專利名稱：提供增強(qiáng)定位提示的助聽(tīng)裝置及其使用和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及助聽(tīng)裝置，例如助聽(tīng)器，尤其涉及關(guān)于配戴助聽(tīng)裝置的人定位聲源。本 發(fā)明特別涉及一種包括適于戴在用戶耳朵上或置于耳內(nèi)的耳部的助聽(tīng)裝置，在操作位置上 關(guān)于配戴該耳部的人定義前和后方向。本發(fā)明還涉及操作助聽(tīng)裝置的方法、助聽(tīng)裝置的使用、助聽(tīng)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì) 以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。本發(fā)明可以用在例如助聽(tīng)裝置，如助聽(tīng)設(shè)備、頭戴式耳機(jī)、耳機(jī)或活動(dòng)耳塞等應(yīng)用 中。
背景技術(shù)：
如下的現(xiàn)有技術(shù)說(shuō)明涉及本發(fā)明的應(yīng)用領(lǐng)域之一，助聽(tīng)器。受損聽(tīng)力的定位提示經(jīng)常退化(由于下降的聽(tīng)覺(jué)能力以及由于聽(tīng)力受損者配戴 的助聽(tīng)器的配置)，這意味著判斷給定聲音是從哪個(gè)方向接收的能力的退化。這是惱人的并 且可能是危險(xiǎn)的，例如在交通中。人類的聲音定位與聲音到人的兩耳處的到達(dá)時(shí)間、衰減等 的差異有關(guān)，并且例如取決于聲源的方向和距離，耳朵的構(gòu)造和大小等。這些差異通過(guò)所謂 的頭相關(guān)傳遞函數(shù)(head-relatedtransfer functions, HRTF)來(lái)模擬。此外，對(duì)于單耳助 聽(tīng)器(即只在一只耳朵配戴助聽(tīng)器具的系統(tǒng))，光譜顏色的缺少可能使定位提示的感知更 難。US2007/0061026A1描述了一種音頻處理系統(tǒng)，其包括適于模擬HRTF的“決定位 置”部的濾波器，用于在蜂窩電話、PDA、MP3播放器等便攜裝置中產(chǎn)生或維持與定位有關(guān)的 音頻效果。EP1443798A2涉及一種具有耳后擴(kuò)音器結(jié)構(gòu)的助聽(tīng)裝置，其中波束形成在預(yù)定頻 率提供不依賴于聲學(xué)信號(hào)到達(dá)方向的基本恒定的放大并且提供上述頻率方向性，由此重建 個(gè)體的頭相關(guān)傳遞函數(shù)。US2007/230729A1涉及一種包括適于生成聽(tīng)覺(jué)空間提示的方向擴(kuò)音器系統(tǒng)的助聽(tīng) 系統(tǒng)。US2009/0074197A1涉及一種配置頻率變換方案的方法，用于將由受試者配戴的助聽(tīng) 器接收的音頻信號(hào)的一組接收頻率變換為一組變換頻率。耳后(behind-the-ea^BTE)助聽(tīng)器的特別問(wèn)題是擴(kuò)音器放置于外耳之上/之后， 因此來(lái)自后邊的聲音的衰減消失了。對(duì)于配戴這種助聽(tīng)器的聽(tīng)力受損用戶，前-后混亂是 常見(jiàn)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
然而，為聽(tīng)力受損者引進(jìn)定位提示是可能的，例如頻率相關(guān)的衰減或方向相關(guān)的 峰或谷。當(dāng)比較譜分解的前和后心形線時(shí)(例如，參見(jiàn)圖2)，得到好的前-后估計(jì)。通過(guò)根 據(jù)聲音信號(hào)來(lái)自前方還是后方將不同的頻率修整應(yīng)用于信號(hào)，可以將這種二值前-后判斷 用于增強(qiáng)前-后定位。
本發(fā)明的目的是提供用于指示聲源的來(lái)源方向的定位提示。本發(fā)明的目的是通過(guò)所附權(quán)利要求中描述的和以下描述的本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的。助聽(tīng)裝置本發(fā)明的目的是通過(guò)一種助聽(tīng)裝置實(shí)現(xiàn)的，該助聽(tīng)裝置包括適于配戴在用戶耳內(nèi) 或耳上的耳部，在操作位置上關(guān)于配戴該耳部的人定義前和后方向。該助聽(tīng)裝置包括(a) 擴(kuò)音器系統(tǒng)，其包括至少兩個(gè)擴(kuò)音器，每個(gè)擴(kuò)音器將輸入聲音轉(zhuǎn)換為電擴(kuò)音器信號(hào)，(b) DIR 單元，其包括方向系統(tǒng)，用于提供所述至少兩個(gè)電擴(kuò)音器信號(hào)的加權(quán)和，從而提供至少兩個(gè) 在空間不同方向上具有最大靈敏度的方向擴(kuò)音器信號(hào)和一個(gè)組合擴(kuò)音器信號(hào)，以及(c)頻 率修整單元，其用于修改所述組合擴(kuò)音器信號(hào)以表示輸入聲音來(lái)自所述空間不同方向中的 至少一個(gè)方向的方向提示，并且提供改進(jìn)的方向輸出信號(hào)。這具有為自然定位提示提供選擇或補(bǔ)充的優(yōu)點(diǎn)。術(shù)語(yǔ)“表示方向提示”在本文中意思是“重建或增強(qiáng)或代替”正常聽(tīng)力的人(沒(méi)有 明顯的聽(tīng)力損傷)在正常聽(tīng)力條件(沒(méi)有太低或太高的聲壓水平)下可用的自然方向提 示。所述DIR單元的方向系統(tǒng)可以基于擴(kuò)音器系統(tǒng)的兩個(gè)或更多個(gè)空間上分開(kāi)定位的擴(kuò)音 器產(chǎn)生助聽(tīng)裝置的組合擴(kuò)音器信號(hào)的方向提示。這種提示可以被識(shí)別并轉(zhuǎn)換到適于配戴該 助聽(tīng)裝置的用戶的頻率范圍。所述頻率修整單元可以基于來(lái)自所述方向系統(tǒng)的與聲源關(guān)于 配戴該助聽(tīng)裝置的用戶的位置有關(guān)的信息人工生成可選的或補(bǔ)充的助聽(tīng)裝置中的方向提 示。可以根據(jù)用戶需要在幅度和頻率(例如頻率位置和寬度)上修改該人工提示。在一個(gè) 實(shí)施例中，所述至少兩個(gè)擴(kuò)音器位于適于配戴在用戶耳內(nèi)或耳上在所述耳部中。在一個(gè)實(shí) 施例中，所述至少兩個(gè)擴(kuò)音器中的一個(gè)位于用戶的相對(duì)耳朵上。在術(shù)語(yǔ)“改進(jìn)的方向輸出信號(hào)”中，“改進(jìn)”意思是輸出信號(hào)包括用于向助聽(tīng)裝置的 用戶提供增強(qiáng)感知的方向信息。在一個(gè)實(shí)施例中，“至少兩個(gè)電擴(kuò)音器信號(hào)的加權(quán)和”意思是至少兩個(gè)電擴(kuò)音器信 號(hào)的復(fù)數(shù)表示的加權(quán)和。在一個(gè)實(shí)施例中，加權(quán)因子是復(fù)數(shù)?！爸辽賰蓚€(gè)電擴(kuò)音器信號(hào)的加 權(quán)和”包括之間具有相互延遲的至少兩個(gè)輸入信號(hào)的線性組合。在一個(gè)實(shí)施例中，擴(kuò)音器系 統(tǒng)包括兩個(gè)電擴(kuò)音器輸入信號(hào)TFl (f)和TF2(f)。提供例如前方信號(hào)CF的兩個(gè)電擴(kuò)音器 信號(hào)的加權(quán)和可以因此寫(xiě)作CF(f) = TFl (f) · wlF(f)+TF2(f) · w2F(f)，其中f是頻率，并 且wlF(f)、w2F(f)是(通常為復(fù)數(shù)的)加權(quán)函數(shù)。相應(yīng)地，后方信號(hào)CR可以寫(xiě)作CR(f)= TFl (f) -wlR(f)+TF2(f) -w2R(f)0在一個(gè)實(shí)施例中，可以適應(yīng)性地確定加權(quán)函數(shù)(以實(shí)現(xiàn) 關(guān)于當(dāng)前聲源適應(yīng)性地確定前和后方向)。在一個(gè)實(shí)施例中，該助聽(tīng)裝置包括合成單元，該合成單元包括時(shí)間-頻率到時(shí)間 的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，用于提供包括增強(qiáng)方向提示的時(shí)間相關(guān)的改進(jìn)的方向輸出信號(hào)作為輸出。在一個(gè)實(shí)施例中，該助聽(tīng)裝置包括輸出變換器，用于提供所述改進(jìn)的方向輸出 信號(hào)或者從其獲得的作為適于用戶感知的刺激的信號(hào)作為輸出聲音(例如，助聽(tīng)器具的 電-聲變換器(接收器)或耳蝸植入物的輸出變換器(如多個(gè)電極)或骨導(dǎo)助聽(tīng)裝置的振 動(dòng)器)。助聽(tīng)裝置的前向路徑被定義為從輸入變換器(定義輸入側(cè))到輸出變換器(定義 輸出側(cè))的信號(hào)路徑。在一個(gè)實(shí)施例中，助聽(tīng)裝置包括模-數(shù)(AD)轉(zhuǎn)換單元，用于將所述電擴(kuò)音器信號(hào)
5轉(zhuǎn)換為數(shù)字的電擴(kuò)音器信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，助聽(tīng)裝置適于以分離的頻率范圍或頻段(對(duì)前向路徑的信號(hào)和 /或影響前向路徑的信號(hào)的控制路徑的信號(hào))進(jìn)行信號(hào)處理。在一個(gè)實(shí)施例中，助聽(tīng)裝置的前向路徑的輸入側(cè)包括AD轉(zhuǎn)換單元，用于以采樣頻 率fs采樣模擬電輸入信號(hào)，并提供數(shù)字電輸入信號(hào)作為輸出，該數(shù)字電輸入信號(hào)包括輸入 信號(hào)(幅度)在連續(xù)時(shí)間的點(diǎn)tn = n*(l/fs)的數(shù)字時(shí)間樣本sn。因此樣本周期為T(mén)s = l/fs。一般來(lái)說(shuō)，采樣頻率適于應(yīng)用(有效帶寬、功耗、輸入信號(hào)的頻率內(nèi)容、要求的準(zhǔn)確度 等)。在一個(gè)實(shí)施例中，采樣頻率fs在從8kHz到40kHz的范圍內(nèi)，例如從12kHz到24kHz, 例如大約或等于16kHz或20kHz。在一個(gè)實(shí)施例中，助聽(tīng)裝置包括TF轉(zhuǎn)換單元，用于提供至少兩個(gè)擴(kuò)音器信號(hào)的時(shí) 間-頻率表示，每個(gè)信號(hào)表示包括所討論的信號(hào)在特定時(shí)間和頻率范圍內(nèi)的對(duì)應(yīng)復(fù)數(shù)值或 實(shí)數(shù)值。在一個(gè)實(shí)施例中，前向路徑的信號(hào)和/或前向路徑分支的信號(hào)有時(shí)間-頻率表示， 其中對(duì)于構(gòu)成處理中所考慮的頻率范圍(從最小頻率fmin到最大頻率fmax，例如從IOHz到 20kHz，如從20Hz到12kHz)的每個(gè)頻段都存在該信號(hào)的時(shí)間表示?！皶r(shí)間頻率范圍”可以包 括一個(gè)或多個(gè)相鄰的頻段和一個(gè)或多個(gè)相鄰的時(shí)間單元。在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)連續(xù)樣本Sn按時(shí)幀F(xiàn)mOii= 1，2，...)排列，每個(gè)時(shí)幀包括預(yù) 定數(shù)量Q個(gè)數(shù)字時(shí)間樣本s, (q = 1，2，. . .，Q)，Q對(duì)應(yīng)于時(shí)幀長(zhǎng)度L = Q/fs，= Q · Ts，每個(gè) 時(shí)間樣本包括給定采樣時(shí)間tn(或η)的信號(hào)的幅度的數(shù)字值sn(或s[n])?？蛇x擇地，時(shí) 幀F(xiàn)m可以例如根據(jù)預(yù)定方案而長(zhǎng)度不同。在一個(gè)實(shí)施例中，連續(xù)的時(shí)幀(Fm，F(xiàn)m+1)具有預(yù)定的數(shù)字時(shí)間樣本重疊。通常，該 重疊可以包括習(xí)的任意數(shù)量的樣本。在一個(gè)實(shí)施例中，從一幀F(xiàn)m到下一幀F(xiàn)m+1，一幀的Q個(gè) 樣本的一半是相同的。在這樣的實(shí)施例中，F(xiàn)m = Isma，Sfflj2, · · ·，sm,嶋_” Sffl,Q/2, Sffl, (Q/2)+1, Sffl,
(Q/2) +2 ‘ · · · ‘ Sm, Q^ 并且 Fm+1 — iSm+l, 1 ‘ Sm+1，2，· · ·，Sm+1, (Q/2)—1，Sm+1，Q/2，Sm+1, (Q/2)+l，Sm+1, (Q/2)+2' · · ·， Sm+1, Q^，其中 Sm+l，l — Sm, (Q/2)+l，Sm+1，2 — Sm, (Q/2)+2，.....，Sm+1，Q/2 — Sm, Q0在一個(gè)實(shí)施例中，助聽(tīng)裝置適于按每個(gè)時(shí)幀(m)提供信號(hào)的頻譜，時(shí)間-頻率片或 單元包括特定時(shí)間(m)和頻率(ρ)單元的(通常是復(fù)數(shù)的)信號(hào)值。在一個(gè)實(shí)施例中，只 考慮信號(hào)的實(shí)部(幅度)，而忽略虛部(相位)?！皶r(shí)間_頻率范圍”可以包括一個(gè)或多個(gè)相 鄰的時(shí)間-頻率單元。在一個(gè)實(shí)施例中，助聽(tīng)裝置包括TF轉(zhuǎn)換單元，用于提供數(shù)字電輸入信號(hào)的時(shí) 間-頻率表示并適于逐幀轉(zhuǎn)換時(shí)幀以提供頻率樣本的對(duì)應(yīng)譜，該時(shí)間頻率表示由TF單元構(gòu) 成，每個(gè)TF單元包括輸入信號(hào)在特定的時(shí)間和頻率單元的復(fù)數(shù)值(幅度和相位)和實(shí)數(shù)值 (例如幅度)。時(shí)間單元通常由時(shí)幀長(zhǎng)度減去它與相鄰時(shí)幀的重疊部分來(lái)定義，例如對(duì)應(yīng)于 給定時(shí)幀的新時(shí)間樣本個(gè)數(shù)Q-Ntl的時(shí)間長(zhǎng)度，其中Ntl是一時(shí)幀和它的前一時(shí)幀之間重疊的 時(shí)間樣本的個(gè)數(shù)。在沒(méi)有重疊的情況下，時(shí)間單元等于幀長(zhǎng)度L = Q/fs，= Q *TS。頻率單 元由時(shí)間到頻率轉(zhuǎn)換單元的頻率分辨率定義。頻率分辨率所考慮的頻率范圍上可以不同， 例如，在相對(duì)低頻比相對(duì)高頻具有更高的分辨率。在一個(gè)實(shí)施例中，助聽(tīng)裝置適于提供的空間不同方向是所述前和后方向。在一個(gè)實(shí)施例中，DIR單元適于檢測(cè)特定的時(shí)間頻率范圍或者TF單元來(lái)自空間不同方向中的哪個(gè)方向。這可以通過(guò)不同的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如在US5，473，701中或WO 99/09786 Al中描述的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，可以適應(yīng)性地確定空間不同方向，例如參考US5，473，701或EP 1579 728 Bi。在一個(gè)實(shí)施例中，頻率修整單元適于在相對(duì)低的頻范圍內(nèi)應(yīng)用在給定的時(shí)間頻率 范圍內(nèi)自然產(chǎn)生的方向提示。在一個(gè)實(shí)施例中，頻率修整(FS)單元適于在相對(duì)低的頻率范 圍或頻率單元內(nèi)應(yīng)用在給定的頻率范圍或單元內(nèi)自然產(chǎn)生的給定時(shí)幀的方向提示。在本文 中，(在給定的時(shí)間)與給定的頻率范圍或單元相比“相對(duì)低的頻范圍或頻率單元”的含義 是代表在給定的時(shí)間或時(shí)間單元低于頻率fp的頻率頻率fx的頻率范圍或單元(即在圖3 的架構(gòu)中，具有低于頻率fp的序號(hào)χ (χ < P))。在一個(gè)實(shí)施例中，與自然產(chǎn)生的方向提示相比，所應(yīng)用的方向提示在幅度上增加。 在一個(gè)實(shí)施例中，該增加在從3dB到30dB的范圍內(nèi)，例如約IOdB或約20dB。在一個(gè)實(shí)施例中，將可貢獻(xiàn)于方向提示的來(lái)自不同方向(例如前方和后方)的擴(kuò) 音器信號(hào)的差異從自然產(chǎn)生的相對(duì)高的頻率移動(dòng)到相對(duì)低的頻率或頻率單元?？梢詫U(kuò)音 器放置在用戶同一個(gè)耳朵上或者，可選地，放置在相對(duì)的耳朵上。在一個(gè)實(shí)施例中，在與自然產(chǎn)生的頻率相比相對(duì)低的頻率模擬和應(yīng)用方向提示 (例如在不同的頻率fN1，fN2，. . ·，fNz處設(shè)置Z個(gè)谷)。在一個(gè)實(shí)施例中，在相對(duì)低的頻率插 入的谷與原始的具有相同的頻率間隔。在一個(gè)實(shí)施例中，在相對(duì)低的頻率插入的谷具有壓 縮的頻率間隔。這具有允許即使在方向提示的頻率具有聽(tīng)力損傷的用戶也可以感知該提示 的優(yōu)點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，方向提示在幅度上增加(與它們的自然值相比)。在一個(gè)實(shí)施例 中，谷的幅度在從3dB到30dB的范圍內(nèi)，例如3dB到5dB或IOdB到30dB。在一個(gè)實(shí)施例中，谷在頻率上寬于對(duì)應(yīng)的自然產(chǎn)生的谷。在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)用 戶的聽(tīng)覺(jué)能力例如頻率分辨率或聽(tīng)力圖確定作為方向提示使用的谷的頻率寬度和/或幅 度。在一個(gè)實(shí)施例中，谷(或峰)在寬度上延伸至超過(guò)一個(gè)頻段。在一個(gè)實(shí)施例中，谷(或 峰)在寬度上達(dá)到500Hz，例如在寬度上達(dá)到1kHz，如寬度達(dá)到1. 5kHz或2kHz或3kHz。在 一個(gè)實(shí)施例中，在助聽(tīng)裝置的裝配期間根據(jù)特定用戶的需求調(diào)整峰或谷的寬度。通?？梢詫?duì)輸入電擴(kuò)音器信號(hào)的任何加權(quán)(例如線性)組合，此處稱為“組合擴(kuò) 音器信號(hào)”(例如，TFl (f) .wlc(f)+TF2(f) 12(( ，進(jìn)行頻率修整。頻率修整后得到的信 號(hào)在此稱為“改進(jìn)的方向信號(hào)”(即使該組合擴(kuò)音器信號(hào)是(被選擇為)全方向信號(hào)，此處 “方向”與方向提示相關(guān))。在一個(gè)實(shí)施例中，在其中進(jìn)行頻率修整的信號(hào)是意圖呈現(xiàn)給用 戶(或者被選擇用于進(jìn)一步處理以隨后呈現(xiàn)給用戶)的信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)輸入擴(kuò) 音器信號(hào)之一或者對(duì)由DIR單元提供的方向擴(kuò)音器信號(hào)之一或者對(duì)它們的加權(quán)組合進(jìn)行 頻率修整。在一個(gè)實(shí)施例中，F(xiàn)S單元適于根據(jù)進(jìn)入的聲音信號(hào)的方向修改一個(gè)或多個(gè)所選 TF單元或范圍以提供組合擴(kuò)音器信號(hào)的方向頻率修整。在一個(gè)實(shí)施例中，F(xiàn)S單元適于基于特定時(shí)間和頻率情況(TF元(bin)或單元) 是否來(lái)自于特定方向例如用戶的前方或后方的判斷(二值或非二值)對(duì)組合擴(kuò)音器信號(hào) 應(yīng)用不同頻率修整。這具有重建或增強(qiáng)自然的前_后提示信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中， FS單元適于執(zhí)行用于判斷給定的TF范圍或單元是否(或者以什么概率或權(quán)重)與給定的 空間方向相關(guān)的判斷算法。在一個(gè)實(shí)施例中，該判斷算法(用于每個(gè)TF范圍或單元)是CFI-ICRI彡τ，以對(duì)數(shù)表示，其中|CF|和|CR|分別是前和后方向信號(hào)的幅度，并且τ是 (方向)偏差常數(shù)。該算法可以例如以二值形式解譯，如果表達(dá)式為真，則認(rèn)為該TF范圍或 單元的信號(hào)成分來(lái)自前方，如果表達(dá)式為假，則認(rèn)為該信號(hào)來(lái)自后方。作為選擇，可以應(yīng)用 連續(xù)解譯，例如，由于表達(dá)式|CF卜|CR卜τ的(可能是標(biāo)準(zhǔn)化的)值用作所討論的tf范圍 或單元屬于一個(gè)給定的空間方向的概率或權(quán)重的度量(正值表示前方，負(fù)值表示后方)。
在一個(gè)實(shí)施例中，F(xiàn)S單元適于根據(jù)用戶的聽(tīng)覺(jué)能力，例如聽(tīng)力圖，或者根據(jù)用戶的 頻率分辨率，提供組合擴(kuò)音器信號(hào)的方向頻率修整。優(yōu)選地，方向提示設(shè)置于適合用戶聽(tīng)覺(jué) 能力的頻率上，例如設(shè)置于用戶聽(tīng)覺(jué)能力可接受的頻率上。在一個(gè)實(shí)施例中，在助聽(tīng)裝置的 裝配期間根據(jù)特定用戶的需求確定特定方向頻率修整(代表方向提示)。在一個(gè)實(shí)施例中，組合擴(kuò)音器信號(hào)的方向頻率修整包括在預(yù)定的滾降(ROLL-OFF) 頻率frall之上，例如大于1kHz，如大于1. 5kHz，如大于2kHz，如大于3kHz，如大于4kHz，如 大于5kHz，如大于6kHz，如大于7kHz，如大于8kHz，對(duì)應(yīng)于用戶的特定方向例如后方的“滾 降”。在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)定的滾降頻率適于用戶的聽(tīng)覺(jué)能力，以確保在滾降頻率上足夠的 聽(tīng)覺(jué)能力。本文中的術(shù)語(yǔ)“滾降”含義是“隨著頻率增加而下降”，例如以對(duì)數(shù)標(biāo)度線性下降。在一個(gè)實(shí)施例中，方向頻率相關(guān)修整包括在得到的改進(jìn)方向輸出信號(hào)中的后方頻 率上插入峰或谷，表示聲音來(lái)自用戶的后方。在一個(gè)實(shí)施例中，后方頻率大于或等于3kHz， 例如大約3kHz或大約4kHz。在一個(gè)實(shí)施例中，只對(duì)來(lái)自用戶后方的聲音進(jìn)行方向頻率相關(guān) 修整。在一個(gè)實(shí)施例中，方向頻率相關(guān)修整包括在得到的改進(jìn)方向輸出信號(hào)中的前方頻率 上插入峰或谷，表示聲音來(lái)自用戶的前方。在一個(gè)實(shí)施例中，前方頻率大于或等于3kHz，例 如大約3kHz或約4kHz。在一個(gè)實(shí)施例中，峰或谷偏離初始水平預(yù)定的量，例如偏離3_30dB，例如偏離 IOdB0在一個(gè)實(shí)施例中，在從IkHz到5kHz的范圍內(nèi)插入峰或谷。在一個(gè)實(shí)施例中，耳部包括適于放置在用戶耳后的BTE部，該BTE部包括擴(kuò)音器系 統(tǒng)的至少一個(gè)擴(kuò)音器。在一個(gè)實(shí)施例中，耳部包括擴(kuò)音器系統(tǒng)的至少兩個(gè)擴(kuò)音器。在一個(gè) 實(shí)施例中，BTE部包括擴(kuò)音器系統(tǒng)的至少兩個(gè)擴(kuò)音器。在一個(gè)實(shí)施例中，助聽(tīng)裝置包括適于配戴在耳朵上或耳內(nèi)并提供輸入聲音的頻率 相關(guān)增益的助聽(tīng)器具。在一個(gè)實(shí)施例中，該助聽(tīng)器具適于由用戶配戴在耳朵上或耳內(nèi)。在 一個(gè)實(shí)施例中，該助聽(tīng)器具包括適于放置在用戶耳后的耳后(BTE)部，其中擴(kuò)音器系統(tǒng)的 至少一個(gè)擴(kuò)音器(例如兩個(gè)擴(kuò)音器)放置于該BTE部?jī)?nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，該助聽(tīng)器具包 括適于完全或部分放置在用戶耳道內(nèi)的耳內(nèi)(ITE)部。在一個(gè)實(shí)施例中，擴(kuò)音器系統(tǒng)的至 少一個(gè)擴(kuò)音器放置于該ITE部?jī)?nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，該助聽(tīng)器具包括用于將輸入聲音轉(zhuǎn)換 為電輸入信號(hào)的輸入轉(zhuǎn)換器(例如擴(kuò)音器)、用于根據(jù)用戶需求處理輸入信號(hào)并提供處理 后的輸出信號(hào)的信號(hào)處理單元以及用于將處理后的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為輸出聲音的輸出轉(zhuǎn)換 器(例如接收器)。在一個(gè)實(shí)施例中，該助聽(tīng)器具包括噪音減少系統(tǒng)(例如逆反饋系統(tǒng))。 在一個(gè)實(shí)施例中，該助聽(tīng)器具包括壓縮系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，助聽(tīng)裝置是低功率便攜設(shè)備，包括其自身的能源，例如電池。在一個(gè)實(shí)施例中，助聽(tīng)裝置包括能夠通過(guò)有線連接從其它裝置接收(或交換)數(shù) 據(jù)(例如方向提示)的與其它裝置的電接口。然而在優(yōu)選實(shí)施例中，助聽(tīng)裝置可以包括適于允許與另一個(gè)裝置，例如包括有助于音頻信號(hào)定位的擴(kuò)音器的裝置(例如擴(kuò)音器系統(tǒng)的 擴(kuò)音器)，建立無(wú)線鏈路的無(wú)線接口。在一個(gè)實(shí)施例中，所述其它設(shè)備是(與助聽(tīng)裝置)物 理上分開(kāi)的裝置(例如另一個(gè)配戴在身上的裝置)。在一個(gè)實(shí)施例中，將來(lái)自所述其它裝置 的擴(kuò)音器信號(hào)(或者其中的一部分，或者一個(gè)或多個(gè)選擇的頻率范圍或頻段或者與從所討 論的擴(kuò)音器信號(hào)得到的定位提示相關(guān)的信號(hào))通過(guò)有線或無(wú)線連接傳送給助聽(tīng)裝置。在一 個(gè)實(shí)施例中，所述其它裝置是雙耳裝置的相對(duì)助聽(tīng)器具。在一個(gè)實(shí)施例中，所述其它裝置是 適于接收多個(gè)音頻信號(hào)并將其中之一傳輸給所討論的助聽(tīng)裝置的音頻選擇裝置。在一個(gè)實(shí) 施例中，通過(guò)中間裝置，例如音頻選擇裝置，將從另一個(gè)裝置的擴(kuò)音器得到的定位提示傳輸 給助聽(tīng)裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，助聽(tīng)裝置能夠分辨4個(gè)空間不同方向，例如前方，后方，左方 和右方?？蛇x地，可以使用包括多于兩個(gè)擴(kuò)音器例如3或4或更多個(gè)擴(kuò)音器的方向擴(kuò)音器 系統(tǒng)，以生成多于2個(gè)的方向擴(kuò)音器信號(hào)。這具有可以將助聽(tīng)裝置配戴者的周?chē)臻g分為 例如4個(gè)象限的優(yōu)點(diǎn)，允許應(yīng)用表示信號(hào)來(lái)自例如相對(duì)于用戶的左、后、右方向的不同方向 提示，這大大增強(qiáng)了配戴者的與聲源有關(guān)的方向能力。在一個(gè)實(shí)施例中，所應(yīng)用的方向提示 包括例如不同頻率和/或幅度和/或?qū)挾鹊姆寤蚬然蚍搴凸鹊慕M合，以指示不同的方向。在一個(gè)實(shí)施例中，助聽(tīng)裝置包括適于保護(hù)人的聽(tīng)力免受過(guò)度聲壓水平的活動(dòng)耳 塞。在一個(gè)實(shí)施例中，助聽(tīng)裝置包括頭戴耳機(jī)和/或耳機(jī)。助聽(tīng)系統(tǒng)助聽(tīng)系統(tǒng)包括一對(duì)如上所述的在“具體實(shí)施方式
”的詳細(xì)描述中以及權(quán)利要求中 進(jìn)一步提供的助聽(tīng)裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，助聽(tīng)系統(tǒng)包括一對(duì)適于幫助雙耳聽(tīng)力受損的人 的助聽(tīng)器具。在一個(gè)實(shí)施例中，這兩個(gè)助聽(tīng)裝置適于優(yōu)選通過(guò)無(wú)線連接，例如通過(guò)第三方中 間裝置，如音頻選擇裝置，交換數(shù)據(jù)(包括擴(kuò)音器信號(hào)或其中的部分，例如其中的一個(gè)或多 個(gè)所選的頻率范圍)。這具有能夠更好地提取位置相關(guān)信息(定位或者方向提示)的優(yōu)點(diǎn) (由于兩個(gè)助聽(tīng)裝置采集的輸入信號(hào)的空間差異)。方法本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種操作助聽(tīng)裝置的方法，該助聽(tīng)裝置包括適于配戴在用戶 耳內(nèi)或耳上的耳部，在操作位置上相對(duì)于配戴該耳部的人定義前和后方向。該方法包括 (a)提供至少兩個(gè)擴(kuò)音器信號(hào)，每個(gè)擴(kuò)音器信號(hào)是輸入聲音的電表示，(b)提供所述至少兩 個(gè)電擴(kuò)音器信號(hào)的加權(quán)和，以得到至少兩個(gè)在空間不同方向上例如所述前和后方向上具有 最大敏感性的方向擴(kuò)音器信號(hào)和一個(gè)組合擴(kuò)音器信號(hào)，以及(c)修改所述組合擴(kuò)音器信號(hào) 以表示輸入聲音來(lái)自所述空間不同方向中的至少一個(gè)方向的方向提示，并且提供改進(jìn)的方 向輸出信號(hào)。要提及的是，當(dāng)用對(duì)應(yīng)的處理適當(dāng)替代時(shí)，以上描述的、“具體實(shí)施方式
”的詳細(xì)描 述中的以及權(quán)利要求中的助聽(tīng)裝置的結(jié)構(gòu)特征可以與該方法相結(jié)合。該方法的實(shí)施例具有 與對(duì)應(yīng)的助聽(tīng)裝置的同樣的優(yōu)點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括提供數(shù)字形式的至少兩個(gè)電擴(kuò)音器信號(hào)并提供所述 數(shù)字電擴(kuò)音器信號(hào)的時(shí)間_頻率表示，所述時(shí)間頻率表示由TF單元構(gòu)成，每個(gè)TF單元包括 在特定時(shí)間和頻率單元所討論的擴(kuò)音器信號(hào)的復(fù)數(shù)值或?qū)崝?shù)值。數(shù)字電信號(hào)擴(kuò)音器信號(hào)的 一個(gè)或多個(gè)可以來(lái)自與所討論的助聽(tīng)裝置分開(kāi)的裝置。助聽(tīng)裝置的使用
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本發(fā)明還提供了如以上描述的、“具體實(shí)施方式
”的詳細(xì)描述中的以及權(quán)利要求中 的助聽(tīng)裝置的使用。在具體的實(shí)施例中，提供在助聽(tīng)器具中、活動(dòng)耳塞中或一對(duì)耳機(jī)中或頭 戴式耳機(jī)中的使用。在一個(gè)實(shí)施例中，在游戲情形中使用該助聽(tīng)裝置以增強(qiáng)與計(jì)算機(jī)游戲 有關(guān)的定位提示。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)本發(fā)明還提供一種存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序的有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括程序代碼裝置， 用于當(dāng)在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)，使該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)執(zhí)行如上所述的、“具 體實(shí)施方式”的詳細(xì)描述中的以及權(quán)利要求中的方法的至少一部分步驟(例如，至少步驟 (b)和(c))。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)本發(fā)明還提供一種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括處理器和程序代碼裝置，用于使處理器執(zhí) 行如上所述的、“具體實(shí)施方式
”的詳細(xì)描述中的以及權(quán)利要求中的方法的至少一部分步驟 (例如，至少步驟(b)和(C))。本發(fā)明的其它目的通過(guò)從屬權(quán)利要求中和本發(fā)明的具體描述中定義的實(shí)施例來(lái) 實(shí)現(xiàn)。當(dāng)在此處使用時(shí)，除非另外明確聲明，否則單數(shù)形式“一個(gè)”和“該”意圖包括復(fù)數(shù) 形式(即，具有“至少一個(gè)”的意思)。還應(yīng)該理解的是，當(dāng)在說(shuō)明書(shū)中使用術(shù)語(yǔ)“包括”時(shí)， 表示所陳述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部分的存在，但是不排除一個(gè)或多個(gè)其它 特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部分和/或它們的組合的存在。應(yīng)該理解，當(dāng)提到元件“連接” 或“耦合”到另一元件時(shí)，除非另外明確說(shuō)明，否則它可以直接連接或耦合到其它元件或者 也可以存在中間元件。此外，當(dāng)在此處使用時(shí)，“連接”或“耦合”可以包括無(wú)線連接或耦合。 當(dāng)在此處使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)關(guān)聯(lián)列出的項(xiàng)目的任何一個(gè)和全部組合。 除非另外明確說(shuō)明，否則在此公開(kāi)的任何方法的步驟不一定按照所公開(kāi)的確切順序執(zhí)行。


下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例并參考附圖更充分地解釋本發(fā)明，其中圖1示出具有小耳廓(第一和第三圖)和大耳廓(第二和第四圖)的兩個(gè)受試者 的右耳的各自方向傳送函數(shù)(來(lái)自[Middlebrooks，1999])，圖2示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的助聽(tīng)裝置的各部分，圖3示意性示出時(shí)變輸入信號(hào)的時(shí)間-頻率圖，圖4示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的助聽(tīng)裝置，圖5示意性示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的前方向提示(圖5a)和后方向提示(圖5b) 的例子以及輸入信號(hào)的方向時(shí)間_頻率表示(圖5c)，圖6示出前方擴(kuò)音器信號(hào)CF和后方擴(kuò)音器信號(hào)CR各自的時(shí)間頻率表示(圖6a)、 差分?jǐn)U音器信號(hào)CF-CR(圖6b)以及該差分?jǐn)U音器信號(hào)的二值時(shí)間頻率掩碼表示(圖6c)，圖7示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在前方和后方擴(kuò)音器信號(hào)中引入的各種示范性方 向提示(線性標(biāo)度)，圖7a示出來(lái)自后方的信號(hào)的超過(guò)衰減(roll-off)頻率的下降增益， 圖7b和圖7c分別示出前方和/或后方信號(hào)中預(yù)定頻率處峰或谷形式的方向提示，以及圖8示出包括適于配戴在用戶耳朵上的耳部的助聽(tīng)裝置的實(shí)施例，圖8a示出包括兩個(gè)擴(kuò)音器的BTE部，圖8b示出包括兩個(gè)擴(kuò)音器和一個(gè)單獨(dú)的至少具有第三個(gè)擴(kuò)音器的輔 助裝置的BTE部。附圖是示意性的并且為了清除而簡(jiǎn)化，它們僅示出理解本發(fā)明所必須的細(xì)節(jié)，而 其它細(xì)節(jié)被省去了。通過(guò)下面給出的詳細(xì)描述本發(fā)明的進(jìn)一步適用范圍將變得很明顯。然而，應(yīng)該理 解的是，指出本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的這些詳細(xì)描述和特定例子僅是為了說(shuō)明而給出的，對(duì)于 本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，根據(jù)該詳細(xì)描述在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的各種變化和修改是顯 而易見(jiàn)的。
具體實(shí)施例外耳的形狀影響來(lái)自后方的聲音的衰減。衰減與頻率相關(guān)并且典型地頻率越高衰 減越大。耳后(behind-the-ea^BTE)助聽(tīng)器的特有問(wèn)題是擴(kuò)音器放置在外耳之上/之后， 因此來(lái)自后方的聲音的衰減消失了(參考圖8的例子)。對(duì)使用這種助聽(tīng)器的聽(tīng)力受損的 用戶而言，前_后混淆是一個(gè)普遍的問(wèn)題。有人提出通過(guò)基于特定時(shí)間和頻率情況(TF元 或單元)的起源來(lái)自用戶的前方或后方的判斷(可能是二值的)應(yīng)用不同的頻率修整來(lái)對(duì) 此進(jìn)行補(bǔ)償，從而重建或增強(qiáng)自然的前_后提示。進(jìn)一步的可能是不僅對(duì)BTE放置進(jìn)行補(bǔ)償，而且還進(jìn)一步增加前_后差異，例如通 過(guò)在沿著頻率方向增加前-后差異。增強(qiáng)的前-后差異對(duì)應(yīng)于增加聽(tīng)者耳廓的大小(就像 人們將手放在耳后以將注意集中在位于他們前方的講話者)。此建議能夠與任何類型的助 聽(tīng)器一起使用。這對(duì)聽(tīng)力受損的人尤其有效，因?yàn)樗麄兂３适Ц哳l聽(tīng)力，并且通常大小的 耳廓具有主要局限于高頻的頻率修整效果。這一主題，通常被稱為“錐形混淆(the cone of confusion) ”，例如在[Blauert 等，1997]，179頁(yè)中有所討論。圖1示出具有小耳廓(第一和第三圖)和大耳廓(第二和第四圖)的兩個(gè)受試者 的右耳的各自方向傳送函數(shù)(來(lái)自[Middlebr00ks，1999])。左圖示出對(duì)沿著前方中線的 不同仰角的響應(yīng)，右圖示出對(duì)沿著后方中線的不同仰角的響應(yīng)。0°相應(yīng)于與耳朵處于同一 水平面的源，正角度相應(yīng)于高于該平面的位置。該傳送函數(shù)在受試者之間是相似的，但是可 能由于不同的物理尺度而頻率偏移。如果考慮典型的頭部相關(guān)傳送函數(shù)，那么在前方(圖 1，左圖)和后方(圖1，右圖)之間具有明顯的譜形狀差異。該差異在中間平面處(0°仰 角)最明顯，并且主要局限在高于5kHz的頻率。優(yōu)選實(shí)施例試圖重建這些高頻譜提示。這 種重建可以例如考慮用戶的聽(tīng)覺(jué)能力來(lái)建立。典型地，優(yōu)選在用戶具有較好聽(tīng)覺(jué)能力的低 頻進(jìn)行重建。可以根據(jù)用戶的聽(tīng)力情況執(zhí)行重建的方向信息的放大。可選地或附加地，可以引進(jìn)新的前-后提示。例如，如果聲音來(lái)自前方，則可以使 用3kHz處的谷(或峰)，并且/或者如果聲音來(lái)自后方，則可以使用4kHz處的谷(或峰)。 當(dāng)聽(tīng)力受損者感受這種與方向有關(guān)的頻率修整一段時(shí)間時(shí)，他將能夠?qū)W會(huì)區(qū)分來(lái)自前方和 后方的聲音。也可以根據(jù)具體用戶的聽(tīng)覺(jué)能力，例如頻率分辨和/或用戶的聽(tīng)力圖的形狀， 進(jìn)行人工的與頻率有關(guān)的修整。人工提示可以例如用于幾乎沒(méi)有殘留的高頻聽(tīng)力的用戶， 并且不依賴于裝置類型(即，不局限于BTE類型裝置)。
這種引入方向提示的系統(tǒng)的一個(gè)例子在圖2中示出。圖2示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例 的助聽(tīng)裝置的各部分。代表例如由兩個(gè)擴(kuò)音器采集的聲音輸入電信號(hào)mi和IN2被提供給 各自的分析單元，該分析單元用于提供時(shí)間頻率轉(zhuǎn)換(例如通過(guò)濾波器組或傅立葉變換單 元進(jìn)行)。分析單元的輸出包括輸入信號(hào)mi和IN2各自的時(shí)間-頻率表示。在圖2中的 稱為CF，Ce比較的方向單元中，生成方向信號(hào)CF和CR，它們分別是輸入信號(hào)mi和IN2的 (時(shí)間頻率表示的)加權(quán)組合并且分別代表朝前和朝后的擴(kuò)音器敏感特征(心形線)的輸 出。通過(guò)比較前心形線和后心形線，可以確定聲音來(lái)自前方還是來(lái)自后方。在實(shí)踐中，比較 信號(hào)CF和CR的時(shí)間頻率表示，并且基于預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)生成差分時(shí)間頻率(TF)圖。每個(gè)TF圖 包括CF(或CR)在不同時(shí)間和頻率情況的幅度和/或相位。優(yōu)選地，時(shí)間頻率圖包括覆蓋 所考慮的應(yīng)用的時(shí)間和頻率范圍的TF單元(m，ρ)。接下來(lái)，假設(shè)CF和CR的各自TF圖只 包括信號(hào)的幅度I · I。圖2中稱為CF，CK比較單元的方向單元的輸出是信號(hào)CF和CR的TF 圖，該圖包括CF和CR各自的幅度(或增益)，該輸出被提供給二值判斷單元，該單元包括用 于判斷給定的TF范圍或單元的來(lái)源方向的算法。用于給定的TF范圍或單元的一種算法可以例如是如果(ICF卜|CR|彡τ，以對(duì)數(shù) 表示)，則假定該范圍或單元的信號(hào)成分來(lái)自前方；否則，假定該信號(hào)來(lái)自后方。通常用dB 表示的實(shí)常數(shù)τ確定應(yīng)用的焦點(diǎn)(例如使用極角度來(lái)分辨前方和后方)，τ [dB]的正值 表示前方的焦點(diǎn)，τ [dB]的負(fù)值表示后方的焦點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，閾值τ等于0[dB]。 可以例如基于信號(hào)中相比于另一個(gè)更好估計(jì)的或者更準(zhǔn)確的信號(hào)得到不同于0[dB]的值。 這樣的判斷通常是漸進(jìn)的(例如在前方和后方之間包括幾步)。在一個(gè)實(shí)施例中，該判斷 是二值的(如圖2中的二值判斷單元所指示的)。對(duì)應(yīng)的算法可以例如是如果(|CF(m， ρ) -|CR(m, ρ) I 彡 T)^ljBTF(m，ρ) = 1 ；否則 BTF(m，ρ) = 0。在一個(gè)實(shí)施例中，閾值 τ 等于0[dB]。二值判斷單元的輸出是這種保持每個(gè)TF單元的來(lái)源的二值表示的二值BTF 圖。該輸出例如與信號(hào)CF和/或CR和/或電擴(kuò)音器信號(hào)的其它加權(quán)組合的TF圖一起提 供給頻率修整單元(參考圖2中與前-后有關(guān)的修整單元)。在該頻率修整單元中，當(dāng)聲 音來(lái)自前方時(shí)應(yīng)用某一頻率修整并且/或者當(dāng)聲音來(lái)自后方時(shí)應(yīng)用另一頻率修整來(lái)引入 和/或重建定位提示。通常，可以將用作進(jìn)一步處理的基礎(chǔ)(例如，呈現(xiàn)給用戶)的所選信 號(hào)(一個(gè)方向或者全方向信號(hào))的增益(幅度)圖乘以所選的提示增益圖。前方提示增益 圖 GCfrant (Gfl，Gf2，....，Gfp)可以例如乘以 BTFfrant (m, ρ)圖以提供 GCfrant (m, ρ)圖并且 / 或 者后方提示增益圖GCrear (Grl，Gr2，·…，Grp)可以例如乘以BTFrear (m，ρ)圖(BTFrear (m，ρ)= l(m, ρ)-BTFfront (m, ρ))以提供 GCrear (m，ρ)圖。例如通過(guò)將 GCfrant 向量與 BTFfrant (m，ρ)圖 的每一列進(jìn)行向量乘法來(lái)生成GCfrant (m，ρ)圖。如果例如我們想在得到的方向擴(kuò)音器信號(hào) (包括輸入的擴(kuò)音器信號(hào)的加權(quán)和)中引入后方提示，則用GCrem(m，ρ)圖乘以方向擴(kuò)音器 信號(hào)的Gto (m，ρ)圖來(lái)提供改進(jìn)的方向輸出信號(hào)Gimp_to(m，ρ)，其中Gimp_to (m，ρ) = Gdir (m, ρ) · GCrear(m, p)0在一個(gè)實(shí)施例中，方向擴(kuò)音器信號(hào)具有優(yōu)選的(例如朝前)方向靈敏度。 在一個(gè)實(shí)施例中，方向擴(kuò)音器信號(hào)是包括各輸入擴(kuò)音器信號(hào)(這里是INl (f)和IN2(f)的 和的全方向信號(hào)。在圖2的實(shí)施例中，改進(jìn)的方向輸出信號(hào)是與前_后有關(guān)的頻率修整單 元的輸出。該輸出信號(hào)被提供給合成單元，該合成單元包括時(shí)間-頻率到時(shí)間的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)， 提供包括增強(qiáng)的方向提示的改進(jìn)方向輸出信號(hào)作為時(shí)間相關(guān)的輸出。該改進(jìn)方向輸出信號(hào) 可以通過(guò)輸出轉(zhuǎn)換器提供給用戶或者提供給信號(hào)處理單元用于進(jìn)一步處理(例如根據(jù)用
12戶的聽(tīng)力情況施加頻率相關(guān)的增益)，例如參考圖4。圖3示出時(shí)間相關(guān)的輸入信號(hào)的時(shí)間_頻率圖。AD轉(zhuǎn)換單元以采樣頻率fs對(duì)模 擬電輸入信號(hào)進(jìn)行采樣并提供數(shù)字電信號(hào)xn。數(shù)字電信號(hào)Xn例如按時(shí)幀排列，每個(gè)時(shí)幀包 括預(yù)定數(shù)量Q個(gè)數(shù)字時(shí)間樣本Xq(q = 1,2,...，Q)，對(duì)應(yīng)于時(shí)間為L(zhǎng) = Q/fs的幀長(zhǎng)度，其中 仁是AD轉(zhuǎn)換單元的采樣頻率。多個(gè)連續(xù)的時(shí)幀存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。通過(guò)逐幀轉(zhuǎn)換所存儲(chǔ)的 時(shí)幀來(lái)提供該數(shù)字信號(hào)的時(shí)間-頻率表示，以生成頻率樣本的對(duì)應(yīng)譜，該時(shí)間頻率表示由 TF單元組成(參考圖3中的TF單元(m，ρ))，每個(gè)TF單元包括以時(shí)間At和頻率Af為 特定單位的輸入信號(hào)在的一般復(fù)數(shù)值。圖3示出包括M個(gè)時(shí)間單元Atm的MxP圖，m= 1， 2，...，M，每個(gè)時(shí)間單元包括P個(gè)頻率單元Afp，p = 1，2，...，P。通常，每個(gè)TF單元的復(fù) 數(shù)值包括特定時(shí)間和頻率單位(Atm，Afp)的輸入信號(hào)的實(shí)部(幅度)和虛數(shù)部分(相位 角)。在一個(gè)實(shí)施例中，只考慮信號(hào)的幅度。圖4示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的助聽(tīng)裝置。該助聽(tīng)裝置包括具有分別接收輸入信號(hào) Sl和S2的兩個(gè)(例如全方向的)擴(kuò)音器的擴(kuò)音器系統(tǒng)。該擴(kuò)音器將輸入的聲音信號(hào)Sl和 S2分別轉(zhuǎn)換為電擴(kuò)音器信號(hào)mi和IN2。電擴(kuò)音器信號(hào)mi和IN2被提供給各自的時(shí)間到 時(shí)間-頻率轉(zhuǎn)換單元Al，A2。在本實(shí)施例中，時(shí)間到時(shí)間-頻率轉(zhuǎn)換單元Al，A2分別提供 電擴(kuò)音器信號(hào)mi和IN2的時(shí)間-頻率表示TF1，TF2 (例如，參考圖3)。時(shí)間-頻率表示 TFl, TF2被提供給包括方向系統(tǒng)的方向單元DIR，用于提供至少兩個(gè)電擴(kuò)音器信號(hào)的加權(quán) 和，得到在空間不同方向具有最大敏感性的至少兩個(gè)方向擴(kuò)音器信號(hào)CF，CR，這里的前方向 和后方向相對(duì)于用戶的面部。DIR單元的輸出信號(hào)CF，CR(的時(shí)間-頻率表示)被提供給判 斷單元DEC，判斷單元DEC逐單位估計(jì)特定的時(shí)間頻率成分具有大體上來(lái)自前方的源還是 具有大體上來(lái)自后方的源。在本實(shí)施例中，比較信號(hào)CF和CR的時(shí)間-頻率表示，并且基于 預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)生成差分時(shí)間頻率(TF)圖FRM(例如，二值圖，BTF)。判斷單元DEC的輸出(信號(hào) 或TF圖FRM)被提供給頻率修整單元FS來(lái)生成來(lái)自所述空間不同方向(這里是前方和后 方)的輸入聲音的方向提示，并提供包括引入的增益提示(例如應(yīng)用于差異時(shí)間頻率(TF) 圖FRM的前方增益提示和/或后方增益提示)的輸出信號(hào)GC。來(lái)自頻率修整單元FS的輸 出信號(hào)GC被提供給乘法單元X(可選地包括在FS單元中)，其中包括引入的增益提示的輸 出信號(hào)GC乘以對(duì)應(yīng)的方向信號(hào)WIN，方向信號(hào)WIN包括擴(kuò)音器信號(hào)(或者其TF表示)的 加權(quán)和，此處從DIR單元提取=WIN(f) = TFl (f) -wl(f)+TF2(f) · w2 (f)，其中f是頻率，并 且wl(f)，w2(f)是加權(quán)函數(shù)，在實(shí)施中可以適應(yīng)性地確定該加權(quán)函數(shù)(以實(shí)現(xiàn)根據(jù)當(dāng)前的 聲源適應(yīng)性地確定前方和后方)。得到的乘法單元X的輸出WINXGC代表改進(jìn)的方向輸出信 號(hào)，其包括新的改進(jìn)的和/或重建的方向提示。在圖4的實(shí)施例中，該信號(hào)被提供給信號(hào)處 理單元G，用于進(jìn)一步處理改進(jìn)的方向輸出信號(hào)WINXGC，例如引入進(jìn)一步的噪因減少、壓縮 和/或逆反饋算法并且/或者用于根據(jù)特定的用戶需要提供頻率相關(guān)的增益。信號(hào)處理單 元G的輸出GOUT被提供給合成單元S，用于將輸出GOUT的時(shí)間頻率表示轉(zhuǎn)換為時(shí)域輸出信 號(hào)OUT，該輸出信號(hào)被提供給接收器，用于提供給用戶作為輸出聲音。在實(shí)施例中，在定位提 示的引人前引入一個(gè)或多個(gè)處理算法。在圖4的實(shí)施例中，時(shí)間到時(shí)間_頻率轉(zhuǎn)換單元Al，A2和方向單元DIR的順序可 以可選地切換，使得在進(jìn)行時(shí)間到時(shí)間_頻率轉(zhuǎn)換前生成方向信號(hào)。圖5示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的前方提示(圖5a)和后方提示(圖5b)以及輸入信號(hào)的方向時(shí)間-頻率表示(圖5c)的例子。優(yōu)選地可以引入源自后方的方向信號(hào)的強(qiáng)制衰 減形式的人工方向提示。在圖5a和圖5b中，示出對(duì)應(yīng)的示范性方向增益提示，即增益與頻 率。圖5a示出平坦的前方增益提示圖形GCfrant (f)[dB] =0dB，f是頻率(此處通過(guò)將所考 慮的頻率范圍fmin_fmax分為12個(gè)頻率段f2，. . .，f12來(lái)示出)。示出了對(duì)應(yīng)的前方提示 增益矢量GCfrant (ρ) = 1(線性)，p = 1，2，...，12。圖5b示出后方增益提示圖形GC,e (f) [dB]，其在滾降(roll-off)頻率frall以下具有平坦部分并且在大于frall的頻率具有增加 衰減形式的滾降(此處是對(duì)數(shù)標(biāo)度[dB]的線性增加衰減(或減少增益))。優(yōu)選地使?jié)L降 頻率適應(yīng)于用戶的聽(tīng)覺(jué)情況以確保用戶能夠感知構(gòu)成后方增益提示的frall以外的減小增 益。示出了(線性的)對(duì)應(yīng)后方提示增益矢量GCrear (ρ) =Lp= 1,2, ... ,6, GCrear(p)= l/2(p_6)，p = 7，8，...，12。此處，滾降頻率frall = f6。圖5c示出基于前方和后方信號(hào)的時(shí) 間頻率圖，特定TF單元的F或R分別表示該TF單元的信號(hào)成分來(lái)源于相對(duì)于用戶的前方或 后方，由判斷算法基于對(duì)應(yīng)的前方和后方信號(hào)確定。作為可能的情況，“F”和“R”可以例如 用1和0分別代替，或者用0和1分別代替。所考慮的頻率范圍可以包括小于或大于12個(gè) 頻率范圍或者頻段，例如8個(gè)或16個(gè)或32個(gè)或64個(gè)或更多。所考慮的最小頻率fmin可以 例如在10到30Hz的范圍內(nèi)，例如20Hz。所考慮的最大頻率fmax可以例如在6kHz到30kHz 的范圍內(nèi)，例如8kHz或12kHz或16kHz或20kHz。滾降頻率froll可以例如在2kHz到8kHz 的范圍內(nèi)，例如4kHz左右。增益減少可以例如在lOdB/decade到40dB/deCade的范圍內(nèi)， 例如約 20dB/decade。圖6示出前方和后方擴(kuò)音器信號(hào)CF和CR的各自時(shí)間頻率表示(圖6a)、差分?jǐn)U音 器信號(hào)CF-CR(圖6b)以及差分?jǐn)U音器信號(hào)的二值時(shí)間_頻率掩碼表示(圖6c)。所考慮的 頻率范圍被劃分為8個(gè)頻率范圍或頻段，每個(gè)包括一個(gè)單獨(dú)的頻率fp，ρ = 1，2，. . .，8。在 多個(gè)連續(xù)時(shí)間實(shí)例tm，m = 1，2，. . .，12上確定的頻譜fp構(gòu)成時(shí)間-頻率圖TF (m，ρ)，每個(gè) TF單元(m，p)包括在頻率ρ和時(shí)間單元m的信號(hào)(以任意標(biāo)度)的幅度值。圖6a示出示 范性的對(duì)應(yīng)時(shí)間-頻率圖TFfront (m，ρ)和TFrear (m, ρ)，分別繪出幅度CF (m, ρ) |和CR(m, P) I，例如以對(duì)數(shù)標(biāo)度[dB]表示。如圖6b中的差分信號(hào)CFl-ICRl的TF圖所示，來(lái)自前方 的聲音信號(hào)在時(shí)間單元m= 1-6占優(yōu)勢(shì)，而來(lái)自后方的聲音信號(hào)在時(shí)間單元m = 8-12占優(yōu) 勢(shì)。圖 6c 中示出由準(zhǔn)則如果 CR (m,p) |-|CF (m,ρ) > ο，則 BTM (m，ρ) = 1，否則^￥(111，？) = 0，m= 1，2，· · ·，12，p = 1，. 2，. . .，8 定義的差分信號(hào) CR|-|CF 的二值 TF 圖 BTM。顯 然，在所示出的時(shí)幀中，聲音信號(hào)源在前6個(gè)時(shí)幀中是前方占據(jù)優(yōu)勢(shì)，并且在最后的6個(gè)時(shí) 幀中源于后方占據(jù)優(yōu)勢(shì)。然而，在前6個(gè)時(shí)幀中有幾個(gè)TF單元來(lái)源于后方并且在最后的6 個(gè)時(shí)幀中有幾個(gè)TF單元來(lái)源于前方。這代表可以對(duì)每個(gè)單獨(dú)的TF單元執(zhí)行處理的TF掩 模方法的特征之一。圖7示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于在前方和后方擴(kuò)音器信號(hào)中引入的各種示范 性方向提示(線性標(biāo)度)，圖7a圖示用于來(lái)源于后方的信號(hào)的滾降頻率以外的減少增益， 圖7b和圖7c分別示出在前方和/或后方信號(hào)中的在預(yù)定頻率具有峰或谷形式的方向提 示。所考慮的頻率范圍被分成8個(gè)頻率范圍或頻段，每個(gè)包括一個(gè)單獨(dú)信號(hào)頻率fp，p= 1， 2，...,S0圖7a示出用于來(lái)自前方信號(hào)的平滑一致增益，并且平滑一致增益直到滾降頻率 froll = f4，高于該滾降頻率具有減少的增益(與圖5a，5b相似)。圖7b示出用于來(lái)自前方 的信號(hào)的平滑一致增益并且在頻率f7具有谷的形式的后方提示。圖7c示出在頻率f5具有峰的形式的前方提示以及在頻率f7具有谷的形式的后方提示?？梢栽O(shè)想其它方向提示，例 如在不同的頻率包括多于一個(gè)的峰或谷或者在不同的頻率包括一個(gè)或多個(gè)峰和一個(gè)或多 個(gè)谷的混合。在一個(gè)實(shí)施例中，模擬例如圖1中所示的自然提示，例如在大于5kHz的頻率 上具有多個(gè)谷(例如3-5個(gè))。在一個(gè)實(shí)施例中，所述谷的用dB表示的幅度約為20dB。在 一個(gè)實(shí)施例中，例如根據(jù)用戶在所討論的頻率處的聽(tīng)力損傷，谷的用dB表示的幅度與它們 的自然值相比被增加，例如，大于30dB。在一個(gè)實(shí)施例中，將谷(或峰)“重定位”至比它們 的自然出現(xiàn)更低的頻率(例如根據(jù)用戶在所討論的頻率處的聽(tīng)力損傷)。在一個(gè)實(shí)施例中， 例如根據(jù)聽(tīng)力受損用戶的頻率分辨能力，通過(guò)有效的頻段衰減濾波器使谷(或峰)比自然 發(fā)生的方向提示更寬。在一個(gè)實(shí)施例中，谷(或峰)在寬度上延伸至多于一個(gè)頻率段，例如 多于4或8個(gè)頻段。在一個(gè)實(shí)施例中，谷(或峰)在寬度上在IOOHz到3kHz的范圍內(nèi)，例 如在500Hz到2kHz之間。圖8示出包括適于配戴在用戶耳朵上的耳部的助聽(tīng)裝置的實(shí)施例，圖8a包括具有 兩個(gè)擴(kuò)音器的BTE部，圖8b包括具有兩個(gè)擴(kuò)音器和一個(gè)單獨(dú)的具有至少第三個(gè)擴(kuò)音器的輔 助裝置的BTE部的。在圖8a和圖8b中，將助聽(tīng)裝置例如助聽(tīng)器具的耳部81佩戴在操作位 置(在人的外耳(耳廓)上或其后)的用戶80的面部關(guān)于穿過(guò)用戶的耳朵(當(dāng)坐下或站 直時(shí))的垂直平面84定義前方和后方。在圖8a的實(shí)施例中，助聽(tīng)裝置包括方向擴(kuò)音器系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有位于該裝置的耳 部81上的兩個(gè)擴(kuò)音器811，812。這兩個(gè)擴(kuò)音器811，812位于該耳部上，用于采集來(lái)自環(huán)境 的聲場(chǎng)82，83。在圖8a的場(chǎng)景中，呈現(xiàn)分別來(lái)源于環(huán)境的相對(duì)于用戶80 (由平面84定義) 的后方一半和前方一半的聲場(chǎng)82和83。圖8b示出包括圖8a的助聽(tīng)裝置的根據(jù)本發(fā)明的助聽(tīng)裝置的實(shí)施例。圖8b中的 助聽(tīng)裝置的擴(kuò)音器系統(tǒng)進(jìn)一步包括位于物理上分開(kāi)的裝置(此處為音頻網(wǎng)關(guān)裝置91)上的 擴(kuò)音器911，該物理上分離的裝置適于例如通過(guò)感應(yīng)路徑913，例如通過(guò)頸環(huán)天線912與助 聽(tīng)裝置通信。在圖8b的場(chǎng)景中，存在分別來(lái)自環(huán)境的相對(duì)于用戶80(由平面84確定)的 后方(82) —半和前方(83，85) —半的聲場(chǎng)82，83和85。位于另一個(gè)分開(kāi)的裝置上的擴(kuò)音 器的使用具有提供環(huán)繞用戶的聲場(chǎng)的差異“圖像”的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明由獨(dú)立權(quán)利要求的特征限定。在從屬權(quán)利要求中限定了優(yōu)選實(shí)施例。權(quán)利 要求中的任何參考標(biāo)記不意圖限制它們的范圍。前面已經(jīng)給出了一些優(yōu)選實(shí)施例，但是應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是本發(fā)明不限于此，而是可以 在所附權(quán)利要求中限定的主題內(nèi)以其它方式體現(xiàn)。例如，在所描述的實(shí)施例中，通常參考前 和后兩個(gè)方向。根據(jù)所討論的應(yīng)用也可以使用相對(duì)于用戶的前和后以外的其它方向。此外， 在不背離本發(fā)明的一般概念的情況下可以使用兩個(gè)以上的方向。參考文獻(xiàn)US 2007/0061026A1(Wang)15-03-2007· EP 1443798A2(PHONAK)04-08-2004.US 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權(quán)利要求
一種助聽(tīng)裝置，包括適于配戴在用戶耳內(nèi)或耳上的耳部，在操作位置上相對(duì)于配戴該耳部的人定義前和后方向，該助聽(tīng)裝置進(jìn)一步包括(a)擴(kuò)音器系統(tǒng)，其包括至少兩個(gè)擴(kuò)音器，每個(gè)擴(kuò)音器將輸入聲音轉(zhuǎn)化為電擴(kuò)音器信號(hào)，(b)DIR單元，其包括用于提供所述至少兩個(gè)電擴(kuò)音器信號(hào)的加權(quán)和的方向系統(tǒng)，從而提供至少兩個(gè)在空間不同方向上具有最大敏感性的方向擴(kuò)音器信號(hào)和一個(gè)組合擴(kuò)音器信號(hào)，以及(c)頻率修整單元，用于修改所述組合擴(kuò)音器信號(hào)以表示輸入聲音來(lái)自于所述空間不同方向中的至少一個(gè)方向的方向提示，并且提供改進(jìn)的方向輸出信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的助聽(tīng)裝置，包括模_數(shù)轉(zhuǎn)換單元，該模_數(shù)轉(zhuǎn)換單元用于將所 述電擴(kuò)音器信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電擴(kuò)音器信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的助聽(tīng)裝置，包括TF轉(zhuǎn)換單元，該TF轉(zhuǎn)換單元用于提供所 述至少兩個(gè)擴(kuò)音器信號(hào)的時(shí)間_頻率表示，每個(gè)信號(hào)表示包括所討論的信號(hào)在特定時(shí)間和 頻率范圍內(nèi)的對(duì)應(yīng)復(fù)數(shù)值或?qū)崝?shù)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的助聽(tīng)裝置，其中所述DIR單元適于檢測(cè)特定的時(shí)間頻率范圍 來(lái)自所述空間不同方向中的哪一個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的助聽(tīng)裝置，其中所述頻率修整單元適于將給定的 時(shí)間頻率范圍的方向提示移動(dòng)到相對(duì)低的頻率范圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的助聽(tīng)裝置，其中將可貢獻(xiàn)于方向提示的所述方向擴(kuò)音器信號(hào) 的差異從相對(duì)較高的頻率移動(dòng)到相對(duì)較低的頻率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的助聽(tīng)裝置，其中所述方向提示在幅度上增加。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的助聽(tīng)裝置，其中所述頻率修整單元適于修改一個(gè) 或多個(gè)選擇的時(shí)間頻率范圍以根據(jù)輸入聲音信號(hào)的方向提供所述組合擴(kuò)音器信號(hào)的方向 頻率修整。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的助聽(tīng)裝置，其中所述頻率修整單元適于根據(jù)用戶 的聽(tīng)覺(jué)能力例如頻率分辨和/或聽(tīng)力圖提供所述組合擴(kuò)音器信號(hào)的方向頻率修整。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的助聽(tīng)裝置，其中所述組合擴(kuò)音器信號(hào)的方向頻 率修整包括對(duì)應(yīng)于用戶后方的方向擴(kuò)音器信號(hào)在超過(guò)預(yù)定滾降頻率例如超過(guò)從IkHz至 7kHz范圍的頻率時(shí)的“滾降”。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的助聽(tīng)裝置，其中所述方向頻率修整包括在得到 的改進(jìn)的方向輸出信號(hào)中在后方頻率處插入峰或谷，以表示聲音來(lái)自用戶后方。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的助聽(tīng)裝置，其中后方頻率大于或等于3kHz，例如大約3kHz 或大約4kHz。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的助聽(tīng)裝置，其中所述耳部包括適于放置在用戶 耳后的BTE部，該BTE部包括所述擴(kuò)音器系統(tǒng)的至少一個(gè)擴(kuò)音器。
14.根據(jù)權(quán)利要求3-13中任一項(xiàng)所述的助聽(tīng)裝置，其中所述頻率修整單元適于基于對(duì) 具體時(shí)間和頻率情況是否具有來(lái)自特定方向的來(lái)源的判斷，對(duì)所述組合擴(kuò)音器信號(hào)進(jìn)行頻 率修整，該特定方向例如是用戶的后方或前方。
15.根據(jù)權(quán)利要求3-14中任一項(xiàng)所述的助聽(tīng)裝置，其中所述頻率修整單元適于執(zhí)行用 于判斷給定的TF范圍或單元是否與給定的空間方向相關(guān)聯(lián)或者以哪個(gè)概率或加權(quán)相關(guān)聯(lián) 的判斷算法。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的助聽(tīng)裝置，其中用于每個(gè)TF范圍或單元的判斷算法是 cfI-ICRI彡τ，以對(duì)數(shù)表示，其中|CF|和|CR|分別是前和后方向信號(hào)的幅度，并且τ是方向偏差常數(shù)。
17.一種操作助聽(tīng)裝置的方法，該助聽(tīng)裝置包括適于配戴在用戶耳內(nèi)或耳上的耳部，在 操作位置上相對(duì)于配戴該耳部的人定義前和后方向，該方法包括(a)提供至少兩個(gè)擴(kuò)音器信號(hào)，每個(gè)擴(kuò)音器信號(hào)是輸入聲音的電表示，(b)提供所述至 少兩個(gè)電擴(kuò)音器信號(hào)的加權(quán)和，以得到至少兩個(gè)在空間不同方向上具有最大敏感性的方向 性擴(kuò)音器信號(hào)和一個(gè)組合擴(kuò)音器信號(hào)，所述空間不同方向例如是所述前和后方向，(c)修改 所述組合擴(kuò)音器信號(hào)以表示輸入聲音來(lái)自所述空間不同方向中的至少一個(gè)方向的方向提 示，并且提供改進(jìn)的方向輸出信號(hào)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1-16中任一項(xiàng)助聽(tīng)裝置的使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種助聽(tīng)裝置，包括適于配戴在用戶耳內(nèi)或耳上的耳部，在操作位置上相對(duì)于配戴該耳部的人定義前和后方向。本發(fā)明還涉及操作助聽(tīng)器具的方法、其用途、助聽(tīng)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。該助聽(tīng)系統(tǒng)包括(a)具有至少兩個(gè)擴(kuò)音器的擴(kuò)音器系統(tǒng)，每個(gè)擴(kuò)音器將輸入聲音轉(zhuǎn)化為電擴(kuò)音器信號(hào)，(b)DIR單元，包括用于提供所述至少兩個(gè)電擴(kuò)音器信號(hào)的加權(quán)和的方向系統(tǒng)，以提供至少兩個(gè)在空間不同方向上具有最大敏感性的方向擴(kuò)音器信號(hào)和一個(gè)組合擴(kuò)音器信號(hào)，以及(c)頻率修整單元，用于修改所述組合擴(kuò)音器信號(hào)以表示輸入聲音來(lái)自所述空間不同方向中的至少一個(gè)方向的方向提示，并且提供改進(jìn)的方向輸出信號(hào)。
文檔編號(hào)H04R25/00GK101924979SQ20101024259
公開(kāi)日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月2日
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