專利名稱：助聽器內(nèi)的全向性和指向性麥克風(fēng)模式之間的自動切換的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在雙耳助聽器系統(tǒng)中在全向性(OMNI)和指 向性(DIR)麥克風(fēng)模式之間進(jìn)行自動切換的方法，所述雙耳助聽器系統(tǒng)
包括用于提供第一輸入信號的第一麥克風(fēng)系統(tǒng)、用于提供第二輸入
信號的第二麥克風(fēng)系統(tǒng)，其中，所述第一麥克風(fēng)系統(tǒng)適合放置到使用 者的第一只耳朵處或之內(nèi)，所述第二麥克風(fēng)系統(tǒng)適合放置到所述使用
者的第二只耳朵處或之內(nèi)。本發(fā)明還涉及適合在OMNI和DIR麥克風(fēng) 模式之間進(jìn)行自動切換的雙耳助聽器。本發(fā)明還涉及雙耳助聽器的助 聽器組成部件。
背景技術(shù)：
當(dāng)前的助聽器能夠進(jìn)行全向性(OMNI)和指向性(DIR)處理，并且更 新的OMNI/DIR助聽器能夠?qū)崿F(xiàn)在這兩種麥克風(fēng)處理模式之間的自動 切換。根據(jù)具體的傾聽場合，OMNI和DIR這兩種處理可提供相對于 另一種模式的優(yōu)勢。
對于較為安靜的傾聽場合，OMNI處理典型地優(yōu)于DIR模式。這 是基于以下事實在存在的任何背景噪音振幅相當(dāng)?shù)偷膱龊希琌MNI模 式應(yīng)當(dāng)提供對周圍環(huán)境中的全程聲音的更好的接達(dá)(a greater access to)，這使得能夠提供對環(huán)境的"連通性"的更好的感覺。當(dāng)信號源位 于聽者的側(cè)面或者后方時，可以預(yù)測通常優(yōu)選的是進(jìn)行OMNI處理。 通過提供對聽者當(dāng)前未面對的聲源的更好的接達(dá)，OMNI處理將改善 對來自這些地方(例如，在飯店中，服務(wù)員在聽者的后方或側(cè)面講話) 的語音信號的識別。OMNI處理的這種對來自聽者前方之外的位置的 目標(biāo)信號的優(yōu)勢將體現(xiàn)在安靜的和嘈雜的傾聽場合中。對于聽者面對 信號源(例如，感興趣的講話人)的嘈雜傾聽條件，DIR處理對來自前方信號提供的增加的SNR，使得DIR處理成為優(yōu)選。
剛才提到的每種傾聽條件(患者面對著或不面對著講話人的安靜 的、嘈雜的條件)經(jīng)常出現(xiàn)在聽力受損的聽者的日常生活中(例如參見
Walden， B.E.， Surr， R.K.， Cord， M.T.禾卩Dyrlund， O在2004年報道 的研究，預(yù)測助聽器麥克風(fēng)在日常聽力中的優(yōu)選。Journal of the American Academy of Audiology, 15， 365-396)。因此，助聽器使用者 經(jīng)常會遇到DIR處理將優(yōu)于OMNI模式的傾聽場合，反之亦然。
傳統(tǒng)上，指向性處理商業(yè)上的實施需要OMNI和DIR麥克風(fēng)模 式之間的手動切換。使用者通過輕彈助聽器上的撥動開關(guān)或者按壓助 聽器上的按鈕而改變處理模式，從而根據(jù)具體環(huán)境中遇到的傾聽條件 而將設(shè)備設(shè)置到優(yōu)選模式中。
采用這種方法的問題是，如果聽者不主動地切換模式的話，他們 不可能意識到在給定傾聽場合改變模式是有益的。此外，最適當(dāng)?shù)奶?理模式可能在一些傾聽環(huán)境中相當(dāng)頻繁地改變，并且聽者有可能不能 方便地手動切換模式以應(yīng)對這種動態(tài)的傾聽條件。最后，許多聽者可 能發(fā)現(xiàn)手動切換以及主動對比這兩種模式很煩瑣并且不方便。因此， 他們有可能使其設(shè)備永遠(yuǎn)處于默認(rèn)的OMNI模式中。在Cord， M.T.， Surr， R.K.， Walden， B.E.， Olson， L.于2002年報導(dǎo)的研究中，指向 性麥克風(fēng)在日常生活中的性能，Journal American Academy Audiology ， 13， 295-307，估計大約三分之一的佩帶可手動切換OMNI/DIR助聽器 的聽者不管傾聽場合如何都會使其設(shè)備處于默認(rèn)模式中。很明顯，這 些患者不能受益于(未使用的)DIR處理模式。
近年來，幾大助聽器制造商己經(jīng)引進(jìn)了基于對聲環(huán)境的某種分析 而在OMNI和DIR麥克風(fēng)模式之間自動切換的助聽器。自動切換避免 了與上述手動切換有關(guān)的許多問題。在這里，執(zhí)行對輸入信號的聲學(xué) 分析以確定是OMNI處理還是DIR處理可能被優(yōu)選，并且設(shè)備基于所述分析而自動選擇適當(dāng)?shù)哪Ｊ?。在下面提到的專利文獻(xiàn)中描述了能夠
在OMNI和DIR麥克風(fēng)模式之間自動切換的助聽器的示例。
在WO 2004114722中公開了帶協(xié)同聲音處理的雙耳助聽器系統(tǒng)， 其中，所述系統(tǒng)基于環(huán)境類型而在OMNI和DIR麥克風(fēng)之間切換。
EP 0664071涉及具有麥克風(fēng)切換系統(tǒng)的助聽器，該助聽器使用了 用于助聽器設(shè)備的指向性麥克風(fēng)，所述指向性麥克風(fēng)用在背景噪音使 語音交流困難的環(huán)境中。本發(fā)明也涉及基于測量的環(huán)境噪音水平而切 換于全向性麥克風(fēng)和指向性麥克風(fēng)之間的系統(tǒng)。
US 6,327,370涉及根據(jù)不同的噪音條件而在OMNI和DIR麥克 風(fēng)之間自動切換的各種技術(shù)。
這些切換麥克風(fēng)模式的自動決定全部或多或少地基于與環(huán)境噪聲 水平有關(guān)的規(guī)則和/或是否存在調(diào)制信號，諸如語音。然而，不管指向 性麥克風(fēng)由聽者手動選擇還是由助聽器自動選擇，指向性麥克風(fēng)均執(zhí) 行聲音的損耗編碼(基本上是在相加之前通過相移兩個信號之一而進(jìn)行 頻譜相減)，基于聲音到達(dá)的方向而消除頻譜信息。 一旦除去該信息， 則該信息就不能再被助聽器或聽者利用或者獲取。
因此，采用所述手動或自動切換麥克風(fēng)模式的方法的主要問題之 一是，當(dāng)助聽器被設(shè)定為雙側(cè)指向性麥克風(fēng)模式時出現(xiàn)了信息的消除， 而這些信息對聽者可能是重要的。盡管指向性麥克風(fēng)的目的是對感興 趣的信號提供更好的信噪比，但對什么是感興趣的信號的決定最終是 聽者的選擇并且不能由助聽器決定。由于假定感興趣的信號出現(xiàn)在聽 者的觀看方向上(并位于指向性麥克風(fēng)的軸向上)，所以出現(xiàn)在聽者觀看 方向之外的任何信號能夠并將被指向性麥克風(fēng)消除。
這和臨床上的經(jīng)歷是一致的，暗示出自動切換算法如上面所討論的那些和當(dāng)前銷售的那些一樣未獲得廣泛的認(rèn)同(例如參見Cord， M.T.， Surr， R.K.， Walden， B.E.， Olson， L.(2002)指向性麥克風(fēng)在 曰常生活中的性能，Journal American Academy Audiology ， 13 ， 295-307)?；颊咭话銉?yōu)選手動切換模式而不依靠這些算法做決定。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是改進(jìn)處理算法以及在自動切換算法中 使用的決定策略，這對于將來改善助聽器的性能和認(rèn)同度(被助聽器的 使用者認(rèn)同)是必要的。
本發(fā)明的另一目的是提供一種雙耳助聽器系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有用于 OMNI和DIR麥克風(fēng)模式之間的自動切換的改進(jìn)的處理算法和決定 策略，這對于將來改進(jìn)其性能和認(rèn)同度(被助聽器的使用者認(rèn)同)是必要 的。
根據(jù)本發(fā)明，通過采用在雙耳助聽器系統(tǒng)中的全向性(OMNI)和指 向性(DIR)麥克風(fēng)模式之間自動切換的方法實現(xiàn)上面提到的和其它的目 的，所述雙耳助聽器包括用于提供第一輸入信號的第一麥克風(fēng)系統(tǒng)、 用于提供第二輸入信號的第二麥克風(fēng)系統(tǒng)，其中，所述第一麥克風(fēng)系 統(tǒng)適合放置到使用者的第一只耳朵處或之內(nèi)，所述第二麥克風(fēng)系統(tǒng)適 合放置到所述使用者的第二只耳朵處或之內(nèi)，并且其中，所述方法包 括
-測量步驟，其中，監(jiān)測所述第一和第二輸入信號的頻譜和時間調(diào)
制；
-評估步驟，其中，通過為所述的每一個信號計算評估指數(shù)來評估 第一和第二輸入信號的頻譜和時間調(diào)制，所述評估指數(shù)優(yōu)選語音可識
度；
-運行步驟，其中，根據(jù)計算的評估指數(shù)選擇雙耳助聽器的第一 和第二麥克風(fēng)系統(tǒng)的麥克風(fēng)模式。在測量步驟中，通過監(jiān)測來自兩個麥克風(fēng)系統(tǒng)的輸入信號的頻譜 和時間調(diào)制，獲得周圍聲音環(huán)境的非常豐富的表達(dá)，其對于語音信號 保真度的即使很小的改變也是靈敏的。因此，能夠觀察到附加噪聲、
回響和相失真的影響?？茖W(xué)研究(將呈現(xiàn)在2006年3月5日的美國聽覺
協(xié)會會議中)表明，基于這些頻譜和時間調(diào)制的評估有可能高精度地預(yù)
測OMNI/DIR使用者偏好，g卩，基于包含在輸入信號的頻譜和時間調(diào) 制中的信息，有可能預(yù)測使用者是否優(yōu)選OMNI麥克風(fēng)模式或DIR麥 克風(fēng)模式。而且，科學(xué)研究表明，有可能預(yù)測使用者將優(yōu)選兩個麥克 風(fēng)系統(tǒng)中的哪一個系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)在OMNI模式中操作，以及兩個麥克風(fēng)系 統(tǒng)中的哪一個系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)在DIR模式中操作。而且，在某種程度上有可 能預(yù)測使用者將受益于均衡的雙耳配合的這些情況。通過為兩個信號 計算評估指數(shù)(EI)能夠?qū)崿F(xiàn)對輸入信號的頻譜和時間調(diào)制的評估。
由于根據(jù)本發(fā)明的方法用在雙耳助聽器中，所以所述方法為使用 者提供了非常相似的處理，但未取代在人的聽覺系統(tǒng)中進(jìn)行的信號處 理(最重要地是，它提供了聲學(xué)信息的兩個通道)，所述聽覺系統(tǒng)自然地 開始于兩個通道的源于其周圍部件(即耳蝸和相關(guān)結(jié)構(gòu))的聲學(xué)翻譯 神經(jīng)信息。聲學(xué)信號的頻率、時間和強(qiáng)度分量被神經(jīng)編碼。聽覺信號 的低級處理導(dǎo)致信號(頻率)、時間編碼和其他低級功能的頻率組織 (tonotopical)分離。本發(fā)明感興趣的是以下聽覺過程序列流分離、 頻譜積分和抑制。序列流分離是聽覺系統(tǒng)對普通的時間和頻譜圖案分 組的能力，允許分離的信息流同時存在。頻譜積分允許時間上稍微不 同的相關(guān)信號融合起來作為一種單一感覺(例如，時間對準(zhǔn)兩個頻譜相 似信號并將它們相加以制作一個信號)。抑制是聽者忽略信息聽覺流的 能力。
如果發(fā)出預(yù)期語音信號的周圍聲環(huán)境非常安靜，則EI通常將很 高，并且科學(xué)研究暗示出使用者通常優(yōu)選雙耳助聽器的兩個麥克風(fēng)系 統(tǒng)中的OMNI模式。另一方面，如果發(fā)出預(yù)期語音信號的周圍聲環(huán)境 包含至少一個其它的語音信號，則EI通常將比第一種情況低，并且科學(xué)研究表明使用者通常優(yōu)選雙耳助聽器的一個麥克風(fēng)系統(tǒng)處于OMNI
模式并且另一個(對側(cè)的)麥克風(fēng)系統(tǒng)處于DIR模式。使用者會優(yōu)選這 樣一種不對稱的麥克風(fēng)配置，即一個麥克風(fēng)系統(tǒng)處于OMNI運行模式 而另一個麥克風(fēng)系統(tǒng)處于DIR運行模式，所基于的事實是人腦在某種 程度上能夠集中于那些對使用者重要的語音信號。這種情況非常類似 于一只眼睛戴"遠(yuǎn)視"隱形眼睛而另一只眼睛戴"近視"隱形眼睛的 那些人。隱形眼睛使用者的大腦隨后將所感測的光的信息混合起來， 其方式使得使用者能夠看到比他或她僅使用一種類型的鏡片時所看到 的更多。因此，如果我們對聲音做不對稱的雙側(cè)處理，那么我們允許 大腦分離不同的聲音、抑制不想要的分離聲音并合成剩下的想要的分 離聲音。這種想法完全涉及大腦如何流動聽覺信息(即鑒別聲音目標(biāo)并 選擇忽略它們)。如果我們允許一種信號具有更好的SNR(聚焦的)而一 種信號具有所有的環(huán)境聲音信息(外圍的)，這就允許大腦對比兩個通道 (即，存在于第一輸入信號和第二輸入信號兩者中的聽覺信息)并隔離聲 音信息，以允許最終的使用者決定什么是相關(guān)的聲音而什么不是相關(guān) 的聲音。如果我們同時使用兩個指向性系統(tǒng)并且感興趣的信號存在于 聽者的后方或側(cè)面，這就不會發(fā)生。
因此，本發(fā)明的方法計算和評估雙耳助聽器的兩個輸入信號中的 頻譜和時間調(diào)制，幫助使用者的聽覺系統(tǒng)對聽覺信息流分組并隔離， 抑制一個或多個聽覺流，并將剩余的聽覺流融合為一個單個的雙耳圖。 而且，通過調(diào)節(jié)雙耳助聽器中的雙側(cè)信號處理策略，為使用者提供了 選擇以確定哪個聽覺流含有感興趣的信號，同時允許使用者抑制含有 不相關(guān)的或不想要的信息(即噪聲)的聽覺流。此外，為聽覺系統(tǒng)的兩個 通道之一提供來自指向性麥克風(fēng)處理的輸入信號的信息，允許獲得更 好的信噪比(SNR)，最終導(dǎo)致改進(jìn)對噪聲的語音可識度。
科學(xué)研究顯示出只有在預(yù)期的語音信號基本上來自于使用者前方 的那些嘈音情況下，他或她將優(yōu)選DIR模式，其中，科學(xué)研究顯示出 對DIR模式的優(yōu)選與EI低的那些情況非常相關(guān)。因此，科學(xué)研究顯示出通過監(jiān)測并評估輸入信號的頻譜和時間調(diào)制，有可能高精度地預(yù)測 使用者的偏好，并且甚至有可能通過評估兩個輸入信號的頻譜和時間 調(diào)制來預(yù)測兩種麥克風(fēng)模式中的每一個的優(yōu)選麥克風(fēng)模式(OMNI或
DIR)。
在一種優(yōu)選的實施例中，根據(jù)本發(fā)明方法的評估步驟還可以包括 將兩個輸入信號的評估指數(shù)與第一閾值(例如預(yù)定的第一閾值)進(jìn)行 對比。因此實現(xiàn)了以簡單方式來預(yù)測使用者是否優(yōu)選雙耳助聽器在兩 個麥克風(fēng)系統(tǒng)的OMNI模式中操作，或者使用者是否優(yōu)選至少一個麥 克風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)在DIR模式中操作?？茖W(xué)研究表明為兩個麥克風(fēng)系統(tǒng)優(yōu) 選OMNI模式與高EI非常相關(guān)，如同在第一和第二輸入信號兩者中 測量到的。
根據(jù)本發(fā)明方法的另一優(yōu)選實施例的評估步驟還可以包括計算兩 個評估指數(shù)之間的差值，并將該差值與第二閾值(例如預(yù)定的第二閾 值)進(jìn)行對比。因此實現(xiàn)了有可能將每一個輸入信號的EI相互比較， 并且也進(jìn)一步通過將EI與第二閾值對比，有可能評估默認(rèn)的不對稱佩 帶模式(即，在一個麥克風(fēng)模式中為OMNI模式而在另一個麥克風(fēng)模式 中為DIR模式)是否將為使用者優(yōu)選的配置或者使用者是否將優(yōu)選(并 且受益于)更特別的不對稱佩帶模式，即，使用者將優(yōu)選什么樣的特定 麥克風(fēng)系統(tǒng)在OMNI模式中操作并且他或她將優(yōu)選什么樣的麥克風(fēng) 系統(tǒng)在DIR模式中操作。科學(xué)研究表明，當(dāng)兩個輸入信號之間的EI 差值超過特定的水平時，則存在使用者對麥克風(fēng)配置的清晰優(yōu)選，其 中，最高EI由相應(yīng)輸入信號確定的麥克風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)在OMNI模式中 操作。只有當(dāng)兩個輸入信號的EI低于第一閾值時優(yōu)選應(yīng)用該步驟，否 則兩個麥克風(fēng)系統(tǒng)中的OMNI模式是優(yōu)選的。
根據(jù)本發(fā)明方法的測量步驟可以包括利用至少一個處于OMNI模 式中的麥克風(fēng)系統(tǒng)監(jiān)測每一個輸入信號的頻譜和時間調(diào)制。優(yōu)選地， 利用均處于OMNI模式中的兩個麥克風(fēng)系統(tǒng)監(jiān)測每個輸入信號的頻譜和時間調(diào)制。當(dāng)本發(fā)明的方法被用于從OMNI麥克風(fēng)模式切換到不對 稱佩帶模式時，即從兩個麥克風(fēng)系統(tǒng)均處于OMNI模式(即對稱 OMNIBI模式)的模式切換到其中一個麥克風(fēng)系統(tǒng)被切換到DIR模式 而另一個麥克風(fēng)系統(tǒng)留在OMNI模式的模式時，這種配置是有優(yōu)勢 的。
在另一個實施例中，根據(jù)本發(fā)明方法的測量步驟可以包括利用處 于OMNI模式的一個麥克風(fēng)系統(tǒng)和處于DIR模式的另一個麥克風(fēng)系 統(tǒng)監(jiān)測每一個輸入信號的頻譜和時間調(diào)制。當(dāng)本發(fā)明的方法被用于從 不對稱佩帶模式切換到對稱DIR模式時，即從一個麥克風(fēng)系統(tǒng)處于 OMNI模式而另一個麥克風(fēng)系統(tǒng)處于DIR模式的麥克風(fēng)模式切換到 處于OMNI模式的麥克風(fēng)系統(tǒng)被切換到DIR模式的麥克風(fēng)配置時，即 當(dāng)切換到兩個麥克風(fēng)系統(tǒng)均處于DIR模式的麥克風(fēng)配置時，本發(fā)明的 方法是特別有優(yōu)勢的。
從不對稱的配合或者對稱的雙耳指向性模式切換回對稱的雙耳 OMNI模式(S卩，兩個麥克風(fēng)系統(tǒng)均處于OMNI模式的運行狀態(tài))優(yōu)選 取決于周圍聲環(huán)境中的環(huán)境噪聲水平的測量。
而且，本發(fā)明的一個目的進(jìn)一步由雙耳助聽器系統(tǒng)實現(xiàn)，所述系 統(tǒng)包括至少一個信號處理器、用于提供第一輸入信號的第一麥克風(fēng)系 統(tǒng)、用于提供第二輸入信號的第二麥克風(fēng)系統(tǒng)，其中，所述第一麥克 風(fēng)系統(tǒng)適合放置到使用者的第一只耳朵處或之內(nèi)，所述第二麥克風(fēng)系 統(tǒng)適合放置到所述使用者的第二只耳朵處或之內(nèi)，其中，所述至少一 個信號處理器適合執(zhí)行評估至少一個輸入信號的頻譜和時間調(diào)制，并 且其中，所述第一麥克風(fēng)系統(tǒng)適合根據(jù)所述評估而在OMNI和DIR麥 克風(fēng)模式之間自動切換。
本發(fā)明的再另一目的通過這樣一種助聽器實現(xiàn)，所述助聽器包括 信號處理器和用于提供輸入信號的麥克風(fēng)系統(tǒng)，其中，所述助聽器適合構(gòu)成雙耳助聽器系統(tǒng)的部分并用于接收來自另一助聽器的信息，該 另一助聽器也構(gòu)成雙耳助聽器系統(tǒng)的部分，并且其中，所述信號處理 器適合執(zhí)行評估輸入信號的頻譜和時間調(diào)制，并且其中，所述麥克風(fēng)
系統(tǒng)適合根據(jù)所述的評估在OMNI和DIR麥克風(fēng)模式之間自動切換。
應(yīng)當(dāng)理解，雙耳助聽器有時被稱作雙耳助聽器系統(tǒng)，并且貫穿本 文可互換地使用雙耳助聽器和雙耳助聽器系統(tǒng)這兩種含義相當(dāng)?shù)谋?達(dá)。
本文提供了這樣一種雙耳助聽器，其中，基于對至少一個輸入信 號的頻譜和時間調(diào)制的評估有可能選擇一種不對稱的配合，即有可能 基于對至少一個輸入信號的頻譜和時間調(diào)制的評估在一個麥克風(fēng)系統(tǒng)
中，在OMNI模式和DIR模式之間切換。這樣，基于簡單地評估至 少一個輸入信號的頻譜和時間調(diào)制，雙耳助聽器為所述雙耳助聽器的 使用者提供了不對稱佩帶模式的優(yōu)勢(即在一個麥克風(fēng)系統(tǒng)中處于 OMNI模式并且在另一個麥克風(fēng)系統(tǒng)中處于DIR)。
在根據(jù)本發(fā)明的雙耳助聽器系統(tǒng)的優(yōu)選實施例中，所述第二麥克 風(fēng)系統(tǒng)也可能適合基于對至少一個輸入信號的頻譜和時間調(diào)制兩者的 評估而在OMNI和DIR麥克風(fēng)模式之間自動切換。因此實現(xiàn)了這樣一 種雙耳助聽器，其中，能夠基于至少一個輸入信號(優(yōu)選兩個輸入信 號)的頻譜和時間調(diào)制的評估來選擇在兩個麥克風(fēng)系統(tǒng)中的每一個系 統(tǒng)中的麥克風(fēng)模式(OMNI或DIR)，以順應(yīng)使用者在每種情況下的偏 好。而且，因此，基于對至少一個輸入信號的頻譜和時間調(diào)制的評估， 使用者被賦予可能的對稱指向性配合，即DIR^模式(兩個麥克風(fēng)系統(tǒng) 均被切換到DIR模式的模式)的優(yōu)勢。
有利地是，根據(jù)本發(fā)明，評估雙耳助聽器系統(tǒng)中的至少一個輸入 信號的頻譜和時間調(diào)制可以包括計算評估指數(shù)。在本發(fā)明的一種優(yōu)選 實施例中，所述評估指數(shù)可以是所謂的語音傳輸指數(shù)(STI)或例如通過語音模板(語音模型)修正的STI ?？梢允褂玫钠渌u估指數(shù)是頻譜時
間調(diào)制指數(shù)(STMI)、修正的清晰度指數(shù)(AI)或?qū)TMI本身的修正。
STMI類似于AI， c.f. Kryter， K.D.(1962)的用于計算和使用清晰 度指數(shù)的方法，Journal of the Acoustical Society of America, 34， 1689-1697或STI(c.f.Houtgast， T.， Steeneken， H丄M.，禾卩Plomp， R(1980)，根據(jù)調(diào)制傳遞函數(shù)預(yù)測房間內(nèi)的語音可識度I. General room acoustics. Acustica, 46， 60-72)，并且進(jìn)一步解釋在Grant等的報道中， 該報道是Grant, K.W.， Elhilali， M.， Shatnma， S.A.， Walden， B.E.， Cord， M.T.和Dittberner， A(2005)，"預(yù)觀U OMNI/DIR麥克風(fēng)優(yōu)選"， Convention 2005，美國聽力學(xué)研究會，華盛頓，2005年3月30日-4月 2日，第28頁。
如同AI和STI —樣，STMI為一種指數(shù)，其可以被解釋為相對 于清晰語音模型而測量渾濁的語音輸入。所有的這些指數(shù)都具有介于0 至1之間的數(shù)值，代表了輸入語音和清晰語音模型之間的相似程度。 這些指數(shù)所共有的是，在他們和語音可識度之間存在很強(qiáng)的預(yù)測關(guān)系。 然而，由于要提取的特征數(shù)量巨大而使STMI計算起來非常復(fù)雜，并 且由于在助聽器信號處理器中僅有有限的處理能力可以利用，因此在 根據(jù)本發(fā)明的雙耳助聽器中優(yōu)選使用修正的STI。通過利用STI制式 或修正的STI制式來代替STMI ，有可能將計算中使用的特征數(shù)減少 到當(dāng)計算STMI時所需的那些特征數(shù)的基本1/10。因此，減少了信號處 理器的計算工作量，從而很容易看出可以減少雙耳助聽器中相應(yīng)的信 號處理延遲，并因此可以減少信號處理器的數(shù)字運算中的采樣時間， 因此可再次使用較短的數(shù)字傅立葉變換，這樣又進(jìn)一步減少了所述雙 耳助聽器中的計算次數(shù)。
在一個實施例，根據(jù)本發(fā)明的雙耳助聽器可以包括兩個殼體結(jié)構(gòu)，
所述殼體結(jié)構(gòu)用于容納兩個麥克風(fēng)系統(tǒng)中的每一個系統(tǒng)，即，每個殼 體結(jié)構(gòu)可以適于包括兩個麥克風(fēng)系統(tǒng)中的一個系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的雙耳助聽器的一個實施例中，兩個殼體結(jié)構(gòu)適合相互通信，即，能夠從 一個殼體結(jié)構(gòu)發(fā)送信息到另一個殼體結(jié)構(gòu)，或者能夠在兩個殼體結(jié)構(gòu) 之間雙向發(fā)送信息。在一個實施例中，至少一個信號處理器可以包括 位于一個殼體結(jié)構(gòu)內(nèi)的一個單信號處理器，或者至少一個信號處理器 可以包括兩個獨立的信號處理器，其中，兩個殼體結(jié)構(gòu)中的每一個都 適合包括兩個信號處理器之一。
在根據(jù)本發(fā)明的雙耳助聽器的一個實施例中，兩個殼體結(jié)構(gòu)可以 包括兩個普通的助聽器殼。在根據(jù)本發(fā)明的雙耳助聽器的優(yōu)選實施例
中，所述助聽器殼包括耳后(BTE)、耳內(nèi)(ITE)、管內(nèi)(ITC)、全管內(nèi)(CIC)
或者以其它方式安裝的助聽器殼。在根據(jù)本發(fā)明的雙耳助聽器的又一 實施例中，所述雙耳助聽器能夠僅包括兩個本領(lǐng)域公知的普通助聽器， 這兩個助聽器適合相互通信并執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。在根據(jù)本發(fā)明 的雙耳助聽器的優(yōu)選實施例中，兩個殼體結(jié)構(gòu)之間的通信可以是無線 的。
在根據(jù)本發(fā)明的雙耳助聽器的另一實施例中，信號處理器可以是 模擬信號處理器。在根據(jù)本發(fā)明的雙耳助聽器的又一實施例中，兩個 殼體結(jié)構(gòu)之間的通信可以通過配線提供。
至少一個信號處理器可以進(jìn)一步適合對比兩個輸入信號的頻譜和 時間調(diào)制的評估，并且雙耳助聽器系統(tǒng)可以適合根據(jù)所述對比而在 OMNI和DIR麥克風(fēng)模式之間切換。因此，提供了這樣一種雙耳助聽 器，其中，可以選擇兩個麥克風(fēng)系統(tǒng)中的每一個系統(tǒng)的麥克風(fēng)模式，
這為所述雙耳助聽器的使用者提供了最好的語音可識度，并因此提供 了與使用者在每種單一情況下的偏好高度一致的麥克風(fēng)配置(即，每個 麥克風(fēng)應(yīng)當(dāng)處于的運行狀態(tài)(OMNI或DIR))。
在優(yōu)選的實施例中，上述雙耳助聽器可適于使用上述根據(jù)本發(fā)明 的方法。因此實現(xiàn)了這樣一種雙耳助聽器，該助聽器適合基于兩個輸入信號中的至少一個但優(yōu)選兩個的頻譜和時間調(diào)制而在一個或兩個麥
克風(fēng)系統(tǒng)中，在OMNI和DIR模式之間自動切換，以便通過順應(yīng)使用
者優(yōu)選的麥克風(fēng)配置而實現(xiàn)盡可能高的語音可識度。


參照附圖，通過以下結(jié)合附圖對本發(fā)明示例性實施例的詳細(xì)描述， 本發(fā)明的上述和其它特征以及優(yōu)勢對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將會變得很
明顯，附圖中
圖1顯示了 STMI制式對助聽器的方向性以及信號和噪聲源的空 間定向的靈敏度；
圖2顯示了作為倍頻程水平的函數(shù)的聽覺掩蔽系數(shù)(amf);
圖3顯示了作為中心頻率的函數(shù)的聽覺接收閾值(ART);
圖4顯示了作為中心頻率的函數(shù)的性別權(quán)重因子(倍頻程a和冗余 度/ );
圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的麥克風(fēng)切換算法的簡化方框圖6的方框圖闡明了根據(jù)本發(fā)明方法的麥克風(fēng)切換算法的優(yōu)選實
施例；
圖7的方框圖闡明了根據(jù)本發(fā)明方法的麥克風(fēng)切換算法的另一個 優(yōu)選實施例；并且
圖8示意性地解釋說明了根據(jù)本發(fā)明的雙耳助聽器。
具體實施例方式
為清楚起見，附圖是示意性的且是簡化的，而且它們僅顯示了對 理解本發(fā)明而言是關(guān)鍵的細(xì)節(jié)，省略了其它細(xì)節(jié)。貫穿全文，相同的
附圖標(biāo)記用于表示相同或相應(yīng)的部件。
現(xiàn)在將參照附圖更加充分地描述本發(fā)明，附圖中顯示了本發(fā)明的 示例性實施例。然而，本發(fā)明可以以不同形式實施，并且不應(yīng)當(dāng)被解 釋成局限于本文列出的實施例。而是，提供這些實施例是為了使本文 公開的內(nèi)容徹底而完全，并能向本領(lǐng)域技術(shù)人員完全傳達(dá)本發(fā)明的概念。
在以下對優(yōu)選實施例的描述中，使用了修正的語音傳輸指數(shù)(STI)，
該指數(shù)作為在OMNI和DIR麥克風(fēng)模式之間的自動切換的保真度測 量，同時應(yīng)當(dāng)理解，也可以應(yīng)用結(jié)合輸入信號的頻譜和時間調(diào)制的其 它指數(shù)。
圖l顯示了STMI制式對助聽器方向性以及信號和噪聲源的空間 方位的靈敏度。每個畫面代表一個獨立的實驗條件，在存在不同語音 噪聲比的語音狀背景噪音的條件下，對比了語音信號的DIR和OMNI 處理。通過記錄位于聲音處理室中的人體模型右耳上的助聽器(修正的 GN ReSound Canta 770D)的輸出而獲得數(shù)據(jù)，該聲音處理室在每一個壁 上都裝有擴(kuò)音器。記錄每個麥克風(fēng)處理模式，并隨后進(jìn)行STMI分析。 采用面對一個被隨意指定為"前"擴(kuò)音器的擴(kuò)音器的KEMAR獲得數(shù) 據(jù)。每個畫面代表一種語音信號相對于KEMAR在房間內(nèi)的定向的不 同位置。在標(biāo)記為"來自前方的信號"的畫面中，語音信號來自人體 模型的前方并且獨立的噪聲源來自左右兩側(cè)以及后方。在標(biāo)記為"來 自右側(cè)的信號"的畫面中，語音信號來自位于人體模型右側(cè)的擴(kuò)音器。 因此，語音現(xiàn)在最接近佩帶助聽器的(右)耳朵，并且噪聲源來自人體模 型的前方、后方和左側(cè)。在標(biāo)記為"來自左側(cè)的信號"的畫面中，語 音信號來自人體模型的左側(cè)，并且噪聲源于前方、右側(cè)和后方。由于 助聽器被佩戴到信號擴(kuò)音器位置對側(cè)的耳朵，因此檢測到相當(dāng)大的頭 部陰影。如所看到的，當(dāng)語音在前方時，STMId!r(其中，STMId!r意 味著在指向性麥克風(fēng)模式中測量的STMI)明顯勝過STMIo顧！(其中， STMIQMNI意味著在全向性麥克風(fēng)模式中測量的STMI)。相反，當(dāng)語音 來自后方時，跨越寬范圍的SNR， STMIoMw明顯勝過STMIDIR 。類 似地，當(dāng)語音來自最靠近助聽器的同側(cè)(右側(cè))時，橫跨寬范圍的SNR， STMIoMw勝過STMIDIR。在這種情況下推測起來，DIR處理在語音 信號的方向上(右側(cè))設(shè)置為空置(null)，引起STMI腿相對于OMNI處 理而減小。當(dāng)語音信號來自對側(cè)(左側(cè))時，在兩種麥克風(fēng)模式之間觀察到小的STMI差別。在這種情況下，由于頭部陰影使STMIOMNI減小(相 對于同側(cè))，并且DIR處理對(對側(cè)的)信號具有很小的影響。
基于這里所描述的以及先前的其它工作，表面看來STMI顯示出 的前景是，可以作為當(dāng)傾聽環(huán)境變化時用于確定要選擇哪種麥克風(fēng)模 式的一種手段。然而，如前面所指出的，由于當(dāng)用在某種普通助聽器 上時STMI制式計算起來太密集或太復(fù)雜，下面我們將集中在修正的 STI的兩個應(yīng)用上，其有關(guān)于在雙耳助聽器中的OMNI和DIR麥克風(fēng) 模式之間自動切換的問題，該雙耳助聽器涉及到非對稱佩帶模式。用 在本發(fā)明方法的以下兩個實施例中的修正的STI可以包括本領(lǐng)域公知 的普通STI，該普通的STI被修正以包括任何給定的語言中常見的語 音模板、編碼本或語音信號的某些組分的列表。修正的STI也可以包 括與標(biāo)準(zhǔn)的STI數(shù)量不同的系數(shù)和面元尺寸(bin size)。
在兩個實施例中，根據(jù)本發(fā)明的雙耳助聽器只是在安靜的傾聽環(huán) 境中被設(shè)定到OMNIBI配置。當(dāng)存在背景噪音時，至少一個麥克風(fēng)系 統(tǒng)被設(shè)定到DIR模式，與初級語音信號的位置無關(guān)。
在描述優(yōu)選的實施例之前，將解釋說明對STI制式基本原理的更 詳細(xì)的描述鑒別關(guān)鍵聽覺場面所需的制式將自然地包括時間和頻譜 特征檢測器以及清晰的語音模板。由于助聽器的麥克風(fēng)模式改變了能 夠影響聽力受損者的語音接收的兩個基本分量，即環(huán)境(背景)噪聲和回 響(為獲得更多的信息，例如參見Ricketts TA， Dittberner AB:用于改 善的信噪比的指向性放大策略、測量和限制，In Valente M， ed.助 聽器標(biāo)準(zhǔn)、選項和限制，第2版 New York: Thieme Medical Publishers, 2002: 274-346)，因此需要一種能夠基于語音對回響和噪 聲的相互關(guān)系而將環(huán)境分類的評估指數(shù)。所述指數(shù)例如為語音傳輸指 數(shù)(STI)(例如，Steeneken， H.， & Houtgast， T. 1980用于測量語音傳輸 質(zhì)量的物理方法 Journal of the Acoustical Society of America， 67， 318-326。 IEC 60268-16. (2003) 聲音系統(tǒng)設(shè)備-第16部分利用語音傳輸指數(shù)客觀地為語音可識度分級，第3版)。
STI對交叉通道型抖動和其它的非線性不敏感(為獲得更多的信
息，例如參見Hohmann， V.， & Kollmeier， B. (1995) 多通道動態(tài) 壓縮對語音可識度的影響 Journal of the Acoustical Society of America, 97， 1191-1195)，上述抖動和非線性可能通過設(shè)備的響度補(bǔ) 償策略而被引入，并且遮蔽聲學(xué)環(huán)境及其分類。因此，STI提供了最 好的方法來決定哪個麥克風(fēng)模式對于給定的聲學(xué)環(huán)境是最好的。
語音是一種復(fù)雜的信號。它的線索來自于其時間包絡(luò)線和頻譜精 細(xì)結(jié)構(gòu)(即，低頻調(diào)制和高頻含量)?？梢曰诘米詫π旁氡?SNR)的客 觀估計的時間(低)和頻譜(高)頻率區(qū)的調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)來計算STI。
STI的基本分量是作為調(diào)制頻率mf和三倍頻中心頻率cf的函數(shù)的 調(diào)制指數(shù)m。例如，我們可以選擇14個調(diào)制頻率，即0.63、 0.8、 1.0、 1.25、 1.6、 2.0、 2.5、 3.15、 4.0、 5.0、 6.3、 8、 10和12.5，以及7個 中心頻率，即125、 250、 500、 1000、 2000、 4000和8000 Hz。這些數(shù)
值可以根據(jù)設(shè)備的保真度而改變；濾波器的寬度也可以取決于設(shè)備的 保真度、聽力損傷的性質(zhì)和語音的總體聲學(xué)屬性。
隨后可以簡單地計算調(diào)制指數(shù)，該指數(shù)作為信號強(qiáng)度與信號強(qiáng)度 和噪聲強(qiáng)度和之比值；艮P-
mcf, mf =I信號(cf. raf) / [I信號(cf. mf) + I噪聲(cf. mf)] (1)
對該比值進(jìn)行校正以補(bǔ)償掩蔽的向上傳播，該比值可以再次被強(qiáng)
度相關(guān)的聽覺掩蔽系數(shù)(amf)校正例如參見圖2，該圖顯示了聽覺掩 蔽系數(shù)(amf)為倍頻程水平的函數(shù))，并且如果噪聲高于絕對接收閾值 (IART;例如參見圖3，該圖顯示了聽覺接收閾值(ART)為中心頻率的函 數(shù))，則加上噪聲強(qiáng)度 m'cf,mf = mcf.mf Icf / [Icf + Omf, Icf—^ + (I噪聲V I噪聲> IART)] (2)在上面的公式(2)中，可以從標(biāo)準(zhǔn)中修正掩蔽和噪聲的貢獻(xiàn)，以補(bǔ)
償外圍受損聽覺系統(tǒng)中掩蔽敏感度的改變(Glasberg， B.， & Moore， B. (1989)單側(cè)和雙側(cè)耳蝸聽力受損患者的心理聲學(xué)能力以及他們和理解 語音能力的關(guān)系 Scandinavian Audiology, Supplement, 32， 1-25)。
利用每個cf和mf、 mW.mf處的校正過的調(diào)制指數(shù)，可以根據(jù)公 式(3)計算有效的信噪比(SNRef, mf):
SNRcf, mf = 10 ' log10[m'cf, mf / (1 - m'cf, mf)] (3)
基于French和Steinberg的清晰度指數(shù)公式(報導(dǎo)在French, N.， & Steinberg, J. (1947)中，控制語音可理解性的因素，Journal of the Acoustical Society of America, 19， 90-119)，用于語音傳輸?shù)腟NR數(shù) 值范圍基本上處于-15到+15dB的范圍內(nèi)。因此，可隨后根據(jù)公式(4)
計算歸一化的傳輸指數(shù)(TIef, mf):
TIcf, mf = (SNRcf, mf+15dB)/30dB (4) 可以隨后根據(jù)公式(5)計算調(diào)制傳遞指數(shù)，并將該指數(shù)作為橫跨調(diào)
制頻率的平均TI:
STI取自跨越調(diào)制頻率求平均值而獲得的TI總和，校正了倍頻程 權(quán)重(a)和冗余度(/3;例如參見圖4)，并且可以根據(jù)公式(6)計算
c/=i 《=1 (6)
例如參見圖4，該圖顯示了性別特定權(quán)重因子(倍頻程a和冗余度 /3)為中心頻率的函數(shù)。
為了基于兩個輸入信號之一計算STI，必須對清晰信號-"清晰語 音"作某種估計。代替試圖對輸入信號進(jìn)行解析，對清晰信號進(jìn)行估計的一種方式是利用清晰的語音模板，從而能夠正確地估計聲環(huán)境的 STI -公式(l)中的分母。
在與上面給出的相同cf和mf數(shù)值下，基于不同的性別(即男性
和女性)、年齡(g卩兒童和成年人)、力度(即柔聲的和大聲的)以及語言的 言語資料庫被提取為單獨的長期強(qiáng)度測量(1^)?？梢愿鶕?jù)語言對這些 資料庫進(jìn)行解析，并且可以跨越性別和年齡進(jìn)行平均化。由于區(qū)分女
性和兒童語音時存在著完全不同的困難(例如參見Klatt&Klatt， 1990)， 可以利用不成比例的數(shù)量的女性和兒童語音樣本來獲得每種語言的清 晰語音模板。在某種意義上，每個清晰語音模板可以為包含98個系數(shù) 的一組(例如排列成14x7矩陣)，該組系數(shù)被加載到軟切換算法中-更 具體地是修正的STI或評估指數(shù)(EI)-此時佩帶著設(shè)備(S卩，當(dāng)測定最理 想的語言時)。
在圖5中解釋說明了根據(jù)本發(fā)明的麥克風(fēng)切換算法的簡化方框圖。 在第一方框2中，兩個麥克風(fēng)系統(tǒng)被設(shè)定到OMNI模式，即，在第一 方框中，根據(jù)本發(fā)明的雙耳助聽器被設(shè)定到OMNIBI模式。第二方框 4代表測量步驟，其中，在兩個輸入信號中的至少一個中監(jiān)測STI。由 于對雙耳助聽器的兩個麥克風(fēng)系統(tǒng)在OMNI模式中監(jiān)測STI，獲得了 比如果一個或兩個麥克風(fēng)系統(tǒng)被設(shè)定到DIR模式時可能獲得的更豐 富的周圍聲環(huán)境的表達(dá)。這種結(jié)果部分是由于排除了由指向性麥克風(fēng) 引入輸入信號的殘留噪聲的事實以及指向性麥克風(fēng)在本質(zhì)上很高程度 地挑選出源于某些特定方向的聲音的事實。第三方框6代表評估步驟， 其中，通過為所述信號中的每一個計算評估指數(shù)而估計第一和第二輸 入信號的頻譜和時間調(diào)制。方框8代表運行步驟，其中，根據(jù)在方框6 中計算的評估指數(shù)確定兩個麥克風(fēng)系統(tǒng)的運行狀態(tài)。方框8通常具有
兩個主輸出， 一個是兩個麥克風(fēng)系統(tǒng)的運行狀態(tài)，所述運行狀態(tài)為兩 個麥克風(fēng)系統(tǒng)中的每一個確定OMNI模式，即OMNIBI模式，如返回 至代表OMNIBI麥克風(fēng)配置的方框2的箭頭12所示。方框8的另一 個輸出被顯示為代表麥克風(fēng)系統(tǒng)運行狀態(tài)的方框10，其中，至少一個所述的麥克風(fēng)系統(tǒng)被設(shè)定到DIR模式。通常，所述麥克風(fēng)配置在以下
那些情況下是有利的，其中，測量的修正STI很高，例如大于0.5， 優(yōu)選大于0.6或者例如大于0.7。
圖6的方框圖，示出了根據(jù)本發(fā)明方法的麥克風(fēng)切換算法的優(yōu)選 實施例。在該實施例中，只有從OMNIBI OMNIBI麥克風(fēng)模式切換到 OMNIRT/DIRLT或DIRRT/OMNILT的運行狀態(tài)是可能的；即它不提供 DIRw佩戴模式，其中，下標(biāo)RT或LT分別指左耳或右耳。應(yīng)當(dāng)理解， 第一或第二麥克風(fēng)系統(tǒng)中的任何一個能夠適合將輸入信號提供到使用 者的兩只耳朵中的任何一只中。由于本發(fā)明的該實施例不提供到DIRw 麥克風(fēng)模式的切換，它只是需要僅在兩個麥克風(fēng)系統(tǒng)中的每一個的 OMNI模式中監(jiān)測/計算STI (在背景中)。因此，盡管該實施例允許避 免了 "對稱的"自動切換的許多固有的問題，但它不允許DIRw佩戴 模式，該模式在某些特定環(huán)境下可能是有益的。另一方面，與如果可 能切換到DIR^模式的情況相比，該信號處理的要求因而更為簡單。
如前面所指出的，科學(xué)研究表明當(dāng)存在背景噪音并且語音處于聽 者的前方或后方時，哪只耳朵接受OMNI處理以及哪只耳朵接受DIR 處理應(yīng)當(dāng)區(qū)別不大。然而，當(dāng)語音信號位于一側(cè)時，頭部陰影開始發(fā) 揮影響，并且科學(xué)研究顯示出使用者將優(yōu)選最靠近語音信號的耳朵接 受OMNI處理。STI能夠使我們通過對比兩只耳朵上對于OMNI模 式的結(jié)果來確定優(yōu)選哪只耳朵接受OMNI處理。對于每一只耳朵，如 果STIoMNI之間的差別很小，則可以假定語音信號來自聽者的前方或 后方。另一方面，如果兩只耳朵之間的STIoMw差異很大，則可以假定 具有較大STI的耳朵最接近于語音信號，并且它應(yīng)受益于OMNI處理。 因此，圖6所示的算法流將如下所示助聽器的默認(rèn)模式被設(shè)定到 OMNIBI，即兩個麥克風(fēng)系統(tǒng)處于OMNI模式，如方框2所示。下一 個方框4指明在OMNI模式中監(jiān)測每一個輸入信號的STI的步驟。當(dāng) 開啟助聽器時，例如可以自動選擇OMNIBI模式。接下來，將兩個輸 入信號的STI與方框14中的第一閾值對比。該閾值可以是在區(qū)間
，優(yōu)選區(qū)間
內(nèi)適當(dāng)選取的數(shù)值，例如0.6或0.75。在
另一實施例中，第一閾值可以根據(jù)使用者個人的聽力損失程度而選取。 然而，下面讓我們假定應(yīng)用0.6的第一閾值(為了簡單)。如果兩個輸入 信號(即在兩只耳朵處或之內(nèi))中的STIOMNI超過0.6，則科學(xué)研究顯示 我們可以假定本發(fā)明助聽器的使用者處于相對安靜的環(huán)境中，并且相 應(yīng)地，雙耳助聽器維持在默認(rèn)的OMNIBI配置，如從方框14指向方 框2的箭頭16所示。其對應(yīng)的情況是，滿足標(biāo)準(zhǔn)STI >第一閾值(= 0.6，在該示例中)，如真(T)輸出所示。另一方面，如果未滿足方框14 中的標(biāo)準(zhǔn)，即表達(dá)式STI >第一閾值(=0.6，在該示例中)為假(F)，如輸 出F所示，則科學(xué)研究顯示我們可以假定存在噪聲和/或回響，并啟動 準(zhǔn)備不對稱佩戴模式。首先，發(fā)現(xiàn)從兩個輸入信號計算的STI之間的 差別D，并且隨后將該差別D與方框18中的第二閾值進(jìn)行對比。在數(shù) 學(xué)上，該標(biāo)準(zhǔn)可能被表示為是否滿足以下不等式D >第二閾值。該 第二閾值可以例如是在區(qū)間
，優(yōu)選區(qū)間
內(nèi)選擇的 適當(dāng)數(shù)值。在本發(fā)明的一個實施例中，可以根據(jù)使用者的聽力損失程 度而選擇第二閾值。作為說明性的示例，下面將假定第二閾值為0.1。 如果未滿足方框18中的標(biāo)準(zhǔn)，即如果表達(dá)式D〉0.1為假，則由方框 18的輸出F進(jìn)行指示。在方框18的輸出為F的情況下，指示兩個輸 入信號之間的STI差別很小，并且選擇默認(rèn)的不對稱佩戴模式，即麥 克風(fēng)系統(tǒng)的運行狀態(tài)被選擇到OMNIrt/DIR^或DIRrt/OMNIlt。該默 認(rèn)的不對稱模式由方框19指示。在任何具體的情況下，默認(rèn)的不對稱 運行狀態(tài)應(yīng)當(dāng)是可以被個性化的，并且能夠根據(jù)使用者個人的聽力損 失類型和尺寸(即例如根據(jù)哪只耳朵具有最大的聽力損失)而加以選 擇。
另一方面，如果耳朵間的STIoM^差異超過0.1，具有較大STI的 耳朵接受OMNI處理，而對側(cè)的耳朵接受DIR處理。這就意味著表達(dá) 式D〉0.1為真，如方框18的輸出T所示，其中，在方框20中對比 用于兩個輸入信號的并因而用于雙耳的STI之后，產(chǎn)生具有最高STI 的輸入信號的麥克風(fēng)系統(tǒng)被設(shè)定到OMNI模式，而另一個麥克風(fēng)系統(tǒng)被設(shè)定為在DIR模式中操作。在圖6的方框22中指示了非對稱的佩 戴模式的這種選擇。
如圖6所示的根據(jù)本發(fā)明方法的算法的執(zhí)行基于如下假定，艮口， 你從不對稱佩戴模式(即避免了將兩個助聽器設(shè)定到非優(yōu)選的麥克風(fēng)模 式中的可能性)中所獲得的益處大于更常規(guī)的雙耳佩戴模式(即DIRBI 或OMNIw)的潛在益處。圖7顯示的方框圖示出了根據(jù)本發(fā)明方法的 麥克風(fēng)切換算法的另一優(yōu)選實施例，其中，有可能根據(jù)對輸入信號的 頻譜和時間調(diào)制的評估來選擇DIRBI麥克風(fēng)模式。如果DIRBI佩戴模 式經(jīng)常提供明顯大于不對稱佩戴模式的優(yōu)勢，則所述算法是優(yōu)選的， 并且在一些環(huán)境中可能需要比圖6描述的實施例更為靈活的佩戴模式 策略以允許采用DIRBI佩戴模式。我們可以利用STI來選擇根據(jù)本發(fā) 明的雙耳助聽器何時應(yīng)當(dāng)選擇DIRBI配置而不是不對稱配置，即 OMNIRT/DIRLT或DIRRT/OMNILT。除了 OMNI和DIR模式都必須在 背景中被監(jiān)測之外，該實施例在很多方面都類似于圖6描述的本發(fā)明 方法的實施例。因此，下面描述將主要集中于這兩個算法之間的差別。
如前面一樣，雙耳助聽器的默認(rèn)模式為OMNIBI，并且用于不對 稱佩戴的默認(rèn)模式被指定為OMNIRT/DIRLT或DIRRT/OMNILT，有可 能依賴于患者的優(yōu)選/需求而定。在以下對圖7所示實施例的描述中， 對于所述第一和第二閾值，采用了與相應(yīng)于圖6而描述的示例中使用 的相同的示例性數(shù)值，即下面將假定第一閾值為0.6并且第二閾值為 0.1。
圖7所示算法中的第一步驟基本上與圖7所示的算法相同。然而， 如果方框18的輸出為假，即如果表達(dá)式D〉0.1為假，則算法的進(jìn)一 步處理是不同的。因此，如果兩耳間的STMIoMw差值小于0.1，則在 DIR模式中監(jiān)測STI，如方框24所示。之后，將對比分別相應(yīng)于左耳 和右耳的兩個輸入信號的STI，以評估從相應(yīng)于左耳STIlt的瑜入信號 計算的STI是否基本上等于從相應(yīng)于右耳的輸入信號計算的STIrt(如方框26所示)。注意STIlt或STIrt之一從OMNI輸入信號中計算出 來，并且另一個從DIR信號中計算出來。
如果STIlt基本上等于STlRT為真(如方框26的輸出T所示)，則 在處理方框28中評估表達(dá)式STIDIR- STIOMNI > 0是否為真。如果 STI認(rèn)-STIo顧!為正數(shù)，則表示預(yù)期的語音信號位于使用者的前方，并 且雙耳助聽器的運行狀態(tài)被選擇到DIRw，即，兩個麥克風(fēng)系統(tǒng)被選擇 成在DIR模式中運行。這由方框30指示。然而，如果表達(dá)式STIo限-STIoMNI>0為假，如方框28的輸出F所示，則表示的事實是預(yù)期的 信號位置位于根據(jù)本發(fā)明的雙耳助聽器的使用者的后方，并且隨后選 擇默認(rèn)的不對稱麥克風(fēng)配置。如果STIDIR - STI0MNI為負(fù)并且在兩只耳 朵處不相等，則將被反映為兩耳間的STIomw不同，并且雙耳助聽器將 已經(jīng)被選擇為不對稱佩戴模式。
注意到，在四個條件必須被滿足的情況下，選擇DIRBI配置的決 定是保守的。首先，兩耳內(nèi)的STIoMw分值必須低于0.6(存在噪聲)。 其次，兩耳間必須存在小于O.l的STIomw差值(對稱的信號輸入)。第 三，兩耳間的STIDIR - STIOMNI必須為正的(預(yù)期的信號位于使用者的 前方)。第四，兩耳處的STI的大小必須相同(對稱的DIR優(yōu)勢)。如上 指出的，當(dāng)未滿足方框28的條件時，即表達(dá)式STImR-STIoMw〉0為 假，則假定預(yù)期的信號源位于聽者的后方。在這種情況下，DIR處理 在任何一只耳朵內(nèi)都不可能是有益的，應(yīng)當(dāng)主張OMNIBI配置可能是 最理想的。然而，如當(dāng)前所預(yù)想的，本發(fā)明的雙耳助聽器被構(gòu)造成固 定的不對稱設(shè)置。這里的基本原理是，當(dāng)噪聲存在時，如果聽者轉(zhuǎn)向 面對感興趣的信號，則存在潛在的指向性優(yōu)勢。在這種情況下，本發(fā) 明的雙耳助聽器將己經(jīng)被配置成用于在一只耳朵內(nèi)進(jìn)行DIR處理，因 此避免了處理延遲，而在將系統(tǒng)從OMNIBI重新配置到指向性模式時 這種處理延遲是必需的。
科學(xué)研究已經(jīng)涉及到對于來自聽者周圍的四個源位置的語音刺激，為四種助聽器的佩戴模式策略(OMNIw、 DIRBI、 OMNIRT /DIRLT 和DIR^/OMNlLT)的語音識別進(jìn)行實驗室測試。此外，已經(jīng)執(zhí)行了STI 分析以確定STI分值是否能精確地預(yù)測在行為數(shù)據(jù)中觀察到的跨越處 理模式和源位置的性能差異。
圖8示意性地解釋說明了根據(jù)本發(fā)明的雙耳助聽器32。所述雙 耳助聽器32包括第一殼體結(jié)構(gòu)34和第二殼體結(jié)構(gòu)36。
第一殼體結(jié)構(gòu)24包括用于提供第一輸入信號的第一麥克風(fēng)系統(tǒng) 38、用于將第一輸入信號轉(zhuǎn)換為第一數(shù)字輸入信號的A/D轉(zhuǎn)換器40、 適合處理數(shù)字化的第一輸入信號的數(shù)字信號處理器(DSP) 42、用于將處 理的第一數(shù)字輸入信號轉(zhuǎn)換為第一模擬輸出信號的D/A轉(zhuǎn)換器44。第 一模擬輸出信號隨后在第一接收器46中被轉(zhuǎn)換為第一聲學(xué)輸出信號 (將被呈現(xiàn)給使用者的第一只耳朵)。
類似地，第二殼體結(jié)構(gòu)36包括用于提供第二輸入信號的第二麥克 風(fēng)系統(tǒng)48、用于將第二輸入信號轉(zhuǎn)換為第二數(shù)字輸入信號的A/D轉(zhuǎn) 換器50、適合處理數(shù)字化的第二輸入信號的數(shù)字信號處理器(DSP)52、 用于將處理的第二數(shù)字輸入信號轉(zhuǎn)換為第二模擬輸出信號的D/A轉(zhuǎn)換 器54。第二模擬輸出信號隨后在第二接收器56中被轉(zhuǎn)換為第二聲學(xué) 輸出信號(將被呈現(xiàn)給使用者的第二只耳朵)。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例 中，所述第一和第二殼體結(jié)構(gòu)是獨立助聽器，這有可能是本領(lǐng)域公知 的。
雙耳助聽器32也包括介于兩個殼體結(jié)構(gòu)34和36之間的連接 58。連接58優(yōu)選為無線的，但在其它的實施例中可以是有線的。連接 58能夠使兩個殼體結(jié)構(gòu)相互通信，即有可能經(jīng)由連接58在兩個殼體 結(jié)構(gòu)之間發(fā)送信息。因此，連接58使兩個數(shù)字信號處理器42和52能 夠執(zhí)行上述根據(jù)本發(fā)明方法的雙耳信號處理，其中，在信號處理中利 用了得自兩個麥克風(fēng)系統(tǒng)38、 48的信息以確定每個麥克風(fēng)系統(tǒng)38、48的運行狀態(tài)(OMNI或DIR)，使得使用者具有順應(yīng)使用者偏好的最 理想語音可識度。
如上所述，利用雙耳助聽器的輸入信號的頻譜和時間調(diào)制是可行 的，并且能夠用于預(yù)測順應(yīng)使用者偏好的有益的麥克風(fēng)配置。然而， 如本領(lǐng)域技術(shù)人員將要理解的，本發(fā)明能夠以其它具體形式實施并可 以利用各種不同算法中的任何一種，而不偏離本發(fā)明的精神或其本質(zhì) 特征。例如，典型地，算法的選擇能夠針對應(yīng)用和/或使用者來說是專 用的，該選擇依賴于各種因素，包括使用者聽力損失的大小和類型、 預(yù)期的處理復(fù)雜性和計算工作量。因此，本文中的公開和描述是為了 進(jìn)行解釋說明，而不是限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，在下面的權(quán)利要求中 闡明了本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種在雙耳助聽器中的全向性(OMNI)和指向性(DIR)麥克風(fēng)模式之間自動切換的方法，所述雙耳助聽器包括用于提供第一輸入信號的第一麥克風(fēng)系統(tǒng)、用于提供第二輸入信號的第二麥克風(fēng)系統(tǒng)，其中，所述第一麥克風(fēng)系統(tǒng)適合放置到使用者的第一只耳朵處或之內(nèi)，所述第二麥克風(fēng)系統(tǒng)適合放置到所述使用者的第二只耳朵處或之內(nèi)，所述方法包括-測量步驟，其中，監(jiān)測所述第一和第二輸入信號的頻譜和時間調(diào)制；-評估步驟，其中，通過為每一個所述信號計算語音可識度評估指數(shù)來評估所述第一和第二輸入信號的頻譜和時間調(diào)制；-運行步驟，其中，根據(jù)所計算的評估指數(shù)選擇所述雙耳助聽器的所述第一和所述第二麥克風(fēng)系統(tǒng)的麥克風(fēng)模式。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述評估步驟還包括將所 述兩個輸入信號的評估指數(shù)與第一閾值對比。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其中，所述評估步驟還包括 計算所述兩個評估指數(shù)之間的差值并將該差值與第二閾值對比。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、 2或3中的任一項所述的方法，其中，所述 測量步驟包括利用至少一個處于OMNI模式中的麥克風(fēng)系統(tǒng)監(jiān)測每 個輸入信號的頻譜和時間調(diào)制。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1、 2或3中的任一項所述的方法，其中，所述 測量步驟包括利用處于OMNI模式的一個麥克風(fēng)系統(tǒng)和處于DIR模 式的另一個麥克風(fēng)系統(tǒng)來監(jiān)測每個輸入信號的頻譜和時間調(diào)制。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所述語音可識度評估指數(shù)選自以下組成的組語音傳輸指數(shù)(STI)、修正的語音傳輸指數(shù)(mSTI)、頻譜時間調(diào)制指數(shù)(STMI)、修正的頻譜時間調(diào)制指數(shù) (mSTMI)、清晰度指數(shù)(AI)和修正的清晰度指數(shù)(mAI)。
7. —種雙耳助聽器，包括至少一個信號處理器、用于提供第一輸 入信號的第一麥克風(fēng)系統(tǒng)、用于提供第二輸入信號的第二麥克風(fēng)系統(tǒng)， 其中，所述第一麥克風(fēng)系統(tǒng)適合放置到使用者的第一只耳朵處或之內(nèi)， 所述第二麥克風(fēng)系統(tǒng)適合放置到所述使用者的第二只耳朵處或之內(nèi)，其特征在于所述至少一個信號處理器適合執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的 方法。
8. —種助聽器，包括信號處理器和用于提供輸入信號的麥克風(fēng)系 統(tǒng)，所述助聽器適合構(gòu)成雙耳助聽器的部分并適合接收來自另一助聽 器的信息，該另一助聽器也構(gòu)成所述雙耳助聽器的部分，其特征在于所述信號處理器適合執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-6中的任一項所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及在雙耳助聽器中的全向性(OMNI)和指向性(DIR)麥克風(fēng)模式之間自動切換的方法，所述雙耳助聽器包括用于提供第一輸入信號的第一麥克風(fēng)系統(tǒng)、用于提供第二輸入信號的第二麥克風(fēng)系統(tǒng)，其中，所述第一麥克風(fēng)系統(tǒng)適合放置到使用者的第一只耳朵處或之內(nèi)，所述第二麥克風(fēng)系統(tǒng)適合放置到所述使用者的第二只耳朵處或之內(nèi)，所述方法包括測量步驟，其中，監(jiān)測所述第一和第二輸入信號的頻譜和時間調(diào)制；評估步驟，其中，通過對每一個所述信號計算語音可識度的評估指數(shù)來評估第一和第二輸入信號的頻譜和時間調(diào)制；以及運行步驟，其中，根據(jù)計算的評估指數(shù)選擇雙耳助聽器的第一和第二麥克風(fēng)系統(tǒng)的麥克風(fēng)模式。
文檔編號H04R25/00GK101433098SQ200780015179
公開日2009年5月13日 申請日期2007年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月3日
發(fā)明者安德魯·伯克·迪特貝爾納 申請人:Gn瑞聲達(dá)A/S