专利名称：驱动具有方向性的助听设备的方法以及对应的助听设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于驱动具有第一和第二全向性麦克风的助听设备的方法和对
应的具有方向性的助听设备。
背景技术：
在充满干扰声的环境中的语音特性是重听者经常提到的问题，在此重听者需要直 至lOdB高的信噪比来达到与正常听力者相同的语音理解能力。此外在佩戴耳后助听器的 情况下失去外耳的自然的方向性。由此利用助听器的康复不仅应该包括通过放大和动态压 縮(Dynamikkompression)进行听力损失的个别补偿，而且还应该包括降低干扰噪声，使得 在具有干扰声的情况中极大改进语音理解能力。现代的数字助听器具有干扰噪声抑制方 法，其满足关于性能、音质和无人工痕迹的特定于助听器的要求。 指向性麦克风系统在此属于许多年以来建立的干扰噪声抑制方法并且可论证地 改进了在从不同的方向产生有用信号和干扰信号的听觉情形(Hoersituation)下的语音 理解能力。在现代助听器中通过具有全向特性的、两个或多个相邻的麦克风的差分处理产 生方向性。 图1示出了具有距离大约为10至15mm的两个麦克风1、2的1阶(1. 0rd皿ng)指 向性麦克风系统的简化框图。由此对于从前方V来的声音信号形成在第一和第二麦克风之 间的外部延迟T2，该外部延迟T2例如等于麦克风1、2之间的距离。第二麦克风2的信号 R2在延迟单元3中以时间Tl延迟、在反向器4中反向并且在第一加法器5中与第一麦克风 1的信号R1相加。相加的和得到指向性麦克风信号RA，该信号例如可以经过信号处理被传 输到受话器。取决于方向的敏感性主要由从第一信号Rl减去以时间T2延迟的第二麦克风 信号R2而形成。来自前方V的声音信号由此经过合适的校正之后不会被衰减，而例如来自 后方S的声音信号却被去除。例如在专利文献DE 10331956 B3中描述了助听器的指向性 麦克风系统的结构和工作方式。 指向性麦克风系统的缺陷是，在高增益的情况下由于反馈而使得指向性麦克风系 统变得不稳定。 一般地，在使用全向性麦克风的情况下可以将增益选择得较大，这特别在极 度重听的情况下是具有优势的。 DE 10249416 Al提出了一种用于调整和用于驱动可佩戴于试戴者(Probanden) 身体上的助听设备的方法，在佩戴助听设备的情况下该助听设备具有设置在试戴者的耳道 外部的麦克风系统。 DE 69803933 T2提出了一种用于根据接收声音信号的方向形成预先给定的放大 特征的装置和方法。为此确定声音信号相对彼此的延迟。 此外DE 60316474 T2给出了一种用于提供方向响应的方法和麦克风系统，其中对 输出信号进行能量最小化。 此外CH 693795 A5给出了一种用于抑制干扰噪声的装置和方法，其中从两个麦克 风通过过滤和错接形成输出信号。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提出一种用于驱动助听设备的方法以及一种助听设
备，该助听设备使得即使在使用全向性麦克风信号的情况下也可以具有方向性。 上述技术问题通过一种用于驱动具有可屏蔽特定方向的第一和第二麦克风的助
听设备的方法解决。这些麦克风输出第一以及第二麦克风信号。第一和第二麦克风表现出
不同的方向性。该方法包括以下步骤-对两个麦克风信号进行频率分析，并且-从转换到频域中的两个麦克风信号确定出对于助听设备的输出信号的取决于频 率的增益。
这提供如下优点组合了全向性麦克风的高稳定性和取决于方向的信号处理。
在一种扩展中通过屏蔽环境声音而产生方向性。由此可以无需附加的措施而产生 麦克风的方向性。 在另一种实施方式中，由于不同的屏蔽，第一麦克风接收主要来自前方的环境声 音，第二麦克风接收主要来自后方的环境声音。由此使得在信号处理中例如能够识别来自 前方的语音。
此外该方法还包括如下步骤-从第一和/或第二麦克风信号产生输出信号，并且
-以取决于频率的增益来放大所述输出信号。 优点是，根据进行的信号的初始方向取决于频率地放大全向信号。 此外助听设备还可以包括至少一个输出第三麦克风信号的第三麦克风。由此可以
组合身体麦克风和助听器麦克风。 在一种扩展中该方法还可以包括以下步骤
-从至少一个第三麦克风信号产生输出信号，并且
-以取决于频率的增益来放大所述输出信号。 在一种优选实施方式中，可以从第一和第二麦克风信号的差来确定取决于频率的 增益。由此例如可以将来自前方的声音与来自后方的声音分开。 本发明还提出一种具有输出第一和第二麦克风信号的第一和第二麦克风的助听
设备。第一和第二麦克风具有不同的方向性。两个麦克风信号可以通过快速傅里叶变换或
者滤波库(Filterbank)转换到频域并且可以从转换到频域的两个麦克风信号中确定出对
于助听设备的输出信号的取决于频率的增益。 在一种扩展中可以通过屏蔽环境声音来实现方向性。 在另一种实施方式中由于不同的屏蔽，第一麦克风接收主要来自于前方的声音， 第二麦克风接收主要来自于后方的声音。 优选地，可以从第一和/或第二麦克风信号形成输出信号并且用取决于频率的增 益放大所述输出信号。 此外助听设备可以构造为耳后助听器，其中两个麦克风设置在耳后助听器中。
在另一种实施方式中，不同的屏蔽可以通过外耳遮蔽来实现。 在一种优选实施方式中第一和第二麦克风可以构造为身体麦克风，并且助听设备可以包括具有至少一个输出第三麦克风信号的第三麦克风的助听器。 此外可以从该至少一个第三麦克风信号形成输出信号并且以取决于频率的增益 放大所述输出信号。 在另一种实施方式中可以通过助听器佩戴者的身体来产生不同的屏蔽。 在一种扩展中第一和第二麦克风可以分别包括一个无线电发送装置，其将取决于
频率的电平信息传输到助听器以确定取决于频率的增益。由此可以节省带宽地传输数据。 在一种优选实施方式中，第一和第二麦克风可以位于不同的助听器中并且这些助
听器可以分别包括一个将取决于频率的电平信息传输到另一个助听器以确定取决于频率
的增益的无线电发送装置。其优点是，不需要任何附加的身体麦克风。
通过以下结合示意性的附图对多个实施例的解释，本发明的其它特点和优点将更
加清楚。 其中 图1示出按照现有技术的指向性麦克风的框图， 图2示出具有耳后助听器的助听设备， 图3示出具有身体麦克风的助听设备， 图4示出助听设备的框图，以及 图5示出具有两个耳后助听器的助听设备。
具体实施例方式
图2示出按照本发明的助听设备的耳后助听器6。该助听器6包括耳部携带挂钩 10和基本单元20。基本单元20包括MT0开关7、音量调节器8以及用于调整不同的助听程 序的程序选择按键9，其中MTO开关7用于关掉助听器6并用于手动选择是经过嵌入的麦克 风1、2还是未示出的电话线圈接收信号的驱动类型。两个互相隔开的麦克风1、2，即第一麦 克风1和第二麦克风2，由于通过助听器使用者的外耳的不同的遮蔽而接收主要来自不同 方向的环境声音。第一麦克风1优选采集来自前方的声音，第二麦克风2优选采集来自后 方的声音。对这两个麦克风1、2的信号进行取决于频率的分析并且用来确定对于一个或两 个麦克风信号的取决于频率的增益。例如可以从两个麦克风信号的差确定，待放大的声音 信号是来自前方还是后方。对于来自前方的频率分量，相应地更多地放大要传输到受话器 的信号。 图3示出按照本发明的具有身体麦克风的实施方式。第一麦克风1安置在人的身 体11的正面，第二麦克风2安置在人的背部。由此第一麦克风1优选接收来自前方的环境 声音，而第二麦克风2主要接收来自后方的环境声音。在人的耳后设置了具有第三麦克风 的助听器6。两个身体麦克风1、2将取决于频率的电平信号经过无线电FS发送到助听器 6，在那里对用于确定第三麦克风13的麦克风信号的取决于频率的增益的信息进行分析。
图4示出按照图3的装置的框图。麦克风信号从两个麦克风1、2的输出端具有方 向性地到达第一滤波库15，在第一滤波库15中进行频率分析。取决于频率的电平信息从 第一滤波库15的输出端经过无线电到达助听器6的增益确定单元16。在增益确定单元16中分析第一和第二麦克风1、2的电平信息以及确定取决于频率的增益系数。该增益系数被 传输到乘法器18的输入端。 助听器6的第三麦克风13的信号在第二滤波库14中被拆分为其频率组成部分并 且传输到乘法器18的另一个输入端。取决于频率的增益系数从基本放大单元17、例如音量 调节器，经过乘法器18的另一个输入端到达乘法器18。此时在乘法器18中相应于增益系 数放大第三麦克风13的信号并且然后将放大的信号传输到傅里叶反变换。变换回时域的 输出信号被传输到受话器12的输入端。在那里电信号又被转换为声音信号。由此将具有 方向信息的声音信号提供给助听器使用者。 在根据图4的装置中运行的方法可以如下地数学表达为 公式 S,(,)r^S々,") (1) &(,，") (2) (3) 描述了三个麦克风信号通过滤波库、例如类似于在助听器中的滤波而拆分为通过 频率参数n表示的多个通道。 经过频率转换的第一和第二麦克风信号(例如通过低通滤波)被转换为取决于频 率的电平信息 Ljt， n) = Level {Si (t， n)} (4)
L2(t， n) = Level {S2(t， n)} (5) 从这样确定的电平信息中确定出取决于频率的增益g()，它和基本增益gain() — 起乘以第三麦克风信号S3(t):<formula>formula see original document page 7</formula> 。 (6)
然后通过来自各个通道信号SA(t， n)的反馈确定输出信号SA(t): <formula>formula see original document page 7</formula>。 (7) 在本发明的一种实施方式中可以将取决于频率的增益的加权与语音的长期频谱 (Langzeitspektrum)相平衡。由此可以更容易地检测来自前方的与语音相关的信号分量。
在另一种实施方式中可以避免使用附加的外部麦克风。为此在左助听器和右助听 器之间交换电平信息。由此可以检测侧面发生的声音。在图5中示出了具有两个耳后助听 器6的助听器使用者的头部。在两个助听器6中的一个中有至少一个第一麦克风l，在另一 个助听器6中有第二麦克风2。两个麦克风1、2由于其排列而不同地遮蔽环境声音。如前 面所述，对麦克风信号进行处理并且将电平信息经过无线电信号FS传输到相关的另一个 麦克风用以进一步处理。由此可以在每个助听器6中产生一个方向性。
权利要求
一种用于驱动具有输出第一麦克风信号(R1)的第一麦克风(1)和输出第二麦克风信号(R2)的第二麦克风(2)的助听设备的方法，其特征在于由于对环境声音的不同屏蔽或者遮蔽，该第一麦克风(1)和第二麦克风(2)具有不同的方向性；对所述两个麦克风信号(R1，R2)进行频率分析；并且从转换到频域中的两个麦克风信号(R1，R2)确定出对于该助听设备的输出信号的取决于频率的增益，使频率根据方向被放大。
2. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于，由于不同的屏蔽，第一麦克风(1)接收主 要来自前方的环境声音，第二麦克风(2)接收主要来自后方的环境声音。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，从第一麦克风信号(Rl)和/或第二麦克风信号(R2)产生输出信号，并且 以取决于频率的增益来放大该输出信号。
4. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述助听设备包括至少一个输出第三 麦克风信号的第三麦克风(13)。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于， 从至少一个第三麦克风信号产生输出信号，并且 以取决于频率的增益来放大该输出信号。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，从第一麦克风信号(Rl)和 第二麦克风信号(R2)的差来确定所述取决于频率的增益。
7. —种具有输出第一麦克风信号(Rl)的第一麦克风(1)和输出第二麦克风信号(R2) 的第二麦克风(2)的助听设备，其特征在于，所述第一麦克风(1)和第二麦克风(2)由于对环境声音的不同屏蔽或遮蔽而具有不同 的方向性，所述两个麦克风信号(Rl， R2)通过快速傅里叶变换或者滤波库(14,15)被转换 到频域，从转换到频域的两个麦克风信号(Rl， R2)中确定对于助听设备输出信号的取决于 频率的增益，使频率根据方向被放大。
8. 根据权利要求7所述的助听设备，其特征在于，由于不同的屏蔽，第一麦克风(1)接收主要来自于前方的声音，第二麦克风(2)接收主 要来自于后方的声音。
9. 根据权利要求7或8所述的助听设备，其特征在于，从第一麦克风信号(Rl)和/或 第二麦克风信号(R2)形成输出信号并用取决于频率的增益放大该输出信号。
10. 根据权利要求7至9中任一项所述的助听设备，其特征在于，所述助听设备构造成 耳后助听器(6)，其中所述两个麦克风(1，2)设置在该耳后助听器(6)中。
11. 根据权利要求io所述的助听设备，其特征在于，所述不同的屏蔽通过外耳遮蔽来实现。
12. 根据权利要求7或8所述的助听设备，其特征在于，所述第一麦克风(1)和第二麦 克风(2)构造成身体麦克风，并且所述助听设备包括具有至少一个输出第三麦克风信号的 第三麦克风(13)的助听器(6)。
13. 根据权利要求12所述的助听设备，其特征在于，从至少一个第三麦克风信号形成 输出信号并以取决于频率的增益放大该输出信号。
14. 根据权利要求12或13所述的助听设备，其特征在于，通过助听器佩戴者的身体来 产生不同的屏蔽。
15. 根据权利要求12至14中任一项所述的助听设备，其特征在于，所述第一麦克风 (1)和第二麦克风(2)分别包括一个无线电发送装置，该无线电发送装置将取决于频率的 电平信息传输到助听器(6)以确定取决于频率的增益。
16. 根据权利要求7所述的助听设备，具有两个助听器(6)，其特征在于，所述第一麦克 风(1)和第二麦克风(2)位于不同的助听器(6)中并且这些助听器(6)分别包括一个无线 电发送装置，该无线电发送装置将取决于频率的电平信息传输到另一个助听器(6)以确定 取决于频率的增益。
全文摘要
本发明公开了一种用于驱动助听设备的方法以及一种对应的助听设备，该助听设备具有输出第一麦克风信号(R1)的第一麦克风(1)和输出第二麦克风信号(R2)的第二麦克风(2)。该第一和第二麦克风(1，2)具有不同的方向性，例如由于通过助听器佩戴者的身体的不同遮蔽。该方法包括对两个麦克风信号(R1，R2)进行频率分析，并且从转换到频域中的两个麦克风信号确定出对于助听设备的输出信号、例如第三麦克风(13)的麦克风信号的取决于频率的增益。
文档编号G10L21/00GK101711007SQ20091016910
公开日2010年5月19日 申请日期2009年9月7日 优先权日2008年9月5日
发明者安德烈亚斯·蒂芬诺 申请人:西门子医疗器械公司