听力设备的制作方法

本公开涉及听力设备的系统，并涉及用于空间线索跟踪的方法。

背景技术：

声源的位置和收听环境的物理性质影响被收听者所感知的声音。这些效果通常表示为空间线索。在听觉系统中检测并使用这些空间线索以促进选择性的收听并建立声音环境的声学模型。听力设备信号处理可以使现有的空间线索失真并增加失真。这被体验为空间线索，其不与源的实际位置匹配。例如，由助听器引入的失真可例如指示源的位置的移动。

技术实现要素：

希望进一步改善空间线索检测和处理。

本公开提出听力设备，其包括声音分析器，该声音分析器被配置成接收声音信号并确定至少一个声源对声音信号的贡献。差异估计器耦合到声音分析器并被配置成估计并储存至少一个声源的空间线索信息。通信设备被配置成从第二听力设备接收与至少一个声源相关的信息。根据本公开，差异估计器被配置成基于由通信设备接收的信息更新至少一个声源的所储存的空间线索信息。

本公开能够提供合适的空间线索信息以甚至用于助听器的恢复，所述助听器由于功率消耗要求没有连续同步。为了维持由人类听觉系统所提供的敏感性，估计的空间线索信息定期储存并更新，由此更新周期可以超过时间，人类听觉系统对这种空间线索尤其敏感。

在这点上，术语“空间线索信息”可指时域或功率级中的空间线索信息，即关于双耳声级差(ILD)和双耳时间差(ITD)的空间线索。同样地，差异估计器可包括ILD估计器，ITD估计器或两者的组合。

术语声音信号通常可包括来自一个或多个声源的听觉信号。声源可具有不同的性质且可彼此干扰。通常，这些声源中的一些可以与噪声关联，而其他可包括有用的信息，如言语、音乐、语音等。换句话说，声音信号可包括常常被限定为背景噪声的噪声部分(来自收听者不感兴趣的声音信号)和声音部分(来自收听者感兴趣的声源)。

在一方面，听力设备可包括压缩器，其被配置成响应于由差异估计器估计的空间线索信息放大所接收的声音信号或其部分。压缩器可向收听者输出所放大的声音信号。放大可依赖频率和/或依赖振幅，且可基于所估计的空间线索信息调整。这允许基于支持收听者的听觉系统的所估计的空间线索调整声源的输出级，从而在空间中定位声源的位置。

在另一方面，听力设备包括声源跟踪器，其被配置成检测至少一个声源的活动并响应于所述检测，基于所储存的空间线索信息恢复至少一个声源的空间线索。因此，听力设备可调整仅当检测到声源的活动时分配到所述源的所接收的声音信号的等级。这种活动可包括声源的等级或声调变化、声源的缓慢移动等。在一些方面，合适的是，差异估计器被配置成当通过声源跟踪器检测活动时更新至少一个声源的所储存的空间线索信息。

一些其他方面涉及通信设备。通信设备可被配置成传输与至少一个声源的空间线索信息或所接收的声音信号相关的数据，或更一般地，与第二听力设备同步与至少一个声源的空间线索信息相关的数据。如果有两个听力设备支持相同的收听者，后一种实施可为合适的。这两个听力设备可定期交换与ILD或ITD相关的信息。通常，与所述至少一个声源相关的这种信息可包括某段时间内或某一时间点处其组合的观察到的声音信号的功率。可替换地，其可包括取决于预定频带的观察到的声音信号的功率。其还可包括某段时间内或某一时间点处其组合的观察到的至少一个声源的功率。然而，可替换地，其可包括某段时间内或某一时间点处其组合的观察到的至少一个声源的另一个的功率。最后，可结合上述信息中的一个或多个。在另一方面，该信息可包括关于声音信号的相位信息，比如与一定参考的相位差。其可包括两个所识别的声源之间的相位差。在这点上，相位或相位差对应于时间或时差。因此，该信息可包括分配到声音信号的一部分的时间戳。如果时间在听力设备之间同步，时间戳使听力设备能够确定记录在听力设备之间的声音信号的时差。在另一方面，该信息可包括分配到声源的空间线索信息，其中声源通过两个听力设备(即，通过共同的识别符)唯一识别。通信可使用蓝牙标准、用于近场通信的各种协议或带有功率消耗减少和/或带宽的使用减少的任何其他合适的协议。

通信设备被配置成在预定的时间段内与另一听力设备通信。这种时间段可由两个听力设备协商一致。可替换地，在检测超过预定的活动阈值的至少一个声源的活动时可以触发通信。在一些方面，通信由所述活动触发，且其后在某个时间处开始。如果空间线索信息没有变化且当合适时仅交换信息有变化，这样减少了通信的频率，从而减少功率消耗。

在另一方面，涉及用于恢复听力设备中的空间线索信息的方法。该方法提出识别接收到的声音信号中的至少一个声源并估计至少一个声源的空间线索信息。储存空间线索信息。另外，接收与至少一个声源相关的外部信息，并基于所接收的外部信息更新至少一个声源的所储存的空间线索信息。

接收到的信息可以包括某段时间内、确定的频带中的某个时间点处或其组合的观察到的声音信号的功率。可替换地，与声音信号类似，可以观察到至少一个声源的功率。另外，可以接收到关于另一声源的功率的信息。

在本公开的一些方面，检测至少一个声源的活动，且响应于此并基于所储存的空间线索信息恢复至少一个声源的空间线索。

该方法可以用于听力设备、助听器或听力保护中，例如。同样地，上述听力设备公开可以为助听器或听力保护器的部分。

附图说明

参考附图，通过其示例性实施例的下面的详细描述。上述和其他特征和优点将对本领域技术人员显而易见，其中：

图1示出示出两个听力设备的本公开的实施例；

图2示出根据一些方面的听力设备的示意图；

图3示出助听器的若干部分的另一示意图；

图4示出用于恢复空间线索信息的方法的实施例；

图5示出若干视图，其示出声频信号中的空间线索信息的效果。

附图标记说明

1A、1B：听力设备

2A、2B、2C：声音分析器

3A、3B：差异估计器

3C：ILD估计器

4A、4B：通信设备

5A、5B：天线

6：通信链路

7A、7B：麦克风

71A、71B：连接

8A、8B：压缩器

81A、81B：输出

10、11：声源

21C、22C：元件

90、91：输入

93：ILD估计输出

100、101：存储器

具体实施方式

以下参考附图描述各种实施例。贯穿全文，相似的标识号指相似的元件。因此，相似的元件相对于每个附图的描述将不详细描述。还应注意的是，附图仅旨在促进实施例的描述。它们并非旨在为所要求保护的发明的详尽描述或为对所要求保护的发明的范围的限制。此外，示出的实施例不需要具有示出的所有方面或优点。即使没有这样示出，或如果没有这样明确地描述，结合特定实施例描述的方面或优点不一定局限于该实施例，且可以在任何其他实施例中实践。贯穿全文，相同的标识号用于相同或对应的部分。

人类听觉系统能够基于相位和延时信息并基于这些源的功率级在空间中定位声源。这称为双耳时间差(ITD)和双耳声级差(ILD)。ITD源于这样的事实：来自源的声音可花费不同的时间分别到达右耳和左耳。双耳声级差可以是因声音路径中的障碍而引起的，比如使声音衰减的收听者的头，也称为头影。通过处理两种差异，收听者可以不仅获得关于位置的信息，而且更一般地建立声音环境的声学模型。例如，人类听觉处理可以识别直接声音路径并形成声源，且可解释带有大于20ms的延迟的与混响相同的声音信号(但等级不同)。

图5A至图5C示出不同声音的任意的等级-时间视图以及这些是如何被收听者接收的。根据图5A的示例中的整体的声音信号是背景噪声声音SS2和提供收听者感兴趣的信息的声音SS1的组合。SS1可以例如为语音；收听者想要听到信号SS1，而SS2包含由不是特别感兴趣的若干其他声源生成产的声音的组合。典型的现实生活示例是在一群人中，其中收听者听到单一语音，而其他语音被视为是背景噪声。背景噪声SS2随时间是稳定的且在图5B处的左耳上和图5C上所示的右耳上处于相同的等级。语音声音SS1随时间变化。进一步，SS1的位置不是在收听者的前面而是位于其侧面的一个上。该位置导致图5B处的左耳上的等级高于右耳上的等级。换句话说，信噪比在左耳上更高。听觉系统可以使用该空间线索信息将声源定位在生成信号SS1的空间中。

图1示出这次带有支持听觉上受到挑战的收听者的两个听力设备的实施例的类似的情况。听力设备1A和1B经由各自的麦克风7A和7B记录来自两个空间分离的声源10和11的声音信号。尽管这里仅示出两个声源，更多的声源可以存在于不同的功率级、位置和频率处。若干声源可以为固定的或移动的。由不同的源产生的声音的组合分别记录在麦克风7A和7B处的听力设备处，并被认为是整体的声音信号。如图1所示，声源位于不同的位置，源11比源10更接近听力设备1B且反之亦然。在假设两个声源产生恒定的声级的情况下，麦克风7A处的源10的等级稍大于麦克风7B上的所述源的等级。同样地，麦克风7B处的源11的等级稍大于麦克风7A上的所述源的等级。

之前的助听器系统现在放大所记录的声级以获得用于两个听力设备的均匀的输出级。当声源的输出级对于两个听力设备来说变得非常类似时，这样称谓的独立压缩导致空间信息的实际损失。因此，双边压缩被引入，其中交换两个听力设备之间关于声音信号的所接收的功率的信息。这种信息在听力设备中用于调整所记录的声音信号的放大，从而人为地引入空间线索信息。虽然在具体情况下这改善情况，两个听力设备之间所需的数据容量是显著的。进一步，声音源在等级和频谱方面的变化比创建导致收听者处的误差的声学模型的人工制品的这种信息交换的更新更快。

这里提出的两个听力设备1A和1B通过提供差异预测估计来改善情况。所述差异预测估计考虑到一些效果。听力设备可具有硬件和软件部件或两者的组合，且包括各种模拟的和数字的电路。不同的电路可操作地耦合以实现以下进一步描述的元件的功能。

每个听力设备包括分别连接到声音分析器2A和2B的麦克风7A、7B。声音分析器不仅前置放大所记录的声音以改善SNR，而且也被配置成确定所记录的信号中的一个或多个声源的贡献。其可将具体的声音与整体的声音信号分离，例如，识别语言声音信号并将这种信号与背景噪声分离。

声音分析器与差异预测器连接，差异预测器这里为ILD估计器的形式。ILD预测器估计关于声源的空间线索信息并将该信息储存在存储器31A、31B中。在这点上，分别由预测器3A和3B估计的“空间线索信息”可以包括ILD或ITD信息，其处理过的信息，像例如这种ILD或ITD信息等的变化或差异。出于估计并储存这种信息的目的，预测器可使用来自声音分析器的所识别的声源的等级或贡献。预测器3A和3B也分别调整可选的压缩器8A和8B中的对应的增益。出于该目的，ILD预测器3A和3B使用关于空间线索的所储存的信息，即所接收的声音信号中所有可用的识别出的并分离的声源的ILD信息。

除了通过单独的听力设备的预测器的空间线索信息的估计之外，听力设备也被配置成经由无线通信线路6以周期性间隔彼此通信。通信可遵循一定的无线标准，像例如蓝牙或NFC协议，但不限于此。无论如何，选择通信类型以及交换的信皂以便仅消耗低功率量。

听力设备之间的通信分别通过通信设备4A和4B确立，所述通信设备耦合到声音分析器2A、2B和预测器3A、3B。在一方面。通信设备交换关于平均功率级或具体的声源的功率级的信息。该交换以低于听力设备中的单独的预测和分析的速率执行。

图2示出根据本公开的听力设备的若干方面。声音分析器2C包括第一分析器pow以获得不同频带中的功率级。这种信息转发到压缩器8C并转发到ILD预测器3C。块XNR分离不同的声源并确定语音声音是否是有效的。其也提供共用的功率级包络信息，即声级如何随时间变化。这种信息对于预测声源是否在移动或环境如何随时间变化来说是有用的。关于语音活动的信息转发到ILD预测器3C。此外，关于语言活动和平均功率的信息转发到平滑单元21C。平滑的语音活动和平滑的ILD估计用于更新每声源的ILD预测。该功能以低于使用来自pow和XNR块的信息的预测的速率执行。

此外，平均功率经由通信设备4C定期通信到第二听力设备。所获得的关于平均功率的信息用于生成转发到预测器的平滑的ILD。

图3示出ILD预测器的功能块的示意图。在输入90处，接收信号，其指示属于具体声源的声音信号的可能性，即，在本非限制性示例中，语音源或背景噪声。“可能性”可以为某类值，但出于说明功能块的目的，可以将其简单地称为可能性。可能性也应用到元件94，其与元件95一起利用声源的所储存的空间线索信息(即语音源的空间线索信息100和关于背景噪声的空间线索信息101)对可能性加权。目前情况下的加权可以与空间线索信息100与该可能性相乘且然后该信息与空间线索信息101相加相关联。作为示例，如果语音的可能性非常高，元件94中的乘法将导致大的值，从而支配输出93处的整体结果。同样地，如果可能性非常低，背景噪声的空间线索信息101将处于支配地位。输出93处的预测的输出用于调整压缩器中的增益。

为了估计并更新空间线索信息，预测“预测的ild”的输出在元件98中被相加。在所示示例中，“预测的ild”使用元件96和99通过各自的乘法并将结果与噪声背景相加而生成，但也可以使用上面描述的且应用到输出93的操作结果。

在输入91处，与平均等级相关的信号，功率级的信息包络被应用。该平均功率级包括关于整体的声音信号的之前发展的信息，且进一步通信到如通过天线所示的第二听力设备。从第二助听器接收的同样获得的功率级从功率级包络信息推导而来。该结果是整体的空间线索信息“观察的ild”。“观察的ild”然后在元件98中从“预测的ild”推导而来。该结果表示误差，其表示为“ild误差”。根据所识别的声源中的哪个被认为是有效的，误差用于更新存储器100和101中的空间线索信息。出于该目的，提供了下面的功能。ild估计误差“ild误差”被应用分别与功能元件991和992处的可能性值或反相可能性值相乘。功能元件993充当反相器。例如，如果用于记录的信号的概率源于语音源，则估计误差“ild误差”将也最可能包含语音信息。元件991和992中的乘法对应于加权，其中“ild误差”，即空间线索信息误差利用储存在存储器100和101中的声源的概率函数加权。用于表示为“背景δ”的背景或噪声空间线索信息的结果通过“ild误差”利用储存的功能元件992中的反相概率加权获得。在元件990中从加权的“ild误差”推导出用于关于被表示为“背景δ”的背景噪声的空间线性信息的更新的并加权的值之后，更新存储器100中用于语音源的空间线索信息。

作为示例，假设两个听力设备接收声音信号，所述声音信号包括噪声和语音部分。用于语音部分的声源被定位成更接近一个助力器而不是另一助听器，或一个助听器具有朝向所述声源的遮蔽的声音路径。然后，语音源的等级在两个助听器之间不同，而用于噪声的等级类似。这种情况类似于图5中所呈现的情况。不同的等级导致平均信号包络，其对于两个听力设备也不同。因此，所接收的信号包络与自己获得的信号包络的推导导致某一“观察到的ild”。该观察从估计值推导而来以获得误差。在该假设下，误差大，即，源显著移动或改变其等级。在源被认为只是噪声(这意味着为语音源的概率低)这种情况下，误差的加强的源值变小(在元件991中的加权后)。同时，元件992中的加权导致类似于“ild误差”的“背景δ”误差。因此，在更新存储器之后，存储器101中的空间线索信息可显著变化，但由于推导，存储器100中的空间线索信息甚至可不更新。

总之，加权功能使估计器和声音分析器能够仅更新用于声源的空间线索信息，其被认为是相关的或利用声音信号中的高概率识别。

图4示出用于恢复空间线索信息的方法的实施例，其示出本公开的若干方面。在第一步骤S1中，声源或多个声源被识别。这种识别可以例如通过评估在说话时发生并不同于正常的噪声的某些频带的功率级变化来执行。例如，在该假设下，存在两个不同的声源，一个产生语音，另一个产生一些噪声，然后不同的声源可以通过随时间而评估频带中的功率级来分离，其中语音部分特别强。这些可为例如中等的或较高的频带，而较低频带中的语音等级和噪声等级可非常类似且因此难以分离。关于声源的信息，即，如果某一时间段处的某一声音信号可能属于语音或噪声，在步骤S2中用于估计用于所述声源的空间线索信息。

在该方法利用之前没有储存的空间线索信息开始的情况下，初始估计可不产生非常准确的结果。然而，在存在已经储存的空间线索信息的情况下，估计可以确定所观察的信息和已存在的估计之间的差异，并进一步更新空间线索信息。该过程大致在步骤S6至S8中示出。在步骤S6中，检测声源的活动。这种检测例如包括某一点处的声音信号到已识别的声源的分配。在上述示例中，语音的活动可以通过评估高频带中的功率级来检测。如果所评估的声音信号在高频带中具有高于预定阈值的部分，则假设其属于语音部分。如果频带中所观察的功率级低于阈值，其更可能为噪声信号。

关于活动的信息然后在S7中用于使用已经储存的信息恢复所述信号的空间线索。进一步，在S8中所检测的活动用于更新所储存的空间线索信息。不断重复在任何活动的检测期间估计并储存空间线索信息的过程。

此外，不时地，即，以小于步骤S2、S3以及S6至S8的重复的频率，在步骤S4中接收来自第二设备的外部信息。这种外部信息可以包括某段时间内或某一时间点处的任何观察到的声音信号的功率。例如，接收到的信息可以包括这种信息的最后传输之间的观察到的功率。观察到的功率在这点上可以为具体频带中的功率，或在所有声源中结合的总功率。后者称为包络功率。

通过使关于所接收的包络功率的信息与包络功率其自身的测量相互关联，听力设备可以确定声源的任何空间变化。例如，当语音源在最后的传输期间移动时，两个包络功率之间的差异变化。使该差异与分配有各自的声源的现有的空间线索信息相互关联提供新的空间信息。因此，在步骤S5中，以低于更新的速率获得的外部信息用于更新所识别的声音源的空间线索信息。此外，然后不断重复该过程。新更新的空间线索信息现在在步骤S10中用于调整压缩器中的增益以改善收听者的听觉系统中的空间线索处理。

本公开使听力设备能够通过两步法获得空间线索信息的较高准确性。设备使用所接收的声音信号的变化定期更新所识别的声源的所储存的空间线索信息。其与第二听力设备进一步通信，尽管不那么频繁，并交换关于声源的信息，例如通信传输之间的所接收的平均功率或类似的信息。所接收的信息用于更新之前估计的空间线索信息，其然后再用于调整到收听者的声音信号的输出级。

本公开的另外的项目涉及如下内容：

项目1：一种听力设备，其包括：

声音分析器，其被配置成接收声音信号并确定与声音信号相关联的至少一个声源的贡献；

差异估计器，其耦合到声音分析器，并被配置成估计至少一个声源的空间线索信息以用于储存在听力设备中；以及

通信设备，其被配置成从第二听力设备接收与至少一个声源相关的信息；

其中差异估计器被配置成基于由通信设备接收的信息更新至少一个声源的所储存的空间线索信息。

项目2是项目1的听力设备，还包括压缩器，其被配置为对取决于接收到的信号的频率和/或等级并由所储存的空间线索信息调整的所接收的声音信号的至少部分进行放大。

项目3是项目1的听力设备，还包括声源跟踪器，其被配置成检测至少一个声源的活动，并响应于检测活动，基于所储存的空间线索信息恢复至少一个声源的空间线索。

项目4是项目3的听力设备，其中声源跟踪器被配置成利用声音信号与至少一个声源相关的概率对所储存的空间线索信息加权。

项目5是根据权利要求1所述的听力设备，还包括声源跟踪器，其被配置成检测至少一个声源的活动，其中差异估计器被配置成在通过声源跟踪器的活动检测时更新至少一个声源的所储存的空间线索信息。

项目6是根据项目1所述的听力设备，其中差异估计器被配置成通过执行以下中的一个来更新至少一个声源的所储存的空间线索信息：

确定所储存的空间线索信息和观察到的空间线索信息之间的差异；

结合至少一个声源的所储存的空间线索信息和另一声源的另一空间线索信息；

利用声音信号与至少一个声源相关的概率对所储存的空间线索信息加权。

项目7是根据项目1所述的听力设备，其中通信设备被配置成传输与所接收的声音信号相关的或与至少一个声源的空间线索信息相关的数据，或其中通信设备被配置成与第二听力装置同步与至少一个声源的空间线索信息相关的数据。

项目8是根据项目1所述的听力设备，其中与至少一个声源相关的信息包括以下中的至少一个：

某个时间段内或某个时间点处或其组合的观察到的声音信号功率；

取决于预定频带的观察到的声音信号功率；

某个时间段内或某个时间点处或其组合的观察到的至少一个声源的功率；

某个时间段内或某个时间点处或其组合的观察到的另一声源的功率；

上述任一个的平均的观察到的功率；

关于声音信号或关于至少一个声源的相位信息；

声音信号或源活动的额外的空间线索信息；

上述的组合。

项目9是根据项目1所述的听力设备，其中通信设备被配置成用于根据蓝牙标准、蓝牙低能耗(BLE)协议，或用于近场通信(NFC)协议的无线通信。

项目10是根据项目1所述的听力设备，其中通信设备被配置成在(1)经过预定的时间段，(2)超过预定的活动阈值的至少一个声源的活动的检测，(3)上述的组合时与第二听力设备通信。

项目11是根据项目1所述的听力设备，其中声音分析器被进一步配置成确定或估计声音信号中的噪声源，或其中声音分析器被配置成将声音信号中的语音部分与非语音部分分离。

项目12是根据项目1所述的听力设备，其中声音分析器被配置成通过比较所接收的声音信号和阈值确定或估计至少一个声源的贡献。

项目13是根据项目1所述的听力设备，其中声音分析器被配置成如果至少一个声源的贡献低于阈值在第一操作模式中设置听力设备，且如果至少一个声源的贡献高于阈值在第二操作模式中设置听力设备。

项目14是根据项目1所述的听力设备，其中空间线索信息包括与声音信号中的噪声部分相关的第一空间线索信息和与声音信号中的语音部分相关的第二空间线索信息，且其中听力设备还包括存储器以储存与声音信号中的噪声部分相关的第一空间线索信息以及与声音信号中的语音部分相关的第二空间线索信息。

项目15是根据项目13所述的听力设备，其中听力设备还包括存储器，其中差异估计器被配置成根据第一操作模式和/或第二操作模式将空间线索信息储存在存储器的预定的存储部分中。

项目16是根据项目1所述的听力设备，其中听力设备包括听力保护器和助听器。

项目17是一种由听力设备执行的方法，其包括：

识别接收到的声音信号中的至少一个声源；

估计至少一个声源的空间线索信息；

储存空间线索信息；

接收与至少一个声源相关的外部信息；且

基于所接收的外部信息更新至少一个声源的所储存的空间线索信息。

项目18是根据项目17所述的方法，还包括：

检测至少一个声源的活动；且

响应于所检测的活动，并基于所储存的空间线索信息恢复至少一个声源的空间线索。

项目19是根据项目17所述的方法，还包括：

基于至少一个声源的活动的检测更新至少一个声源的所储存的空间线索信息。

项目20是根据项目17所述的方法，还包括与第二听力设备同步与至少一个声源相关的外部信息，其中外部信息包括以下中的一个：

某段时间内、某个时间点处或其组合的观察到的声音信号功率；

取决于预定频带的观察到的声音信号功率。

某段时间内、某个时间点处或其组合的观察到的至少一个声源的功率；

某段时间内、某个时间点处或其组合的观察到的另一声源的功率；

声音信号或源活动的额外的空间线索信息；或

上述中的两个或更多的组合。

项目21是根据项目17所述的方法，还包括重复接收和估计的行为，其中执行接收外部信息的行为不如估计空间线索信息的行为频繁。