助听器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种助听器，包括：反馈监控器，该反馈监控器连接到自适应反馈消除器并且被配置成监控反馈的状态并且具有提供反馈状态指示的输出；以及线索控制器，该线索控制器连接到反馈监控器和至少一个自适应线索滤波器、并且被配置成响应于反馈监控器的输出控制至少一个自适应线索滤波器，使得在至少一个ITE麦克风的输出和至少一个自适应线索滤波器的组合输出之间的差减小。
【专利说明】助听器
【技术领域】
[0001]一种新型助听器设有与助听器的佩戴者相关的改进的声源定位。
【背景技术】
[0002]已经报告了助听器用户在佩戴他们的助听器时与不佩戴他们的助听器时相比具有较差的定位声源的能力。这对于轻微至中度听力受损人群而言代表了严重的问题。
[0003]此外，助听器通常以用户将声源感知为被定位在头内部的方式来重现声音。声音被描述成内部化而非外部化。当参考“处于噪音问题中的听力言语”时，助听器用户的常见的抱怨是，即使信噪比(SNR)应充分提供所需要的言语可懂度，但也很难跟上正在说的任何事。该事实的重要原因是，助听器重现内部化声场。这增加了助听器用户的认知负担并且可能导致听觉疲劳并且最终用户摘除助听器。
[0004]因此，存在对于具有改进的声源定位的新型助听器的需要，S卩，新型助听器保存了声音环境中的各自的声源相对于助听器的佩戴者的头的取向的方向和距离的信息。
[0005]人类借助于人的双耳声源定位能力来检测和定位三维空间中的声源。
[0006]对听力的输入由两个信号组成，即在每个鼓膜处的声压，在下文中称为双耳声音信号。因此，如果可能已经由给定的空间声场产生的在鼓膜处的声压在鼓膜处精确地重现，则人听觉系统将不能够将重现的声音与由空间声场本身产生的实际声音进行区别。
[0007]人听觉系统如何提取关于声源的距离和方向的信息不是充分已知的，但是已知的是，人听觉系统在该判定上使用了大量的线索(cue，或提示)。在这些线索之中的是频谱线索、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相对于倾听者的左右耳朵来自放置在给定的方向和距离处的声源的声波的传输，所述两个传递函数一个用于左耳并且一个用于右耳，包括任意线性失真，诸如音染、耳间时间差和耳间频谱差。这样的一组两个传递函数，一个用于左耳并且一个用于右耳，被称为头相关传递函数(HRTF)。HRTF的各传递函数被限定为由在附属耳道或接近附属耳道的特定点处的平面波产生的声压P (在左耳道中的九和在右耳道中的Pr)相对于参考值之间的比率。传统上挑选的参考值是在倾听者不在场的情况下由在头的中间靠右的位置处的平面波产生的声压Pl。
[0009]HRTF包含关于传输到倾听者的耳朵的声音的所有信息，包括头周围的衍射、来自肩部的反射、耳道中的反射等，并且因此，HRTF随着个体而变化。
[0010]在下文中，为了方便，HRTF传递函数中的一个也将被称为HRTF。
[0011]与HRTF类似地定义了助听器相关的传递函数，S卩，作为响应于平面波在附属耳道中的特定点处由助听器产生的声压P和参考值之间的比率。传统上挑选的参考值是在倾听者不在场的情况下由在头的中间靠右的位置处的平面波产生的声压P1。
[0012]HRTF随着与倾听者的耳朵相关的声源的方向和距离而改变。针对任意方向和距离测量HRTF并且例如通过滤波器例如电子地模仿(建模)HRTF是可能的。如果将这样的滤波器插入在诸如磁带录音机的回放单元和由倾听者所使用的耳机之间的信号路径中，则因为耳朵中声压的真实再现，所以倾听者将获得这样的感觉:由耳机产生的声音起源于在如由正讨论的模仿HRTF的滤波器的传递函数定义的距离处和方向中放置的声源。
[0013]当诠释空间编码的信息时，由大脑进行的双耳处理导致一些积极影响，即，更好的信噪比(SNR);到达方向(DOA)估计；深度/距离感知和在视觉系统与听觉系统之间的协同作用。
[0014]耳朵的复杂形状是对倾听者的单个空间频谱线索(ITD、ILD和频谱线索)的主要原因。因此，由于许多频谱细节将被丢失或严重失真，所以在耳朵后面的拾取声音的装置在重现HRTF方面将是不利的。
[0015]这一点在图1中例证，其中，示出了使用相同的耳朵的开放耳朵的角频谱(即，无遮挡测量)连同在耳后装置(BTE)上的前麦克风上的对应的测量。开放耳谱在细节上是丰富的，而BTE结果更加模糊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相对于佩戴助听器的用户放置在到达用户的空间声音线索被保存的位置处。例如，有利的是，将麦克风放置在耳廓前面用户的外耳中，例如在耳道的入口处；或，耳道的内部，以便与麦克风在耳朵后面时可能出现的情况相比在更大程度上保存到达耳朵的声音的空间线索。关于空间线索的保存，在三角窝下方的位置也已经证明是有利的。
[0017]麦克风在耳道的入口处或在耳道内部的放置导致了使麦克风移动接近助听器的声发射装置的问题，因而反馈产生的风险增加，这进而限制了能够为助听器规定的最大稳定增益。
[0018]解决该问题的标准方式是使用定制模具完全封闭耳道。然而，这引入了关于潮湿和热量的阻塞效应以及舒适度问题。
[0019]为了比较，图2中示出具有放置在耳朵后面的前后麦克风的BTE助听器的最大稳定增益和具有放置在耳道中的开放安装的麦克风的耳内式(ITE)助听器。能够看到的是，对于几乎所有频率而言，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]在新型助听器中，麦克风的任意配置的输出信号经历了信号处理使得空间线索被保存并且被输送至助听器的用户。利用被配置成保存空间线索的滤波器来对输出信号进行滤波。
[0021]除了如在BTE助听器中的传统放置的麦克风之外，通过提供预期将被放置在耳廓前面的用户的外耳中，例如，在耳道的入口处或三角窝的正下方、或在耳道内部的至少一个ITE麦克风，在使用中新型助听器向用户提供了改进的定位，以便记录到达用户的耳朵并且包含与声音环境中的声源的定位相关的期望的空间信息的声音。
[0022]新型助听器的处理器将驻留在用户的外耳中的至少一个ITE麦克风的音频信号与如在BTE助听器中的传统定位的麦克风的麦克风信号组合在一起使得空间线索被保存。至少一个ITE麦克风的音频信号可以被形成为至少一个ITE麦克风的各麦克风的输出信号的加权和。信号处理的其它形式可以被包括在至少一个ITE麦克风的音频信号的形式中。
[0023]因此，提供了一种助听器，包括:
[0024]BTE助听器外壳，该BTE助听器外壳被配置成佩戴在用户的耳廓后面；[0025]在BTE助听器外壳中容纳的至少一个BTE声音输入换能器，诸如全方位定向麦克风、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，所述至少一个BTE声音输入换能器中的每一个都被配置成用于将声音信号转换成相应的音频信号，
[0026]ITE麦克风外壳，该ITE麦克风外壳被配置成放置在用户的外耳中用于将容纳在ITE麦克风外壳中的至少一个ITE麦克风紧固并保持在其预期的位置，所述至少一个ITE麦克风中的每一个都被配置成用于将原声转换成相应的音频信号。
[0027]至少一个自适应线索滤波器，所述至少一个自适应线索滤波器中的每一个都具有:
[0028]输入，该输入提供有来自至少一个BTE声音输入换能器中相应的一个的输出信号，以及
[0029]系数自适应的滤波器，使得在至少一个ITE麦克风的输出信号与所述至少一个自适应线索滤波器的组合输出信号之间的差减小，并且优选地最后被最小化或基本最小化，
[0030]处理器，该处理器被配置成基于由至少一个线索滤波器输出的已滤波的音频信号的组合来生成听力损失补偿输出信号；
[0031]输出换能器，该输出换能器用于将听力损失补偿输出信号转换成能够由人的听觉系统接收的听觉输出信号；
[0032]自适应反馈消除器，该自适应反馈消除器用于反馈抑制并且具有:
[0033]连接到处理器的输出的输入，用于接收听力损失补偿输出信号，
[0034]至少一个输出，所述至少一个输出对从输出换能器的输出到相应的至少一个BTE麦克风的反馈路径进行建模并且连接到:
[0035]减法器，该减法器用于从相应的至少一个BTE麦克风的输出减去自适应反馈消除器的至少一个输出并且将差输出到相应的至少一个自适应线索滤波器，
[0036]该助听器进一步包括:
[0037]反馈监控器，该反馈监控器连接到自适应反馈消除器并且被配置成监控反馈的状态并且具有提供反馈状态指示的输出；
[0038]线索控制器，该线索控制器连接到反馈监控器的输出和至少一个自适应线索滤波器的输出，并且被配置成响应于反馈监控器的输出信号控制至少一个自适应线索滤波器，使得在至少一个ITE麦克风的输出信号与至少一个自适应线索滤波器的组合输出信号之间的差减小，并且优选地最终被最小化或基本最小化。
[0039]该助听器可以进一步包括:
[0040]声音信号传输构件，该声音信号传输构件用于将来自在该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至在该声音信号传输构件的第二端处的用户的耳道，
[0041]耳机，该耳机被配置成插入在用户的耳道中用于将声音信号传输构件紧固并且保持在用户的耳道中处于其预期的位置。
[0042]贯穿本公开，“至少一个ITE麦克风的输出信号”可以用来识别形成从至少一个ITE麦克风的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，包括所述至少一个ITE麦克风的预处理的输出信号。[0043]同样地,“至少一个BTE声音输入换能器的输出信号”可以用来识别形成从至少一个BTE声音输入换能器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，包括所述至少一个BTE声音输入换能器的预处理的输出信号。
[0044]在使用中，将至少一个ITE麦克风放置成使得响应于传入的声音所产生的所述至少一个ITE麦克风的输出信号具有构成充分逼近用户的HRTF的传递函数。例如，所述至少一个ITE麦克风可以由放置在耳道的入口处的单个麦克风构成。处理器将所述至少一个ITE麦克风的输出信号中所包含的定向信息输送至处理器的最终听力损失补偿输出信号，使得处理器的听力损失补偿输出信号也获得构成充分逼近用户的HRTF的传递函数，因而向用户提供了改进的定位。
[0045]BTE (耳后)助听器在本领域中是熟知的。BTE助听器具有被成形为佩戴在用户的耳廓后面的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，声管或电导体，将表示听力损失补偿声音的信号从BTE外壳传输到用户的耳道中。
[0046]为了将声音信号传输构件牢固且舒适地定位在用户的耳道的入口处，可以提供耳机、壳、或耳模用于插入到用户的耳道中，构成开放的解决方案。在开放的解决方案中，当耳机、壳、或耳模被定位在耳道中其预期的操作位置中时不阻塞耳道。相反，将存在通过耳机、壳、或耳模，或在耳道壁的一部分和耳机、壳、或耳模的一部分之间的通道，使得在耳鼓膜和耳机、壳、或耳模之间，声波可以从耳机、壳、或耳模后方逃逸，通过该通道到用户的周围。以这种方式，基本消除了阻塞效应。
[0047]通常，分别以适合用户的耳朵的多个标准尺寸定制或制造耳机、壳、或耳模，以充分地确保声音信号传输构件在耳道中其预期的位置中、并且防止例如当用户移动下巴时耳机从耳朵掉出。
[0048]输出换能器可以是定位在BTE助听器外壳中的接收器。在这种情况下，声音信号传输构件包括声管，该声管用于将来自定位在BTE助听器中的接收器并且通过该声管的原声信号传播到定位并保持在用户的耳道中并且具有用于将原声信号传输到耳道中的鼓膜的输出端口的耳机。
[0049]输出换能器可以是定位在耳机中的接收器。在这种情况下，声音信号传输构件包括电导体，用于将音频信号从BTE助听器外壳中的处理器的输出通过所述导体传播到定位在耳机中的接收器，用于通过耳机的输出端口发射声音。
[0050]容纳至少一个ITE麦克风的ITE麦克风外壳可以与耳机结合或可以由耳机构成，使得当将耳机紧固在耳道中其预期的位置中时，将至少一个麦克风定位成接近耳道的入□。
[0051]ITE麦克风外壳可以利用预期将被定位在耳廓内部的臂(可能是柔性臂)连接到BTE助听器外壳，所述臂例如围绕邻接对耳轮的耳甲的圆周并且至少部分地由对耳轮覆盖用于使其保持在用户的外耳内部的位置。臂在制造期间可以优选地被预形成为弧形状，该弧形状具有略大于对耳轮的曲率的曲率，用于将臂容易地安装到其在耳廓中预期的位置中。在一个示例中，臂具有便于将至少一个ITE麦克风定位在三角窝的正下方的工作位置处的长度和形状。
[0052]处理器可以被容纳在BTE助听器外壳中，或在耳机中，或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助听器外壳的电路系统和耳机的电路系统之间存在单向或双向通信链路。该链路可以是有线或无线的。
[0053]同样地，在BTE助听器外壳的电路系统和至少一个ITE麦克风之间存在单向或双向通信链路。该链路可以是有线或无线的。
[0054]处理器操作以在为助听器的最佳空间性能维持声音环境的空间信息的同时执行听力损失补偿，并且同时，提供尽可能大的最大稳定增益。
[0055]耳机的至少一个ITE麦克风的输出信号可以是一些预处理的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。耳机的至少一个ITE麦克风的输出信号的给定的时间实例的短时频谱被表示为SIK(f，t) (IEC=耳中部件)。
[0056]提供了至少一个BTE声音输入变换器的一个或多个输出信号。这些信号的频谱被
表示为
【权利要求】
1.一种助听器，包括: BTE助听器外壳，所述BTE助听器外壳被配置成佩戴在用户的耳廓后面； 至少一个BTE声音输入换能器，所述至少一个BTE声音输入换能器被容纳在所述BTE助听器外壳中，所述至少一个BTE声音输入换能器中的每一个都被配置成用于将原声转换成相应的音频信号； ITE麦克风外壳，所述ITE麦克风外壳被配置成放置在所述用户的外耳中； 至少一个ITE麦克风，所述至少一个ITE麦克风被容纳在所述ITE麦克风外壳中，所述至少一个ITE麦克风中的每一个都被配置成用于将原声转换成相应的音频信号； 至少一个自适应线索滤波器，所述至少一个自适应线索滤波器中的每一个都具有输入，该输入提供有来自所述至少一个BTE声音输入换能器的输出，其中，使所述至少一个自适应线索滤波器的滤波器系数自适应、使得在所述至少一个ITE麦克风的输出与所述至少一个自适应线索滤波器的组合输出之间的差减小； 处理器，所述处理器被配置成基于由所述至少一个自适应线索滤波器的输出来生成听力损失补偿输出信号； 输出换能器，所述输出换能器用于将所述听力损失补偿输出信号转换成能够由人的听觉系统接收的听觉输出信号； 用于反馈抑制的自适应反馈消除器，所述自适应反馈消除器连接到所述处理器用于接收所述听力损失补偿输出信号、并且被配置成提供对所述输出换能器和所述至少一个BTE声音输入换能器之间的反馈路径建模的至少一个输出，其中，所述自适应反馈消除器连接到减法器用于从所述至少一个BTE声音输入换能器的输出减去对所述反馈路径建模的至少一个输出以获得差，其中，所述差被输出到所述至少一个自适应线索滤波器； 反馈监控器，所述反馈监控器连接到所述自适应反馈消除器并且被配置成监控反馈的状态并且具有提供所述反馈状态指示的输出；以及 线索控制器，所述线索控制器连接到所述反馈监控器和所述至少一个自适应线索滤波器、并且被配置成响应于所述反馈监控器的输出控制所述至少一个自适应线索滤波器、使得在所述至少一个ITE麦克风的输出与所述至少一个自适应线索滤波器的组合输出之间的差减小。
2.根据权利要求1所述的助听器，其中，所述线索控制器被配置成:当所述反馈监控器的输出的值指示出反馈不稳定时，使所述至少一个自适应线索滤波器的自适应速率下降。
3.根据权利要求1所述的助听器，其中，所述线索控制器被配置成:当所述反馈监控器的输出的值指示出反馈不稳定时，停止所述至少一个自适应线索滤波器的自适应。
4.根据权利要求1所述的助听器，其中，所述线索控制器被配置成:当所述反馈监控器的输出的值指示出反馈不稳定时停止所述至少一个自适应线索滤波器的自适应、并且将所述至少一个自适应线索滤波器的所述滤波器系数设置到预定的值。
5.根据权利要求1所述的助听器，其中，所述线索控制器被配置成:当所述反馈监控器的输出的值指示出反馈不稳定时，在预定的时间段内将所述至少一个自适应线索滤波器的所述滤波器系数的每一个逐渐改变为预定值。
6.根据权利要求1所述的助听器，其中，所述线索控制器被配置成:提供滤波器系数的值作为所述滤波器系数的值的线性加权和。
7.根据权利要求6所述的助听器，其中，在所述线性加权和中所包含的权重是由所述反馈监控器响应于反馈稳定性而提供的输出值β的函数。
8.根据权利要求1所述的助听器，其中，所述滤波器系数包括预定滤波器系数组，并且所述助听器进一步包括用于容纳所述至少一个自适应线索滤波器的所述预定滤波器系数组的存储器，其中，针对与所述助听器有关的特定到达方向确定所述预定滤波器系数组中的一组。
9.根据权利要求8所述的助听器，其中，所述至少一个自适应线索滤波器加载有预定滤波器系数组，所述预定滤波器系数组提供了在所述至少一个ITE麦克风的输出与所述至少一个自适应线索滤波器的组合输出之间的最小差。
10.根据权利要求1所述的助听器，其中，所述线索控制器被配置成:当所述反馈监控器的输出的值不再指示出反馈不稳定时，恢复所述至少一个自适应线索滤波器的自适应。
11.根据权利要求1所述的助听器，其中，当所述滤波器系数的值的变化在规定的阈值以下时，防止所述至少一个自适应线索滤波器进一步自适应。
12.根据权利要求1所述的助听器，其中，将来自所述BTE和所述ITE的音频信号划分成多个频道，并且其中，所述至少一个自适应线索滤波器被配置成用于单独地处理一个或多个所述频道中的所述音频信号。
13.根据权利要求12所述的助听器，其中，将所述至少一个BTE声音输入换能器与所述一个或多个频道中的所述处理器断开，使得听力损失补偿单一地基于所述至少一个ITE麦克风的输出。
14.根据权利要求1所述的助听器，进一步包括: 声音信号传输构件，所述声音信号传输构件用于将来自在所述声音信号传输构件的第一端处的所述BTE助听器外壳中的声音输出的声音信号传输至在所述声音信号传输构件的第二端处的所述用户的耳道；以及 耳机，所述耳机被配置成插入在所述用户的所述耳道中用于在所述用户的所述耳道中紧固并且保持所述声音信号传输构件处于其预期位置。
15.根据权利要求1所述的助听器，其中，所述线索控制器被配置成:响应于所述反馈监控器的输出，控制所述至少一个自适应线索滤波器，使得所述至少一个ITE麦克风的输出与所述至少一个自适应线索滤波器的组合输出之间的所述差最小化。
【文档编号】H04R25/00GK103916805SQ201310728273
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年12月25日 优先权日:2012年12月28日
【发明者】卡尔-弗雷德里克·约翰·格兰, 马桂林 申请人:Gn瑞声达A/S