用于运行听力设备的方法以及听力设备的制作方法
【专利摘要】一种通过对听力设备的输入信号应用频率换位方案来运行听力设备的方法，所述听力设备包括输入换能器、信号处理单元和输出换能器，所述方法包括如下步骤：通过应用变换函数将所述输入信号从时域变换到频域以获得输入频谱，所述输入频谱具有包括源区（20）和目的区（30）的频率范围；考虑到所述输入信号的瞬时特性来适应性地选择所述源区（20）的信号分量；将所选择的信号分量调换到所述目的区（30）；以及将输出频谱或输出频谱的变换提供到所述输出换能器，所述输出频谱包括所述目的区（30）的信号分量。
【专利说明】用于运行听力设备的方法以及听力设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于运行听力设备的方法以及听力设备。
【背景技术】
[0002]已研究出多种用于频率降低的途径，使得具有高频听力损失的听力受损患者能够受益，特别是在原始高频声音的放大没有用(例如由于死区)或不可行(由于应用高增益时潜在的反馈问题，或由于所应用增益的有限带宽)的情况下。
[0003]例如，WO2007/000161 Al、US-7 248 711 B2 和 EP-1 686 566 A2 中公开了描述
频率降低方案的已知教导。这些已知教导具有下列缺点中的一个或几个:
[0004]-对于1500Hz以下的截止频率，元音失真；
[0005]-已知的换位方案常常导致听力设备用户的混淆增加；
[0006]-谐波关系的失真引起了改变的音调感知并且降低了听音乐的愉悦。
[0007]因此，本发明的一个目的是克服上述缺点中的至少一个。
【发明内容】
[0008]在本发明的语境中，术语“换位(transposition)”或“调换(transpose)”被限定为具有下列含义中的至少一个:
[0009]-将目的频率分量替换成源频率分量；
[0010]-目的频率分量与对应的源频率分量的任何组合。
[0011]此外，术语“听力设备”不仅指向用来改善听力受损患者的听力的助听器，而且指向任何通信设备，无论是有线的还是无线的，或者指向听力保护设备，其中助听器也可以是可植入的。
[0012]本发明首先指向一种通过对听力设备的输入信号应用频率换位方案(frequencytransposition scheme)来运行所述听力设备的方法。所述听力设备包括输入换能器、信号处理单元和输出换能器。根据本发明的所述方法包括如下步骤:
[0013]-通过应用变换函数将所述输入信号从时域变换到频域以获得输入频谱，所述输入频谱具有包括源区(source region)和目的区(destination region)的频率范围；
[0014]-考虑到所述输入信号的瞬时特性来适应性地选择所述源区的信号分量；
[0015]-将所选择的信号分量调换到所述目的区；以及
[0016]-将输出频谱或输出频谱的变换提供到所述输出换能器，所述输出频谱包括所述目的区的信号分量。
[0017]在本发明的一个更具体的实施方案中，所述瞬时特性是下列中的至少一个:
[0018]-所述听力设备的用户的听觉期望；
[0019]-所述源区中的瞬时能量分布，尤其是所述源区中的音位的瞬时能量分布；
[0020]-所述目的区中的瞬时能量分布；
[0021 ]-所述输入信号中存在的扰动信号。[0022]在本发明的又一些实施方案中，所述源区包括下部源区和至少两个源堆栈(source stack)，所述下部源区在截止频率以下，且所述至少两个源堆栈在所述截止频率以上，并且其中所述目的区包括下部目的区和目的堆栈(destination stack),所述下部目的区在所述截止频率以下，且所述目的堆栈在所述截止频率以上，所述截止频率尤其在1500Hz 以下。
[0023]在本发明的又一些实施方案中，调换步骤包括下列步骤:
[0024]-确定落在所述源区内的中心频率格口(centerfrequency bin),频谱能量在所述中心频率格口处最大；以及
[0025]-将均等分布在所述中心频率格口周围的频率格口调换到所述目的区。
[0026]在本发明的再又一些实施方案中，在所述截止频率以上的所述源区被划分成均等大小的源堆栈，每个源堆栈具有的频率范围等于所述目的堆栈的频率范围。
[0027]在本发明的又一些实施方案中，调换步骤包括下列步骤之一: [0028]-将所述源堆栈的频率格口调换到所述目的堆栈的对应的频率格口，被调换的频率格口在所述源堆栈的所有对应的频率格口之中具有最大能量；
[0029]-将所述源堆栈之一的所有频率格口调换到所述目的堆栈，所调换的源堆栈包括具有最大能量的频率格口；
[0030]-将所述源堆栈之一的所有频率格口调换到所述目的堆栈，所调换的源堆栈包括在其频率格口上的最大能量总和；
[0031]-将所述源堆栈之一的所有频率格口调换到所述目的堆栈，所调换的源堆栈保留最大的频谱对比度。
[0032]本发明的又一些实施方案包括在适应性地选择所述源区的信号分量的步骤之前，对所述源区的信号分量应用预加权函数的步骤。
[0033]在本发明的又一些实施方案中，所述预加权函数基于下列准则中的至少一个:
[0034]-所述听力设备的用户的听觉期望；
[0035]-所述源区中的瞬时能量分布；
[0036]-所述目的区中的瞬时能量分布；
[0037]-所述输入信号中存在的扰动信号。
[0038]本发明的又一些实施方案包括在将所选择的信号分量调换的步骤之后，对所述目的区应用后加权函数(post-weighting function)的步骤。
[0039]在本发明的又一些实施方案中，选择步骤和调换步骤包括根据下列方案的峰拾取:
【权利要求】
1.一种通过对听力设备的输入信号(i)应用频率换位方案来运行所述听力设备的方法，所述听力设备包括输入换能器(I)、信号处理单元(3)和输出换能器(5)，所述方法包括如下步骤: -通过应用变换函数将所述输入信号(i)从时域变换到频域以获得输入频谱，所述输入频谱具有包括源区(20)和目的区(30)的频率范围； -考虑到所述输入信号(i)的瞬时特性来适应性地选择所述源区(20)的信号分量； -将所选择的信号分量调换到所述目的区(30);以及 -将输出频谱或输出频谱的变换提供到所述输出换能器(5)，所述输出频谱包括所述目的区(30)的信号分量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述瞬时特性是下列中的至少一个: -所述听力设备的用户的听觉期望； -所述源区(20)中的瞬时能量分布，尤其是所述源区(20)中的音位的瞬时能量分布； -所述目的区(30)中的瞬时能量分布； -所述输入信号(i)中存在的扰动信号。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述源区(20)包括下部源区(21)和至少两个源堆栈(22，26)，所述下部源区(21)在截止频率(FC)以下，且所述至少两个源堆栈(22，...，26)在所述截止频率(FC)以上，并且其中所述目的区(20)包括下部目的区(31)和目的堆栈(32)，所述下部目的区(31)在所述截止频率(FC)以下，且所述目的堆栈(32)在所述截止频率(FC)以上，所述截止频率(FC)尤其在1500Hz以下。
4.根据权利要求1至3中的一个权利要求所述的方法，其中调换的步骤包括下列步骤: -确定落在所述源区(20)内的中心频率格口，频谱能量在所述中心频率格口处最大；以及 -将均等分布在所述中心频率格口周围的频率格口调换到所述目的区(30)。
5.根据权利要求3所述的方法，其中在所述截止频率(FC)以上的所述源区(20)被划分成均等大小的源堆栈(22，26)，每个源堆栈具有的频率范围等于所述目的堆栈(32)的频率范围。
6.根据权利要求5所述的方法，其中调换的步骤包括下列步骤之一: -将所述源堆栈(22，...,26)的频率格口调换到所述目的堆栈(32)的对应的频率格口，被调换的频率格口在所述源堆栈(22，...,26)的所有对应的频率格口之中具有最大能量; -将所述源堆栈(22，...,26)之一的所有频率格口调换到所述目的堆栈(32)，所调换的源堆栈(22，...,26)包括具有最大能量的频率格口 ； -将所述源堆栈(22，...,26)之一的所有频率格口调换到所述目的堆栈(32)，所调换的源堆栈(22，...,26)包括在其频率格口上的最大能量总和； -将所述源堆栈(22，...,26)之一的所有频率格口调换到所述目的堆栈(32)，所调换的源堆栈(22，...,26)保留最大的频谱对比度。
7.根据权利要求1至6中的一个权利要求所述的方法，还包括在适应性地选择所述源区(20)的信号分量的步骤之前，对所述源区(20)的信号分量应用预加权函数(w，w’)的步骤。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述预加权函数(w，w’)基于下列准则中的至少一个: -所述听力设备的用户的听觉期望； -所述源区(20)中的瞬时能量分布； -所述目的区(30)中的瞬时能量分布； -所述输入信号(i)中存在的扰动信号。
9.根据权利要求1至8中的一个权利要求所述的方法，还包括在将所选择的信号分量调换的步骤之后，对所述目的区(30)应用后加权函数(w”)的步骤。
10.根据权利要求9所述的方法，其中选择步骤和调换步骤包括根据下列方案的峰拾取:
11.根据权利要求1至10中的一个权利要求所述的方法，其中所述频率换位方案由下列公式限定:
12.一种听力设备,包括: -输入换能器(1); -输出换能器(5)； -信号处理单元(3)，操作性地连接至所述输入换能器(I)以及所述输出换能器(5)；-用于通过应用变换函数将所述输入信号(i)从时域变换到频域以获得如下输入频谱的装置，所述输入频谱具有包括源区(20)和目的区(30)的频率范围； -用于考虑到所述输入信号(i )的瞬时特性来适应性地选择所述源区(20)的信号分量的装置；-用于将所选择的信号分量调换到所述目的区(30)的装置；以及-用于将输出频谱或输出频谱的变换提供到所述输出换能器(5)的装置，所述输出频谱包括所述目的区(30)的信号分量。
13.根据权利要求12所述的听力设备，其中所述瞬时特性是下列中的至少一个: -所述听力设备的用户的听觉期望； -所述源区(20)中的瞬时能量分布，尤其是所述源区(20)中的音位的瞬时能量分布； -所述目的区(30)中的瞬时能量分布； -所述输入信号(i)中存在的扰动信号。
14.根据权利要求12或13所述的听力设备，其中所述源区(20)包括下部源区(21)和至少两个源堆栈(22，26)，所述下部源区(21)在截止频率(FC)以下，且所述至少两个源堆栈(22，...，26)在所述截止频率(FC)以上，并且其中所述目的区(20)包括下部目的区(31)和目的堆栈(32)，所述下部目的区(31)在所述截止频率(FC)以下，且所述目的堆栈(32)在所述截止频率(FC)以上，所述截止频率(FC)尤其在1500Hz以下。
15.根据权利要求12至14中的一个权利要求所述的听力设备，其中用于调换的装置包括下列装置: -用于确定落在所述源区(20)内的中心频率格口的装置，频谱能量在所述中心频率格口处最大；以及 -用于将均等分布在所述中心频率格口周围的频率格口调换到所述目的区(30)的装置。
16.根据权利要求14所述的听力设备，其中在所述截止频率(FC)以上的所述源区(20)被划分成均等大小的源堆栈(22，26)，每个源堆栈具有的频率范围等于所述目的堆栈(32)的频率范围。
17.根据权利要求16所述的听力设备，其中用于调换的装置包括下列装置中的一个: -用于将所述源堆栈(22，26)的频率格口调换到所述目的堆栈(32)的对应的频率格口的装置，被调换的频率格口在所述源堆栈(22，...,26)的所有对应的频率格口之中具有最大能量； -用于将所述源堆栈(22，26)之一的所有频率格口调换到所述目的堆栈(32)的装置，所调换的源堆栈(22，...,26)包括具有最大能量的频率格口 ； -用于将所述源堆栈(22，26)之一的所有频率格口调换到所述目的堆栈(32)的装置，所调换的源堆栈(22，...,26)包括在其频率格口上的最大能量总和； -用于将所述源堆栈(22，26)之一的所有频率格口调换到所述目的堆栈(32)的装置，所调换的源堆栈(22，...,26)保留最大的频谱对比度。
18.根据权利要求12至17中的一个权利要求所述的听力设备，还包括用于在适应性地选择所述源区(20)的信号分量之前对所述源区(20)的信号分量应用预加权函数(w，w’)的装置。
19.根据权利要求12至18中的一个权利要求所述的听力设备，还包括在将所选择的信号分量调换之后对所述目的区(30)应用后加权函数(w”)的装置。
【文档编号】G10L21/02GK103733259SQ201180071836
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2011年6月23日 优先权日:2011年6月23日
【发明者】S·阿勒格罗-鲍曼, R·P·德尔莱斯, S·贾哈 申请人:峰力公司