具有改善的定位的助听器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种具有改善的定位的助听器。提供了一种在音频信号中保存空间线索的新方法，包括步骤：确定在多个频率下的包括空间线索的第一音频声音信号的第一信号幅度，确定在该多个频率下的第二音频声音信号的第二信号幅度，基于所确定的第一信号幅度和第二信号幅度来确定在多个频率下的相应的增益值，并且将第二音频声音信号与在多个频率下的相应的增益值相乘。
【专利说明】具有改善的定位的助听器
【技术领域】
[0001]提供一种新的助听器，其具有改善的、相对于助听器的佩带者对声源的定位。
【背景技术】
[0002]助听器用户已经报告了，与不具有他们的助听器的情况相比，当佩戴他们的助听器时具有更差的定位声源的能力。这表示对于轻度至中度听力受损人群的严重问题。
[0003]而且，助听器通常以用户将声源感知为定位在头部内的方式再现声音。该声音据称是内部化的而不是外部化的。当提及“在噪声中听见语音的问题”时，助听器用户的常见抱怨是很难听清所说的任何内容，即使信噪比(SNR)应当足以提供所需的语音清晰度。对于该情况的显著贡献者是助听器再现内部化的声场。这增加了助听器用户的识别负荷，并且可能导致收听疲劳并且最终导致用户取下(一个或多个)助听器。
[0004]因此，需要一种具有改善的声源定位的新的助听器，S卩，该新的助听器保存在声音环境中相应声源相对于助听器佩带者的头部定向的方向和距离的信息。
[0005]人们通过人双耳声音定位能力来检测和定位在三维空间中的声源。
[0006]听觉输入由两个信号，S卩，在耳鼓的每一个处的声压构成，在下面被称为双耳声音信号。因此，如果在耳鼓处精确地再现由给定的空间声场可能已经在耳鼓处产生的声压，则人的听觉系统不能将所再现的声音与由空间声场本身产生的实际声音相区别。
[0007]未充分了解人的听觉系统如何提取关于到声源的距离和方向的信息，但是已知人的听觉系统在该确定中使用多个线索。在该线索中有频谱线索、混响线索、耳间时间差(ITD)、耳间相位差(IPD)和耳间声级差(ILD)。
[0008]依据两个传递函数来描述声波从位于相对于收听者的左右耳的给定方向和距离处的声源的传输，一个传递函数用于左耳并且一个用于右耳，该两个传递函数包括任何线性变换，诸如声染色(colorat1n)、耳间时间差和耳间频谱差。一个用于左耳和一个用于右耳的这样的一组两个传递函数被称为头部相关传递函数(HRTF)。HRTF的各个传递函数被定义为在由平面波在所属耳道中或附近的特定点处产生的声压P (在左耳道中为&并且在右耳道中为Pk)相对于基准之间的比率。传统上选择的该基准是在收听者不在的情况下应当由平面波在头部中间的位置处产生的声压Pl。
[0009]HRTF包含与向收听者的耳部的声音传输相关的所有信息，包括在头部周围的衍射、从肩部的反射、在耳道中的反射等，并且因此，HRTF在个人之间不同。
[0010]下面，为了方便，HRTF的传递函数之一也被称为HRTF。
[0011]与HRTF类似地定义了助听器相关传递函数，S卩，作为在由助听器响应于平面波在所属的耳道中在特定点处产生的声压P与基准之间的比率。传统上选择的该基准是在收听者不在的情况下应当由平面波在头部中间的位置处产生的声压Pi。
[0012]HRTF随着声源相对于收听者的耳部的方向和距离而改变。有可能例如通过滤波器例如电子地测量用于任何方向和距离的HRTF并且模拟HRTF。如果这样的滤波器被插入于在诸如录音机的重放单元和由收听者使用的耳机之间的信号路径中，则因为声压在耳部中的真实再现，该收听者将获得由该耳机产生的声音源自定位在如由模拟所涉及的HRTF的滤波器的传递函数限定的距离和方向的声源的感知。
[0013]当解释空间编码的信息时，通过大脑的双耳处理导致几种正面影响，S卩，更好的信噪比(SNR);到达方向(DOA)估计；深度/距离感知和在视觉和听觉系统之间的协同。
[0014]耳部的复杂形状是对于收听者的个人空间频谱线索(ITD、ILD和频谱线索)的主要贡献者。拾取在耳部之后的声音的装置因此在再现HRTF上具有缺点，因为许多频谱细节将丢失或严重失真。
[0015]在图1和2中例示了这一点，其中，在图1中示出开放耳部、即未闭塞测量的角频率频谱，以用于与图2作比较，图2示出使用相同耳部在耳部装置(BTE)之后的前麦克风上的对应的测量。在图1中所示的开放耳部频谱细节丰富，而在图2中所示的BTE结果模糊得多，并且丢失了许多频谱细节。
【发明内容】
[0016]因此期望将助听器的一个或多个麦克风定位于相对于佩戴助听器的用户的(一个或多个)位置处，使得在该助听器中保存到达用户处的声音的空间线索。例如，有益的是，将麦克风定位在用户的外耳中耳廓之前，即，与其中定位了传统的BTE助听器的麦克风的耳廓之后相反；例如，在耳道的入口处；或者，在耳道内，以便比使用在位于耳廓之后的麦克风可能的程度大得多的程度来保存到达耳部处的声音的空间线索。关于空间线索的保存，在三角窝下方的位置也被证明是有益的。
[0017]在耳道的入口处或耳道内定位麦克风导致下述问题:麦克风接近助听器的声音发射装置定位，由此，增大了反馈产生的风险，这继而限制了可以由助听器规定的最大稳定增.、/■
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[0018]解决这个问题的标准方式是使用定制的模具完全封闭耳道。然而，这引入了闭塞效应以及关于潮湿和热量的舒适问题。
[0019]为了比较，在图3中示出将前后麦克风定位在耳部之后的BTE助听器和将开放适配的麦克风定位在耳道中的耳内(ITE)助听器的最大稳定增益。可以看出，对于几乎所有的频率，ITE助听器具有比前后BTE麦克风低得多的最大稳定增益(MSG)。
[0020]在新的助听器中，麦克风和诸如用于可植入助听器的换能器、遥感线圈、数字音频数据流的接收器等的可能其他类型的输入声音换能器的任意构造的输出信号，以空间线索被保存和传送到助听器的用户的方式经历信号处理。使用被配置为保存空间线索的滤波器来对麦克风和可能其他的换能器的输出信号滤波。
[0021]新的助听器通过下述方式向用户提供了改善的定位:除了像在BTE助听器中的传统定位的麦克风之外，也提供了至少一个ITE麦克风，该至少一个ITE麦克风意欲被定位用户的外耳中耳廓之前，g卩，不像传统上在BTE助听器外壳中容纳的麦克风那样在耳廓之后，例如，在耳道的入口处或紧挨在三角窝下方；或者在耳道内，以便当使用时接收到达用户的耳部处并且包含与声源在声音环境中的定位相关的期望空间信息的声音。
[0022]新的助听器的电路以保存空间线索的方式，来将驻留在耳廓之前的至少一个ITE麦克风的音频声音信号与(一个或多个)其他声音输入换能器的音频声音信号组合。
[0023]因此，提供了一种助听器，包括:
[0024]BTE助听器外壳，该BTE助听器外壳被配置为佩戴在用户的耳廓之后并且容纳
[0025]至少一个BTE声音输入换能器，诸如全向麦克风、定向麦克风、用于可植入助听器的换能器、遥感线圈、数字音频数据流的接收器等，被配置来用于将声学声音转换为BTE音频声音信号，
[0026]ITE麦克风外壳，该ITE麦克风外壳被配置为位于用户的外耳中，并且容纳
[0027]至少一个ITE麦克风，该至少一个ITE麦克风被配置为用于将声学声音转换为ITE
音频声音信号，
[0028]信号检测器，该信号检测器被配置用于
[0029]确定在多个频率下的ITE音频声音信号的ITE信号幅度，以及
[0030]确定在多个频率下的BTE音频声音信号的BTE信号幅度，
[0031]增益处理器，用于基于确定的相应ITE信号幅度和BTE信号幅度确定在多个频率的相应频率下的增益值。
[0032]而且，助听器可以包括乘法器，该乘法器被配置来将BTE音频声音信号与所确定的在相应频率下的增益值相乘。
[0033]优选的是，助听器也包括:
[0034]处理器，该处理器被配置为基于相乘的BTE音频声音信号来产生听力损失补偿的输出信号，以及
[0035]输出换能器，用于将听力损失补偿的输出信号转换为能够被人的听觉系统接收的听觉输出信号，诸如声学输出信号、植入换能器信号等。
[0036]ITE音频声音信号可以形成为所述至少一个ITE麦克风的各个麦克风的输出信号的加权和。可以在ITE音频声音信号的形成中包括其他形式的信号处理。
[0037]同样，BTE音频声音信号可以形成为所述至少一个BTE声音输入换能器的各个声音输入换能器的输出信号的加权和。可以在BTE音频声音信号的形成中包括其他形式的信号处理。
[0038]优选的是，至少一个BTE声音输入换能器的一个麦克风位于接近BTE助听器外壳的顶部部分，使得当将BTE助听器外壳安装在用户的耳廓之后的其意欲的操作位置时，从助听器的用户的正面看方向(frontal looking direct1n)到达的声音具有向麦克风的输入的未被阻碍的传播路径。至少一个BTE声音输入换能器的可能的其他麦克风位于接近该一个麦克风，使得当BTE助听器外壳被安装在用户的耳廓之后的其意欲的操作位置时，至少一个BTE声音输入换能器的一个或多个麦克风被容纳于BTE助听器外壳的上部中，驻留在对用户的耳道的入口的上部周围的水平切面上方。
[0039]助听器可以进一步包括:
[0040]声音信号传输构件，用于将来自声音信号传输构件的第一端处的BTE助听器外壳中的声音输出的声音信号传输到声音信号传输构件的第二端处的用户的耳道，
[0041]耳机，该耳机被配置为被插入在用户的耳道中，以用于将声音信号传输构件紧固和保持在其在用户的耳道中的意欲位置。
[0042]贯穿本公开，“ITE音频声音信号”可以用于识别形成从至少一个ITE麦克风的组合输出到处理器的输入的信号路径的一部分的、任何模拟或数字信号，包括预处理的ITE
音频声音信号。
[0043]同样,“BTE音频声音信号”可以用于识别形成从至少一个BTE声音输入换能器的组合输出到处理器的输入的信号路径的一部分的、任何模拟或数字信号，包括预处理的BTE
音频声音信号。
[0044]在使用中，所述至少一个ITE麦克风被定位为使得响应于进入的声音而产生的ITE音频声音信号具有传递函数，该传递函数构成对用户的HRTF的良好近似。例如，可以通过位于耳道的入口处的单个麦克风来构成至少一个ITE麦克风。助听器电路向处理器的得到的听力损失补偿的输出信号传送在ITE音频声音信号中包含的方向信息，使得处理器的听力损失补偿的输出信号也获得构成对于用户的HRTF的良好近似的传递函数，由此，向用户提供改善的定位。
[0045]在本领域中公知BTE (耳后)助听器。BTE助听器具有被成形为佩戴在用户耳廓后的BTE外壳。BTE外壳容纳用于听力损失补偿的部件。声音信号传输构件，即音管或电导体从BTE外壳向用户的耳道内传输用于表示听力损失补偿的声音的信号。
[0046]为了在用户的耳道的入口处紧固地和舒适地定位声音信号传输构件，可以提供耳机、壳或耳模来插入到用户的耳道内，以构成开放解决方案。在开放解决方案中，耳机、壳或耳模当它位于其在耳道中的意欲的操作位置时不阻挡耳道。相反，将存在通过耳机、壳或耳模的通道，或在耳道壁的一部分或耳机、壳或耳模的一部分之间存在通道，使得声波通过该通道在耳鼓和耳机、壳或耳模之间从耳机、壳或耳模之后逸出到用户的周围。以这种方式，基本上消除了闭塞效应。
[0047]通常，耳机、壳或耳模被独立地定制或以多个标准尺寸制造，以适配用户的耳部，以将声音信号传输构件充分地紧固于其在耳道中的意欲位置中，并且防止耳机例如当用户移动下巴时掉出耳部。
[0048]输出换能器可以是位于BTE助听器外壳中的接收器。在该情况下，声音信号传输构件包括音管，用于将来自位于BTE助听器外壳中的接收器的声学声音信号通过音管传播到耳机，这个耳机位于并且被保留在用户的耳道中，并且具有用于向在耳道中的耳鼓传输声学声音信号的输出端口。
[0049]输出换能器可以是位于耳机中的接收器。在该情况下，声音信号传输构件包括电导体，用于将来自在BTE助听器外壳中的助听器电路的听力损失补偿的音频声音信号通过该导体传播到位于耳机中的接收器，以通过耳机的输出端口来发出声音。
[0050]而且，提供了一种在要转换为能够被人的听觉系统接收到的、诸如声学声音输出信号、植入换能器信号等的听觉输出信号的音频声音信号中保存空间线索的新的方法，包括步骤:
[0051]将声学声音转换为第一音频声音信号，
[0052]在用户的耳部处安装至少一个麦克风，用于在用户的耳部处的位置处将声学声音转换为第二音频声音信号，其中，在第二声学声音信号中保存声学声音的空间线索，
[0053]其特征在于步骤:
[0054]确定在多个频率下的第一音频声音信号的第一信号幅度，
[0055]确定在多个频率下的第二音频声音信号的第二信号幅度，
[0056]基于确定的第一信号幅度和第二信号幅度来确定在多个频率下的相应频率下的增益值，并且
[0057]将第一音频声音信号与所确定的在相应频率下的增益值相乘。
[0058]而且，提供了一种使用具有在用户的耳部处的操作位置的至少一个麦克风来在助听器中抑制反馈和保存空间线索的方法，其中，声学声音向第一音频声音信号的转换在第一音频声音信号中保存声学声音的空间线索，该方法包括步骤:
[0059]利用所述至少一个麦克风将声学声音转换为第一音频声音信号，
[0060]安装BTE助听器外壳，该BTE助听器外壳在其在用户的耳廓后的操作位置中容纳至少一个BTE声音输入换能器，
[0061]利用所述至少一个BTE声音输入换能器将声学声音转换为第二音频声音信号，
[0062]确定在多个频率下的第一音频声音信号的第一信号幅度，
[0063]确定在多个频率下的第二音频声音信号的第二信号幅度，
[0064]基于确定的第一信号幅度和第二信号幅度来确定在多个频率的相应频率下的增益值，并且
[0065]将第二音频声音信号与所确定的在相应频率下的增益值相乘。
[0066]对于两种方法，可以将第一和第二音频声音信号的加权和输入到助听器的听力损失处理器，加权和，例如，在保存空间线索和抑制可能的反馈之间形成折衷。对于两种方法，例如由位于用户的耳道的入口处的麦克风获得的包含空间线索的音频信号的权重可以被设定为零，由此，在听力损失补偿中未包括包含空间线索的音频信号的同时，作为听力损失补偿的结果仅放大了来自至少一个BTE声音输入换能器的音频声音信号，由此，因为在助听器的输出换能器和至少一个BTE声音输入换能器之间的相对大的距离，降低了反馈的风险，并且可以提供大的最大稳定增益。以这种方式，包含空间线索的音频声音信号可以作为监视信号操作，该监视信号向由至少一个BTE声音输入换能器输出的音频信号提供当前的声音环境的期望的空间信息。
[0067]可以将在多个频率下的信号幅度确定为傅立叶变换的信号的绝对值，或被适当地带通滤波和平均等的信号的rms值、绝对值、幅度值等。
[0068]例如，在助听器领域中公知的、具有位于BTE助听器外壳中的一个或多个麦克风-通常为两个麦克风-的助听器中，将由各个麦克风输出的音频声音信号组合为
BTE音频声音信号，该BTE音频声音信号根据该新方法被处理，使得保存空间线索。
[0069]这通过根据从位于相对于助听器的用户的(一个或多个)位置的一个或多个麦克风——通常为一个麦克风——获得的ITE声音信号来修正BTE音频声音信号来获得，其中保存到达那些位置的声音的空间线索，那些位置例如在耳道的入口处、在耳道内、紧挨在三角窝下方等。
[0070]根据该新方法，处理BTE音频声音信号，使得减少在BTE音频声音信号和ITE音频声音信号之间在信号幅度上的差别。可以在选择的频率范围中、或在多个选择的频率范围中、或在助听器电路能够操作的整个频率范围中执行处理。
[0071]例如，在选择的(一个或多个)频率范围中，执行频谱分析，由此，确定作为BTE音频声音信号的频率的函数的绝对值B (f)和作为ITE音频声音信号的频率的函数的绝对值A (f)。然后，确定作为频率的函数的乘法器增益值G (f)，G (f) = A (f) /B (f)，并且，在BTE音频声音信号的信号路径中插入具有所确定的增益值G(f)的乘法器。
[0072]通常，所确定的在多个频率处的增益值可以被转换为被插入BTE音频声音信号的信号路径内的、线性相位滤波器的对应的滤波系数；或者，可以在频域中直接地向BTE音频声音信号应用增益值。
[0073]通常，可以在多个频率的各个频率处将所确定的增益值与相应的最大稳定增益值作比较，并且，可以将大于相应的最大稳定增益值的增益值替代为相应的最大稳定增益值，可能地减去裕度，以避免反馈的风险。
[0074]已经不出了在下面表不为增益修正的BTE音频声音信号的、乘法器的输出信号已经因为与ITE音频声音信号的信号幅度类似度而保留了空间线索。
[0075]随后，将增益修正的BTE音频声音信号输入到处理器，用于听力损失补偿。
[0076]在该新的助听器的一个示例中，在听力损失补偿处理中未包括ITE音频声音信号的同时，作为听力损失补偿的结果仅放大BTE音频声音信号，由此，减少了从输出换能器向至少一个ITE麦克风的可能反馈，并且可以提供大的最大稳定增益。
[0077]至少一个ITE麦克风可以作为(一个或多个)监视麦克风操作，以使用当前声音环境的期望的空间信息来产生ITE音频声音信号。
[0078]新的助听器可以进一步具有自适应反馈抑制器，该自适应反馈抑制器用于反馈抑制并且具有，
[0079]输入，该输入连接到处理器的输出，用于接收听力损失补偿的输出信号，
[0080]至少一个输出，该至少一个输出将从助听器的输出到相应的至少一个ITE麦克风和至少一个BTE声音输入缓冲器的反馈路径建模，并且连接到
[0081]至少一个减法器，用于从至少一个ITE麦克风和至少一个BTE声音换能器的相应输出减去所述自适应反馈抑制器的相应的至少一个输出，并且输出相应的差信号，作为相应的ITE音频声音信号和BTE音频声音信号。
[0082]助听器可以进一步包括反馈监视器，该反馈监视器连接到自适应反馈抑制器，并且被配置为监视反馈状态，并且具有用于提供反馈状态的指示的输出。
[0083]增益处理器可以具有连接到反馈监视器的输出的输入，并且可以被配置为响应于反馈监视器的输出信号而以下述方式修正作为频率的函数的所计算的增益值:例如通过降低具有反馈风险的所选择频率下所确定的增益值，来减小反馈的风险。
[0084]可以通过下述方式来考虑反馈:监视反馈稳定性状态，并且响应于反馈稳定性状态来修正增益值确定。当未检测到反馈时，增益处理器操作来减小在BTE和ITE音频声音信号的信号幅度上的差别，如上所解释的。
[0085]在反馈稳定性状态向不稳定改变时，可以修正在增益处理器中对增益值的确定，以便避免反馈，例如，可以降低具有反馈风险的一个或多个频率范围中的所确定的增益值。
[0086]当反馈稳定性状态返回到稳定条件时，可以恢复仅基于ITE和BTE音频声音信号的增益值确定。减少的增益值可以逐渐地向没有任何反馈风险的所确定的增益值改变。
[0087]容纳至少一个ITE麦克风的ITE麦克风外壳可以与耳机组合或由耳机构成，使得当将耳机紧固在其在耳道中的意欲位置中时，至少一个麦克风位于接近耳道的入口。
[0088]ITE麦克风外壳可以使用臂连接到BTE助听器外壳，臂可能是柔性臂，其意欲被定位在耳蜗内，例如在耳甲的圆周周围紧靠对耳轮，并且至少部分地被对耳轮覆盖，以在用户的外耳内保留其位置。臂可以在制造期间被预先形成，优选地形成为具有略大于对耳轮的曲率的曲率的拱形，以容易将臂适配到其在耳蜗中的意欲位置内。在一个示例中，臂具有便利将至少一个ITE麦克风定位在紧挨在三角窝下方的操作位置中的长度和形状。
[0089]处理器可以被容纳在BTE助听器外壳中或在耳机中，或者，处理器的一部分可以被容纳在BTE助听器外壳中，并且处理器的一部分可以被容纳在耳机中。在BTE助听器外壳的电路和耳机的电路之间存在单向或双向通信链路。链路可以是有线的或无线的。
[0090]同样，在BTE助听器外壳和麦克风外壳的电路之间存在单向或双向通信链路。链路可以是有线的或无线的。
[0091]助听器电路操作以在保持声音环境的空间信息的同时执行听力损失补偿，用于实现助听器的最佳空间性能同时提供尽可能大的最大稳定增益。
[0092]由耳机输出的ITE音频声音信号可以是几个预处理ITE麦克风信号的组合或至少一个ITE麦克风的单个ITE麦克风的输出信号。对于耳机的ITE音频声音信号的给定时刻的短时间频谱被表示为SIK(f，t) (IEC =在耳中部件)。
[0093]提供了至少一个BTE声音输入换能器的一个或多个输出信号。这些信号的频谱被表示为S/ma，t)和S2BIK(f，t)等(BTEC =在耳后部件)。可以预处理输出信号。预处理可以包含但不局限于任何形式的处理地包括自适应和/或静态反馈抑制、自适应或固定波束形成和前置滤波。
[0094]乘法器可以被配置来自适应地修正BTE音频声音信号以尽可能接近地对应于ITE
音频声音信号。
[0095]助听器可以包括信号组合器，该信号组合器被配置用于将ITE音频声音信号与增益修正的BTE音频声音信号组合，并且具有连接到用于听力损失补偿的处理器输入的输出。信号组合器可以输出ITE和BTE音频声音信号的加权和。在所选择的没有反馈风险的频带中，信号组合器可以使ITE音频声音信号通过(ITE加权=1，并且BTE加权=0)，SP，ITE音频声音信号可以构成向处理器输入供应的输入信号或输入信号的主要部分。在具有反馈风险的频带中，信号组合器可以使BTE音频声音信号通过(ITE加权=0，并且BTE加权=I)，即，BTE音频声音信号可以构成向处理器输入供应的输入信号或输入信号的主要部分，而在互补频带中，BTE和ITE音频声音信号的加权和可以构成向处理器输入供应的输入信号的主要部分。
[0096]以这种方式，至少一个ITE麦克风可以在其中可以没有反馈地向ITE音频声音信号应用用于听力损失补偿的所需增益的频带中被用作向处理器的唯一的输入源。在这个频带之外，BTE音频声音信号被应用于处理器以提供所需的增益。在其他频带中，信号组合器可以向处理器供应BTE音频声音信号和ITE音频声音信号的加权和，该加权和在保留空间线索和抑制可能的反馈之间形成折衷。
[0097]信号的组合可以例如基于不同类型的带通滤波。
[0098]助听器可以是多通道助听器，其中，要处理的信号被划分为多个频道，并且其中，在各个频道中独立地处理信号。自适应反馈抑制电路也可以被划分为多个频道；或者，自适应反馈抑制电路可以仍然在整个频率范围中操作；或者，可以被划分为除了其他电路被划分到的频道之外的频道，通常是更少的频道。
[0099]处理器可以被配置为以下述方式来处理ITE和BTE音频声音信号:听力损失补偿的输出信号实质上保存在所选择的频带中的空间线索。
[0100]所选择的频带可以包括频道的一个或多个频道或全部频道。所选择的频带可以是片断化的，即，所选择的频带不必包括连续的频道。
[0101]多个频道可以包括扭曲频道，例如，所有的频道可以是扭曲频道。
[0102]在所选择的频带之外，至少一个ITE麦克风可以传统地作为输入源连接到助听器的处理器，并且可以以公知的方式与助听器协作。
[0103]以这种方式，至少一个ITE麦克风以助听器能够使用这种配置来供应期望的增益的频率向助听器供应输入。在助听器不能以这种配置来供应期望的增益的频带中，BTE助听器外壳的麦克风被包括在如上公开的信号处理中。以这种方式，可以在同时向用户传送关于由至少一个ITE麦克风提供的声音环境的空间信息的同时增大增益。
[0104]在新的助听器中的信号处理可以被专用硬件执行或可以在信号处理器中执行，或者在专用硬件和一个或多个信号处理器的组合中执行。
[0105]在此使用的术语“处理器”、“信号处理器”、“控制器”、“系统”等意欲指示CPU相关的实体，其是硬件、硬件和软件的组合、软件或执行中的软件。
[0106]例如，“处理器”、“信号处理器”、“控制器”、“系统”等可以但是不限于是在处理器上操作的进程、处理器、对象、可执行文件、执行的线程和/或程序。
[0107]通过例示的方式，术语“处理器”、“信号处理器”、“控制器”、“系统”等指定在处理器上操作的应用程序和硬件处理器两者。一个或多个“处理器”、“信号处理器”、“控制器”和“系统”等或其任何组合可以驻留在执行的进程和/或线程内，并且一个或多个“处理器”、“信号处理器”、“控制器”、“系统”等或其任何组合可以可能与其他硬件电路组合地被定位在一个硬件处理器上，和/或可能与其他硬件电路组合地被分布在两个或更多的硬件处理器之间。
【专利附图】
【附图说明】
[0108]在下面，将参考附图更详细地描述本发明的优选实施例，在附图中:
[0109]图1示出开放耳部的角频率频谱的绘图，
[0110]图2示出在同一耳部佩戴的BTE前麦克风的角频率频谱的绘图，
[0111]图3示出位于耳道中的BTE前后麦克风与开放适配的ITE麦克风的最大稳定增益的绘图，
[0112]图4示意地图示了示例性新助听器，
[0113]图5示意地图示了另一种示例性新助听器，
[0114]图6透视地示出了在用户的外耳中具有ITE麦克风的新的助听器，
[0115]图7示出具有改善的定位的示例性新助听器的示意框图，
[0116]图8示出具有增加的对反馈抑制的监视的图7的助听器的示意框图，并且
[0117]图9示出具有增加了信号组合器的自适应的图8的助听器的示意框图。
【具体实施方式】
[0118]以下将参考附图来更全面地描述该新的方法和助听器，在附图中，图示了该新的方法和助听器的各个示例。然而，根据所附的权利要求的该新的方法和助听器可以以不同的形式实现，并且不应当被解释为限于在此给出的示例。相反，提供这些示例被使得本公开将是彻底和完整的，并且将向本领域内的技术人员全面地传递所附的权利要求的范围。
[0119]应当注意，附图是示意性的，并且为了清楚而被简化，并且它们仅示出了对理解该新的方法和助听器系统必要的细节，而省略了其他细节。
[0120]相似的附图标号贯穿各处指示相似的元件。因此关于每一个附图的说明，将不详细描述相似的元件。
[0121]图4示意地图示了 BTE助听器10，BTE助听器10包括要在用户的耳廓100之后佩戴的BTE助听器外壳12 (未示出一已经去除了外壁以使得内部部分可视)。BTE助听器外壳12容纳至少一个BTE声音输入换能器14、16，至少一个BTE声音输入换能器14、16具有:前麦克风14和后麦克风16,用于将声音信号转换为麦克风音频声音信号；选用的前置滤波器(未不出)，用于对相应的麦克风音频声音信号滤波；A/D转换器(未不出)，用于将相应麦克风音频声音信号转换为相应的数字麦克风音频声音信号，该相应的数字麦克风音频声音信号被输入到处理器18,处理器18被配置为基于输入的数字音频声音信号来产生听力损失补偿的输出信号。
[0122]该听力损失补偿的输出信号通过在声音信号传输构件20中包含的电线被传输到接收器22，接收器22用于将听力损失补偿输出信号转换为声学输出信号，以向用户的耳鼓传输，并且该接收器22被包含在耳机24中，该耳机24被成形(未示出)为舒适地定位在用户的耳道中，以将声音信号传输构件紧固和保留在其在用户耳道中的意欲位置中，如在BTE助听器的领域中公知。
[0123]当耳机位于其在用户耳道中的意欲位置时，耳机24也保持位于耳道的入口处的一个ITE麦克风26。ITE麦克风26连接到A/D转换器(未示出)，并且选用地连接到在BTE助听器外壳12中的前置滤波器(未示出)，其互连电线包含在声音传输构件20中(不可视)。
[0124]BTE助听器10由电池28供电。
[0125]上面公开了处理器18的各个功能，并且在下面更详细地公开它们。
[0126]图5示意地图示了与在图1中所示的助听器类似的另一个BTE助听器10，除了以下情况:在图5中，接收器22位于BTE助听器外壳12中而不是在耳机24中，使得当耳机24位于其在用户耳道中的意欲位置中时，由接收器22输出的声学声音通过声管20传输到用户的耳鼓。
[0127]相信当使用图4和5的BTE助听器10时，ITE麦克风26位于接近用户的耳道的入口导致用户的HRTF的良好再现。
[0128]图6示出在其操作位置的新助听器10，并且BTE助听器外壳12在用户的耳部之后，S卩，在耳廓100之后。所示的新的助听器10类似于在图4和5中所示的助听器，除了ITE麦克风26位于在用户的外耳中在耳道之外的臂30的自由端处的情况。臂30是柔性的，并且意欲被定位在耳廓100内，例如，在耳屏104和对耳屏106之后在耳甲102的圆周周围，并且紧靠对耳轮108，并且至少部分地被对耳轮覆盖，以保留其在用户的外耳内的位置。该臂可以在制造期间被预先形成，优选地形成为具有略大于对耳轮104的曲率的曲率的拱形，以容易将臂30适配到其在耳蜗中的意欲位置内。臂30包含电线(未可视)，用于将ITE麦克风26与BTE助听器电路的其他部分互连。
[0129]在一个示例中，臂30具有便利ITE麦克风26定位在紧挨在三角窝下方的操作位置中的长度和形状。
[0130]图7是图示在新的助听器10中的一种示例性信号处理的框图。所示的助听器10具有在BTE助听器外壳12中容纳的前麦克风14和后麦克风16，BTE助听器外壳12被配置为被佩戴在用户的耳廓之后，并且用于将到达麦克风14、16的声音信号转换为相应的音频声音信号33、35。而且，所示的助听器10具有容纳在要位于用户的外耳中的耳机(未示出)中的ITE麦克风26，用于将到达麦克风26的声音信号转换为ITE音频声音信号31。
[0131]麦克风音频声音信号31、33、35在相应的预处理器32、34、36中被数字化和预处理，诸如前置滤波。
[0132]前后麦克风14、16的预处理的音频声音信号38、40在BTE信号组合器50中彼此组合，例如彼此相加，并且组合的信号56,即，BTE音频声音信号56被输入到乘法器46,以与所确定的增益值相乘，使得增益修正的BTE音频声音信号48的信号幅度与ITE音频声音信号60的信号幅度相同或基本上相同，由此，保存IT音频声音信号60的空间线索。
[0133]信号检测器42执行ITE音频声音信号60的频谱分析，并且信号幅度检测器64确定在多个频率下的ITE音频声音信号60的信号幅度。
[0134]同样，信号检测器44执行BTE音频声音信号56的频谱分析，并且，信号幅度检测器66确定在该多个频率下的BTE音频声音信号56的信号幅度。
[0135]增益处理器58基于所确定的ITE音频声音信号幅度和BTE音频声音信号幅度来计算该多个频率的各个频率下的增益值，并且向乘法器46输出所确定的增益值，该乘法器46被连接以将BTE音频声音信号56乘以在相应频率下的所确定的增益值。
[0136]ITE麦克风26位于相对于助听器10的用户的位置处，其中保存到达该位置的声音的空间线索，所述位置例如在耳道的入口处、在耳道内、紧挨在三角窝下方等。
[0137]BTE音频声音信号56被处理使得在BTE音频声音信号56和ITE音频声音信号60之间在信号幅度上的差别被减小。可以在选择的频率范围中或在多个选择的频率范围中或在助听器电路能够操作的整个频率范围中执行处理。
[0138]在该多个频率下的所确定的增益值可以被转换为被插入BTE音频声音信号56内的线性相位滤波器的对应的滤波器系数，可以在频域中将该增益值直接地应用到BTE音频声音信号56。
[0139]可以将所确定的增益值进一步与在相应频率下的对应的最大稳定增益作比较，并且对于大于相应的最大稳定增益的增益值，可以将该增益值替换为相应的最大稳定增益，可能地减去裕度，以避免反馈的风险。
[0140]已经不出了乘法器46的输出信号48已经因为与ITE音频声音信号60的信号幅度类似而保存了空间线索。
[0141]增益修正的BTE音频声音信号48可以被输入到处理器18以用于听力损失补偿，使得ITE音频声音信号60不形成到处理器18的输入的直接部分，由此最小化反馈的风险。
[0142]然而，在图7中所示的助听器10中，助听器10进一步包括信号组合器62，信号组合器62被配置来将ITE音频声音信号60与增益修正的BTE音频声音信号48组合，并且提供连接到处理器18的输入的组合输出信号52以用于听力损失补偿。信号组合器62可以输出ITE和BTE音频声音信号60、48的加权和。
[0143]信号组合器可以在不同的频带中不同地处理ITE音频声音信号60和BTE音频声音信号56。例如，在没有反馈风险的所选择频带中，信号组合器62可以使ITE音频声音信号60通过,到达处理器18的输入，即，ITE音频声音信号60可以构成被供应到处理器18的输入的输入信号52或输入信号52的主要部分,并且可以以公知方式与助听器10的处理器18协作以用于听力损失补偿。以这种方式，ITE麦克风26可以被用作在下述频带中的到处理器18的唯一输入源，在该频带中，可以没有反馈地向ITE麦克风26的输出信号60应用用于听力损失补偿的所需增益。
[0144]在具有反馈风险的频带中，信号组合器62可以使增益修正的BTE音频声音信号48通过，到达处理器18的输入，即,BTE音频声音信号48可以构成被供应到处理器18的输入的输入信号或输入信号的主要部分，以因为在乘法器62中的BTE音频声音信号56的相乘而至少在一定程度上提供具有最小反馈风险的所需增益并且保存空间线索。
[0145]在其他频带中，信号组合器62可以向处理器18供应BTE音频声音信号48和ITE音频声音信号60的加权和，该加权和在保留空间线索和抑制可能的反馈之间形成折衷。
[0146]信号48、60的组合可以例如基于不同类型的带通滤波。
[0147]信号组合器62的输出信号52被输入到处理器18以用于例如在压缩器中的听力损失补偿。听力损失补偿信号54被输出到接收器22，接收器22将信号54转换为声学输出信号，以向用户的耳鼓传输。
[0148]ITE麦克风26作为监视麦克风操作，因为其定位在用户的外耳中，而用于产生具有当前声音环境的期望空间信息的音频声音信号60。
[0149]在图7中所示的新助听器电路可以在助听器10的整个频率范围中操作。
[0150]为了抑制反馈，所示的新的助听器10也具有自适应反馈抑制电路，其包括自适应反馈滤波器70，自适应反馈滤波器70具有连接到助听器处理器18的输出的输入72，并且具有独立的输出74、76-1、76-2，其各个连接到相应的减法器78,80-1,80-2，该减法器78、80-1、80-2用于从相应的麦克风输出31、33、35减去各个输出74、76_1、76_2，以提供相应的反馈补偿信号82、84-1、84-2，如在本领域中公知。每一个反馈补偿信号82、84_1、84_2被馈送到对应的预处理器32、34、36，并且也被馈送到自适应反馈滤波器70，以控制自适应反馈滤波器70的自适应。自适应反馈滤波器输出74、76-1、76-2提供信号，该信号构成从输出换能器22向相应的麦克风14、16、26传播的对应的反馈信号的近似，如在本领域中公知。
[0151]在图7中所示的助听器10可以是多通道助听器，其中，要处理的麦克风音频声音信号31、33、35被划分为多个频道，并且其中，在各个频道中独立地处理信号，可能除了可以仍然在整个频率范围中操作的自适应反馈抑制电路70、72、74、76-1、76-2、78、80-1、80-2、82、84-1、84-2、86;或者，被划分为其他频道，通常是比剩余的所示电路更少的频道。
[0152]对于多通道助听器10，图7可以图示了在单个频道中的电路和信号处理，如上可能除了可以被划分到不同的频道内的自适应反馈抑制电路之外所述的。
[0153]可以在多个频道中，例如，在所有频道中重复该电路和信号处理
[0154]例如，可以例如在验配师的办公室中将助听器适配到具体用户期间选择的、选择的频带中执行在图7中所示的信号处理。
[0155]所选择的频带可以包括频道中的一个或多个或全部频道。所选择的频道可以被分段，即，该选择的频带不必包括连续的频道。
[0156]该多个频道可以包括扭曲频道，例如，所有的频道可以是扭曲频道。
[0157]在选择的频带之外，ITE麦克风26可以传统地被连接为到助听器10的处理器18的输入源，并且可以以公知的方式与助听器10的处理器18协作。
[0158]以这种方式，ITE麦克风26在助听器能够以该配置来供应期望增益的频率下向助听器供应输入。在其中助听器不能以该配置来供应期望增益的所选择的频带中，BTE助听器外壳的麦克风14、16被包括在信号处理中，如上所公开的。以这种方式,在同时维持由ITE麦克风提供的声音环境的空间信息的同时，可以增大增益。
[0159]任意数量N个ITE麦克风可以替代ITE麦克风26，并且来自该N个ITE麦克风的输出信号的组合可以在ITE信号组合器中组合以形成例如作为加权和的ITE音频声音信号60。该加权可以是频率相关的。
[0160]同样，任意数量M个BTE麦克风可以替代BTE麦克风14、16，并且来自该M个BTE麦克风的输出信号的组合可以在BTE信号组合器中组合以形成例如作为加权和的BTE音频声音信号56。加权可以是频率相关的。
[0161]图8是图示助听器10的框图，该助听器10与在图7中相同，并且以相同的方式操作，除了下述情况:已经增加了反馈监视器86，该反馈监视器86被配置来监视自适应反馈滤波器70的状态，例如以便检测出现的反馈。反馈监视器86因此提供反馈监视器信号88。增益处理器58接收监视器信号88，并且响应于监视器信号88的值，即响应于反馈状态而修正其增益值计算。
[0162]当未检测到出现的反馈时，如上所述执行增益值计算。
[0163]在反馈状态向不稳定改变，例如检测到出现反馈的情况下，例如在助听器电路能够操作的整个频率范围中或在否则预期出现反馈的所选择的频带中，可以将所确定的增益值降低以减少反馈的风险。
[0164]当反馈稳定性状态返回到稳定条件时，恢复如上所述的增益值计算。
[0165]可以将较低的增益值逐渐地向不具有反馈风险的、由增益处理器58确定的增益值改变。
[0166]例如，可以根据下式来逐渐地改变增益值
[0167]W= (l-β )*gain 降低+ β *gain未降低
[0168]其中，gain降低是降低的乘法器的增益值，gain未降低是没有反馈风险的、由增益处理器58确定的增益值。
[0169]β可以是反馈状态的函数(在O和I之间)。如果β是0，则反馈问题很严重，并且使用低增益值来保证稳定性。如果β是1，则反馈根本不是问题，并且增益处理器如上所述操作。
[0170]通过下式来给出β的计算的示例。
I Λ_ ι2
mr Li
[0171]β-mm1-.........................................；.........1)
ll"4
[0172]其中，是由自适应助听器抑制器70建模的例如从输出换能器22至ITE音频声音信号60的估计反馈路径响应，并且是例如在助听器的启动期间确定的稳定反馈路径响应。
[0173]在图9中所示的助听器10类似于在图8中所示的助听器10，并且以相同的方式操作，除了下述情况:在图9中，信号组合器62是响应于由反馈监视器86输出的反馈状态自适应的。例如，所述至少一个ITE麦克风26的ITE音频声音信号60可以被用作在当前不存在或未出现反馈的一个或多个频带中的到处理器18的唯一输入源，而在反馈存在或演进的一个或多个频带中，所述至少一个BTE声音输入换能器14、16的BTE音频声音信号56被应用到信号处理器18以提供没有反馈的所需增益。
[0174]信号组合器62可以自适应地在反馈监视器86当前未检测到反馈不稳定的一个或多个频道中，将至少一个ITE麦克风26的ITE音频声音信号60作为唯一输入源连接到处理器18，而在由反馈监视器86检测的当前具有反馈风险的频道中则将至少一个BTE声音输入换能器14、16的BTE音频声音信号56连接到处理器18。
【权利要求】
1.一种BTE助听器，包括: BTE助听器外壳，所述BTE助听器外壳要被佩戴在用户的耳廓之后并且容纳至少一个BTE声音输入换能器，所述至少一个BTE声音输入换能器被配置用于将声学声音转换为BTE音频声音信号， ITE麦克风外壳，所述ITE麦克风外壳被配置为位于所述用户的外耳中，并且容纳至少一个ITE麦克风，所述至少一个ITE麦克风被配置用于将声学声音转换为ITE音频声音信号，并且所述至少一个ITE麦克风被所述ITE麦克风外壳容纳， 信号检测器，所述信号检测器被配置用于 确定在多个频率下的所述ITE音频声音信号的ITE信号幅度，以及 确定在所述多个频率下的所述BTE音频声音信号的BTE信号幅度， 增益处理器，所述增益处理器用于基于所确定的ITE信号幅度和BTE信号幅度确定在所述多个频率的相应频率下的增益值。
2.根据权利要求1所述的助听器，包括乘法器，所述乘法器被配置来将所述BTE音频声音信号与在所述相应频率下的所述增益值相乘。
3.根据权利要求2所述的助听器，包括: 信号组合器，所述信号组合器被配置用于将所述ITE音频声音信号与增益修正的BTE音频声音信号组合。
4.根据权利要求3所述的助听器，其中，所述信号组合器被配置用于输出所述ITE音频声音信号与所述增益修正的BTE音频声音信号的加权和。
5.根据前述权利要求中的任何一项所述的助听器，包括: 自适应反馈抑制器，所述自适应反馈抑制器用于反馈抑制，并且具有 输入，所述输入被连接用于接收听力损失补偿的输出信号， 至少一个输出，所述至少一个输出建模从所述助听器的输出到相应的至少一个ITE麦克风和至少一个BTE声音输入换能器的反馈路径，并且被连接到 至少一个减法器，所述至少一个减法器用于从至少一个ITE麦克风和至少一个BTE声音换能器的相应的输出减去所述自适应反馈抑制器的相应的至少一个输出，并且输出相应的差信号来作为相应的ITE音频声音信号和BTE音频声音信号。
6.根据权利要求5所述的助听器，包括: 反馈监视器，所述反馈监视器被连接到所述自适应反馈抑制器，并且被配置为监视反馈状态，并且具有用于提供所述反馈状态的指示的输出，并且其中 所述增益处理器进一步具有被连接到所述反馈监视器的输入，并且其中，所述增益处理器被配置用于基于所确定的ITE信号幅度和BTE信号幅度以及反馈状态来确定在所述多个频率中的各个频率下的所述增益值。
7.根据权利要求6所述的助听器，其中，所述信号组合器进一步具有连接到所述反馈监视器的输入，并且其中，所述信号组合器被配置用于响应于所述反馈状态将所述ITE音频声音信号与所述BTE音频声音信号组合。
8.根据前述权利要求中的任何一项所述的助听器，其中，所述增益处理器被配置用于限制所述增益值，使得结果产生的所述助听器的增益被保持为小于在所述多个频率下的最大稳定增益。
9.根据前述权利要求中的任何一项所述的助听器，其中，所述ITE音频声音信号和所述BTE音频声音信号被划分为多个频道，并且其中，所述信号检测器被配置用于独立地处理在所选择的频道中的音频声音信号，所选择的频道中的各个包括所述多个频率的相应的一个。
10.根据从属于权利要求3的权利要求9所述的助听器，其中，所述信号组合器被配置用于形成在所述频道的至少一些中的、所述ITE音频声音信号和所述增益修正的BTE音频声音信号的各自的加权和。
11.根据权利要求9或10所述的助听器，其中，所述至少一个BTE声音输入换能器在所述多个频道的所选择的频道中被断开，使得所述听力损失补偿仅基于在所选择的频道中的所述ITE音频声音信号。
12.—种在要被转换为声学声音的音频声音信号中保存空间线索的方法,包括步骤: 将声学声音转换为第一音频声音信号， 在用户的耳部处安装至少一个麦克风，用于在所述用户的所述耳部处的位置中将声学声音转换为第二音频声音信号，其中，在所述第二音频声音信号中保存所述声学声音的空间线索， 使用所述至少一个麦克风将声学声音转换为所述第二音频声音信号， 其特征在于以下步骤: 确定在多个频率下的所述第一音频声音信号的第一信号幅度， 确定在所述多个频率下的所述第二音频声音信号的第二信号幅度， 基于所确定的第一信号幅度和第二信号幅度来确定在所述多个频率的相应频率下的增益值，并且 将所述第一音频声音信号与在所述相应频率下的所确定的增益值相乘。
13.一种使用操作位置在用户的耳部处的至少一个麦克风来在助听器中抑制反馈和保存空间线索的方法，其中，声学声音向第一音频声音信号的转换在所述第一音频声音信号中保存所述声学声音的空间线索，所述方法包括以下步骤: 使用所述至少一个麦克风将声学声音转换为所述第一音频声音信号， 安装BTE助听器外壳，所述BTE助听器外壳将至少一个BTE声音输入换能器容纳在其在所述用户的耳廓后的操作位置中， 使用所述至少一个BTE声音输入换能器将声学声音转换为第二音频声音信号， 确定在多个频率下的所述第一音频声音信号的第一信号幅度， 确定在所述多个频率下的所述第二音频声音信号的第二信号幅度， 基于所确定的第一信号幅度和第二信号幅度来确定在所述多个频率的相应频率下的增益值，并且 将所述第二音频声音信号与在所述相应频率下的所确定的增益值相乘。
【文档编号】H04R25/00GK104185129SQ201410219360
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年5月22日 优先权日:2013年5月22日
【发明者】卡尔-弗雷德里克·约翰·格兰 申请人:Gn瑞声达A/S