调整听力设备的方法及根据所述方法可操作的听力设备与流程

技术领域

本发明涉及将听力设备(hearing device)调整到所述听力设备的用户的听力偏好的方法，以及根据所述方法可操作的听力设备。

背景技术：

已知听力设备的输出音量通常需要调整到所述听力设备的用户的偏好。例如，在嘈杂环境中，用户可能偏好较低的输出音量，但是为了跟上谈话，用户可能偏好更高的输出音量。因此，听力设备通常包括允许用户调整输出音量的工具。

例如，US 5 610 988公开了一种具有用户可控制的调整盘的助听器。由此，根据增益水平处理所接收的声音信号，并且该声音信号被馈送至一个扬声器以向用户提供声音信号。为了调整输出音量，用户可通过手动致动一个调整盘来调整信号处理的增益水平，该调整盘标有指示相应增益水平的数字。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种用于将听力设备调整到用户的听力偏好的方法，还提出一种根据所述方法可操作的改进的听力设备。

该目的通过包括权利要求1中所限定的特征的方法实现。本发明的方法的其他实施方案和本发明的听力设备在另一些权利要求中限定。

在听力设备涵盖的范围内，该设备据说是被戴在用户的耳朵内或耳朵附近，旨在改善用户的听觉。这种改善还可以是，就保护用户的听力的意义上来说挡住声信号以免被感知。如果听力设备被定制为将听力受损用户的听觉向具有正常听力能力的用户的听觉改善，则该听力设备被认为是助听器。关于应用方面，听力设备可使用于耳朵后面、在耳朵中、完全在耳道中、或者可被植入。

具体地，本发明提出了一种将听力设备调整到所述听力设备的用户的听力偏好的方法，其中所述听力设备包括输入换能器(transducer)、处理单元、以及输出换能器，所述输入换能器用于提供对应于声输入信号的电信号，所述处理单元用于根据一组处理参数处理所述电信号以提供中间信号，所述输出换能器用于向所述听力设备的用户提供输出信号，其中所述输出信号对应于所述中间信号。该方法包括提供一组调整参数的步骤，所述一组调整参数至少部分地代表所述听力设备的用户的个体听力特征；以及该方法包括将所述一组处理参数适配作为调整控制信号和所述一组调整参数的函数的另外步骤。

根据本发明，用户控制与用户的个体听力特征的相关性使得能够实现精确和有效的调整，由此相应地向用户提供了改善的听觉和/或舒适的调整操作。

具体地，本发明通过提供一种考虑到用户的个体性的用户控制实现了所述目标。例如，2dB音量改变通常带给具有不同听力的不同人以不同的主观听觉。因此，利用本发明的方法和听力设备，可实行个体优化的调整，从而向用户提供最佳的听觉。

因此，通过考虑用户的听力个体性，本发明证明在以下方面出乎意料地有效，即用于将听力设备高度准确和精细分级地调整到用户偏好，以及舒适和方便地调整到用户偏好。

而且，利用本发明的方法，听力设备可适应各种各样的不同用户，由此相应地，允许大量低成本地制造该听力设备，以及实现听力设备的高效物流、分配和服务。

数目n是所述一组处理参数内的处理参数的数目，数目m是所述一组调整参数内的调整参数的数目。

在一个实施例中，所述一组处理参数和/或所述一组调整参数包括一个或多个参数。因此，所述处理参数的数目n和/或所述调整参数的数目m是等于或大于1的自然数。

在另一个实施例中，所述一组处理参数和/或所述一组调整参数包括多个参数。因此，所述处理参数的数目n和/或所述调整参数的数目m是等于或大于2的自然数。

在再一个实施例中，调整可能性等于或小于处理复杂性，使得所述处理参数的数目n等于或大于所述调整参数的数目m。

所述一组处理参数的参数和/或所述一组调整参数的参数可被用于处理电信号的不同信号分量或电信号的不同特性。例如，所述参数可涉及频率分量、反馈阈值、处理定时或回声消除。而且，参数还可按照许多不同方式表示，尤其为正数、负数、有理数、无理数或复数。

所述一组处理参数和/或所述一组调整参数还可被限定为一个分量(诸如矢量)列表。该组还可包括多个子组，其中每个子组可包括多个参数，使得该组可类似于一个包括多个矢量的矩阵结构。包括七个分量的一组处理参数和/或一组调整参数已显示出在处理质量和处理努力之间的良好关系。

另外，所述一组处理参数和/或所述一组调整参数通常被提供作为已准备好分别用于处理操作或调整操作的一个预定组。为此，可通过不同手段提供这些组的参数，例如作为从存储器读取的值或者由计算单元提供的预计算的中间值。

调整参数的值可由听力专家确定，尤其是在调整初始化阶段中的听觉病矫治专家。这种调整初始化阶段可结合听力设备的主初始化阶段，所述主初始化阶段被称为装配。在装配过程中，听力设备被初始化并且适配至用户的个体听力特征。同样地，也可确定调整参数。具体地，调整参数可获得自个体用户数据，诸如听力图、与听力损失相关的数据、与用户的动态范围相关的数据、或者与用户的具体声音环境相关的数据。此外，所述一组调整参数可在稍后阶段(例如，在调整初始化阶段、装配或测试阶段之后)被微调。

所述一组调整参数通常被配置到听力设备中，尤其通过将调整参数写入作为听力设备的一部分的非易失性存储器。

一个初始组的调整参数也可在听力设备的制造过程中被配置到该听力设备中。在稍后阶段，例如在装配过程中，所述初始组则可被适配至用户的个体听力特征。然而，还可能的是将相关用户数据传输给制造者，以在听力设备的制造过程中单独地预配置所述听力设备。

另外，所述一组调整参数能够以对存储空间非常低的要求被存储在听力设备中。例如，具有七个数的存储容量的慢速存储器可以是足够的。而且，所述一组调整参数的额外处理几乎不要求任何计算能力。这些对存储和计算能力的低要求对于听力设备是尤其有利的，因为听力设备一般只布置有限资源。

输入换能器和输出换能器将声输入信号转换为电信号，或者将电信号转换为声信号，并且可由各种各样的设备实施。通常，换能器是声换能器，诸如传声器或扬声器，它们可基于电磁原理、电动原理、静电原理、压电原理或压阻原理。输入换能器还可包含远程设备，诸如远程传声器、固定电话或移动电话，远程设备远程地接收并且转换声输入信号，并且通过有线或无线连接将经转换的信号传输至听力设备的处理单元。而且，输出换能器还可将中间信号转换为机械信号，诸如机械振动。机械信号则可被直接施加至用户的听骨。还可能的是，将电信号转换为直接施加至用户的听觉器官(例如通过使用耳蜗植入)的另一电信号。

通常由诸如数字滤波器或DSP(数字信号处理器)的数字部件实施处理单元。然而，也可使用模拟部件。处理单元可以是可编程单元，例如微处理器或FPGA，但是它还可以通过使用固定有线电路来实施，所述固定有线电路例如分立的电子器件或ASIC(专用集成电路)。

在本发明的方法的第一实施方案中，所述方法包括在多个频带中适配所述一组处理参数的步骤。这使得能够尤其有效地适配至用户的听力特征，所述听力特征通常是高度频率相关的。

为了实施频率相关性处理，所述一组处理参数中的每个参数都可与一个频带相关，其中所述频带是由电信号频谱内的一个预定的频率范围限定。利用频率选择工具，电信号的与特定频带相关的一个分量可与其他信号分量基本分开地被处理。由此，根据相关处理参数实施在该特定频带内的基本分开的处理。在处理之后，经分开处理的信号分量可被组合以提供中间信号。

在根据本发明的一个实施方案中，选择工具由数字和/或模拟滤波器实施，其中在时域和/或频域中实施所述处理。具体地，实施傅里叶变换以将电信号从时域转换到频域。

为了实施根据本发明的上述实施方案的频率相关性调整，所述一组调整参数中的参数可与相应的处理参数关联。这样，在所述频带中的一个频带内的调整可与其他频带基本分开地被控制，在该频带内，所述调整是根据至少部分地代表用户在该频带内的听力特征的相应的调整参数被控制的。可针对所述频带中的每一个频带执行所述频率相关性调整，尤其通过并行处理。

频带的数目可被选择以覆盖与听力相关的频率范围。另外，可以许多不同方式选择频带的分布，例如，是线性的、指数的或对数的。利用七个频带已获得了好的结果，这七个频带是根据七个频率范围限定的，其中每个频率范围分别包含频率125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz和8000Hz。

在根据本发明的方法的另一个实施方案中，所述方法包括发送一个调整命令作为调整控制信号的步骤，其中所述调整命令是一个标量值。该标量值是可代表单个数字、开关命令或计数器值的一个单个控制值。通过将多个的可能相互影响的参数减少到一个单个控制值，提供了清楚且简便的用户控制，而多参数控制可能是非常复杂的。

在根据本发明的方法的另一个实施方案中，所述调整命令由所述听力设备的用户通过用户接口提供。用户接口可由用于手动操作的设备诸如盘、开关、轮或者板实现。而且，用户接口可位于远程控制器上或者在位于用户的耳朵附近的听力设备的一个部件上。

在根据本发明的方法的另一个实施方案中，所述一组处理参数是一组增益，该组增益控制电信号的放大或衰减，尤其控制所述电信号在多个频带内的放大和衰减。这提供了电信号的高效处理，尤其在复杂处理操作的情况中。

所述增益可被限定为数，尤其是实数或复数，供数字滤波器使用。所述增益还可以代表具有有源或无源电子器件的模拟构件块，例如，运算放大器、电阻、电容、电感或其任何组合。

在根据本发明的方法的另一个实施方案中，所述一组处理参数被额外地适配作为下列至少之一的函数：

a)所述听力设备与用户的声耦合；

b)用户的左耳与右耳之间的听力不对称；

c)用户的声环境；

d)反馈阈值。

这些额外的相关性允许根据用户的个体听力特征进一步调谐所述调整。

在根据本发明的方法的另一个实施方案中，所述处理参数中的每一个参数都根据唯一分配的调整参数被适配。这提供了一个用于适配处理参数的清晰结构以及高效方式。

在根据本发明的方法的另一个实施方案中，通过增加一组增量来调整所述一组处理参数，该组增量是关于调整控制信号和所述一组调整参数的函数。这些增量允许高效处理精确调整，并且可帮助节省存储空间。

通常，增量的绝对值小于处理参数的绝对值，因此响应于调整控制信号仅出现了小的增量。通常，代表小的增量的小的数的存储需要较少的存储空间。而且，增量的值还可以是负的，使得增量实际上是减量，或者增量的增加实际上是增量的绝对值的减去。

在根据本发明的方法的另一个实施方案中，所述一组处理参数中的处理参数的至少两个(尤其是全部)基本同时被调整。这使得能够实现高效处理并且最小化由瞬时状态变化可能导致的处理误差。

在根据本发明的方法的另一个实施方案中，以步进方式调整所述一组处理参数，尤其根据步进计数器值。这使得能够实现听力设备的舒适且可再现的调整。用-3到+5范围内的步进实现了好的结果。

在根据本发明的方法的另一个实施方案中，所述一组处理参数中的单个处理参数Gi根据如下表达式被控制：

Gi＝G0i+scv*Ai,其中1≤i≤n,

其中i是一个下标，n是处理参数(G1,…,Gn)的数目，G0i是一组预定的增益值G01、……、G0n中的一个单个元素，scv是步进计数器值，Ai是所述一组调整参数A1、……、An中的一个单个调整参数。在初始阶段中，预定的增益值G01、……、G0n可被确定，其中例如在装配过程中，听力设备被初始化并且适配到用户的个体听力特征。

根据上述表达式的处理通过执行简单的数学运算提供了高效调整。这对于具有有限处理能力的听力设备是尤其重要的。

在根据本发明的方法的另一个实施方案中，所述一组处理参数被额外地适配作为比例因数的函数，所述比例因数尤其是如下至少一项：

—一个整数；

—一个有理数；

—一个取决于调整的方向的数。

利用所述比例因数，调整范围可被有效地适配至用户的个体需要和/或偏好，且不大幅增加存储空间和/或计算能力要求。

在根据本发明的方法的另一个实施方案中，所述一组处理参数被额外地适配作为如下至少一项的函数：

—一个调整步长大小；

—一个调整方向；

—一个暂时的声音情况；

—声输入信号的水平。

这些额外的相关性允许对用户个体需要和/或偏好的调整的尤其精确且精细的调谐。

可通过将不同组的处理参数或调整参数存储在听力设备的存储器中来实施所考虑的额外的相关性。为了执行调整，可选择最适合上述情况的一组参数。例如，为了更好的语音可懂度，具有增加的中间频率的参数组是优选的，而为了听音乐，具有平坦的频率特性的参数组可产生更好的结果。而且，通过考虑声输入信号的水平，与嘈杂的声信号相比，可用更高的放大率来处理低的声信号。当然，所有上述相关性可被组合，以提供听力设备的优化调整。

在根据本发明的方法的另一个实施方案中，所述一组调整参数获得自所述听力设备的用户的听力损失和/或动态范围。这是尤其有利的，因为听力损失和/或动态范围是非常特定地针对一个个体用户，因此个体调整为各种各样的用户提供了最佳听觉和舒适调整。

在根据本发明的方法的另一个实施方案中，所述一组处理参数被实施，使得处理参数的适配控制用户体验到的音量感觉。音量感觉是用户舒适的最重要标准之一，因此根据本发明的个体调整提供了听力设备的高效且快速调整。

本发明还提出了一种根据上述方法以及它们的实施方案可操作的听力设备。

具体地，本发明提出了一种听力设备，该听力设备包括一个处理单元，该处理单元操作性地连接至一个输入换能器以接收一个对应于声输入信号的电信号。所述处理单元可操作以通过根据一组处理参数处理所述电信号来提供一个中间信号，并且将所述处理参数适配作为调整控制信号的函数。所述听力设备还包括一个输出换能器，该输出换能器操作性地连接至所述处理单元以接收所述中间信号并且可操作以向所述听力设备的用户提供一个输出信号，其中所述输出信号对应于所述中间信号。所述处理单元可操作以将所述处理参数额外地适配作为一组调整参数的函数，所述一组调整参数至少部分地代表所述听力设备的用户的个体听力特征。

所述听力设备可包括多个部件，所述多个部件是操作性可连接的，并且可位于不同位置。通常，所述部件打算被用户佩戴或携带。例如，听力设备的部件可以是用于用户的左耳或右耳的部件、远程控制器、远程输入换能器或远程输出换能器。

在根据本发明的设备的另一个实施方案中，所述设备包括一个用户接口，该用户接口尤其通过一个步进计数器操作性地连接至所述处理单元，以发送一个调整命令作为调整控制信号，其中所述调整命令是由所述听力设备的用户提供。

在根据本发明的设备的另一个实施方案中，所述设备包括一个存储器，该存储器适于存储所述调整参数并且操作性地连接至所述处理单元以将所述调整参数提供给所述处理单元。所述存储器允许在装配过程中灵活改变所述调整参数，以及使得能够实现在调整操作过程中的快速且简单的处理。具体地，存储器是非易失性的，以防止在电力供应中断的情况下所存储的调整参数丢失。

在根据本发明的设备的另一个实施方案中，所述设备是助听器或听力保护设备。对于这些设备，考虑到用户的个体听力特征的调整是尤其有利的，这是因为这使得设备能够覆盖各种不同的听力受损和/或用户特定的声音环境。

明确指出，上述实施方案的任何组合、或者组合的组合都可作为另一种组合。上述组合中仅排除会导致矛盾的那些组合。

附图说明

下面，借助于示例性实施方案和包含的附图更详细地描述本发明。其中：

图1是示出本发明的听力设备的一个实施方案的简化方框图；

图2是用于供图1的听力设备使用的两组示例调整参数A1、……、A7的曲线图。

具体实施方式

所描述的实施方案仅意在作为示例性实施例，不应限制本发明。

图1示出了例示根据本发明的听力设备1的一个实施方案的简化方框图。听力设备1包括一个用作输入换能器的传声器20、一个处理单元10、以及一个用作输出换能器的声音换能器30——例如一个扬声器。处理单元10在其输入侧上连接至传声器20以接收电信号，处理单元10在其输出侧上连接至声音换能器30以提供作为中间信号的电输出信号。

换能器20或30还可操作性地连接至处理单元10，其中术语“操作性地连接”的意思被如下理解：连接至第一设备的另一个设备的操作依赖于该第一设备的操作，即使存在一个或多个互联设备。

处理单元10被配置为提供一组处理参数，该组处理参数被实现为，例如包括n个分量的一组增益G1、……、Gn。增益G1、……、Gn中的每一个可涉及电信号的频谱内的一个频带，增益G1、……、Gn中的每一个可控制相关频带内的电信号的放大或衰减。容易理解的是所述放大或衰减还可包括恒定幅度的相移。

具体地，借助滤波器(未示出)，电信号的涉及某一频带的一个分量可与电信号的其他信号分量基本分开地被处理。由此，频带是由电信号频谱内的预定频率范围限定。可根据对应于相关频带的增益Gi处理被分开的分量，其中Gi是一组增益G1、……、Gn中的单个分量。在处理后，被分开处理的信号分量可被组合以提供所述中间信号。

在听力设备的正常操作中，传声器20提供对应于声输入信号的电信号。处理单元10接收该电信号并且根据所述一组增益G1、……、Gn处理该电信号以提供中间信号。声音换能器30接收该中间信号并且向听力设备1的用户提供声音信号，其中该声音信号是对应于中间信号的输出信号。

为了调整听力设备1，所述听力设备1还包括一个作为用户接口的开关40、一个步进计数器SC、一个用于执行乘法的乘法器X、以及一个被配置用于存储一组调整参数A1、……、Am的存储器50。

所述一组调整参数A1、……、Am至少部分地代表听力设备1的用户的个体听力特征。另外，所述一组调整参数A1、……、Am包括m个单个调整参数Ai，每个参数Ai被唯一地分配给所述n个处理参数G1、……、Gn中的一个，使得调整参数A1、……、Am的数目m等于处理参数G1、……、Gn的数目n。

开关40通过步进计数器SC操作性地连接至乘法器X的第一输入，以提供调整控制信号ACS。存储器50连接至乘法器X的第二输入，以将所述一组调整参数A1、……、Am传输给乘法器X。乘法器X的输出连接至处理单元10以传输乘法的结果。

为了将听力设备1调整至听力设备1的用户的听力偏好，用户通过手动致动所述开关40提供调整命令。该致动被发送至步进计数器SC，在此处步进计数器增大或减小步进计数器值scv。例如，一接收到调整命令，步进计数器SC可将其步进计数器值scv从+3改变为+4。步进计数器50将调整控制信号ACS发送给乘法器X，其中调整控制信号ACS代表暂时的步进计数器值scv。

乘法器X将所接收的步进计数器值scv乘以所接收的调整参数A1、……、Am，并将乘法结果传输给处理单元10，在处理单元处所述乘法结果被与所述一组增益G1、……、Gn相加。该加法运算在图1中通过加号示出。然而，根据调整参数A1、……、Am的正负号或者步进计数器值scv的正负号，加法实际上也可以是减法。

总之，根据该实施方案，根据如下表达式控制一组处理参数中的单个处理参数Gi：

Gi＝G0i+scv*Ai,其中1≤i≤n,

其中i是一个下标，G0i是一组预定的增益值G0i、……、G0n中的一个单个元素。例如，预定的增益值G0i、……、G0n可在初始阶段(例如，装配过程中)被确定，并被写入存储器50以供在用于调整听力设备1的稍后阶段中使用。

在该情况中，通过增加一组增量(即，一组n个因数scv*Ai，其中1≤i≤n)调整所述一组处理参数G1、……、Gn。因此，所述一组增量是关于步进计数器值scv和所述一组调整参数A1、……、Am的函数。因此根据本发明，所述一组处理参数G1、……、Gn被适配作为步进计数器值scv和所述一组调整参数A1、……、Am的函数。

如虚线所示，听力设备1可被实施为包括所有上述部件的紧凑设备。然而，听力设备1也可包括分立的部件，诸如操作性地连接在一起的分立构造元件，例如远程用户接口、远程处理单元、远程传声器或远程声音换能器。而且，乘法器X可被集成到如由点划线示出的处理单元10中。另外，步进计数器SC和/或存储器50也可被集成到处理单元10中。

容易明了，所示实施方案的构成部分至少部分地仅是功能单元，它们当然能够以各种方式布置，例如它们中的两个或更多个可被结合在一个物理单元中，或者它们中的一个或多个可分布在两个或更多个物理单元上。而且，这些功能中的许多可以软件形式实现，例如，作为在处理器(诸如信号处理器或微处理器)上可执行的程序。

根据本发明，避免了现有技术的缺点，即避免了用户对增益水平的直接控制。对增益水平的直接控制，所谓的标量增益偏移，对输出量具有不利影响，这是因为输出量的调整仅取决于音量调整盘的设置，这使得在所有频率的增益都平行地移位。因此，通过对增益水平的直接控制，只可以简单的、有可能不合适的方式来改变输出量，这经常对用户表现为不敏感或过于敏感。这可导致不舒适的听觉和/或难处理的调整操作。

图2示出了两组示例调整参数A1、……、A7的曲线图，这些调整参数可用在图1所示的听力设备中。该曲线图的x轴表示调整参数A1、……、A7在0到3dB范围内的增益值。该图的y轴表示与调整参数A1、……、A7相关的频率。七个调整参数A1、……、A7的频率被分别分配为125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz和8000Hz(为了清楚起见，仅示出了125Hz、500Hz、2000Hz和8000Hz)。

第一示例组由实线示出。该第一组的调整参数A1、……、A7的值以渐增的频率从对于调整参数A1而言的125Hz处的约1.5dB增加至对于调整参数A7而言的8000Hz处的约2.5dB(为了清楚起见，仅示出了代表性的调整参数Ai)。第一组调整参数可属于第一用户并且至少部分地代表该第一用户的个体听力特征。

第二示例组的调整参数由虚线示出。第二组调整参数可属于第二用户。类似地，第二组调整参数至少部分地代表该第二用户的个体听力特征。

由于不同用户的各自的听力能力，取决于用户的调整参数A1、……、A7组与曲线图中的相应的线完全不同。因此，用于调整听力设备的相同用户操纵对于第一用户与第二用户将具有完全不同的效应。容易理解的是，第一组调整参数和第二组调整参数还可属于同一用户的不同耳朵。