结果信号基于在前信号(以在此描述的意义)产生时，结果信号从在前信号导出。
用于产生补偿信号的自适应的第一滤波器优选收到误差信号作为输入量，并且优选将从听力设备的输出变换器直至第一输入变换器的相应的声学反馈路径模型化，输出信号(或者从输出信号导出的再现信号)由该输出变换器再现，因此第一滤波器在输出信号上的应用提供对声学反馈的估计。误差信号在此优选基于减法产生，并且特别优选地作为所述从第一输入信号减去补偿信号的结果产生。
随后尤其通过将由所述输出变换器再现的外部输入信号(或者其信号分量)以声学反馈的形式耦合到第一输入变换器中并且因此耦合到基于输入信号产生的中间信号中而产生回声。如果中间信号被传输给外部通信设备，则当传输的中间信号被再现时，佩戴者的对话伙伴将在该处听到他的语音贡献(如所描述的那样被送回至对话伙伴)作为回声。因此，通过第二滤波器将中间信号进一步处理成传输信号，以便抑制这种尤其由外部输入信号的声学反馈引起的回声。在此，第一滤波器能够以现有技术中已知的方式实现对声学反馈或回声、尤其所描述类型的回声的抑制。
这时将误差信号与补偿信号进行比较，其中，该比较可以例如通过振幅或数值平方(Betragsquadrate)或信号电平的纯大小比较进行。为此可以事先对补偿信号和/或误差信号在时间上进行平滑处理，例如通过递归求平均值或类似方法。
基于补偿信号与误差信号的比较产生控制参量，根据该控制参量运行第二滤波器。因此，例如控制参量可以只由二进制值构成，该二进制值由上述两个信号的振幅或信号电平(或数值平方或一般性地数值的任何单调函数)的大小比较的符号确定。根据该二进制值，以预先确定的参数值“打开”或不打开第二滤波器。
然而，控制参量也可以由误差信号和补偿信号的振幅或信号电平(或类似的参量)的连续单调函数构成，其中，第二滤波器一方面根据所述函数的符号被应用或者被绕过(旁路或关闭第二滤波器)，并且其中，在应用第二滤波器的情况下，应用的强度又取决于控制参量的值，即尤其随着所提到的两个信号的振幅变化。在此，尤其也可以对控制参量(作为对补偿和/或误差信号的备选或补充)在时间上进行平滑处理。
作为对此的备选或者也附加地，在根据本发明的设计方案中，基于第一滤波器的滤波器系数确定控制参量。这可以尤其基于停滞时间系数进行。由于听力设备的输出变换器和第一输入变换器之间的声学传播时间，由第一滤波器的反馈路径必要地具有若干系数，这些系数全部相同地为零。在此，这些系数是在真正反馈的输出声音到达之前的时间点将反馈路径的传输函数模型化的系数。
一方面，这些系数可以通过定义设置为零，并且可以将第一滤波器相应地在时间上“移动”。但另一方面，这些系数也可以一同被适应或者说调整。在这种情况下，这些系数与零的距离用作第一滤波器实际上有多好地反映真实声学反馈路径的指示。在此可以利用的是，自适应中的误差“平均”均匀地分布在滤波器的各个单独的系数上。根据传播时间延迟必须为零的相关系数的平方和在所有系数的总能量上进行归一化，由此可以获得对于自适应的精确度的定量的量度。随后，基于该量度可以确定所述控制参量(例如通过函数上的相关性确定，或者通过查找表根据在此描述的所谓的“停滞时间系数”的上述归一化平方和确定)。
第二滤波器在此设置用于，抑制在应用自适应的第一滤波器来抑制反馈之后仍留在误差信号中的残留反馈。在此将第二滤波器应用于从误差信号导出的中间信号，其中，尤其也包括该导出的平常情况，即中间信号由误差信号本身给出。在这种情况下，由听力设备的输出变换器转换为输出声音信号的再现信号通过输出信号给出。
然而，也可以将第二滤波器应用于输出信号，该输出信号从误差信号通过信号处理(该信号处理尤其包括用户特定的和分频带的放大和/或压缩并且必要时包括通过听力设备的第二输入信号的噪音降低和/或定向传声)产生。
第二滤波器在此可以例如通过对中间信号的放大或衰减因子和/或通过压缩(或者改变压缩的参数、如压缩比或特性曲线的膝点)来实现。虽然第二滤波器原则上也可以在时域中起作用，但优选在时频域中实现，并且可以在该处分频带地使用(即，例如通过与频带相关的放大因子来衰减中间信号)。分频带的自适应的滤波器同样是可行的，这种滤波器在时频域中针对各个单独的频带优选具有多个滤波器系数，并且通过在相应频带中与中间信号的相应卷积来实现。
经第二滤波器过滤的中间信号这时作为传输信号被传输给外部通信设备。
本发明利用了如下事实，即，由于相应设计的第一滤波器(应该通过该第一滤波器抑制反馈)，补偿信号包含反馈的外部输入信号的更多分量并且因此包含对话伙伴的语音贡献，而消除反馈之后的误差信号基本上包含听力设备的佩戴者的语音贡献。通过由第一滤波器产生的补偿信号对反馈的抑制在此是不完全的，因此还需要通过第二滤波器来抑制残留反馈。但关于佩戴者及其对话伙伴的语音贡献的时间上的信息包含在补偿信号中并且相应地也已包含在误差信号中，并且可以用于第二滤波器的应用：
如果补偿信号中的信号电平或信号振幅尤其在多个样本的时间段(如一帧)中大于在误差信号中，则可以认为对话伙伴在该时间段中是活跃的，并且他的语音贡献相应地包含在外部输入信号中，而佩戴者不说话。相反，当佩戴者说话但对话伙伴不说话时，误差信号中的信号电平或振幅更大。
通过对所提到的信号的所述比较和在此形成的控制参量，这时可以相应地识别对话伙伴的语音贡献，并且在由中间信号产生的传输信号被传输给对话伙伴处的外部通信设备之前，通过第二滤波器在中间信号中抑制对话伙伴的语音贡献。通过这种方式避免对话伙伴处的回声，在再现对话伙伴自己的传回的语音贡献时可能出现该回声。
在此，较大的优点在于使用误差信号和补偿信号来控制对残留反馈的抑制，因为这两个信号原本就由自适应的第一滤波器提供，并且因此不需要另外的计算能力(或相应的用于信号处理的固定布线的部件)。
有利地，根据控制参量的对数的符号将第二滤波器应用于中间信号。这尤其意味着，如果针对负号进行应用，就不针对正号进行应用。因此，控制参量通过对数的符号(或者优选通过类似的、尤其等效的数学实现的符号)用作第二滤波器的“开关”。
已经证明有利的是，控制参量基于由误差信号的和补偿信号的振幅、绝对值、数值平方和/或信号电平产生的商形成。尤其地，在分频带地实现该方法时，针对不同的频带可以将两个信号的所提到的不同的特征参量用于形成该频带中的相应商。尤其也可以在形成商之前进行对相应特征参量的时间上的平滑处理，这例如通过递归平均进行。基于商可以特别简单地估计补偿信号中的信号贡献占优势还是误差信号中的信号贡献占优势。
优选地，第二滤波器具有与控制参量的连续单调的相关性。特别优选地，第二滤波器在中间信号上的应用在此根据控制参量的对数(或数学上等效的函数)的符号进行。例如，如果基于控制参量的对数的符号识别到补偿信号中的信号贡献占优势，则可以将用于衰减中间信号的放大因子作为控制参量的单调函数应用于中间信号。
在有利的备选方案中，第二滤波器以预先确定的、尤其与控制参量的数值无关的参数值运行。这尤其意味着，控制参量只用作第二滤波器的所述“开关”，但(在对数的符号保持不变的情况下)第二滤波器不具有与控制参量的数值的其它相关性。在此，以预先确定的参数、例如用于固定的衰减的放大因子实现的运行节省另外的计算资源。
在有利的设计方案中，通过第二滤波器将放大因子和/或压缩应用于中间信号，以便减弱该中间信号，其中，在压缩的情况下，尤其可以与控制参量(尤其连续单调地)相关地调节压缩参数、例如压缩比和/或压缩特性曲线的膝点。
优选地，将第二滤波器在时频域中应用于中间信号的若干频带。在此可以通过第二滤波器将各个单独的分频带的放大因子和/或压缩应用于中间信号的至少若干频带。
作为对此的备选或者也附加地，第二滤波器尤其可以在若干频带中作为具有分别超过一个滤波器系数的第二自适应滤波器被应用于中间信号。这意味着，对反馈的抑制被分配到第一滤波器中并且在各个单独的频带中分配到所述自适应的第二滤波器中，在这些频带中，由于残留反馈，对话伙伴的语音贡献作为回声被送回给对话伙伴。在这种情况下，第二滤波器可以例如作为FIR或IIR滤波器通过中间信号在频带中的至少两个样本的卷积来实现，其中，滤波器系数可以例如通过NLMS算法来确定。
适宜地将非线性处理、尤其是频率失真如频率偏移应用于听力设备的中间信号或者应用于从中间信号导出的信号，以便产生再现信号。该再现信号在此优选由听力设备的电声的输出变换器再现。由此，再现信号可以附加地与输入信号解相关，以便中断由听力设备周围的声学反馈路径和由听力设备内部的信号放大构成的反馈回路。
在有利的设计方案中，补偿信号基于输出信号或传输信号产生，第一滤波器被应用于该输出信号或传输信号，其中，第一滤波器基于误差信号被调整。在此，误差信号对第一滤波器而言用作自适应的质量的量度(例如在NLMS算法中)。
优选地，将误差信号或输出信号直接用作中间信号。因此在输出信号的情况下，误差信号仍然通过听力设备的内部信号处理，因此该内部信号处理也进入传输信号。如果传输信号应当不被听力设备的内部信号处理影响，则将误差信号用作中间信号，通过应用第二滤波器从所述误差信号产生传输信号。
本发明还提供一种听力设备，其包括：电声的第一输入变换器，用于由环境声音产生第一输入信号；通信装置，用于从外部通信设备接收外部输入信号并且用于将听力设备的传输信号发送给外部通信设备；和信号处理装置，其设置用于，基于第一输入信号和外部输入信号产生输出信号。在此，在听力设备中实现自适应的第一滤波器，该第一滤波器设置用于，基于输出信号产生用于减少回声和/或声学反馈的补偿信号，其中，信号处理装置还设置用于，基于第一输入信号和补偿信号产生误差信号，并且基于误差信号与补偿信号的比较产生控制参量。此外，在听力设备中实现第二滤波器，该第二滤波器设置用于，抑制从输入信号并且尤其从误差信号导出的中间信号中的残留回声或残留反馈并且由此产生传输信号。
根据本发明的听力设备具有根据本发明的方法的优点。针对所述方法及其扩展设计说明的优点可以按照意义转用于听力设备。所述方法的有利的实施方式在此优选通过听力系统的相应设计方案实现。
附图说明
以下根据附图更详细地阐述本发明的实施例。在附图中分别示意性地：
图1示出听力设备的方框图，通过该听力设备在长途通话中将佩戴者的语音贡献发送到外部通信设备；
图2示出根据图1的听力设备的方框图，通过该听力设备在长途通话中接收对话伙伴的经历反馈的语音贡献；
图3示出根据图1的听力设备的一种设计方案的方框图，通过该设计方案可以抑制根据图2的反馈；并且
图4示出用于在根据图3的设计方案中抑制反馈的控制参量的时间图。
彼此相应的部件和尺寸在所有附图中分别配设有相同的附图标记。
具体实施方式
在图1中示意性地在方框图中示出听力设备1，该听力设备在本例中由助听器2(狭义上)给出。听力设备1在此设置为，使得听力设备1的(未示出的)佩戴者可以通过该听力设备与(未示出的)对话伙伴进行长途通话、即例如电话或VoIP呼叫，该对话伙伴本身为此使用诸如移动电话之类的通信设备，该通信设备在图1中示出为外部通信设备4。
听力设备1具有电声的第一输入变换器6，所述第一输入变换器在本例中由麦克风给出并且设置用于由听力设备1的环境声音8产生第一输入信号x1。第一输入信号x1以尚待描述的方式被输入信号处理装置10，在该信号处理装置中，基于第一输入信号x1的信号分量产生输出信号y。所述输出信号y作为再现信号w被听力设备1的电声的输出变换器12转换为输出声音14。在这种情况下，输出变换器12在本例中由扬声器给出。输出声音14的部分从输出变换器12通过声学反馈路径16到达第一输入变换器6，从而由此实现输出信号y的声学反馈h。听力设备还可以具有(未示出的)第二输入变换器，所述第二输入变换器相应地产生第二输入信号，该第二输入信号与第一输入信号共同地尤其通过定向传声(Richtmikrofonie)被处理。
为了抑制反馈h，在听力设备1中实现自适应的第一滤波器18，将该第一滤波器应用于输出信号y，并且由该输出信号产生补偿信号c。补偿信号c在第一节点20处被从第一输入信号x1中减去，以便从中产生误差信号e。在此，误差信号e被输入自适应的第一滤波器18，以便在该处基于误差信号e估计自适应的质量。在此，第一滤波器18和第一节点20可以在实体上在信号处理装置10中实现，该信号处理装置通过尤其单独与佩戴者的听力需求相匹配的信号处理通过与频带相关的放大和/或压缩将误差信号e进一步处理成输出信号y。但在图1中为了清楚起见，信号处理装置10应当只被理解为信号处理的那个其中进行误差信号e到输出信号y的所述“实际”处理的方框。
在所述长途通话中，听力设备1的佩戴者的语音贡献22被第一输入变换器6记录在第一输入信号x1中，在节点20处被减少了补偿信号c以便校正声学反馈h，并且在信号处理装置10中被处理成输出信号y(虚线)。在此也可以进行另外的、噪声抑制和/或语音增强(英文：speech enhancement)的算法。输出信号y作为传输信号t被输入听力设备1的通信装置24，该通信装置可以例如通过用于蓝牙或WLAN的天线给出。通过通信装置24，包含佩戴者的语音贡献22的传输信号t随后被传输给外部通信设备4。在该处，通过扬声器26从传输信号t产生外部再现声音28，从而对话伙伴能够相应地听到语音贡献22。
在此，将传输信号t传输给外部通信设备4可以尤其基于听力设备1的佩戴者的(未示出的)本地通信设备进行，该本地通信设备通过通信装置24与听力设备1连接并且将传输信号t转发给外部通信设备4。本地通信设备在此可以尤其作为智能手机或类似设备给出。然而，听力设备1也可以直接通过通信装置24通过WLAN具有互联网连接，从而与外部通信设备4的长途通话作为VoIP呼叫执行。
在图2中示意性地在方框图中针对在长途通话中对话伙伴说话的情况示出根据图1的听力设备1。通过外部通信设备4的麦克风32产生外部输入信号xe，该外部输入信号包含对话伙伴的语音贡献30(虚线)。具有语音贡献30的外部输入信号xe被传输给听力设备1，并且在该处由通信装置24接收。在此，传输以适才描述的方式进行。
外部输入信号xe这时与误差信号e共同在信号处理装置10中被处理成输出信号y。在此，根据图1包含听力设备1的佩戴者自己的语音贡献22的误差信号e被一同带入输出信号y中(因此被带入再现信号w中)，因为否则对佩戴者而言当他说话时在输出声音14中听不到他自己的声音是令人不快的。
然而，在图2中只有对话伙伴的语音贡献30在输出信号y中并且相应地在输出声音14中示出。通过从输出变换器12到第一输入变换器6的声学反馈路径16，对话伙伴的语音贡献30进入第一输入信号x1中(并且必要时进入听力设备的第二麦克风的第二输入信号中)，并且因此也进入误差信号e中。相应地，这些语音贡献在信号处理装置10中的处理(和在此进行的放大)之后重新转移到输出信号y中。因此，语音贡献30已经在听力设备1中通过了一次闭合的反馈回路。由于这时输出信号y作为传输信号t被传输给外部通信设备4，在该处从所述传输信号通过扬声器26产生外部再现声音28，所以对话伙伴的语音贡献30相应地在外部再现声音28中能够作为回声被对话伙伴听到。
即使反馈被自适应的第一滤波器18抑制，该抑制通常为15dB至25dB。但(主要由ITU-T)建议，在通过听力设备进行的长途通话中，将“通讯信号”(即接收的信号)通过声学反馈的再耦合抑制至少35dB。因此，在通过第一滤波器18抑制之后剩余的残留反馈应当看作是高度重要的。因此，即使在通过补偿信号c对声学反馈h进行校正之后，语音贡献30尽管较弱但还保留在误差信号e(打点线)中，并且相应地被传输给外部通信设备4并且在该处在外部再现声音28中被一同输出。
在图3中示意性地在方框图中示出根据图1和图2的听力设备1的扩展设计，该扩展设计能够实现对所述残留反馈的抑制。为了清楚起见，在此只示出对话伙伴的语音贡献30的信号流，该对话伙伴在外部通信设备4的位置处并且直接通过该外部通信设备进行通信。然而，听力设备1的佩戴者的语音贡献22也与对话伙伴的语音贡献同时或者快速交替地发生，如图1中所示。佩戴者的语音贡献的信号流与图1所示的相符。
如在根据图2所示的长途通话中那样，在图3中也由外部通信单元4通过麦克风32产生外部输入信号xe，该外部输入信号包含对话伙伴的语音贡献30。用于外部输入信号xe和因此用于所述语音贡献30的信号流(虚线和打点线)直至第一节点20与根据图2的信号流相符，除了在信号流中新添加的第二节点42和由此产生的、以下描述的结果之外。
然而在根据本发明的本实施例中，听力设备1这时具有第二滤波器40，该第二滤波器被提供和设置用于抑制残留反馈(在由补偿信号c补偿之后)。在此，该第二滤波器40应当一般性地应用于中间信号z，该中间信号从输入信号e(在该输入信号中包括通过声学反馈路径16传播的语音贡献30)并且尤其从误差信号e(该误差信号已经从反馈中以补偿信号c被清除)导出。在这种情况下，中间信号z由从信号处理单元10产生的输出信号y给出，如下文所述在第二节点42处通过第二滤波器40分频带地将各个单独的放大因子gj应用于该输出信号。因此，中间信号z对应于根据图1和图2的输出信号y。但在另外的、未示出的实施方式中，中间信号z也可以由误差信号e给出。
第二滤波器40也可以在各个单独的频带中对中间信号z进行压缩，和/或作为“真正的”自适应滤波器工作，其中，各个单独的滤波器系数可以例如通过NLMS算法来确定。第二滤波器40和以下解释的控制优选在实体上在信号处理装置10中实现，但为了图3中的视图清楚起见，将其与“实际的”信号处理(例如尤其根据佩戴者的听力要求进行的分频带的放大等)分开。
为了运行第二滤波器40，由误差信号e和补偿信号c分频带地分别形成商Q。在此，这个商Q形成用于第二滤波器40的控制参量K。首先，由商Q的对数的符号(或者与之等效地由商与1的＞/＜比较)确定第一输入信号x1或误差信号e中的那些其中存在对话伙伴的语音贡献30的时间上的信号分量。针对这些信号分量，基本上将第二滤波器40应用于输出信号y，其中，分频带的放大因子gj同样取决于商Q的值。然而，如果不存在对话伙伴的语音贡献30，也不需要抑制残留反馈，因为对话伙伴不会感知到回声。
根据图4简要地示出第二滤波器40的应用与相应频带中的作为控制参量K的商Q的相关性。图4针对没有更详细确定的频带示出由根据图3的误差信号e和补偿信号c产生的商Q，其以dB为单位并且相对于时间轴Tj绘制。
在第一时间窗口T1中，商Q的值低于0dB，因此补偿信号c占优势。由于在误差信号中包括听力设备1的佩戴者的语音贡献22，而补偿信号c作为反馈的输出信号y的反映可以包含语音贡献22、30两者(视谁在说话而定)，因此在补偿信号c胜过误差信号e的情况下可以认为基本上只存在对话伙伴的语音贡献30。在这种情况下(即对于第一时间窗口T1)，将根据图3的第二滤波器40应用于输出信号y。
在第二时间窗口T2中，商Q的值高于0dB，因此误差信号e占优势。第二滤波器40因此保持关闭(对于第一和第二时间窗口T1、T2之间的时间段，商的值正好是0dB，对此认为佩戴者和对话伙伴都没有说话；针对Q＝0dB，第二滤波器40也保持关闭)。
首先在第三时间窗口T3的第一段T3a中，商Q的值低于0dB，在第三时间窗口T3的连接在所述第一段上的第二段T3b中，商在0dB周围剧烈波动，以便此后在第三时间窗口T3的第三段T3c中具有高于0dB的稳定值。对于第一段T3a，与在第一时间窗口T1中一样，认为只有对话伙伴的语音贡献30，并且相应地应用第二滤波器40。对于第三段T3c，与在第二时间窗口T2中一样，认为只有听力设备1的佩戴者的语音贡献22，并且相应地关闭第二滤波器40。
对于第二段T3b，误差信号e和补偿信号c的优势快速交替，语音贡献22、30两者同时并存(在这种情况下，Q/[dB]的符号遵循两个语音贡献22、30的相当随机的波动)：佩戴者和对话伙伴同时说话或打断对方。在此也可以根据Q/[dB]的符号在时频域中运行第二滤波器40：在不同的频带中可以发现两个说话者的频率贡献大多在时间上彼此分开(即，由于语音的频率可以认为佩戴者和他的对话伙伴很少同时占据时频域的频率窗口(英文:frequency bin))。在此，在图4中针对根据图3的第二滤波器40的应用示出商Q的上限值Gr，高于该上限值则停止应用。
因此，作为控制参量K的商Q在根据图3的听力设备1中提供对于应用第二滤波器40的开关。在此，放大因子gj可以在每个频带中例如是随Q连续单调的(例如通过直接应用相应的商Q作为放大因子gj，或者通过Q的指数函数进行缩放)。
在备选的、未示出的实施方式中，也可以通过响应较慢的最小值跟踪器将商Q的最小值(单位：dB)确定为参考量。这时从该参考量确定相对于希望的抑制的距离，即例如在确定了Qmin＝-20dB的最小值和希望的-35dB的抑制的情况下，距离相应地为-15dB。因此，在商的值为负(单位：dB)的情况下，即使在该值周围变动，也可以将恒定的距离值(见上文)确定为用于第二滤波器20的恒定的放大因子gj，必要时配设有例如另外-5dB的附加的安全缓冲。
随后将放大因子gj以所述的与作为控制参量K的商Q＝e/c的相关性在第二节点42处应用于由输出信号y给出的中间信号z，为此，该中间信号在单独的信号路径中被分支出。通过对中间信号z应用放大因子gj，产生传输信号t。再现信号w在此直接作为输出信号y产生。这时，在传输给外部通信设备4并且在该处由扬声器26再现的传输信号t中，不再有来自对话伙伴的语音贡献30(或者只还以可忽略的规模存在；打点线的中断)。对话伙伴将不再通过扬声器26听到他的语音贡献30作为“回声”，因为这些语音贡献这时已在第二节点42处基本上被完全抑制。只有听力设备1的佩戴者的(在图1中示出但在图3中未示出的)语音贡献22还可以被对话伙伴听到。
尽管通过优选的实施例对本发明的细节进行了详细的图解和描述，但本发明不受所公开的示例的限制，并且本领域技术人员可以从中推导出其它不同的变型，只要不脱离本发明的保护范围即可。
附图标记列表
1 听力设备
2 助听器
4 外部通信设备
6 第一输入变换器
8 环境声音
10 信号处理装置
12 输出变换器
14 输出声音
16 声学反馈路径
18 第一滤波器
20 第一节点
22 语音贡献
24 通信装置
26 扬声器
28 外部再现声音
30 语音贡献
32 麦克风
40 第二滤波器
42 第二节点
c 补偿信号
e 误差信号
gj 放大因子
Gr 上限值
h 反馈
K 控制参量
Q 商
t 传输信号
T1-T3 第一、第二、第三时间窗口
T3a-T3c 第一、第二、第三段
Tj 时间轴
w 再现信号
x1 第一输入信号
xe 外部输入信号
y 输出信号
z 中间信号

Claims (14)

1.一种用于减少听力设备(1)中的回声的方法，
-其中，通过听力设备(1)的电声的第一输入变换器(6)由环境声音(8)产生第一输入信号(x1)，
-其中，通过听力设备(1)的通信装置(24)从外部通信设备(4)接收外部输入信号(xe)，
-其中，基于听力设备(1)的第一输入信号(x1)和外部输入信号(xe)产生输出信号(y)，
-其中，基于输出信号(y)在自适应的第一滤波器(18)中产生用于减少回声和/或声学反馈(h)的补偿信号(c)，
-其中，基于第一输入信号(x1)和补偿信号(c)产生误差信号(e)，
-其中，基于第一滤波器(18)的滤波器系数和/或基于误差信号(e)与补偿信号(c)和/或与第一输入信号(x1)的比较产生控制参量(K)，
-其中，根据控制参量(K)将用于抑制残留回声或残留反馈的第二滤波器(40)应用于从输入信号(x1)导出的中间信号(z)，并且由此产生传输信号(t)，并且
-其中，通过通信装置(24)将传输信号(t)传输给外部通信设备(4)。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中，根据控制参量(K)的符号或控制参量(K)的对数的符号将第二滤波器(40)应用于中间信号(z)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其中，控制参量(K)基于由误差信号(e)的和补偿信号(c)的振幅、绝对值和/或数值平方产生的商(Q)形成。
4.根据权利要求2或3所述的方法，
其中，第二滤波器(40)具有与控制参量(K)的函数上的、尤其是连续单调的相关性，并且
其中为此，第二滤波器(40)在中间信号(z)上的应用尤其根据控制参量(K)的符号或控制参量(K)的对数的符号进行。
5.根据权利要求2或3所述的方法，
其中，第二滤波器(40)以预先确定的、尤其与控制参量(K)的数值无关的参数值运行。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中，通过第二滤波器(40)将放大因子(gj)应用于中间信号(z)，以便减弱该中间信号。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中，通过第二滤波器(40)将压缩应用于中间信号(z)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中，将第二滤波器(40)在时频域中应用于中间信号(z)的若干频带。
9.根据权利要求8所述的方法，
其中，第二滤波器(40)在若干频带中作为具有分别超过一个滤波器系数的第二自适应滤波器被应用于中间信号(z)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中，将非线性处理、尤其频率失真应用于中间信号(z)或者应用于从中间信号(z)导出的信号，以便产生再现信号(w)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中，补偿信号(c)基于输出信号(y)或传输信号(t)产生，将第一滤波器(18)应用于该输出信号或传输信号，并且
其中，第一滤波器(18)基于误差信号(e)被调整。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中，误差信号(e)基于从第一输入信号(x1)中减去补偿信号(c)产生。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中，将误差信号或输出信号(y)用作中间信号(z)。
14.一种听力设备(1)，包括：
-电声的第一输入变换器(6)，所述第一输入变换器用于由环境声音(8)产生第一输入信号(x1)，
-通信装置(24)，所述通信装置用于从外部通信设备(4)接收外部输入信号(xe)并且用于将听力设备(1)的传输信号(t)发送给外部通信设备(4)，
-信号处理装置(10)，所述信号处理装置设置用于，
基于第一输入信号(x1)和外部输入信号(xe)产生输出信号(y)，
其中，在听力设备(1)中实现自适应的第一滤波器(18)，该第一滤波器设置用于，基于输出信号(y)产生用于减少回声和/或声学反馈(h)的补偿信号(c)，
其中，信号处理装置(10)还设置用于，
-基于第一输入信号(x1)和补偿信号(c)产生误差信号(e)，并且
-基于第一滤波器(18)的滤波器系数和/或基于误差信号(e)与补偿信号(c)和/或与第一输入信号(x1)的比较产生控制参量(K)，并且
其中，在听力设备(1)中实现第二滤波器(40)，该第二滤波器设置用于，抑制从输入信号(x1)导出的中间信号(z)中的残留回声或残留反馈(h)并且由此产生传输信号(t)。
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