用于在听力系统中处理麦克风信号的方法以及听力系统与流程
本发明涉及一种用于在听力系统中处理麦克风信号的方法，该听力系统包括可以佩戴在用户的耳朵中或耳朵上的听力仪器。本发明还涉及一种这样的听力系统。
背景技术：
一般将如下电子设备称为“听力仪器”，该电子设备接收环境声音，通过信号技术对环境声音进行修改，并且将修改后的声音信号输出到佩戴听力仪器的人(下面称为“用户”或者“佩戴者”)的耳朵。
这里以及下面将如下听力仪器称为“听力设备”，该听力仪器被构造为用于向听力受损的人供应，并且对声学环境信号进行处理、特别是放大，使得对听力损失进行完全或者部分补偿。为此，听力设备通常包括例如麦克风形式的输入转换器、具有放大器的信号处理单元以及输出转换器。输出转换器通常作为微型扬声器来实现，并且也称为“听筒”(接收器)。
然而，除了典型的听力设备之外，还存在如下听力仪器，其目的在于向听力正常的人供应，用于保护相应的用户的听力，或者为了特定目的支持听力正常的人的声音感知(例如复杂的声音环境中的语音理解)。这些听力仪器经常与听力设备类似地构造，特别是也包括上面提到的部件：输入转换器、信号处理装置和输出转换器。
为了满足大量个人的需要，提供不同结构形式的听力仪器。在所谓的bte听力仪器(behind-the-ear，也称为耳后式，简称为hdo)的情况下，安装有输入转换器、信号处理装置和电池的壳体佩戴在耳后(头骨和耳廓之间)。根据设计，听筒可以布置听力设备壳体中，或者可以直接布置在用户的耳道中(所谓的前听筒式听力仪器
这里以及下面，术语“听力系统”表示设备以及必要时其它结构的全体，其提供听力仪器的正常运行所需要的功能，因此形成一个功能单元。在最简单的情况下，这种听力系统可以由单个独立的听力仪器形成。然而，通常，听力系统由多个设备构成。例如，除了听力仪器之外，听力系统还可以包括用于用户的另一只耳朵的另一个听力仪器和/或外围设备(例如用于对听力仪器进行编程的遥控装置或编程设备)。代替外围设备，现代听力系统越来越经常包括控制程序(即，用于对听力仪器进行控制以及必要时进行编程、特别是所谓的“app(应用)”形式的软件应用程序)，其以可运行的方式安装或者可以安装在数据处理设备(例如计算机或移动通信设备、特别是智能电话)上。下面，在简洁的称谓的意义上，将听力系统的这种控制程序也称为“听力应用程序”。在此，数据处理设备通常是多功能设备，其被构造为用于不特定地或选择性地与听力仪器协作，并且通常还独立于听力仪器进行制造和销售。因此，数据处理设备本身通常不是听力系统的组成部分，而是仅作为用于计算能力、存储容量以及必要时作为执行机构和/或传感机构的资源，由听力系统使用。
(特别是听力受损的)用户对听力仪器的接受和持久的满意的一个重要的因素是对自己的语音的主观感知。然而，即使在高品质的现代听力仪器的情况下，尤其是通过听力仪器处理后的自己的语音经常也觉得是不自然或不令人愉快的，这对听力仪器的初次接受是不利的，尤其是使没有经验的用户难以习惯听力仪器。使得进一步变得困难的是，在一般的声音感知以及特别是语音清晰度方面最佳的听力仪器中的信号处理的设置，经常对自己的语音的声音感知的质量不利。
关于这个问题，在将听力仪器与个人用户匹配(“适配(fitting)”)时，迄今为止通常尝试在自身语音感知的质量和语音清晰度(即，其他说话人所说的语音的清晰度)之间找到尽可能好的折衷方案。替换地，具有自身语音识别(ownvoicedetection，自己的语音检测)的现代听力仪器经常提供以不同的方式对具有自身语音分量的声音信号和没有自身语音分量的声音信号进行处理的可能性。因此，在这种听力仪器中，可以有利地在良好的语音清晰度方面以及在自己的语音称为令人愉快的声音方面，独立地对信号处理进行优化。
然而，这两种方案的使用尤其是受限于如下情况：许多用户的自身语音感知受到对于每个用户(取决于用户的个性和生理特征)针对个体而不同的、时间上的波动和趋势的影响，因此在一般的适配处理的过程中不会考虑这些时间上的波动和趋势。特别是，适配通常在用户的日常环境之外由听力学家进行，因此，从与此相关联的开销出发，已经使得不能做出频繁或短期的反应。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是，使得能够通过听力系统以及用于在听力系统中处理麦克风信号的方法改善自身语音感知。
关于开头提到的类型的用于在听力系统中处理麦克风信号的方法和这种听力系统，根据本发明，上述技术问题通过根据本发明的特征来解决。在下面的描述中呈现本发明的有利的设计方案。
根据本发明的方法用于在听力系统中处理麦克风信号，听力系统包括能够佩戴在用户的耳朵中或耳朵上的听力仪器以及外围设备或者在数据处理设备上能够运行的控制程序(即“听力应用程序”)。在此，由听力仪器采集麦克风信号，并且借助信号处理装置依据预先给定的(信号处理)参数，对麦克风信号进行处理。在此，自动针对用户的自身语音分量，对所采集的麦克风信号进行检查。根据是否识别出用户的自身语音分量，根据两个不同的参数组对麦克风信号进行处理。因此，在识别出自身语音分量时以及期间，使用信号处理参数的第一参数组，而在未识别出自身语音分量时以及期间，应用信号处理参数的第二参数组。
根据本发明，用户能够经由外围设备或者控制程序，改变被确定用于对自身语音分量进行处理的第一参数组，以使包含在麦克风信号中的自身语音分量匹配于用户希望的自己的语音的感觉。
因此，所述方法使得用户能够灵活地根据需要调整其自己的语音的声音，使得其自己的语音的声音使其自己感觉是令人愉快的。因此，用户自己可以对其语音感觉的随着时间的改变做出反应，而为此不需要借助听力学家的帮助。因此，可以快速并且轻松地进行这些改变。在此，用户根据第一参数组进行的改变有利地选择性地作用于具有自身语音分量的麦克风信号。因此，保持用户根据第一参数组可进行的改变不触及一般的声音感知以及特别是通过听力仪器获得的语音清晰度。由此，排除用户由于适得其反的参数改变，在一般的声音感知方面(特别是无意地)使听力仪器的效果变差。
一般将如下数据组称为“参数组”，该数据组对于每一个信号处理参数或者多个选择的信号处理参数的至少一个子集分别包含一个值。在此，第一参数组和第二参数组是可以彼此独立地存储在听力系统中并且进行处理的不同、但是类似的数据结构。特别是，可以彼此独立地确定并且改变两个参数组各自的内容。在此，通常，第一参数组和第二参数组在内容上是不同的，也就是说，第一参数组和第二参数组对于信号处理参数中的至少一个具有不同的值。
代替唯一的第二参数组，在本发明的范围内，在没有自身语音分量的时间段内，也可以使用多个第二参数组，以使信号处理的功能匹配于不同类别的听力情形(例如音乐、其他说话人的语音等)。
术语“信号处理参数”一般地描述了设置(即以定性和/或定量的方式具体地确定)信号处理的特定功能的参量。这些信号处理参数的示例特别地是
·用于噪声抑制的强度的控制参数，
·总增益参数，利用其总体上可以调节从听力仪器输出的声音信号的音量，以及
·用于多个频带的频率选择性的增益因数。
在本发明的一个优选设计方案中，第一参数组包括至少一个下面提到的信号处理参数的值：
·总增益参数，即，用于调整麦克风信号的与频率无关的增益的参数，和/或用于调整动态压缩的特征曲线的参数，(其中，该参数例如再现压缩特征曲线的一个拐点或者多个拐点的位置)用户能够改变这些参数的值，以调整感知到的自己的语音的音量(响度)，
·针对麦克风信号的不同的频率分量的多个特定于频率的增益因数(例如根据均衡器的类型可以独立地设置的针对低频、中频和高频的3个增益因数)，和/或可以用来相对于彼此改变高频和低频的增益的参数(谱平衡)；用户能够改变这些参数的值，以调整感知到的自己的语音的频率分布，
·如下参数(下面称为“硬度参数”)，通过该参数的值，用户可以在感觉到的声音的“硬度”和“软度”方面，对感知到的自己的语音进行调整；该参数例如影响动态压缩的时间常数和/或强度；在此，优选确定在用户侧可设置的硬度参数与动态压缩的时间常数或者强度之间的函数关系，使得根据硬度参数，自己的语音听起来越硬，则将动态压缩的时间常数设置为越大，和/或越大地降低动态压缩的强度(在此，自己的语音的硬的声音是由于如下原因产生的，即，应用了具有相对大的延迟和/或仅具有小的强度的压缩；相反，自己的语音的软的声音是由于强的压缩和/或以小的延迟出现的压缩而产生的)；可选地，附加地依据自己的语音的水平，来改变硬度参数与动态压缩的时间常数或者强度之间的关系。
优选用户可以调节前面提到的信号处理参数中的多个，使得用户可以在多维参数空间中改变自己的语音的声音。在本发明的有利的实施方式中，选择张成该参数空间的信号处理参数，使得避免在声音上冗余的设置，也就是说，使得自己的语音在参数空间的每一个可选择的点上听起来都是不同的。
为了调节第一参数组的每一个可改变的信号处理参数，在听力系统的范围内，为用户提供例如滑动调节器(滑块)或者旋转按钮形式的对应的命令生成器。如果可以经由听力系统的外围设备调节第一参数组的信号处理参数，则在本发明的范围内，可以通过机电构件形成该或者每个命令生成器。然而，特别是在可以经由听力应用程序调节第一参数组的信号处理参数的本发明的实施方式中，优选通过图形用户界面(graphicaluserinterface，缩写为：gui)的操作元件形成命令生成器，这些操作元件例如模拟对应的机电构件、例如滑动调节器或者旋转头。
根据本发明的听力系统包括听力仪器以及外围设备或者在数据处理设备上能够运行的控制程序(“听力应用程序”)。在此，听力仪器包括：至少一个麦克风，用于采集麦克风信号；信号处理装置，用于依据预先给定的信号处理参数，对所采集的麦克风信号进行处理；以及自身语音识别模块，用于针对用户的自身语音分量，对麦克风信号进行检查。
一般地来说，听力系统被配置为用于执行前面描述的根据本发明的方法。具体地，听力仪器的信号处理装置被配置为，如前面所述，依据在麦克风信号中识别出或者未识别出自身语音分量，根据信号处理参数的第一或者第二参数组对麦克风信号进行处理。
根据本发明，可以经由外围设备或者听力应用程序改变第一参数组，以使包含在麦克风信号中的自身语音分量匹配于用户希望的自己的语音的感觉。外围设备或者听力应用程序特别是具有至少一个操作元件，其使得能够进行第一参数组的该用户侧改变。
信号处理优选在听力仪器中并且在那里例如在数字信号处理器(dsp)中进行。在一个有利的实施方式中，该信号处理器包括可编程模块、例如微处理器，在该可编程模块中，以软件的形式实现信号处理的功能或者其一部分。作为其附加或者替换，在有利的实施方式中，信号处理器包括不可编程的单元、例如asic，在该不可编程的单元中，以硬件电路的形式实现信号处理的功能或者其一部分。
然而，原则上，在本发明的范围内，也可以想到，听力系统的外围设备或者听力应用程序被配置为用于执行信号处理或者信号处理的一部分。
根据本发明的方法的所有各个实施方式和变形方案对应于根据本发明的听力系统的相应的实施方式和变形方案，反之亦然。因此，针对根据本发明的方法描述的各个实施方式的优点，同样也可以转用于根据本发明的听力系统的相应的实施方式。
附图说明
下面，根据附图详细说明本发明的实施例。
图1以示意性示图示出了根据本发明的听力系统。
具体实施方式
在唯一的附图(图1)中以示意性示图示出了听力系统1，听力系统1具有被构造为听力设备3的听力仪器。这里示例性地构造为bte设备并且对应地佩戴在用户的耳后的听力设备3包括两个麦克风5、听筒7和电池9。听力设备3还包括具有自身语音识别模块13的信号处理装置11。信号处理装置11特别是由数字信号处理器(dsp)形成，其作为可编程的电子构件形成或者至少包括可编程的电子构件。自身语音识别模块13这里优选由在dsp中实现的软件模块形成。
在听力设备3运行时，麦克风5接收来自听力设备3的周围环境的声音信号，并且以音频信号(即输送声音信息的电信号)的形式输出到信号处理装置11。下面将该音频信号称为麦克风信号。在信号处理装置11中，借助多个信号处理算法对麦克风信号进行修改。在此特别地，信号处理装置11优选包括多个依次连接的、一部分是频率选择性的并且另一部分是与频率无关的放大器级，用于对麦克风信号进行放大，这些放大器级可以彼此独立地进行调节。信号处理装置11向听筒7输出经过修改的音频信号。通过听筒7将该经过修改的音频信号转换为输出声音信号，输出声音信号经由(未示出的)声音软管输入到用户的耳道中。
在信号处理装置11中实现的信号处理算法的工作方式通过多个、总共例如大约150个(信号处理)参数p1,p2,p3,…来详细地确定。例如，在此，
·参数p1是总增益因数，利用其来总体上、即与频率无关地设置输出声音信号的一般的音量，
·参数p2是“谱平衡”，利用其(在输出声音信号的音量保持恒定的情况下)来设置针对麦克风信号的高频分量(高音)的增益因数与针对麦克风信号的低频分量(低音)的增益因数之间的比，并且利用其由此使得感觉到的输出声音信号的高音可变；在此，特别是将参数p2换算为信号处理装置11的更大数量的频带的特定于频率的增益因数(例如，在具有32个频带的信号处理装置11的示例性的实施方式中，通过参数p2，相对于16个高频频带的各个增益因数，总体上增大或者减小16个低频频带的各个增益因数)
·参数p3是“硬度控制参量”，利用其在感知到的“硬度”或者“软度”方面，对输出声音信号的声音进行调节；参数p3例如经由预先给定的数学函数影响动态压缩的时间常数的值；在一个简单、但是适宜的实施方式中，时间常数与参数p3的值成比例地变化(在这种情况下，定义(硬度)参数p3，使得该参数p3的大的值对应于硬的声音，而该参数p3的小的值对应于软的声音)。
在听力设备3的未详细示出的存储器中，至少存储有第一参数组pov和第二参数组pnov，作为彼此的替换，通过第一参数组pov和第二参数组pnov，可以对信号处理参数p1,p2,p3,…分配不同的值。
在听力设备3运行时，通过自身语音识别模块13针对用户的自身语音分量，对麦克风信号进行检查。在此，自身语音识别模块13输出指示识别出或者未识别出自身语音分量的信号ov。信号处理装置11依据该信号ov使用两个参数组pov和pnov中的一个。如果信号ov指示识别出了自身语音分量，则信号处理装置11使用第一参数组pov，使得利用该第一参数组pov的值将信号处理装置11的信号处理算法参数化。否则，也就是说，当信号ov指示未识别出自身语音分量时，信号处理装置11使用第二参数组pnov，使得利用第二参数组pnov的值将信号处理装置11的信号处理算法参数化。
由此，当用户说话时，信号处理装置11以与在麦克风信号不包含自身语音分量的时间间隔中不同的方式，对麦克风信号进行处理。在此，参数组pov描述三维的、即由参数p1、p2和p3张成的参数空间中的特定的点，在该点处，在输出声音信号中彼此无关地，
·通过改变参数p1的值，使得自己的语音的音量改变，
·通过改变参数p2的值，使得自己的语音的音调的高音改变，并且
·通过改变参数p3的值，使得自己的语音的音色(即感觉到的声音的硬度和软度)改变。
除了听力设备3之外，听力系统1还包括用于控制听力设备3的控制程序，在其常规使用中，以可运行的方式将控制程序安装在用户的(本身不属于听力系统1的)智能电话15上。下面将控制程序称为听力应用程序17。
智能电话15经由例如基于蓝牙标准的无线数据传输连接与听力设备3耦合，使得听力应用程序17可以通过访问智能电话15的发送-接收单元(特别是蓝牙收发器)与听力设备3进行双向数据交换。听力应用程序17还包括图形用户界面(gui)，其可以在智能电话15的屏幕上显示。
通过听力应用程序17，尤其是对通过听力应用程序17存储在智能电话15的存储器中的参数组pov的副本进行管理。在此，图形用户界面包括多个可作为图形符号显示的操作元件，经由这些操作元件，用户可以改变存储在智能电话15中的参数组pov的副本。原则上，可以想到用户改变参数组pov的所有参数值的本发明的实施方式。然而，在简化的、因此对于非本领域技术人员的用户可以更好地操作的实施方式中，优选设计听力应用程序17，使得听力应用程序17仅使得能够改变第一参数组pov中的唯一的参数值或者改变第一参数组pov中的多个所选择的参数值。在此，在一个有利的实施方式中，听力应用程序17仅允许改变包含在参数组pov中的参数p1、p2和p3的值。
为此，听力应用程序17的图形用户界面包含三个调节器19，其在图1中示例性地作为滑动调节器(滑块)示出。
当用户通过操作调节器19中的一个改变对应的参数p1、p2或者p3的值时，通过听力应用程序17与改变后的参数值对应地更新存储在智能电话15中的参数组pov的副本。此外，听力应用程序17还将更新后的参数组pov经由无线数据传输连接传输到听力设备3，同样将更新后的参数组pov存储在那里，由此在具有自身语音分量的时间间隔中确定未来的信号处理。以这种方式，用户自己在任何时间都可以灵活地将通过听力设备3传送的自己的语音的声音调整为希望的感觉。在此，由用户进行的改变保持局限于用户自己说话的时间段。因此，这些改变不影响没有自身语音分量的时间间隔内的听力设备3的信号处理。因此，用户特别是也不会无意使通过听力设备3能够实现的语音清晰度(即通过听力设备3准备的其他说话人的语音的清晰度)变差。
借助前面描述的实施例，本发明特别是变得显而易见，但是本发明不局限于该实施例。相反，从前面的描述可以得出本发明的其它实施方式。
因此，在所示出的实施例的一个变形方案中，代替用于改变参数p2和p3的值的单独的调节器19，设置二维的调节面，在该二维的调节面上，可以同时选择特定的p2和p3值，作为声音质量的度量。
在所示出的实施例的另一个变形方案中，参数组pov不包含听力设备3的所有信号处理参数的值，而是仅包含用户经由听力应用程序17可改变的、所选择的参数p1、p2、p3的值。对应地，在该变形方案中，仅在听力应用程序17和听力设备3之间交换这些可改变的参数值。在这种情况下，将其它信号处理参数的值单独存储在听力设备3中。
在本发明的又一个实施方式中，使用于改变第一参数组pov的操作元件(作为图形用户界面的一部分或者以机电命令生成器的形式)包含在必要时存在的听力系统1的外围设备、例如遥控装置中。
附图标记列表
1听力系统
3听力设备
5麦克风
7听筒
9电池
11信号处理装置
13自身语音识别模块
15智能电话
17听力应用程序
19调节器
p1(信号处理)参数
p2(信号处理)参数
p3(信号处理)参数
ov信号
pov(第一)参数组
pnov(第二)参数组
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