專利名稱：用于向用戶提供聽(tīng)力輔助的方法與系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于向用戶提供聽(tīng)力輔助的方法，其還涉及包括用于捕獲音頻信號(hào)的麥克風(fēng)設(shè)備、音頻信號(hào)處理裝置以及根據(jù)所處理的音頻信號(hào)刺激用戶聽(tīng)力的裝置的對(duì)應(yīng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
無(wú)線系統(tǒng)表現(xiàn)為一類聽(tīng)力輔助系統(tǒng)，其中，麥克風(fēng)設(shè)備是用于經(jīng)由無(wú)線音頻鏈路將音頻信號(hào)發(fā)射到接收器單元的發(fā)射單元的一部分，該接收器單元包括或連接到刺激模塊。通常，在這樣的系統(tǒng)中，無(wú)線音頻鏈路是窄頻帶FM無(wú)線電鏈路。這樣系統(tǒng)的好處在于能夠以更好的SNR將在發(fā)射單元處由遠(yuǎn)程麥克風(fēng)捕獲的聲音呈現(xiàn)給在耳部佩戴接收器單元的用戶。根據(jù)這種無(wú)線音頻系統(tǒng)的一個(gè)典型應(yīng)用，刺激模塊是作為接收單元的一部分或連接到該接收單元的擴(kuò)音器。這種系統(tǒng)使在教學(xué)環(huán)境中對(duì)于遭受聽(tīng)覺(jué)處理混亂(APD)的兒童正常聽(tīng)力是特別有幫助的，其中，由發(fā)射單元的麥克風(fēng)捕獲老師的聲音，并且對(duì)應(yīng)的音頻信號(hào)被發(fā)射到由兒童佩戴的接收器單元并由該接收器單元再現(xiàn)，以使得兒童能夠聽(tīng)到在增大水平下的老師聲音，尤其是針對(duì)在教室里背景噪聲電平占優(yōu)的情況下。眾所周知，老師聲音在這種增大水平下的呈現(xiàn)支持了兒童聽(tīng)到老師的聲音。根據(jù)無(wú)線音頻系統(tǒng)的另一典型應(yīng)用，接收單元連接到或集成在聽(tīng)力儀器中，例如助聽(tīng)器。這種系統(tǒng)的益處在于可以由產(chǎn)生音頻信號(hào)的遠(yuǎn)程麥克風(fēng)來(lái)補(bǔ)充或代替聽(tīng)力儀器的麥克風(fēng)，其中該音頻信號(hào)被無(wú)線發(fā)射到FM接收器并因此發(fā)射到聽(tīng)力儀器。具體來(lái)說(shuō)，F(xiàn)M系統(tǒng)對(duì)于在教育環(huán)境中多年來(lái)患有聽(tīng)力損失的兒童而言已經(jīng)是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。他們的優(yōu)點(diǎn)在于:放置在距講話人嘴邊幾英寸處的麥克風(fēng)所接收的語(yǔ)音電平高于放置在遠(yuǎn)離講話人嘴邊數(shù)英尺的麥克風(fēng)所接收的語(yǔ)音電平。由于直接無(wú)線連接到收聽(tīng)者的放大系統(tǒng)，語(yǔ)音電平的增大對(duì)應(yīng)于信噪比(SNR)的增大。收聽(tīng)者耳中的信號(hào)電平和SNR所產(chǎn)生的提高被認(rèn)為是FM無(wú)線電系統(tǒng)的主要益處，因?yàn)樵谝圆畹穆晫W(xué)SNR處理信號(hào)時(shí)對(duì)于聽(tīng)力受損的人是顯著不利的。今天使用中的大部分FM系統(tǒng)提供兩個(gè)或三個(gè)不同操作模式。將從下列中選擇以獲得聲音:(I)單獨(dú)的聽(tīng)力儀器麥克風(fēng)，(2)單獨(dú)的FM麥克風(fēng)，或者(3) FM和聽(tīng)力儀器麥克風(fēng)組合在一起。通常，很多時(shí)候FM系統(tǒng)使用在模式(3)中，即，F(xiàn)M加上聽(tīng)力儀器的組合(常標(biāo)注為“FM+M”或“FM+ENV”模式)。該操作模式允許收聽(tīng)者以良好的SNR感覺(jué)到來(lái)自遠(yuǎn)程麥克風(fēng)的講話者聲音，同時(shí)集成的聽(tīng)力儀器麥克風(fēng)允許收聽(tīng)者也能聽(tīng)到環(huán)境音。這允許用戶/收聽(tīng)者聽(tīng)見(jiàn)或監(jiān)控自己的聲音以及其他人的聲音或環(huán)境噪聲，只要適當(dāng)調(diào)節(jié)FM信號(hào)與來(lái)自聽(tīng)力儀器麥克風(fēng)的信號(hào)之間的響度平衡即可。所謂的“FM優(yōu)勢(shì)”測(cè)量了在FM信號(hào)和聽(tīng)力儀器麥克風(fēng)這兩者同時(shí)起作用時(shí)的信號(hào)相對(duì)響度。如ASHA (美國(guó)語(yǔ)言與聽(tīng)力協(xié)會(huì)2002)定義的那樣，F(xiàn)M優(yōu)勢(shì)在講話者與FM系統(tǒng)的用戶被間隔開(kāi)2m的距離時(shí)比較了 FM信號(hào)與本地麥克風(fēng)信號(hào)的電平。在該示例中，講話者的語(yǔ)音行進(jìn)約30cm，以大約80dB-SPL的電平至FM麥克風(fēng)的輸入端，而該原始信號(hào)在行進(jìn)2m距離到聽(tīng)力儀器中的麥克風(fēng)之后將僅剩下約65dB-SPL。ASHA指南建議在說(shuō)話者與收聽(tīng)者的特定構(gòu)造中，在用戶的聽(tīng)力儀器的輸出端處FM信號(hào)應(yīng)該具有比聽(tīng)力儀器麥克風(fēng)信號(hào)的電平高IOdB的電平。當(dāng)遵循ASHA指南(或任何類似的建議)時(shí)，將相對(duì)增益(即，應(yīng)用于由FM麥克風(fēng)產(chǎn)生的音頻信號(hào)的增益與應(yīng)用于由聽(tīng)力儀器麥克風(fēng)產(chǎn)生的音頻信號(hào)的增益的比)必須設(shè)定為固定值，以實(shí)現(xiàn)在上述特定條件下例如所建議的IOdB的FM優(yōu)勢(shì)。相應(yīng)地，-根據(jù)使用的聽(tīng)力儀器的類型-通常以由專業(yè)人員來(lái)固定或可編程所期望的FM優(yōu)勢(shì)的方式來(lái)調(diào)節(jié)FM接收器的音頻輸出，以使得在系統(tǒng)使用期間，F(xiàn)M優(yōu)勢(shì)-以及由此的增益比-在FM接收器的FM+M模式中是恒定的?，F(xiàn)代數(shù)字助聽(tīng)器能夠永久地對(duì)由助聽(tīng)器麥克風(fēng)捕獲的當(dāng)前聽(tīng)覺(jué)場(chǎng)景進(jìn)行分類，以選出最適合于所確定的當(dāng)前聽(tīng)覺(jué)場(chǎng)景的助聽(tīng)器操作模式。包括聽(tīng)覺(jué)場(chǎng)景分析的這樣的助聽(tīng)器的示例可在 US2002/0037087、US2002/0090098、W002/032208 和 US2002/0150264 中找到。EP1691574A2涉及一種無(wú)線系統(tǒng)，其中，發(fā)射單元包括兩個(gè)間隔開(kāi)的麥克風(fēng)、波束形成器和分類單元，該分類單元用于根據(jù)當(dāng)前占優(yōu)的聽(tīng)覺(jué)場(chǎng)景來(lái)控制在接收器單元中應(yīng)用到所發(fā)射的音頻信號(hào)的增益。分類單元產(chǎn)生經(jīng)由普通鏈路與音頻信號(hào)一起發(fā)射到接收器單元的控制指令。接收器單元可以是聽(tīng)力儀器的一部分或連接到該聽(tīng)力儀器。分類單元包括聲音能量估計(jì)器和周圍噪聲電平估計(jì)器，以便決定是否存在靠近麥克風(fēng)的聲音，相應(yīng)地設(shè)定應(yīng)用在接收單元中的增益。聲音能量估計(jì)器使用波束形成器的輸出信號(hào)來(lái)確定包含在聲譜中的總能量。類似的系統(tǒng)從EP1819195A2中獲知，其中，接收器單元包括擴(kuò)音器而不是作為聽(tīng)力儀器的一部分或連接到該聽(tīng)力儀器。根據(jù)如由位于發(fā)射單元的分類單元檢測(cè)的當(dāng)前聽(tīng)覺(jué)場(chǎng)景來(lái)設(shè)定應(yīng)用于接收單元中的增益。在所有這樣的無(wú)線系統(tǒng)中，不管應(yīng)用在接收單元中的增益是恒定的還是變化的，發(fā)射單元包括一種增益模式，根據(jù)該增益模式，以這種避免在擴(kuò)音器處出現(xiàn)過(guò)高聲音電平的方式在音頻信號(hào)被發(fā)射到接收單元之前來(lái)控制應(yīng)用于由發(fā)射單元的麥克風(fēng)提供的音頻信號(hào)的增益，即，在高音輸入電平時(shí)減小增益(“壓縮”)。通常應(yīng)用在發(fā)射單元中的增益模式被固定，并包括輸入音頻信號(hào)的增益是恒定的至少線性范圍的電平以及增益隨著輸入音頻信號(hào)的電平增大而從線性范圍的恒定增益值減小的輸入音頻信號(hào)的壓縮范圍的電平，其中，由所謂的曲線拐點(diǎn)(kneepoint)來(lái)形成線性范圍與壓縮范圍之間的邊界；換句話說(shuō)，增益在低輸入電平時(shí)是恒定的，而在較高輸入電平時(shí)將以特定斜率減小。曲線拐點(diǎn)的典型值約為輸入信號(hào)的73dBSPL(聲壓電平)。還具有包括動(dòng)態(tài)增益模式而非固定增益模式的系統(tǒng)，其中，環(huán)境噪聲可以使系統(tǒng)增加總增益，而曲線拐點(diǎn)的位置保持恒定，這提高了聽(tīng)力儀器中的FM+M模式中的信噪比。盡管這樣的動(dòng)態(tài)增益模式提高了嘈雜環(huán)境中的信噪比，但并未提供在相當(dāng)安靜的狀況中用于柔和的語(yǔ)音輸入電平的解決方案。通常來(lái)說(shuō)，無(wú)線麥克風(fēng)可以具有到講話者嘴邊的可變距離(除非麥克風(fēng)是懸掛式麥克風(fēng))。在遠(yuǎn)距離和/或在柔和的聲音的情況下，語(yǔ)音電平可以在發(fā)射單元的增益模式的曲線拐點(diǎn)電平以下。在這種情況下，這些信號(hào)的放大不會(huì)如期望的那樣高(因?yàn)閴嚎s范圍的斜率的位置總是相同的，因此在低輸入電平時(shí)相對(duì)太高的曲線拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)于相對(duì)太低的放大)。因此,尤其在安靜的狀況下，來(lái)自麥克風(fēng)的柔和聲音或在較大距離處的聲音會(huì)變得太柔和，或在到嘴邊的距離的變化而相應(yīng)地使聲音電平發(fā)生變化時(shí)，從而導(dǎo)致不均勻的聲像。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種通過(guò)使用無(wú)線麥克風(fēng)向用戶提供聽(tīng)力援助的方法和系統(tǒng)，其中，應(yīng)當(dāng)提高用戶的舒適度和受益。根據(jù)本發(fā)明，分別通過(guò)如權(quán)利要求1限定的方法和權(quán)利要求12限定的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)該目的。本發(fā)明有利之處在于:通過(guò)應(yīng)用增益模式，其中，針對(duì)每個(gè)環(huán)境噪聲電平，增益作為語(yǔ)音電平的函數(shù)來(lái)變化，并且其中，所述函數(shù)以在低語(yǔ)音電平時(shí)的增益與在高語(yǔ)音電平時(shí)的增益的比作為環(huán)境噪聲電平的函數(shù)而改變的方式根據(jù)所述環(huán)境噪聲電平來(lái)變化；麥克風(fēng)到講話者嘴邊的距離對(duì)于在安靜狀況下的聲音電平和在較低語(yǔ)音電平時(shí)的影響被減小，由此聲音電平可以更加穩(wěn)定，并且增大了在講話者與麥克風(fēng)之間所允許的最大距離。由此可以增加用戶舒適度、用戶受益度以及因此的無(wú)線麥克風(fēng)的接受度和使用性。優(yōu)選地，所述增益模式包括所述增益無(wú)關(guān)于所述輸入音頻信號(hào)的語(yǔ)音電平而是恒定的線性范圍和鄰近所述線性范圍的壓縮范圍，并且在該壓縮范圍中，所述增益隨著所述輸入音頻信號(hào)的語(yǔ)音電平的增大而以給定斜率從所述線性范圍的恒定增益值減小，其中，由曲線拐點(diǎn)形成所述線性范圍與所述壓縮范圍之間的邊界，并且其中，所述曲線拐點(diǎn)的位置是環(huán)境噪聲電平的函數(shù)，而所述壓縮范圍的斜率保持固定以使得所述線性范圍的恒定增益值根據(jù)所述曲線拐點(diǎn)的位置而變化。優(yōu)選地，所述曲線拐點(diǎn)隨著環(huán)境噪聲電平的減小而偏移到所述輸入音頻信號(hào)的較低語(yǔ)音電平，其中，在環(huán)境噪聲電平的給定閾值以上所述曲線拐點(diǎn)是恒定的。在低環(huán)境噪聲電平時(shí)，將曲線拐點(diǎn)減小到較低語(yǔ)音輸入電平對(duì)應(yīng)于增大系統(tǒng)中的增益，這并未提高麥克風(fēng)位置處的SNR，但將導(dǎo)致語(yǔ)音信號(hào)對(duì)于電平的變化不太敏感，該電平的變化由講話者的嘴部與麥克風(fēng)之間的距離的變化來(lái)引起。假定環(huán)境噪聲電平是足夠低的話，較高增益也將導(dǎo)致較好的耳級(jí)SNR。應(yīng)用于接收器單元中的從發(fā)射單元接收的音頻信號(hào)的增益可以是恒定的，或可以取決于當(dāng)前占優(yōu)的聽(tīng)覺(jué)場(chǎng)景來(lái)變化。在后一情況下，該系統(tǒng)可以包括位于發(fā)射單元的分類單元，以在音頻信號(hào)被發(fā)射前對(duì)其進(jìn)行分析，以便從多個(gè)聽(tīng)覺(jué)場(chǎng)景分類中確定當(dāng)前聽(tīng)覺(jué)場(chǎng)景分類；位于接收器單元的增益控制單元，其設(shè)定應(yīng)用到音頻信號(hào)的增益；以及用于將來(lái)自發(fā)射單元的增益控制命令發(fā)射到增益控制單元以便由增益控制單元根據(jù)當(dāng)前聽(tīng)覺(jué)場(chǎng)景分類來(lái)設(shè)定應(yīng)用于音頻信號(hào)的增益的裝置。在從屬權(quán)利要求中限定了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。為了本發(fā)明的目的，術(shù)語(yǔ)“曲線拐點(diǎn)”可以表示增益的急劇轉(zhuǎn)變的(非常短的)范圍和增益的逐漸轉(zhuǎn)變的(更延長(zhǎng)的)范圍，即，線性范圍與壓縮范圍之間的增益的較平滑的轉(zhuǎn)變。


在下文中，將通過(guò)參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的示例，其中:
圖1是根據(jù)本發(fā)明的聽(tīng)力輔助系統(tǒng)的示例的框圖；圖2是示出使用在圖1的系統(tǒng)的發(fā)射單元中的增益模式的曲線拐點(diǎn)電平作為環(huán)境噪聲電平的函數(shù)的示例的視圖；圖3是示出應(yīng)用在該系統(tǒng)的發(fā)射單元的增益模式中的增益作為三種不同曲線拐點(diǎn)電平的輸入語(yǔ)音電平的函數(shù)的示例的視圖；圖4是示出系統(tǒng)的輸出電平作為三種不同曲線拐點(diǎn)電平的輸入語(yǔ)音電平的函數(shù)的示例的視圖；圖5是示出耳級(jí)(ear level) SNR作為對(duì)于環(huán)境噪聲電平的不同值以及增益模式的不同曲線拐點(diǎn)電平的輸入語(yǔ)音電平的函數(shù)的示例的視圖；圖6是示出在將給定的曲線拐點(diǎn)電平與兩個(gè)其它的曲線拐點(diǎn)電平分別進(jìn)行比較時(shí)SNR的提高作為輸入語(yǔ)音電平的函數(shù)的示例的視圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出了無(wú)線聽(tīng)力輔助系統(tǒng)的示例的框圖，該無(wú)線聽(tīng)力輔助系統(tǒng)包括發(fā)射單元10和佩戴在用戶耳朵之一處或之一中的至少一個(gè)耳部單元12 (耳部單元12可以僅提高給用戶的兩個(gè)耳朵之一，或耳部單元12可以提供給每個(gè)耳朵)。根據(jù)圖1，耳部單元12包括接收器單元14，該接收器單元14可以將其輸出信號(hào)提供給例如經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)化接口 17 (諸如所謂的“音頻鞋(audio shoe)”)機(jī)械且電地連接到接收器單元14的聽(tīng)力儀器16，或根據(jù)一方案，提供給至少部分地佩戴在用戶耳道中的擴(kuò)音器18 (例如，擴(kuò)音器自身可以位于耳道中，或者聲管可以從位于耳部的擴(kuò)音器延伸到耳道中)。聽(tīng)力儀器16通常為諸如BTE (耳掛式)型、ITE (耳內(nèi)式)型或CIC (完全耳道式)型的助聽(tīng)器。通常，聽(tīng)力儀器16包括一個(gè)或多個(gè)麥克風(fēng)20、用于執(zhí)行音頻信號(hào)處理和用于控制聽(tīng)力儀器16的中央單元22、功率放大器24以及擴(kuò)音器26。發(fā)射單元10包括用于經(jīng)由無(wú)線鏈路34將在中央信號(hào)處理單元46中處理的音頻信號(hào)發(fā)射到接收器單元14的發(fā)射器30和天線32，該接收器14包括天線36、接收器38以及信號(hào)處理器40，用于經(jīng)由鏈路34接收發(fā)射的音頻信號(hào)以便將該音頻信號(hào)提供給聽(tīng)力儀器或揚(yáng)聲器18。無(wú)線音頻鏈路34優(yōu)選為FM (頻率調(diào)制)鏈路，但其也可以為不同的無(wú)線鏈路，如數(shù)字無(wú)線電鏈路。作為可選方案，耳部單元12可以由集成了接收器單元14 (即，天線36和接收器38)的功能的聽(tīng)力儀器16’構(gòu)成，而并非由連接到聽(tīng)力儀器16的接收器單元14構(gòu)成。這樣的可選方案也在圖1中示意性示出。發(fā)射單元10包括麥克風(fēng)設(shè)備42(其通常包括至少兩個(gè)間隔開(kāi)的麥克風(fēng)Ml和M2)、波束形成器44、音頻信號(hào)處理單元46、環(huán)境噪聲估計(jì)單元48以及輸入語(yǔ)音電平估計(jì)單元52。設(shè)置麥克風(fēng)設(shè)備42，以便使用發(fā)射單元10捕獲來(lái)自環(huán)境音(通常為諸如老師的人的聲音)的音頻信號(hào)，將該音頻信號(hào)提供給波束形成器44，其中，聲束形成算法被應(yīng)用于輸入音頻信號(hào)。將波束形成器44的輸出信號(hào)提供給音頻信號(hào)處理單元46。麥克風(fēng)設(shè)備42中的麥克風(fēng)Ml、M2的至少一個(gè)的輸入音頻信號(hào)還被提供給環(huán)境噪聲估計(jì)單元48和輸入語(yǔ)音電平估計(jì)單元52，該環(huán)境噪聲估計(jì)單元48將對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)提供給音頻信號(hào)處理單元46以便根據(jù)環(huán)境噪聲電平來(lái)控制音頻信號(hào)處理，該輸入語(yǔ)音電平估計(jì)單元52估計(jì)由麥克風(fēng)設(shè)備42捕獲的音頻信號(hào)的輸入語(yǔ)音電平，以便將該參數(shù)提供給在音頻信號(hào)處理單元46中執(zhí)行的增益模式。優(yōu)選地，為了在環(huán)境噪聲估計(jì)單元48中估計(jì)環(huán)境噪聲電平，對(duì)5到15秒之內(nèi)的環(huán)境噪聲電平進(jìn)行平均。發(fā)射單元10被設(shè)計(jì)為便攜單元，其可以用于以下幾個(gè)目的:它可以環(huán)繞人(通常是向耳部單元10的用戶講話的人，諸如在課堂上對(duì)聽(tīng)力受損的人進(jìn)行教學(xué)的老師，或博物館中的導(dǎo)游者等)的脖子來(lái)佩戴；它可以靜止地放置在桌上，例如，在會(huì)議期間；它可以保持在耳部單元12的用戶的手中；或它可以佩戴在耳部單元12的用戶的身上。音頻信號(hào)處理單元46包括增益模式以及常見(jiàn)的其它元件，諸如噪聲消除算法和/或均衡器，即，取決于頻率的增益控制。圖3中示出了實(shí)施在音頻信號(hào)處理單元46中的增益模式的示例，根據(jù)該示例，該增益模式包括在輸入語(yǔ)音信號(hào)的以圖2所示的方式而低于曲線拐點(diǎn)電平Kn的電平時(shí)的線性范圍和在輸入語(yǔ)音信號(hào)的高于曲線拐點(diǎn)的電平時(shí)的壓縮范圍，其中該曲線拐點(diǎn)電平&取決于當(dāng)前估計(jì)的環(huán)境噪聲電平。在線性范圍中，增益是恒定的，即它不取決輸入語(yǔ)音電平，而在壓縮范圍中，增益隨著輸入語(yǔ)音電平的增加從線性范圍的恒定增益值以固定斜率減小(在圖3的雙對(duì)數(shù)表示中，在壓縮范圍中的減小是線性的)。在圖3中，針對(duì)曲線拐點(diǎn)的三個(gè)不同值(電平)，即在63、68以及73dB，示出了增益曲線。由于壓縮范圍的固定斜率，當(dāng)曲線拐點(diǎn)的電平減小時(shí)線性范圍的恒定增益值增大。如在本領(lǐng)域已知的那樣，在非常低的輸入語(yǔ)音電平時(shí)，增益可以隨著輸入語(yǔ)音電平的減小從線性范圍的恒定值逐漸減小(“軟抑制”或“擴(kuò)展”)，以便避免在非常低的語(yǔ)音電平時(shí)噪聲信號(hào)的發(fā)射(圖2至圖6中未示出該可選特征)。圖2示出曲線拐點(diǎn)電平如何作為環(huán)境噪聲電平的函數(shù)而變化的示例，其中，該曲線拐點(diǎn)電平對(duì)于在65dB SPL以上的環(huán)境噪聲電平是恒定的，例如在73dB SPL，而隨著環(huán)境噪聲電平的減小，該曲線拐點(diǎn)電平減小到在環(huán)境噪聲電平低于53dB以下時(shí)的63dB。此外，為了對(duì)比，圖2還示出了現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備的恒定的(S卩，獨(dú)立于環(huán)境噪聲電平)曲線拐點(diǎn)電平，其中在該示例中，曲線拐點(diǎn)電平恒定在73dB。圖4示出了作為對(duì)于圖3的三個(gè)不同曲線拐點(diǎn)的輸入語(yǔ)音電平的函數(shù)的所對(duì)應(yīng)的FM系統(tǒng)的等效輸出，其中可以看出，將曲線拐點(diǎn)偏移到較低輸入語(yǔ)音電平使得較低輸入語(yǔ)音電平映射在較高輸出電平。通過(guò)在麥克風(fēng)設(shè)備42處和在聽(tīng)力儀器麥克風(fēng)20處的噪聲和語(yǔ)音電平、通過(guò)由FM系統(tǒng)應(yīng)用的增益以及通過(guò)講話人與收聽(tīng)人之間的距離來(lái)確定耳級(jí)SNR。對(duì)于在發(fā)射單元10的麥克風(fēng)設(shè)備42處的語(yǔ)音的至少相對(duì)較低的聲音電平而言，可以假定直接到達(dá)助聽(tīng)器麥克風(fēng)20的語(yǔ)音電平?jīng)]有影響經(jīng)驗(yàn)上的SNR，當(dāng)講話人與助聽(tīng)器麥克風(fēng)20之間的距離通常將是相對(duì)較大時(shí)，更不會(huì)影響經(jīng)驗(yàn)上的SNR。在圖5中示出了耳級(jí)SNR，其中K代表曲線拐點(diǎn)電平，而N代表環(huán)境噪聲電平。在圖5中可以看出，對(duì)于相同的環(huán)境噪聲電平而言，降低曲線拐點(diǎn)電平在低輸入語(yǔ)音電平時(shí)將導(dǎo)致提高的SNR。在環(huán)境噪聲電平足夠低時(shí)僅出現(xiàn)較低的曲線拐點(diǎn)電平是重要的。在圖6中，將由73dB的曲線拐點(diǎn)電平與68dB的曲線拐點(diǎn)電平的SNR提高與由73dB的曲線拐點(diǎn)電平與63dB的曲線拐點(diǎn)電平的提高進(jìn)行比較。從圖6中可以看出，在后一情況下SNR提高在低輸入語(yǔ)音電平時(shí)更加清楚?？蛇x地，發(fā)射單元10可以包括用于估計(jì)靠近麥克風(fēng)設(shè)備52的語(yǔ)音的存在的聲音活動(dòng)檢測(cè)器50，以便相應(yīng)地適應(yīng)音頻信號(hào)處理單元46中的音頻信號(hào)處理方案。在圖1所示的系統(tǒng)中，應(yīng)用于在接收器單元14中接收的音頻信號(hào)的增益是恒定的，即它不取決于當(dāng)前的聽(tīng)覺(jué)場(chǎng)景。然而，可以采用應(yīng)用于接收器單元14中所接收的音頻信號(hào)的增益可根據(jù)如在發(fā)射單元10中執(zhí)行的由分類器分類的當(dāng)前聽(tīng)覺(jué)場(chǎng)景而變化的方式來(lái)修改系統(tǒng)。在這樣的實(shí)施例中，發(fā)射單元10不僅將音頻信號(hào)發(fā)射到接收器單元，而且還發(fā)射控制命令，以根據(jù)如由發(fā)射單元10中的分類器檢測(cè)的聽(tīng)覺(jué)場(chǎng)景設(shè)定接收器單元14中的增益。這種可變?cè)鲆娴脑O(shè)備的示例在W02008/138365、EP1691574A2EP1819195A2以及EP1863320A1中進(jìn)行了描述。如在本領(lǐng)域已知的那樣，在非常低的輸入語(yǔ)音電平時(shí)，增益可以隨著輸入語(yǔ)音電平的減小從線性范圍的恒定值逐漸減小(“軟抑制”或“擴(kuò)展”)，以便避免在非常低的語(yǔ)音電平時(shí)噪聲信號(hào)的發(fā)射(圖2至圖6中未示出該可選特征)。
權(quán)利要求
1.一種用于向用戶提供聽(tīng)力輔助的方法，包括: 由麥克風(fēng)設(shè)備(42)捕獲輸入音頻信號(hào)； 估計(jì)所述輸入音頻信號(hào)的語(yǔ)音電平以及所述輸入音頻信號(hào)的環(huán)境噪聲電平； 將增益模式應(yīng)用到所述輸入音頻信號(hào)，以便將所述輸入音頻信號(hào)變換為過(guò)濾的音頻信號(hào)，其中，對(duì)于每一環(huán)境噪聲電平，增益作為所述語(yǔ)音電平的函數(shù)而變化，并且其中，所述函數(shù)以在低語(yǔ)音電平時(shí)的增益與在高語(yǔ)音電平時(shí)的增益的比作為所述環(huán)境噪聲電平的函數(shù)而改變的方式根據(jù)所述環(huán)境噪聲電平來(lái)變化； 由發(fā)射單元(10)經(jīng)由無(wú)線音頻鏈路(34)將所過(guò)濾的音頻信號(hào)發(fā)射到接收器單元(14，36，38)，所述接收器單元(14，36，38)包括或連接到用于刺激用戶的聽(tīng)力的裝置(18，26)，所述刺激裝置被佩戴在用戶耳部或用戶耳中；以及 通過(guò)所述刺激裝置根據(jù)由所述接收器單元提供的所述音頻信號(hào)來(lái)刺激所述用戶的聽(tīng)力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述增益模式包括所述增益無(wú)關(guān)于所述輸入音頻信號(hào)的語(yǔ)音電平而是恒定的線性范圍和鄰近所述線性范圍的壓縮范圍，并且在該壓縮范圍中，所述增益隨著所述輸入音頻信號(hào)的語(yǔ)音電平的增大而以給定斜率從所述線性范圍的恒定增益值減小，其中，由曲線拐點(diǎn)形成所述線性范圍與所述壓縮范圍之間的邊界，并且其中，所述曲線拐點(diǎn)的位置是所述環(huán)境噪聲電平的函數(shù)，而所述壓縮范圍的斜率保持固定以使得所述線性范圍的恒定增益值根據(jù)所述曲線拐點(diǎn)的位置而變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述曲線拐點(diǎn)隨著環(huán)境噪聲電平的減小而偏移到所述輸入音頻信號(hào)的較低語(yǔ)音電平。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，在所述環(huán)境噪聲電平的閾值以上所述曲線拐點(diǎn)是恒定的。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，對(duì)5到15秒之內(nèi)的所述環(huán)境噪聲電平進(jìn)行平均，以估計(jì)所述環(huán)境噪聲電平。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述麥克風(fēng)設(shè)備(42)包括至少兩個(gè)間隔開(kāi)的麥克風(fēng)(Ml，M2)，并且其中，由聲波束形成器單元(44)來(lái)處理由所述麥克風(fēng)捕獲的所述音頻信號(hào)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，由聲音活動(dòng)檢測(cè)器(50)分析所述輸入音頻信號(hào)，以便估計(jì)靠近所述麥克風(fēng)設(shè)備(42)的語(yǔ)音的存在。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述接收器單元(14，36，38)連接到或集成在助聽(tīng)器(16，16’)內(nèi)，并且其中，所述刺激裝置是所述助聽(tīng)器的輸出換能器(26)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，由所述助聽(tīng)器(16，16’)的至少一個(gè)麥克風(fēng)(20)捕獲的音頻信號(hào)與由所述接收器單元(14)提供的音頻信號(hào)混合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述刺激裝置(18)是所述接收器單元(14)的一部分或直接連接到所述接收器單元(14)。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述音頻鏈路是FM無(wú)線電鏈路或無(wú)線數(shù)字無(wú)線電鏈路(34)。
12.一種用于向用戶提供聽(tīng)力輔助的系統(tǒng)，包括: 麥克風(fēng)設(shè)備(42),其用于捕獲輸入音頻信號(hào)；用于估計(jì)所述輸入音頻信號(hào)的語(yǔ)音電平的裝置(52)和用于估計(jì)所述輸入音頻信號(hào)的環(huán)境噪聲電平的裝置(48)； 音頻信號(hào)處理單元(46)，其用于將增益模式應(yīng)用到所述輸入音頻信號(hào)，以便將所述輸入音頻信號(hào)變換為過(guò)濾的音頻信號(hào)，其中，針對(duì)每一環(huán)境噪聲電平，所述增益作為所述語(yǔ)音電平的函數(shù)而變化，并且其中，所述函數(shù)以在低語(yǔ)音電平時(shí)的增益與在高語(yǔ)音電平時(shí)的增益的比作為所述環(huán)境噪聲電平的函數(shù)而改變的方式根據(jù)所述環(huán)境噪聲電平來(lái)變化； 接收器單元(14，36，38)，其包括或連接到用于刺激用戶的聽(tīng)力的裝置(18，26)，所述刺激裝置被佩戴在用戶耳部或耳中； 發(fā)射單元(10)，其用于經(jīng)由無(wú)線音頻鏈路(34)將所過(guò)濾的音頻信號(hào)發(fā)射到所述接收器單元，所述發(fā)射單元包括所述估計(jì)裝置(48，52)和所述音頻信號(hào)處理單元(46)； 其中，所接收的音頻信號(hào)從所述接收器單元提供給所述刺激模塊。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述增益模式包括所述增益無(wú)關(guān)于語(yǔ)音輸入音頻信號(hào)的電平而是恒定的線性范圍和鄰近所述線性范圍的壓縮范圍，并且在該壓縮范圍中，所述增益隨著所述輸入音頻信號(hào)的語(yǔ)音電平的增大而以給定斜率從所述線性范圍的恒定增益值減小，其中，由曲線拐點(diǎn)形成所述線性范圍與所述壓縮范圍之間的邊界，并且其中，所述曲線拐點(diǎn)的位置作為所述環(huán)境噪聲電平的函數(shù)是可變的，而所述壓縮范圍的斜率保持固定以使得所述線 性范圍的恒定增益值根據(jù)所述曲線拐點(diǎn)的位置而變化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于向用戶提供聽(tīng)力輔助的方法，包括由麥克風(fēng)設(shè)備(42)捕獲輸入音頻信號(hào)；估計(jì)輸入音頻信號(hào)的語(yǔ)音電平以及輸入音頻信號(hào)的環(huán)境噪聲電平；將增益模式應(yīng)用到輸入音頻信號(hào)，以便將輸入音頻信號(hào)變換為過(guò)濾的音頻信號(hào)，其中，對(duì)于每一環(huán)境噪聲電平，增益作為語(yǔ)音電平的函數(shù)而變化，并且其中，所述函數(shù)以在低語(yǔ)音電平時(shí)的增益與在高語(yǔ)音電平時(shí)的增益的比作為環(huán)境噪聲電平的函數(shù)而改變的方式根據(jù)環(huán)境噪聲電平來(lái)變化；由發(fā)射單元(10)經(jīng)由無(wú)線音頻鏈路(34)將所過(guò)濾的音頻信號(hào)發(fā)射到接收器單元(14，36，38)，所述接收器單元(14，36，38)包括或連接到用于刺激用戶的聽(tīng)力的裝置(18，26)，所述刺激裝置被佩戴在用戶耳部或用戶耳中；以及通過(guò)該刺激模塊根據(jù)由所述接收器單元提供的所述音頻信號(hào)來(lái)刺激所述用戶的聽(tīng)力。
文檔編號(hào)H03G3/32GK103155409SQ201080069621
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2010年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月15日
發(fā)明者H·米爾德, F·馬奎斯 申請(qǐng)人:峰力公司