双耳听力系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及包括两个听力仪器的双耳听力系统，每一听力仪器构造成佩戴在用户头部的任一侧。本发明还涉及产生双耳电信号的方法。
【背景技术】
[0002]听力仪器用于改善或使能听觉感知即听力。作为一组听力仪器，助听器在当今普遍使用并帮助听力受损人员提高其听觉能力。助听器通常包括传声器、输出变换器、电路、及电源如电池。输出变换器例如可以是扬声器(也称为接收器)、振动器、构造成植入在耳蜗处的电极阵列、或者能够从电信号产生声音信号的任何其他仪器。传声器从环境接收声音信号并从所接收的声音信号产生电信号。电信号由电路进行处理，如频率有选择地放大、降噪、针对听音环境进行调整、和/或移频等，处理后的声音信号由输出变换器产生，其可提供给助听器的用户。为改善用户的听觉体验，在电路中可包括频谱滤波器组，其例如分析不同的频带或者个别地处理不同频带中的电信号并使能提高信噪比。频谱滤波器组当前通常在任何助听器中在线运行。
[0003]表征助听器的一种方式是通过它们与用户耳朵相配的方式。助听器例如包括ITE (耳内式),RITE (耳内接收器式)、ITC(耳道式)、CIC(深耳道式)、及BTE (耳后式)助听器。ITE助听器的部件主要位于耳中，而ITC和CIC助听器部件位于耳道中。BTE助听器通常包括耳后单元，其通常安装在用户耳朵后面或上面并连接到充气管，该管具有可安装在用户耳道中的远端。扬声器产生的声音可通过充气管传到用户耳道的耳膜。RITE助听器通常包括布置在用户耳朵后面或上面的BTE单元及具有接收器即扬声器的ITE单元，接收器布置在用户耳道中。BTE单元和ITE单元通常经引线连接。电信号可经引线传到布置在耳道中的接收器即扬声器。
[0004]通常，听力仪器的用于从环境接收声音的传声器为全向传声器，意味着它们不区分声音的方向。为提高用户的听力，波束形成器可包括在电路中。波束形成器通过抑制来自不同于波束形成器参数定义的方向即听取方向的其它方向的声音而改善空间听力。这样，信噪比可增加，因为主要是来自如用户前面的声源的声音被接收。通常，波束形成器将空间分为两个子空间，从其中之一接收声音而抑制来自另一子空间的声音，这导致空间听力。
[0005]听力仪器可佩戴在一只耳朵处即单耳佩戴，或者佩戴在两只耳朵处即双耳佩戴。双耳听力系统包括两个听力仪器，用户的左耳和右耳各一个。双耳听力系统的听力仪器可彼此以无线方式交换信息并通过模拟双耳方向性而使能空间听力，即两个助听器可一起用于减小头部一侧的声音以使更容易听见另一侧在说什么。因此，听力仪器可使用与单耳助听器的助听器方向性处理中一样类型的波束形成技术来模拟人的双耳方向性。然而，这些类型的波束形成技术在实践中并不能很好地起作用。波束成形在低于约IkHz的低频率下可很好地起作用，但由于空间混叠问题在高频率展现不足的性能。另一问题在于双耳波束形成器的输出为单频道输出，即单一通道。当该单频道输出呈现给用户时，声音的空间性质通常完全改变及声音通常成为主观声音，即声音听上去就像该声音在头部内部听见一样。在助听器中使用双耳波束形成器的另一问题在于波束形成器依赖于非常好的传输质量。如果不能确保非常好的传输质量，正如助听器中一样，由于比特率太低，将导致差的性能。
[0006]US 2010/0002886A1公开了一种包括ITF装置和降噪装置的双耳听力系统及其运行方法。ITF装置配置成用于提供耳间传递函数(ITF)，例如通过将ITF计算为相同角度的两个头部相关传递函数(HRTF)的商，其中一个HRTF为左耳的HRTF，另一个HRTF为右耳的HRTF0降噪装置如两个双耳维纳滤波器配置成根据耳间传递函数进行降噪。双耳听力系统可包括第一和第二装置，第一装置中具有发送单元，第二装置中具有接收单元。数据可从第一装置传到第二装置。数据可通过预处理器压缩，尤其通过感知编码，即利用音频信号的某些成分不可或者几乎不可由人耳感知到因而其可被忽略的压缩。另外，ITF数据传输的带宽可通过仅传输全部ITF数据的一部分而减小，因为ITF通常将不会非常快地改变，这是因为声源通常不会非常快地移动。
【发明内容】
[0007]本发明的目标在于提供一种改进的双耳听力系统及用于产生双耳电信号的方法。本发明的另一目标在于提供现有技术的备选方案。
[0008]在仅需要传输电信号的全带宽的一小部分的同时实现产生双耳电信号的双耳听力系统是有利的。还希望使双耳听力系统能在提高信噪比的同时保留空间线索。
[0009]为更好地解决这些问题中的一个或多个，在本发明的一方面，提供一种双耳听力系统，其包括两个听力仪器，每一听力仪器构造成由用户佩戴在头部的任一侧。每一听力仪器包括输入变换器如传声器和信号处理单元。输入变换器配置成从环境接收声音信号并从所接收的声音信号产生电信号。双耳听力系统的信号处理单元之一包括频率滤波器组，其包括用于产生电信号的高频部分和低频部分的频率滤波器。另一信号处理单元包括频率滤波器单元，其包括用于产生电信号的低频部分的频率滤波器。听力仪器之一包括配置成传输电信号的高频部分的发射器单元。另一听力仪器包括配置成接收电信号的高频部分的接收器单元。信号处理单元之一包括处理单元，用于在发射之前用处理滤波器处理电信号的高频部分或者用于在接收器单元接收高频部分之后用处理滤波器处理电信号的高频部分。此外，信号处理单元之一配置成从电信号的低频部分和高频部分的组合或者用处理滤波器处理后的电信号高频部分产生处理后的电信号。
[0010]双耳听力系统可以这样一种方式运行，目标声源侧的听力仪器之一即同侧听力仪器产生从所接收的声音信号产生的电信号的高频部分并将该高频部分传给布置在主要噪声源所处的另一侧的另一听力仪器即对侧听力仪器。由相应听力仪器的输入变换器接收的相应电信号的低频部分，其包含耳间时间差线索，之后与同侧听力仪器的电信号的高频部分相加。高频部分还可在它们与相应的低频部分相加之前由处理单元处理以模拟对应于从头部同侧到头部对侧的声音信号传输的头部阴影效应。以上述方式运行双耳听力系统使能提高电信号的信噪比同时保留空间线索。
[0011]由于只有电信号的高频部分从听力仪器之一传到另一听力仪器，相较传输全带宽电信号，仅需要较小的带宽。此外，空间线索可得以保留，因为听力仪器的低频部分可用于在双耳听力系统的每一听力仪器处产生双耳电信号。
[0012]双耳听力系统还可包括助听器处理单元，配置成对频率部分和/或电信号应用助听器特有处理以产生处理后的电信号。助听器特有处理包括但不限于频率选择性放大、降噪、移频、用户特有听力改善、随环境而变的听力改善、或其它助听器特有处理或者其组合。
[0013]处理滤波器可类似于根据听取方向应用头部相关传递函数。耳间头部相关传递函数的应用模拟头部阴影效应，即从用户头部同侧到用户头部对侧的声音信号传输。
[0014]用于处理电信号的高频部分的处理单元包括低通滤波器和配置成在时间上延迟电信号的时延单元。在该情形下，头部阴影效应通过使用低通滤波器和时延单元对电信号的高频部分进行低通滤波和时间延迟而模拟。低通滤波器的截止频率例如可低于1200Hz，如低于900Hz，如低于800Hz，优选约1kHz。由时延单元应用于电信号的时间延迟例如可具有 650 ys±50ys 的值，或者约 600 ys±50ys。
[0015]每一听力仪器的信号处理单元可包括低通滤波器。听力仪器的低通滤波器可具有一样的截止频率。
[0016]低频部分的截止频率可低于1200Hz，如低于900Hz，如低于800Hz。
[0017]高频部分的截止频率可高于500Hz，如高于600Hz，如高于800Hz。
[0018]用于产生低频部分和高频部分的频率滤波器单元的频率滤波器可构成具有约800Hz的交越频率的交越滤波器。交越频率也可以为约600Hz、700Hz、900Hz或1000Hz。
[0019]双耳听力系统可包括方向性单元。该方向性单元之后可配置成选择相对于听力仪器的听取方向。方向性单元可用于确定或选择听取方向。同侧因而同侧听力仪器可根据听取方向确定。听力仪器的信号处理单元可更靠近听取方向的目标声源，即同侧听力仪器配置成提供电信号的高频部分以传给相应的另一听力仪器即对侧听力仪器。
[0020]双耳听力系统可包括用户接口。用户接口可配置成使用户能相对于听力仪器选择听取方向。用户接口例如可实施在听力仪器之一或外部装置中。通过用户接口选择的听取方向之后可从包括用户接口的装置传给听力仪器。用