本發(fā)明涉及聽力輔助系統(tǒng)，其包括：至少一個音頻傳輸設(shè)備，用于從人的聲音捕捉音頻信號；以及至少一個聽力輔助設(shè)備，用于從這樣的音頻傳輸設(shè)備接收音頻信號，每個設(shè)備包括用于建立無線局域聲學(xué)網(wǎng)(LAAN)的無線網(wǎng)絡(luò)接口。

背景技術(shù)：

一般而言，LAAN用于在彼此通信的不同人所使用的音頻設(shè)備之間交換音頻信號。當(dāng)形成LAAN時，各自的音頻設(shè)備必須經(jīng)由無線鏈路彼此配對和連接，并且必須提供關(guān)于哪個音頻設(shè)備被允許在何時將哪個音頻信號傳輸?shù)侥膫€設(shè)備的規(guī)定。

由助聽器和無線麥克風(fēng)形成的LAAN的例子在WO 2011/098142 A1中進(jìn)行了描述，其中設(shè)置中繼設(shè)備以通過向來自各種無線麥克風(fēng)的音頻信號應(yīng)用不同權(quán)重來混合這些信號。由助聽器和無線麥克風(fēng)形成的LAAN的另一例子在WO 2010/078435 A2中進(jìn)行了描述。EP 1 657 958 B1涉及由助聽器形成的無線LAAN的例子。

US 2012/0189140 A1涉及由多個個人電子設(shè)備(例如，智能電話和助聽器)形成的LAAN，其中兩個設(shè)備可以通過空間鄰近性而配對，其中音頻接收設(shè)備可以靜音或者選擇性地加強或淡化個體的輸入音頻流，并且其中音頻傳輸設(shè)備可以取決于其用戶的處置(例如，當(dāng)放在口袋中時)或取決于采樣音頻信號的種類來靜音其音頻傳輸。

US 2012/0321112 A1涉及從提供給便攜式音頻設(shè)備的多個音頻流中選擇音頻流的方法，其中可以基于無線連接的信號強度、設(shè)備指向的方向以及從攝像機獲得的圖像來選擇音頻流；音頻接收設(shè)備可以是智能電話，其將接收到的選定音頻流傳輸?shù)街犉鳌?/p>

US 6,687,187 B2涉及取決于角位置來定位電磁信號源或聲學(xué)信號源的方法。

WO 2011/015675 A2涉及雙耳助聽器系統(tǒng)以及無線麥克風(fēng)，其中估計無線麥克風(fēng)的角位置，以便以下面的方式將接收到的音頻信號供應(yīng)給助聽器：模擬與無線麥克風(fēng)的估計的角位置相對應(yīng)的角位置印象(impression)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種聽力輔助方法和系統(tǒng)，其中多個音頻信號傳輸設(shè)備和音頻系統(tǒng)收發(fā)器設(shè)備形成無線LAAN，并且其中所述設(shè)備能夠以特定的方便方式使用。

根據(jù)本發(fā)明，通過權(quán)利要求1所定義的方法和權(quán)利要求31所定義的系統(tǒng)來分別實現(xiàn)這一目的。

本發(fā)明的益處在于，自動配對設(shè)備，并且在自組織網(wǎng)絡(luò)中連接配對的設(shè)備，以及基于準(zhǔn)入規(guī)則準(zhǔn)許設(shè)備進(jìn)入LAAN，所述準(zhǔn)入規(guī)則包括設(shè)備相對另一設(shè)備的用戶的觀看位置的估計的角方向，所述設(shè)備不要求用于形成和管理網(wǎng)絡(luò)的用戶輸入，由此使用所述設(shè)備尤其方便，同時無論如何確保能夠向各個用戶僅提供他感興趣的那些音頻信號，同時可以最小化數(shù)據(jù)流量，并且因而最小化功率消耗和網(wǎng)絡(luò)擁塞。

優(yōu)選地，實現(xiàn)一種自動傳輸使能模式，其中僅在實現(xiàn)特定傳輸條件的情況下才傳輸音頻信號，所述條件例如是在傳輸設(shè)備用戶和至少一個接收器設(shè)備用戶之間的相互觀看角度、由傳輸設(shè)備捕捉到的音頻信號的水平和/或質(zhì)量、傳輸設(shè)備和接收器設(shè)備之間的距離、和/或來自傳輸設(shè)備或接收器設(shè)備的RF鏈路的質(zhì)量。由此，傳輸設(shè)備的用戶可以被保證他的麥克風(fēng)信號僅被傳輸?shù)礁浇谕慕邮掌鳌Ｒ虼?，他知道誰在以這一輔助方式收聽他的聲音，并且所傳輸?shù)囊纛l信號的可理解性能夠得到確認(rèn)。在從屬權(quán)利要求中定義了本發(fā)明的其它優(yōu)選實施例。

附圖說明

下面通過參考附圖來說明本發(fā)明的例子，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的聽力輔助系統(tǒng)的例子的示意圖；

圖2是應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的聽力輔助系統(tǒng)的情形的例子的示意圖；

圖3是將與本發(fā)明一起使用的音頻傳輸設(shè)備的框圖的示意性例子；

圖4是將與本發(fā)明一起使用的音頻接收器設(shè)備的示意性例子；

圖5是基于耳間無線電信號強度差來確定雙耳音頻接收布置的用戶的觀看方向的原理的圖示；

圖6是在本發(fā)明的聽力輔助系統(tǒng)中無線信號交換的示意性圖示；

圖7是本發(fā)明的聽力輔助系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的示意性圖示；以及

圖8是涉及觀看條件領(lǐng)域的LAAN準(zhǔn)入規(guī)則的示意性圖示。

具體實施方式

本發(fā)明涉及聽力輔助系統(tǒng)，其包括至少一個音頻傳輸設(shè)備，能夠從人的聲音捕捉音頻信號；以及至少一個聽力輔助設(shè)備，由用戶佩戴以從音頻傳輸設(shè)備接收音頻信號，每個設(shè)備包括用于建立無線LAAN的無線網(wǎng)絡(luò)接口。無線網(wǎng)絡(luò)可以使用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，例如藍(lán)牙協(xié)議，尤其是藍(lán)牙低能量，或者其可以使用適當(dāng)?shù)膮f(xié)議；典型地，使用例如在2.4GHz ISM帶中操作的跳頻算法。

如在下面使用的，聽力輔助設(shè)備包括所有種類的耳朵級別音頻設(shè)備，例如不同形狀因子的助聽器、人工耳蝸、無線耳塞、頭戴式受話器或其它這樣的設(shè)備。優(yōu)選地，音頻傳輸設(shè)備也是這樣的聽力輔助設(shè)備之一。特別地，音頻傳輸設(shè)備可以成對設(shè)置，每對形成雙耳系統(tǒng)。

這樣的設(shè)備可以為其正常功能并入至少一個麥克風(fēng)、揚聲器、用戶接口、用于例如聽力損失補償?shù)姆糯蟆⒙暭壪拗破?、噪聲消除、反饋消除、波束成型、頻率壓縮、環(huán)境和/或用戶控制數(shù)據(jù)的記錄、環(huán)境聲音場景的分類、聲音生成器、雙耳同步和/或其它這樣的功能，其可能受到這里描述的本發(fā)明功能的影響或者可能影響本發(fā)明功能。

要在這樣的網(wǎng)絡(luò)中使用的傳輸設(shè)備可以包括移動手持設(shè)備或身體佩戴設(shè)備；特別地，雖然傳輸設(shè)備優(yōu)選地是聽力輔助設(shè)備，但是在一些情況下，音頻傳輸設(shè)備可以是無線麥克風(fēng)、音頻流送器設(shè)備或音頻通信設(shè)備，例如移動電話或其它移動商業(yè)電子設(shè)備，如“智能手表”或“智能眼鏡”。傳輸設(shè)備可以包括至少一個集成麥克風(fēng)或經(jīng)由電纜連接器連接到設(shè)備的至少一個麥克風(fēng)。

音頻接收器設(shè)備可以適于佩戴在用戶的耳朵處或至少部分地在耳朵中；尤其是，接收器設(shè)備可以成對設(shè)置，每對形成雙耳系統(tǒng)，設(shè)備之一被佩戴在一個耳朵處，而另一設(shè)備被佩戴在另一耳朵處。特別地，接收器設(shè)備可以是助聽器、聽覺假體、頭戴式受話器或耳機。為了形成局域聲學(xué)網(wǎng)(LAAN)，音頻設(shè)備必須通過自動配對和與范圍內(nèi)的其它設(shè)備在服務(wù)級別連接而形成一組設(shè)備或設(shè)備的子組，以便交換網(wǎng)絡(luò)和其它信息來形成自組織網(wǎng)絡(luò)，其中僅當(dāng)滿足預(yù)定義的準(zhǔn)入規(guī)則時，設(shè)備隨后被準(zhǔn)許進(jìn)入LAAN網(wǎng)絡(luò)，其中所述準(zhǔn)入規(guī)則包括各個設(shè)備的用戶的相互觀看方向。

根據(jù)LAAN準(zhǔn)入規(guī)則，僅當(dāng)(新)設(shè)備在已經(jīng)存在于LAAN內(nèi)的設(shè)備之一的用戶的視場內(nèi)時，該設(shè)備才被準(zhǔn)入，并且反之亦然，即，可能的新網(wǎng)絡(luò)參與者正在觀看相同的已經(jīng)參與的用戶，視場被定義為以用戶的觀看方向為中心的角扇區(qū)。設(shè)備用戶的視場表示用戶對其它音頻設(shè)備的用戶(即，可能的談話者/傾聽者)感興趣，從而僅準(zhǔn)許位于已經(jīng)被準(zhǔn)入的設(shè)備之一的用戶的視場內(nèi)的那些設(shè)備進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)是合理的，其中這樣的設(shè)備獲得對網(wǎng)絡(luò)可能有用的設(shè)備的資格。

例如，可以基于由(新)設(shè)備發(fā)射并且由佩戴在用戶(其設(shè)備已經(jīng)被準(zhǔn)許進(jìn)入網(wǎng)絡(luò))的一只耳朵處的第一音頻接收器設(shè)備和佩戴在用戶的另一只耳朵處的第二音頻接收器設(shè)備接收到的RF信號的信號強度參數(shù)(例如，RSSI值)的差別，來估計設(shè)備的相對取向，即，角方向。小的差別表示新設(shè)備在用戶的前方或后方，而大差別表示新設(shè)備在用戶的一側(cè)，同側(cè)設(shè)備接收較強的RSSI。根據(jù)另一例子，可以基于由佩戴在用戶(其設(shè)備已經(jīng)被準(zhǔn)許進(jìn)入網(wǎng)絡(luò))的一只耳朵處的第一音頻接收器設(shè)備的第一麥克風(fēng)和第一音頻接收器設(shè)備或佩戴在用戶的另一只耳朵處的第二音頻接收器設(shè)備的第二麥克風(fēng)接收到的(新)設(shè)備的用戶的聲學(xué)語音信號的相位差，來估計設(shè)備的相對取向。取決于這些麥克風(fēng)的取向，根據(jù)單耳麥克風(fēng)陣列的麥克風(fēng)的物理距離或雙耳麥克風(fēng)陣列的小的相位延遲(基本為零)的特定相位差來表示來自前方的音頻信號。

根據(jù)另一實施例，通過RF鏈路的天線特性來確定相對取向，其中例如天線基本上僅在一個方向上靈敏。因此，僅檢測從優(yōu)選方向進(jìn)入并且超過RSSI閾值的信號。

根據(jù)另一實施例，通過使用光學(xué)單元來確定設(shè)備的相對取向。根據(jù)一個例子，與設(shè)備之一相關(guān)聯(lián)的攝像機(例如，這樣的攝像機可以以攝像機“看到”用戶的觀看方向的方式佩戴在設(shè)備之一的用戶的頭部)可以用于通過利用適當(dāng)?shù)膱D像識別技術(shù)來確定另一設(shè)備(即，“新設(shè)備”)的角位置。根據(jù)另一例子，“新”設(shè)備可以設(shè)置有光發(fā)射器，例如，紅外二極管，其基本上向前方發(fā)出(紅外)光；也可以設(shè)置有光檢測器，例如，紅外檢測器，其與另一設(shè)備相關(guān)聯(lián)(例如，這樣的檢測器可以以檢測器“看到”用戶的觀看方向的(即，基本上對前方敏感)方式佩戴在所述設(shè)備的用戶的頭部)，以便檢測(紅外)光?？梢詫t外光進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)制以使能相對其它紅外源的識別。

還可以通過組合上述實施例來確定相對取向。

第一設(shè)備(或第一設(shè)備的集合)的用戶的視場是以用戶的觀看方向為中心的角扇區(qū)，在其中通過第一設(shè)備分別看到或檢測到第二設(shè)備，其中與第二設(shè)備相關(guān)聯(lián)的信號(聲學(xué)、電磁、用戶的聲音)滿足通過例子在以上描述的一些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

例如，可以將定義視場的角扇區(qū)設(shè)置為相對估計/確定出的觀看方向±45度，優(yōu)選為±30度，如圖8所示，圖8是涉及視場條件的LAAN準(zhǔn)入規(guī)則的示意性圖示，其中佩戴第一對聽力設(shè)備14A的第一用戶11A和佩戴第二對聽力設(shè)備14B的第二用戶11B觀看彼此，從而第一對設(shè)備14A在第二用戶11B的視場15B內(nèi)，并且第二對設(shè)備14B在第一用戶11A的視場15B內(nèi)(用戶的各自觀看方向由虛線表示)。佩戴第三對聽力設(shè)備14C的第三用戶11C以第一對設(shè)備14A和第二對設(shè)備14B均在第三用戶11C的視場15C內(nèi)的方式從側(cè)面觀看第一用戶11A和第二用戶11B，同時第三對設(shè)備14C既不在第一用戶14A的視場15A內(nèi)也不在第二用戶11B的視場15B內(nèi)。佩戴第四對聽力設(shè)備14D的第四用戶11D被定向，以使得他在其它用戶11A、11B、11C的任意視場外部，并且所有其他用戶都不在他的視場15D內(nèi)。

根據(jù)上述LAAN準(zhǔn)入規(guī)則，用戶11A、11B和11C的設(shè)備將被準(zhǔn)許進(jìn)入LAAN，而用戶11D的用戶將不被準(zhǔn)許。

優(yōu)選地，LAAN準(zhǔn)入規(guī)則還包括鄰近性要求，即，僅當(dāng)設(shè)備到網(wǎng)絡(luò)中的至少一個設(shè)備的距離低于鄰近性閾值時，該設(shè)備才被準(zhǔn)許進(jìn)入LAAN。優(yōu)選地，鄰近性閾值根據(jù)設(shè)備周圍的估計的環(huán)境聲音級別而變化，所述估計的環(huán)境聲音級別是根據(jù)由各個設(shè)備捕捉到的音頻信號進(jìn)行估計的。優(yōu)選地，鄰近性閾值隨著估計的環(huán)境聲音級別的增加而降低。例如，鄰近性閾值可以在非常大聲音環(huán)境的1m和非常安靜環(huán)境的10m之間變化?？梢栽诟鱾€設(shè)備的話音活動檢測器(VAD)不活動的時間期間，即，在設(shè)備附近不存在講話者期間，測量環(huán)境聲音級別。

可以根據(jù)如通過常見位置確定方法確定出的各個用戶的個體位置，即，其個人設(shè)備的位置，來估計或計算在設(shè)備之間的相互距離，所述位置確定方法例如是GPS、基于藍(lán)牙的內(nèi)部定位(例如，已知Apple,Inc.的“iBeacon”技術(shù))、慣性導(dǎo)航(航位推測法)、聲學(xué)上接收到的音頻信號(和/或其包絡(luò)線，至少在特定頻帶中)與經(jīng)由無線(例如，射頻(RF))鏈路接收到的音頻信號的相關(guān)性以確定聲學(xué)上接收到的信號的渡越時間或識別聲學(xué)上接收到的信號并將其映射到經(jīng)由RF鏈路接收到的音頻信號，或者這些方法的任意適當(dāng)組合。替代地，設(shè)備的相互距離還可以根據(jù)信號強度進(jìn)行估計，所述信號強度例如是RSSI(接收到的信號強度表示)級別(例如，通過使用統(tǒng)計測量來評估來自兩只耳朵的較高RSSI級別)、RF鏈路的分組或比特錯誤率、和/或接收到的信號的聲學(xué)屬性及其任意適當(dāng)組合。通常，大約0.5m到1m的位置精確度足以確定相互距離。

可選地，作為另一準(zhǔn)入規(guī)則，僅當(dāng)?shù)絃AAN的設(shè)備之一的RF鏈路的質(zhì)量測度高于質(zhì)量水平閾值時，設(shè)備才可以被準(zhǔn)許進(jìn)入無線LAAN。

通常，到網(wǎng)絡(luò)的準(zhǔn)入規(guī)則用于確保只有可能相互感興趣的(即，可能用于交換期望音頻信號的)那些設(shè)備被準(zhǔn)許進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合設(shè)備的空間鄰近性和代表指示這樣的潛在興趣的主要貢獻(xiàn)者的設(shè)備的用戶的觀看方向/視場，即，“新”設(shè)備應(yīng)該在已經(jīng)被準(zhǔn)許進(jìn)入LAAN的設(shè)備的用戶的視場內(nèi)，并且優(yōu)選地應(yīng)該位于足夠靠近已經(jīng)被準(zhǔn)許進(jìn)入LAAN的設(shè)備。

優(yōu)選地，網(wǎng)絡(luò)被形成在主從拓?fù)渲?，其中在配對之前，即在網(wǎng)絡(luò)建立之前，每個設(shè)備設(shè)置有其自己的網(wǎng)絡(luò)ID和相關(guān)聯(lián)的跳頻序列，設(shè)備之一隨后扮演網(wǎng)絡(luò)主機的角色，而其它設(shè)備利用從扮演主機角色的設(shè)備處接收到的網(wǎng)絡(luò)ID和跳頻序列來扮演網(wǎng)絡(luò)從機的角色。完全自動的配對涉及在利用“只是工作”配對方法的“可發(fā)現(xiàn)模式”中的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，例如，藍(lán)牙鏈路。在廣播信道上收聽的任意設(shè)備可以通過藍(lán)牙鏈路典型可達(dá)到的距離(例如，10m)來將其自身連接到這樣的自組織網(wǎng)絡(luò)。在例如云環(huán)境中限制傳輸功率會進(jìn)一步限制可發(fā)現(xiàn)設(shè)備的數(shù)量，因為它們由于鄰近性要求而不被準(zhǔn)許進(jìn)入。

在RF鏈路范圍內(nèi)并彼此配對的設(shè)備在服務(wù)級別自動連接到彼此以形成自組織網(wǎng)絡(luò)，即，它們必須還沒有(尚未)交換音頻數(shù)據(jù)，但是它們知道彼此，并且可以準(zhǔn)備交換參與這樣的LAAN所需的其它信息。這樣的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)/設(shè)備的使用參數(shù)可以包括關(guān)于設(shè)備的相互位置、設(shè)備的相對取向、音頻信噪比(SNR)、可理解性索引或由音頻傳輸設(shè)備捕捉到的音頻信號的其它適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量測度、在由傳輸設(shè)備捕捉到的音頻信號中存在聲音和/或由傳輸設(shè)備捕捉到的音頻信號中的語音水平的信息。為了避免無意識的收聽者的竊聽，這樣的信息可以用于評估獲得通過的附加準(zhǔn)許規(guī)則，如上述準(zhǔn)許規(guī)則所建立的，以便允許特定設(shè)備進(jìn)入LAAN。換句話說，在LAAN的物理范圍內(nèi)的設(shè)備首先形成自組織網(wǎng)絡(luò)來交換決定準(zhǔn)許設(shè)備進(jìn)入LAAN所要求的數(shù)據(jù)。

一旦設(shè)備已經(jīng)被準(zhǔn)許進(jìn)入LAAN，則進(jìn)一步監(jiān)視該設(shè)備與準(zhǔn)許規(guī)則的兼容性，并且在已經(jīng)經(jīng)過特定超時間隔之后可以從LAAN移除該設(shè)備，在所述超時間隔期間該設(shè)備未能滿足準(zhǔn)許規(guī)則；這些超時間隔可以對于不同規(guī)則而不同。例如，如果從上次設(shè)備到網(wǎng)絡(luò)的至少一個設(shè)備的距離已經(jīng)高于鄰近性閾值起已經(jīng)經(jīng)過多于給定的鄰近性超時間隔，則可以將設(shè)備從網(wǎng)絡(luò)移除；并且如果從上次網(wǎng)絡(luò)的至少一個其他設(shè)備已經(jīng)在各個設(shè)備的用戶的視場內(nèi)起已經(jīng)經(jīng)過多于給定的視場超時間隔，則也可以將設(shè)備從網(wǎng)絡(luò)移除(當(dāng)人們站在討論圈內(nèi)時，他們的組合視場大約為360°；因此，特定的設(shè)備可能在其它設(shè)備的至少一個用戶的視場內(nèi)；然而，當(dāng)特定設(shè)備的用戶離開時，其它設(shè)備不再在他的視場內(nèi)，從而標(biāo)準(zhǔn)是喪失與其他用戶談話興趣的更可靠的指示符)。此外，如果在設(shè)備和LAAN的所有或一些設(shè)備之間的鏈路的質(zhì)量測度在比鏈路質(zhì)量超時閾值長的時間間隔內(nèi)沒有超過鏈路質(zhì)量閾值，則可以將設(shè)備從LAAN移除(實際上，可能存在對若干設(shè)備的鏈路質(zhì)量的一些合理組合，例如考慮對一些設(shè)備的頭影效應(yīng))。

可以根據(jù)之前各個設(shè)備已經(jīng)被準(zhǔn)許進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的累積時間來給出鄰近性超時間隔和/或視場超時間隔。例如，鄰近性超時間隔和/或視場超時間隔可以隨著之前各個設(shè)備已經(jīng)被準(zhǔn)許進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的累積時間的增加而增加。例如，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)中一組設(shè)備的人可能僅具有幾秒的超時，而該組的較長持續(xù)成員可能具有幾十秒的超時。通常，超時間隔可以在1s到60s的范圍內(nèi)。

尚未被準(zhǔn)許進(jìn)入LAAN或已經(jīng)被從LAAN移除的設(shè)備可以在發(fā)現(xiàn)(再次)滿足準(zhǔn)許規(guī)則時被(重新)準(zhǔn)許進(jìn)入。

一旦設(shè)備由于太多信道錯誤而已經(jīng)被從自組織網(wǎng)絡(luò)移除，其可以返回到可發(fā)現(xiàn)模式，以便能夠加入另一現(xiàn)有的自組織網(wǎng)絡(luò)或者開始新的自組織網(wǎng)絡(luò)或者重新加入先前的網(wǎng)絡(luò)。在藍(lán)牙協(xié)議的可發(fā)現(xiàn)模式中，設(shè)備廣播常規(guī)信標(biāo)；而另一設(shè)備被配置為收聽這樣的廣播，并因此針對所述信標(biāo)掃描所分配的頻率信道。由于這樣的掃描是相對消耗功率的，所以優(yōu)選的是設(shè)備只在范圍之外后保持鏈路密鑰，以使得該設(shè)備保持配對并且僅必須發(fā)現(xiàn)它們自己以進(jìn)行再次連接。

圖7是聽力輔助系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的示意性圖示，設(shè)備根據(jù)該網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)可以具有三個不同狀態(tài)之一：(1)其可能在“范圍之外”，即，不連接到形成LAAN或具有足夠鏈路質(zhì)量(其中鏈路具有低數(shù)量的信道錯誤)的自組織網(wǎng)絡(luò)的一部分的任意設(shè)備上；(2)其可以作為“自組織網(wǎng)絡(luò)”的一部分連接到其它設(shè)備上；以及(3)其可以作為“無線LAAN”的一部分連接(該狀態(tài)包括如下活動，例如與其它設(shè)備交換LAAN準(zhǔn)許參數(shù)以便確定準(zhǔn)許進(jìn)入LAAN或從LAAN移除；以及傳輸/接收音頻數(shù)據(jù)(例如，取決于實現(xiàn)傳輸使能條件))。所有狀態(tài)包括如下活動，例如，廣告/掃描其它設(shè)備；自動配對和在服務(wù)級別連接，包括交換各自的網(wǎng)絡(luò)信息；以及與其它設(shè)備交換LAAN準(zhǔn)許參數(shù)，以便確定準(zhǔn)許進(jìn)入LAAN或從LAAN移除，從而新設(shè)備能夠進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)而獨立于另一設(shè)備所處的狀態(tài)(即，可以形成新網(wǎng)絡(luò)，或者可以加入現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò))。

為了節(jié)約網(wǎng)絡(luò)資源和避免擁塞，優(yōu)選地根據(jù)音頻傳輸規(guī)則來限制通過被準(zhǔn)許進(jìn)入LAAN的音頻傳輸設(shè)備的音頻傳輸，所述音頻傳輸規(guī)則用于確保僅發(fā)送對網(wǎng)絡(luò)的其它參與者潛在感興趣的那些音頻信號。特別地，在自動傳輸使能模式中，只有當(dāng)滿足以下條件之一時，才經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳輸音頻信號：由各個傳輸設(shè)備捕捉到的音頻信號是具有高于語音/音頻水平閾值的水平的語音/音頻信號，由各個傳輸設(shè)備捕捉到的音頻信號的SNR高于SNR閾值，至少一個接收器設(shè)備在到各自的傳輸設(shè)備的給定最小距離內(nèi)，RF鏈路質(zhì)量測度高于閾值，在傳輸設(shè)備用戶和至少一個接收器設(shè)備用戶之間的相互觀看角度低于閾值。優(yōu)選地，必須滿足這些條件中的一些或全部以便使能音頻傳輸。

通過應(yīng)用這樣的傳輸使能規(guī)則，可以確保僅將具有足夠高質(zhì)量(即，具有可接受的SNR)的相關(guān)音頻信號(即，來自各個傳輸設(shè)備的用戶的語音，例如由VAD檢測)傳輸?shù)狡渌O(shè)備，其中音頻傳輸受限于私有通信(由于鄰近性和觀看角度要求)。例如，私語應(yīng)該禁止傳輸或者至少限制傳輸?shù)阶罱闹苓?，因為語音級別太低而不能夠滿足音頻傳輸規(guī)則，從而打算是私有的短會話不會被傳輸?shù)狡渌O(shè)備。為此，根據(jù)音頻信號級別或RSSI級別，優(yōu)選的是根據(jù)環(huán)境信號級別，來選擇在設(shè)備之間用于音頻傳輸?shù)淖畲罂稍试S距離是合適的。此外，依賴于環(huán)境音量級別，所傳輸?shù)囊纛l信號的傳輸級別可能受限，以便僅到達(dá)在允許的鄰近性范圍內(nèi)具有足夠RF鏈路質(zhì)量的設(shè)備。這還確保了在具有更獨立但更小的LAAN的大聲環(huán)境中，這些LAAN彼此干擾更少。

估計設(shè)備之間的距離可以按照關(guān)于鄰近性網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)許規(guī)則描述的相同的方式發(fā)生。

傳輸使能規(guī)則的語音/音頻級別閾值可以不僅取決于環(huán)境噪聲水平，而且取決于其它活動談話者在其本地拾取設(shè)備處的音頻水平和/或SNR，從而可以選擇最大聲且最好的信號，而其它音頻信號完全不被發(fā)送，至少在一些初始評估時段之后。

根據(jù)一個實施例，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之一可以適于用作調(diào)節(jié)器設(shè)備，其能夠禁止網(wǎng)絡(luò)中至少一個傳輸設(shè)備傳輸音頻信號，即，傳輸設(shè)備可以被網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)器遠(yuǎn)程靜音。

根據(jù)另一實施例，至少一個傳輸設(shè)備可以設(shè)置有用戶接口，其允許用戶選擇手動傳輸使能模式作為自動傳輸使能模式的替代，在手動傳輸使能模式中，設(shè)備被允許經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳輸其音頻信號，而不管是否滿足關(guān)于語音級別、SNR、距離(或RF鏈路質(zhì)量)和觀看方向的傳輸使能規(guī)則。

如果從多于一個傳輸設(shè)備中接收到音頻信號，則通過將特定權(quán)重分配給每個接收到的音頻信號來在接收器設(shè)備中混合接收到的音頻信號，以便產(chǎn)生輸出音頻信號，并且將產(chǎn)生的輸出音頻信號供應(yīng)到各個接收器設(shè)備的用戶，來刺激用戶的聽力。雖然傳輸規(guī)則允許存在多個談話者，導(dǎo)致并發(fā)傳輸多個音頻信號，但是并不是每個談話者都是傾聽的感興趣源。通過在這種情況下在接收器設(shè)備中應(yīng)用加權(quán)混合，可以實現(xiàn)特定輸入選擇。特別地，來自多個談話者的音頻信號可以在時間上至少在一定程度上重疊。在這種情形下，對音頻信號的混合防止了切除講話者的第一或最后音節(jié)，由此增強語音可理解性。

優(yōu)選地，根據(jù)在各個傳輸設(shè)備和接收各個音頻信號的接收器設(shè)備之間的估計距離，選擇分配給每個接收到的音頻信號的特定混合權(quán)重。優(yōu)選地，分配給每個接收到的音頻信號的特定混合權(quán)重隨著在接收器設(shè)備和各個傳輸設(shè)備之間的估計距離的減小而增加；由此對來自更近談話者的音頻信號給出比來自同時發(fā)生的更遠(yuǎn)談話者的音頻信號更大的權(quán)重。優(yōu)選地，對特定混合權(quán)重進(jìn)行歸一化，從而例如單個遠(yuǎn)距離談話者仍然被感受到聲音大且強。歸一化值接著可以基于被混合的談話者的數(shù)量而變化，從而整體響度印象保持大致恒定。

雖然這樣的混合調(diào)整可以自動發(fā)生，但是也可以存在一些手動混合調(diào)整。例如，接收器設(shè)備可以包括用戶接口，用于使得用戶能夠禁止從所選擇的一個傳輸設(shè)備接收音頻信號或者至少減少在輸出信號中來自所選擇的一個傳輸設(shè)備的音頻信號的權(quán)重。由此，可以在“黑名單”上設(shè)置特定談話者，并且禁止接收他的音頻信號；或者可以至少削弱特定的談話者。

根據(jù)一個例子，如果在接收器設(shè)備的用戶和具有較大距離的傳輸設(shè)備的用戶之間的相互觀看角度在超過閾值間隔的時段內(nèi)被檢測為較小，則分配給來自與接收器設(shè)備具有較大距離的傳輸設(shè)備的音頻信號的特定混合權(quán)重可能比分配給與接收器設(shè)備具有較小距離的傳輸設(shè)備的音頻信號的特定混合權(quán)重增加。對于當(dāng)一個人與另一人跨桌子對角談話而其它討論正在進(jìn)行的典型使用情況，這樣的混合控制尤其有用，對角談話的人并不感興趣反復(fù)傾聽其它進(jìn)行的討論的不同談話者。

這樣的使用情況如圖2所示，其中一組人11A-11F坐在桌子100旁，每個人使用作為無線麥克風(fēng)的音頻傳輸設(shè)備10A-10F。至少一個用戶11A是有聽力缺陷的，并使用一對聽力輔助設(shè)備14A、14B用于從傳輸設(shè)備10A-10F經(jīng)由LAAN接收音頻信號，所述LAAN由音頻傳輸設(shè)備10A-10F和適于接收音頻信號的音頻接收器設(shè)備(可以在聽力輔助設(shè)備14A、14B中實現(xiàn)這樣的音頻接收器)形成。同樣，傳輸設(shè)備10A可以直接集成到聽力輔助設(shè)備14A、14B(一些或所有音頻傳輸設(shè)備10B-10F也可以集成到聽力輔助設(shè)備中)。在圖2的例子中，聽力輔助用戶11A希望與跨桌子100對角坐的人11D談話，聽力輔助設(shè)備用戶11A看著人11D。

圖1是形成無線LAAN的聽力輔助系統(tǒng)的示意圖。該系統(tǒng)包括多個傳輸單元10(其分別標(biāo)記為10A、10B、10C)、以及由聽力缺陷收聽者11D佩戴的兩個接收器單元14(一個標(biāo)記為14A，其連接到或集成到右耳助聽器16中；另一個標(biāo)記為14B，其連接到或集成到左耳助聽器16中)。

如圖3所示，每個傳輸單元10包括用于捕捉來自各個講話者11的聲音的音頻信號的麥克風(fēng)布置17；用于處理捕捉到的音頻信號的音頻信號處理單元20；用于將處理音頻信號作為音頻流19(其包括音頻數(shù)據(jù)分組)傳輸?shù)浇邮掌鲉卧?4的數(shù)字傳輸器28和天線30，(在圖1中，來自傳輸單元10A的音頻流被標(biāo)記為19A，來自傳輸單元10B的音頻流被標(biāo)記為19B等)。音頻流19形成數(shù)字音頻鏈路12的一部分，該數(shù)字音頻鏈路建立在傳輸單元10和接收器單元14A、14B之間。傳輸單元10可以包括額外的部件，例如包括話音活動檢測器(VAD)的單元24。音頻信號處理單元20以及這樣的額外部件可以通過標(biāo)記為22的數(shù)字信號處理器(DSP)實現(xiàn)。另外，傳輸單元10還可以包括微控制器26，其作用于DSP 22和傳輸器28。在DSP22能夠接管微控制器26的功能的情況下，可以省略微控制器26。優(yōu)選地，麥克風(fēng)布置17包括至少兩個間隔開的麥克風(fēng)17A、17B，其音頻信號可以在音頻信號處理單元20中使用以進(jìn)行聲學(xué)波束成型，以便向麥克風(fēng)布置17提供方向特性。替代地，還可以使用具有多個聲音端口或其一些適當(dāng)組合的單個麥克風(fēng)。

單元24使用來自麥克風(fēng)布置17的音頻信號作為輸入，以便確定使用各個傳輸單元10的人11何時正在講話，即，單元24確定是否存在具有高于語音級別閾值的級別的語音信號。單元24還可以分析音頻信號，以便確定捕捉到的音頻信號的SNR，從而確定其是否高于SNR閾值。

可以經(jīng)由無線鏈路12來傳輸單元24的適當(dāng)輸出信號。為此，可以設(shè)置單元32，其用于生成合并來自處理單元20的潛在音頻信號和由單元24生成的數(shù)據(jù)的數(shù)字信號，所述數(shù)字信號被供應(yīng)到傳輸器28。

實際上，數(shù)字傳輸器28被設(shè)計為收發(fā)器，從而其不僅能夠從傳輸單元10向接收器單元14A、14B傳輸數(shù)據(jù)，而且可以接收從網(wǎng)絡(luò)中其它設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)和命令。收發(fā)器28和天線30形成無線網(wǎng)絡(luò)接口的一部分。

根據(jù)一個實施例，傳輸單元10可以適于被各個講話者11佩戴在講話者的耳朵處，例如無線耳塞或頭戴式受話器。根據(jù)另一實施例，傳輸單元10可以形成耳朵級別聽力設(shè)備(例如助聽器)的一部分。

在圖4中示出了在左耳接收器單元14B中的音頻信號路徑的例子，其中收發(fā)器48接收從傳輸單元10經(jīng)由數(shù)字鏈路12傳輸?shù)囊纛l信號，即，其接收從傳輸單元10A、10B、10C傳輸?shù)囊纛l信號流19A、19B、19C，并且將其解調(diào)為各自輸出信號M1、M2、M3，這些輸出信號被作為分離的信號(即，作為三個音頻流)供應(yīng)給音頻信號處理單元38。另外，接收到的音頻信號還可以被供應(yīng)到信號強度分析器單元70，其確定單獨來自傳輸單元10A、10B、10C的每個RF信號的RSSI值，其中單元70的輸出被供應(yīng)到收發(fā)器48，用于經(jīng)由天線46被傳輸?shù)狡渌邮掌鲉卧?，即，被傳輸?shù)接叶邮掌鲉卧?4A(在圖7中，RF信號強度分析器單元70的輸出被標(biāo)記為“RSSI_L”)。

單元70的輸出還被供應(yīng)到角定位估計單元140。收發(fā)器48從其它接收器單元(即，右耳接收器單元14A)接收右耳RF信號測量數(shù)據(jù)，即，每個傳輸單元10A、10B、10C的RF信號級別RSSI_R，并且各個已解調(diào)信號被供應(yīng)到角定位估計單元140。因此，角定位估計單元140設(shè)置有左耳RF信號測量數(shù)據(jù)和右耳RF信號測量數(shù)據(jù)，即，分別具有其它適當(dāng)鏈路測度的RSSI值RSSI_R和RSSI_L，以便通過比較各自的右耳鏈路質(zhì)量測度和左耳鏈路質(zhì)量測度來估計每個傳輸單元10A、10B、10C的角定位。這樣的立體音頻信號的補充右耳信號同時由右接收器單元14A以類似方式生成。

在圖6中示意性示出了在音頻傳輸單元10和雙耳音頻接收器設(shè)備14A、14B之間的數(shù)據(jù)交換。

經(jīng)處理的左耳信道音頻信號audio_L被供應(yīng)到放大器52。經(jīng)放大的音頻信號可以被供應(yīng)給助聽器16，其包括麥克風(fēng)62、音頻信號處理單元64和放大器，以及輸出換能器(通常是揚聲器68)用于刺激用戶的聽力。接收器單元14B可以至少部分地被完全集成到耳朵級別設(shè)備中，例如助聽器等。注意，這樣的麥克風(fēng)62可以用于捕捉接收器單元14B的用戶的聲音，以便使得接收器單元14B能夠用作音頻傳輸設(shè)備，用于將這樣的音頻信號經(jīng)由收發(fā)器48和鏈路12傳輸?shù)絃AAN的其它耳朵級別聽力設(shè)備。

代替將由放大器52放大的音頻信號供應(yīng)到助聽器16的輸入，接收器單元14可以包括音頻功率放大器56，其可以被手動音量控制58控制，并且將功率放大的音頻信號供應(yīng)給揚聲器60，揚聲器60可以是集成到或連接到接收器單元14的耳朵佩戴式元件。

雖然在圖4中僅示出了左耳接收器單元14B，但是可以理解的是，對應(yīng)的右耳接收器單元14A具有類似的設(shè)計，其中右耳音頻信號信道audio_R被接收、處理和供應(yīng)到助聽器16或揚聲器60。

角定位估計的原理(其可以被角定位估計單元140使用)在圖5中示出。在取決于水平面中到達(dá)角α的級別處，由一個傳輸單元(在圖5中示出傳輸單元10A)傳輸?shù)腞F信號12被右耳接收器單元14A和左耳接收器單元14B接收，其中所述水平面形成于用戶的觀看方向72(即，在水平面中且垂直于連接用戶13的兩耳的線的方向)和將傳輸單元10A連接到用戶13的頭部中央的線74之間(通常，傳輸單元10A的垂直位置將靠近用戶頭部的垂直位置，從而觀看方向72和線74可以被認(rèn)為位于同一水平平面上)。原因在于，一旦角度α偏離零(即，當(dāng)用戶13看與傳輸單元14A的方向74不同的方向時)，由于用戶頭部吸收RF信號，所以RF信號12將在右耳接收器單元14A和左耳接收器14B處以不同級別被接收；在圖5的例子中，由右耳接收器單元14A接收的RF信號級別將低于在左耳接收器單元14B處接收到的RF信號級別。一般而言，在用戶頭部中相對傳輸單元10A處于“陰影”中的一側(cè)的信號將接收較弱的RF信號。

因此，通過比較由右耳接收器單元14A接收到的RF信號強度和在左耳接收器單元14B處接收到的RF信號強度，例如，對于給定的RF信號源，即，對于傳輸單元10中的一個，通過比較各自的RSSI值、分組或比特錯誤率或其它適當(dāng)?shù)逆溌焚|(zhì)量測度，能夠估計角定位，即，每個RF信號源(即，每個傳輸單元10)的到達(dá)角α。雖然信號強度和到達(dá)角之間的關(guān)聯(lián)實際上可能非常復(fù)雜，但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以區(qū)分至少一些粗糙的角區(qū)域，如“左”、“前中”和“右”。通常，到達(dá)角估計的可靠性將由于發(fā)生反射的RF信號(例如，這樣的反射可以發(fā)生在墻壁處、金屬天花板處或靠近用戶頭部的金屬白板處，或者在RF信號源相對用戶頭部不在視線內(nèi)的情形中)而惡化。到達(dá)角估計還在接收器14A和14B不向給定參考信號提供相同的RSSI讀數(shù)輸出時惡化。在實際中，這一問題可以通過在制造接收器期間正確校準(zhǔn)RSSI讀數(shù)得到解決。

給定已知的傳輸功率，通過分析RSSI值，還可以以絕對項來估計在傳輸設(shè)備10A和接收器設(shè)備14A、14B之間的距離。

通常，RF信號的載波頻率高于1GHz。特別地，在高于1GHz的頻率處，通過用戶頭部的衰減/陰影相對較強。優(yōu)選地，數(shù)字音頻鏈路12建立在2.4GHz ISM帶中的載波頻率處。替代地，數(shù)字音頻鏈路12可以建立在868MHz或915MHz帶中的載波頻率處，或者在6-10GHz區(qū)域的UWB鏈路中。

數(shù)字鏈路12優(yōu)選地使用具有跳頻的TDMA調(diào)度，其中以根據(jù)跳頻方案選擇的不同頻率來傳輸每個TDMA時隙。特別地，根據(jù)跳頻序列在不同頻率處，每個傳輸單元10在TDMA幀的至少一個分配的單獨時隙中傳輸每個音頻數(shù)據(jù)分組，其中特定時隙被分配給每個傳輸單元10，并且其中，來自單獨的傳輸單元10A、10B、10C的RF信號由接收器單元14A、14B通過它們接收到的時隙進(jìn)行區(qū)分。

根據(jù)上述過程，即，通過根據(jù)網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)許規(guī)則連接到彼此，傳輸單元10A、10B、10C和接收器單元14A和14B可以自動地形成LAAN，其中根據(jù)傳輸使能規(guī)則來控制傳輸活動，其中所述設(shè)備之一用作主機而其它網(wǎng)絡(luò)參與者用作從機。上述的角定位過程用于確定助聽器16的用戶的觀看方向，以便確定哪些傳輸設(shè)備10A-10C將被準(zhǔn)許進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)以及哪些傳輸設(shè)備10A-10C將被準(zhǔn)許傳輸音頻信號。

要提到的是，作為用于估計RF傳輸單元的角定位的上述方法的替代，在原理上，人們可以在每一個接收器單元14A、14B處測量RF信號到達(dá)時間，并且根據(jù)通過比較在右耳接收器單元14A和左耳接收器單元14B處的到達(dá)時間獲得的時間延遲來估計到達(dá)角。然而，在該情況下，有必要提供精確的公共時基來測量RF信號的渡越時間。這樣的精確的公共時基要求在兩個接收器單元14A、14B之間交換查詢/應(yīng)答信號的復(fù)雜機制以及在每個接收器單元14A、14B中非常精確的時鐘，這反過來將導(dǎo)致相對高的功率消耗和尺寸。替代地，公共時基可以從另一設(shè)備進(jìn)行傳輸，該另一設(shè)備必須被放置在距離右耳接收器單元14A和左耳接收器單元14B相同的距離處，這一布置在實際中是麻煩的。

作為另一替代，人們可以通過使用混合器來測量在兩個接收器單元14A、14B處相同頻率的RF信號之間的相位差。然而，實際上，這可能是困難的，因為這要求兩個接收器單元14A、14B的相位基準(zhǔn)。作為另一替代，例如，傳輸單元可以向接收器設(shè)備14A和14B傳輸RF信號猝發(fā)，這兩者都以已知的準(zhǔn)確時延返回RF信號猝發(fā)。然后，傳輸單元可以比較兩個接收到的應(yīng)答的渡越時間，并且減去接收器設(shè)備14A和14B的個體時延，以便確定純粹的往返渡越時間。由此，能夠估計到兩個設(shè)備的距離以及兩個接收器設(shè)備的角定向，并通過控制信道將所述信息發(fā)送回去。

如果接收到的RF信號猝發(fā)具有特殊的屬性，例如，增加的頻率(啁啾)，則傳輸設(shè)備還可以使其彼此相關(guān)和/或與具有相同屬性的傳輸信號相關(guān)，以便確定距離和/或角定位。

一般而言，在右耳接收器單元14A和左耳接收器單元14B處測量RF信號的至少一個參數(shù)(例如，振幅、相位、時延，即到達(dá)時間)，以及經(jīng)解調(diào)的接收到的音頻信號與來自本地麥克風(fēng)的聲學(xué)信號的相關(guān)性，以便創(chuàng)建右耳信號測量數(shù)據(jù)和左耳信號測量數(shù)據(jù)，然后對其進(jìn)行比較以用于估計傳輸單元的角定位。

在根據(jù)本發(fā)明的聽力輔助系統(tǒng)中，在傳輸單元和接收器單元之間的距離通常是從1到20m。

根據(jù)一個例子，音頻傳輸設(shè)備(或音頻接收器設(shè)備)可以依賴于感測到的環(huán)境噪聲級別而降低其傳輸功率。這適用于通過音頻傳輸來傳輸音頻數(shù)據(jù)以及通過傳輸設(shè)備和接收器設(shè)備二者的通信所要求的其它數(shù)據(jù)傳輸(例如，用于檢測和準(zhǔn)許進(jìn)入自組織網(wǎng)絡(luò)或LAAN)。典型地，隨著增加的噪聲級別，將減少傳輸功率級別，以便不會到達(dá)太遠(yuǎn)，因為有很多獨立LAAN在周圍。同時，這樣減少的傳輸功率是將“不合作”設(shè)備從LAAN移除的簡單且自然的方法。