相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2014年12月3日提交的美國臨時專利申請62/086,897的優(yōu)先權(quán)，其通過引用整體并入本文。

本發(fā)明涉及聽力植入物系統(tǒng)，更具體地涉及耳蝸植入物系統(tǒng)和其它可植入聽覺假體中的信號處理裝置。

背景技術(shù)：

如圖1所示，正常的人耳通過外耳101將聲音傳送到鼓膜102，鼓膜102移動使耳蝸104的卵圓窗和圓窗振動的中耳103的骨骼。耳蝸104是繞其軸螺旋形纏繞約兩圈半的狹長的管。它包括被稱為前庭階的上通道和被稱為鼓階的下通道，其通過耳蝸管連接。耳蝸104形成具有稱為蝸軸的中心的豎直螺旋錐體，聽神經(jīng)113的螺旋神經(jīng)節(jié)細胞駐留在其中。響應于由中耳103傳送的接收到的聲音，充滿流體的耳蝸104用作變換器以生成電脈沖，其被傳送到耳蝸神經(jīng)113，并且最終到腦。

當將外部聲音變換成沿著耳蝸104的神經(jīng)基質(zhì)的有意義的動作電位的能力存在問題時，聽力有障礙。為了改善有障礙的聽力，已經(jīng)開發(fā)了聽力假體。例如，當障礙與中耳103的運作有關(guān)時，可以使用常規(guī)助聽器以放大的聲音的形式向聽覺系統(tǒng)提供聲學-機械(acoustic-mechanical)刺激?；蛘弋斦系K與耳蝸104相關(guān)聯(lián)時，具有植入電極的耳蝸植入物可以利用由沿著電極分布的多個電極觸點遞送的小電流來電刺激聽神經(jīng)組織。雖然以下討論是特定于耳蝸植入物，但是當刺激電極被植入其它解剖結(jié)構(gòu)時，一些聽力有障礙的人更好地服務。因此，聽覺植入物系統(tǒng)包括腦干植入物，中腦植入物等，其均刺激聽力系統(tǒng)中的特定聽覺目標。

圖1還示出了典型的耳蝸植入物系統(tǒng)的一些組件，其中外部麥克風向外部植入物處理器111提供音頻信號輸入，其中可以實現(xiàn)各種信號處理方案。例如，在耳蝸植入物領域中眾所周知的信號處理方法包括連續(xù)交錯采樣(cis)數(shù)字信號處理、通道特定的采樣序列(csss)數(shù)字信號處理(如美國專利no.6,348,070所述，其通過引用并入本文)、頻譜峰值(speak)數(shù)字信號處理、精細結(jié)構(gòu)處理(fsp)、和壓縮模擬(ca)信號處理。

然后將所處理的信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)格式，以用于由外部發(fā)射器線圈107傳送到植入物刺激器108。除了接收所處理的音頻信息之外，植入物刺激器108還執(zhí)行附加信號處理——諸如誤差校正、脈沖形成等，并且產(chǎn)生通過電極引線109發(fā)送到植入的電極陣列110的刺激模式(基于所提取的音頻信息)。通常，該電極陣列110在其表面上包括提供對耳蝸104的選擇性刺激的多個電極觸點112。

雙耳刺激(binauralstimulation)長期以來一直用于助聽器中，但是其最近才在諸如耳蝸植入物(ci)的聽力植入物中變得常見。對于耳蝸植入物，雙耳刺激需要具有兩個植入電極陣列的雙側(cè)植入物系統(tǒng)，每個耳中一個植入電極陣列。傳入的左側(cè)和右側(cè)聲信號類似于在助聽器中的那些聲信號，并且可以簡單地分別作為位于左耳和右耳附近的麥克風的輸出信號。

圖2示出了典型的雙側(cè)耳蝸植入物信號處理系統(tǒng)中的各個功能塊。獨立地在每側(cè)——左側(cè)和右側(cè)，輸入感測麥克風201感測環(huán)境聲音并將它們轉(zhuǎn)換成形成對系統(tǒng)的音頻輸入的代表性電信號。圖3示出了來自輸入感測麥克風201的輸入音頻信號的短時間段的典型示例。例如，如圖4所示，通過將輸入音頻信號分解成多個頻譜帶通信號的多個帶通濾波器(bpf)202饋送輸入音頻信號。如圖5所示，每個帶通信號501被認為具有精細結(jié)構(gòu)分量502和包絡分量503(通常通過hilbert變換導出)。經(jīng)濾波的包絡信號504以與帶通濾波器的基頻f0相關(guān)的頻率圍繞零參考軸線振蕩。

非線性動態(tài)處理模塊203通過諸如利用自動增益控制(agc)和其它動態(tài)信號處理調(diào)整的自適應處理來動態(tài)調(diào)整濾波器包絡。包絡檢測器204例如通過全波整流和低通濾波來提取帶通信號的緩慢變化的帶通包絡分量。脈沖定時模塊205利用對應的帶通載波波形來調(diào)制包絡信號，以產(chǎn)生刺激脈沖請求，映射/脈沖生成模塊206在所述刺激脈沖請求上執(zhí)行非線性(例如，對數(shù))映射以擬合患者的感知特性，并以針對在植入在左側(cè)和右側(cè)的每個耳蝸中的反映了耳蝸的音質(zhì)(tonotopic)神經(jīng)響應的每個電極陣列的刺激觸點(el-1至el-n)中的每一個刺激觸點的、特定形式的非重疊的二相輸出脈沖來產(chǎn)生電極刺激信號。

雙側(cè)耳蝸植入物提供雙邊聽力的好處，其可允許聽者在水平面內(nèi)定位聲源。這需要來自雙耳的信息，諸如耳間電平差(ild)和耳間時間差(itd)。這在例如macpherson,e.a和middlebrooks,j.c.,listenerweightingofcuesforlateralangle:theduplextheoryofsoundlocalizationrevisited(側(cè)向角度線索的聽者加權(quán)：修訂的聲音定位的二重學說),j.acoust.soc.am.111,2219-3622,2002中進一步討論，其通過引用并入本文。itd是在到達左耳和右耳的信號之間的相對時間偏移，其由當聲源不在正中面內(nèi)時信號到達每個耳的不同時間引起。ild是進入耳的信號的聲音電平的類似的差異。同樣眾所周知的是，雙邊聽力使在噪聲下更容易理解話音，且其中對itd的感知再次起著關(guān)鍵的作用。這在例如，bronkhorst,a.w.和plomp,r.,theeffectofhead-inducedinterauraltimeandleveldifferencesonspeechintelligibilityinnoise(頭部導致的耳間時間和電平差對噪聲下的話音可懂度的影響),j.acoust.soc.am.83,1508-1516,1988中更完整地進行了解釋，其通過引用并入本文。

在對itd的感知中，可以感知到itd信息的兩個源：來自信號包絡的itd信息和來自信號精細結(jié)構(gòu)的itd信息。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，針對聲音定位和針對噪聲下的話音的理解，精細結(jié)構(gòu)itd信息比包絡itd信息起更重要的作用。例如，在wightman和kistler,factorsaffectingtherelativesalienceofsoundlocalizationcuesinbinauralandspatialhearinginrealandvirtualenvironments(在真實和虛擬環(huán)境中雙耳和空間聽力中的聲音定位線索的相對顯著性的影響因素),由gilkey,r.h.和anderson,t.r.編輯,(lawrenceerlbaumassociates,mahwah,newjersey,1997)；smith等,chimaericsoundsrevealdichotomiesinauditoryperception(聽覺感知中的空想聲音揭示二分法),在nature416,87-90,2002；nie等,encodingfrequencymodulationtoimprovecochlearimplantperformanceinnoise(編碼頻率調(diào)制以提高噪聲下的耳蝸植入物性能),ieeetrans.biomed.英語.52,64-73,2005；以及zeng等,speechrecognitionwithamplitudeandfrequencymodulations(具有振幅和頻率調(diào)制的話音識別),proc.natl.acad.sci.102,2293-2298,2005,所有這些都通過引用并入本文，2005，所有這些都通過引用并入本文。

在較舊的耳蝸植入裝置中，未使用精細結(jié)構(gòu)信息。相反，傳入的聲音被分成多個頻帶，對于每個頻帶提取緩慢變化的包絡，并且使用該包絡信息來調(diào)制高頻脈動載波信號的振幅。在這樣的常規(guī)的耳蝸植入物中，脈動載波信號的頻率和相位僅由話音處理器決定，并且不直接與傳入信號的精細結(jié)構(gòu)相關(guān)。因此，利用這種已知的耳蝸植入物，只有包絡itd信息可用，因此itd感知非常有限。

已經(jīng)實現(xiàn)了更新近的耳蝸植入物系統(tǒng)，其中刺激信號由具有基于左側(cè)和右側(cè)聲信號的精細結(jié)構(gòu)內(nèi)的時間事件的定時的刺激脈沖組成。例如，這樣的時間事件可以是信號的精細結(jié)構(gòu)內(nèi)的峰值或過零點。已經(jīng)例如由美國專利公布20040478675、美國專利no.6,594,525、美國專利公布2004136556描述了用于編碼精細結(jié)構(gòu)信息的刺激方案，其通過引用并入本文；以及在vanhoesel和tyler,speechperception,localization,andlateralizationwithbilateralcochlearimplants(利用雙側(cè)耳蝸植入物的話音感知、定位、和偏側(cè)化),j.acoust.soc.am.113,1617-1630,2003，以及l(fā)itvak等,auditorynervefiberresponsestoelectricstimulation:modulatedandunmodulatedpulsetrains(聽神經(jīng)纖維對電刺激的響應：調(diào)制和未調(diào)制的脈沖串),j.acoust.soc.am.110(1),368-79,2001中被描述，其也通過引用并入本文。通過這些改進的刺激策略，與僅包含包絡itd信息的刺激策略相比，itd感知應當提高。然而，在比較研究中，沒有發(fā)現(xiàn)對噪聲環(huán)境下話音理解或聲音定位的改善；見在上的vanhoesel。

還已知，聽力有障礙的聽者在有噪聲環(huán)境中定位聲源和理解話音有困難。參見例如colburn,s.等.binauraldirectionalhearing-impairmentsandaids(雙耳定向聽力——障礙和輔助),w.yost&g.gourevitch(編輯)directionalhearing261-278頁,newyork:springer-verlag,1987中；durlachn.i.等,binauralinteractionofimpairedlisteners.areviewofpastresearch(有障礙聽者的雙耳交互。過去研究的回顧),audiology,20(3):181-211,1981中；gabrielk.j.等，frequencydependenceofbinauralperformanceinlistenerswithimpairedbinauralhearing(具有有障礙雙耳聽力的聽者中雙耳效能的頻率依賴性),jacoustsocam.,jan:91(1):336-47,1992；hawkinsdb,wightmanfl.(1980).interauraltimediscriminationabilityoflistenerswithsensorineuralhearingloss(具有感音神經(jīng)性聽力喪失的聽者的耳間時間辨別能力).audiology.19,495-507；kinkel,m.等,binauralesbeiundi.meβmethodenundmeβergebnisse,audiologischeakustik6/91,192-201,1991；koehnke,j.等,effectsofreferenceinterauraltimeandintensitydifferencesonbinauralperformanceinlistenerswithnormalandimpairedhearing(參考耳間時間和強度差對具有正常和有障礙聽力的聽者的雙耳效能的影響),earandhearing,16,331–353,1995；以及smoski,w.j.和trahiotis,c.,discriminationofinterauraltemporaldisparitiesbynormal-hearinglistenersandlistenerswithhigh-frequencysensorineuralhearingloss(正常聽力聽者和具有高頻感音神經(jīng)性聽力喪失的聽者的耳間時間差異的辨別),jacoustsocam.79,1541-7,1986，其全部通過引用并入本文。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施例涉及用于在具有在左側(cè)和右側(cè)均具有電極陣列的雙側(cè)聽力植入物系統(tǒng)的植入電極陣列中為刺激觸點生成電極刺激信號的裝置。左側(cè)和右側(cè)濾波器組被配置為處理左側(cè)和右側(cè)音頻輸入以生成對應的左側(cè)和右側(cè)帶通信號，其均表示音頻輸入信號中相關(guān)聯(lián)的音頻頻帶。itd處理模塊估計帶通信號的頻率特定的耳間時間延遲(itd)，并且使用估計的itd來調(diào)整帶通信號中的耳間電平差(ild)。然后，多個另外的音頻處理級部使用所調(diào)整的帶通信號來為對應的左側(cè)電極陣列和右側(cè)電極陣列中的刺激觸點生成左側(cè)和右側(cè)電極刺激信號。

itd處理模塊可以被配置為使用音頻輸入信號、帶通信號(例如，帶通信號的包絡分量和/或精細結(jié)構(gòu)分量)和/或刺激脈沖請求中的一個或多個來估計itd。itd處理模塊可以調(diào)整帶通信號的通道特定的ild和/或?qū)拵ld。itd處理模塊可以調(diào)整信號中的通道特定的動態(tài)分量。

itd處理模塊可以被配置為從重疊的測量時間窗計算itd直方圖以估計itd?？梢允褂胕td直方圖的標準偏差來表征估計的itd的精度，并使用估計精度的函數(shù)來調(diào)整ild。因此，例如，itd處理模塊可以被配置為使用估計精度閾值來確定何時調(diào)整ild，使得當itd的估計精度低于估計精度閾值時調(diào)整對應ild，但當itd的估計精度超過估計精度閾值時不調(diào)整對應ild。

附圖說明

圖1示出了具有典型的聽覺假體系統(tǒng)的人耳的剖視圖，該系統(tǒng)被設計成將電刺激遞送到內(nèi)耳和將聲學刺激遞送至耳道處。

圖2示出了典型的雙側(cè)耳蝸植入物信號處理裝置中的各個功能塊。

圖3示出了來自麥克風的音頻話音信號的短時間段的示例。

圖4示出了由濾波器組通過帶通濾波分解成信號集合的聲學麥克風信號。

圖5示出了特定的帶通信號及其各個分量部分。

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個特定實施例的，具有itd調(diào)整的非線性處理級部的雙側(cè)耳蝸植入信號處理裝置中的各個功能塊。

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的另一特定實施例的，具有后端itd到ild映射的雙側(cè)耳蝸植入物信號處理裝置中的各個功能塊。

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的，使用itd直方圖分析的itd處理模塊中的各個內(nèi)部處理子模塊。

圖9示出了在本發(fā)明的一個特定實施例中使用的窄分布itd直方圖的示例。

圖10示出了不同的寬分布itd直方圖的另一示例。

圖11示出了具有多模態(tài)itd分布的itd直方圖的示例。

圖12示出了作為fwhm的函數(shù)的itd加權(quán)因子w的圖。

圖13示出了使用在0和1之間改變的通道特定的itd加權(quán)的由動態(tài)非線性信號處理級部應用的有效增益的示例。

圖14示出了在使用通道特定的itd加權(quán)的動態(tài)非線性信號處理之后的有效ild的另一示例。

圖15示出了兩個不同的預定義的通道特定的itd到ild映射函數(shù)的示例。

圖16示出了反映目標聲源的方向角的itd到ild映射的示例。

具體實施方式

本發(fā)明的實施例涉及雙側(cè)聽力植入物系統(tǒng)，其具有在隨時間修改信號振幅的非線性/動態(tài)處理組件和/或itd到ild映射級部(stage)中的itd信息的改進的使用。廣義上，從一個或多個信號分量導出對頻率特定的itd的估計，并且然后將該估計用于調(diào)整通道特定的ild或?qū)拵ld。基于測量的itd，在雙側(cè)系統(tǒng)各處影響動態(tài)信號電平修改。

耳蝸植入信號處理方案通常使用自適應處理來動態(tài)地改變帶通信號包絡；例如，使用自動增益控制(agc)、降噪以及其它動態(tài)信號處理級部。此外，雙側(cè)獨立的左側(cè)和右側(cè)處理裝置(例如，圖2)引入時間偏移的耳間電平差(ild)，特別是在信號起始期間和在振幅變化期間。但是現(xiàn)有的聽力植入物信號處理裝置還可以保留不同信號分量中的耳間時間差(itd)；例如音頻輸入信號、帶通信號、帶通包絡和/或通道特定的刺激定時脈沖。保留的itd信息可被用于修改和校正雙側(cè)聽力植入物系統(tǒng)的兩側(cè)的動態(tài)相互作用，以產(chǎn)生聽力植入患者的與對應信號分量itd協(xié)調(diào)的有效ild。

現(xiàn)有的聽力植入物系統(tǒng)僅應用非線性雙側(cè)獨立信號或振幅修改。這準許與正常聽力相似的響度增長，并且還通過減小音頻數(shù)據(jù)類型的大小來減少計算工作量。為了在整個聽力植入物系統(tǒng)中維持ild，現(xiàn)有的處理裝置禁用任何非線性或自適應信號處理級部——例如agc、噪聲抑制算法等。替選地，所有非線性和動態(tài)組件可以被雙側(cè)鏈接，使得類似的通道特定的或總體時間可變增益將被應用于左側(cè)和右側(cè)兩者，盡管這將妨礙某些分量在某些情形下的運行。例如，在兩側(cè)獨立地應用的噪聲抑制算法將允許減少與噪聲源同側(cè)的一側(cè)的某些信號分量，同時維持對側(cè)的系統(tǒng)中的通道特定的振幅。

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個特定實施例的，具有由通道特定的itd調(diào)整的非線性處理級部的雙側(cè)聽力植入物信號處理裝置中的各個功能塊。正如現(xiàn)有的雙側(cè)處理裝置一樣，由感測麥克風201生成左側(cè)和右側(cè)音頻輸入，并且然后由左側(cè)和右側(cè)濾波器組202進行處理，該濾波器組202被配置為生成對應的左側(cè)和右側(cè)帶通信號，其中每個帶通信號表示音頻輸入信號中的相關(guān)聯(lián)的音頻頻帶。

itd處理模塊601還從感測麥克風201接收左側(cè)和右側(cè)音頻輸入信號并且從左側(cè)和右側(cè)濾波器組202接收左側(cè)和右側(cè)帶通信號，并且使用這些來估計頻率特定的itd。itd處理模塊601可以經(jīng)由在兩個左側(cè)和右側(cè)處理路徑之間的無線通信構(gòu)件，或者從能夠流送立體聲音頻信號的外部組件——例如mp3播放器等——來接收其輸入。在各個特定實施例中，itd處理模塊601可以被配置為使用音頻輸入信號、帶通信號(例如，帶通信號的包絡分量和/或精細結(jié)構(gòu)分量)和/或刺激脈沖請求中的一個或多個來估計itd。

然后，itd處理模塊601使用估計的itd來調(diào)整帶通信號中的通道特定的ild以作為非線性/動態(tài)處理級部203的一部分，其執(zhí)行對通道特定的信號分量的動態(tài)調(diào)整。然后，諸如包絡檢測模塊204、脈沖定時模塊205、和映射/脈沖生成模塊206的多個進一步的音頻處理級部使用來自非線性動態(tài)處理模塊203的所調(diào)整的帶通信號針對對應的左側(cè)和右側(cè)電極陣列中的刺激觸點來生成左側(cè)和右側(cè)電極刺激信號。

圖7示出了使用后端寬帶itd到ild映射的雙側(cè)聽力植入物信號處理裝置的不同實施例中的各個功能塊。左側(cè)和右側(cè)信號的初始處理與現(xiàn)有的雙側(cè)聽力植入物處理裝置相似，具有常規(guī)的感測麥克風201、濾波器組202、非線性動態(tài)處理模塊203、和包絡檢測模塊204。itd處理模塊701從感測麥克風201接收左側(cè)和右側(cè)音頻輸入信號以及從左側(cè)和右側(cè)濾波器組202接收左側(cè)和右側(cè)帶通信號，并使用它們來估計作為向itd到ild映射部702的輸出的優(yōu)勢itd，itd到ild映射部702調(diào)整來自包絡檢測模塊204的通道中的一些或全部的信號包絡的ild。然后，由脈沖定時模塊205和映射/脈沖生成模塊206使用所調(diào)整的信號包絡來生成到植入的左側(cè)和右側(cè)電極陣列中的刺激觸點的電刺激信號。

itd處理模塊601或701可以使用itd直方圖的標準偏差來表征估計的itd的精度，并且使用估計精度的函數(shù)來調(diào)整ild。圖8示出了從重疊的測量時間窗計算itd直方圖以估計通道特定的itd分布的itd處理模塊801中的各個內(nèi)部處理子模塊。一致性檢測器/互相關(guān)器模塊802接收音頻輸入信號、帶通信號(例如，帶通信號的包絡分量和/或精細結(jié)構(gòu)分量)和/或刺激脈沖請求中的一個或多個，并檢測通道特定的itd；例如，應用延遲線和一致性檢測的脈沖定時信號的模型的簡單實現(xiàn)；見jeffress,aplacetheoryofsoundlocalization(一種聲音定位的位置學說),jcompphysiolpsychol,41,1947,p.35-39，其以引用方式并入本文。對于音頻、帶通、和包絡信號，可以使用其它特定技術(shù)；例如，lindemann,j.acoust.soc.am.80,1608-1622(1986)(以引用方式并入本文)或更一般的互相關(guān)。

然后，itd直方圖分析模塊803使用所分析的音頻信號來動態(tài)地修改itd直方圖；即，通過移動頭部和聲源的相對位置或者頭部移動。itd直方圖分析模塊803分析itd直方圖并計算反映其最大出現(xiàn)(或平均值)的優(yōu)勢itd的估計、以及可以被反映為半最大值全寬度(fwhm)值的直方圖伸展量。例如，圖9示出了相對/狹窄/緊密的itd直方圖，其中最大值/平均值由垂直虛線示出，并且伸展的特征在于短fwhm值。圖10示出了更寬廣、更伸展的itd直方圖的示例，其中最大值/平均值相對較低，而fhwm更長。圖11示出了多模態(tài)itd直方圖的示例，其導致fwhm的高值，這不反映優(yōu)勢itd的屬性，而是itd分布的一般屬性。

基于所獲得的諸如fwhm的itd的質(zhì)量測量，通道特定的加權(quán)模塊804可以計算通道特定的加權(quán)因子w以作為fwhm的函數(shù)，即如圖12所示的邏輯函數(shù)，使得窄itd分布(例如，<100μs)生成相對小的加權(quán)因子w，而寬或多模態(tài)分布(例如>500μs)導致相對大的加權(quán)因子w。在來自itd處理模塊801的itd信息可以被用在進一步的信號處理中，諸如以下各項中的任意或全部：使用通道特定的加權(quán)因子w來識別應用于帶通包絡的操縱量，基于itd信息來應用ild的顯式通道特定映射，和/或評估頻帶特定的itd和ild，并將基于ild值進行itd選擇。

例如，通過信號處理鏈——例如通道特定的噪聲降低、通道特定的自動增益控制等——中的通道特定的動態(tài)分量，可以根據(jù)itd加權(quán)因子來修改帶通信號包絡。這些動態(tài)信號處理組件對帶通信號執(zhí)行時變和非線性操作，并且由于非線性時變處理，不保留頻道ild，因為在時間t1和t2處的電平l不是輸入信號x的單個線性函數(shù)：l(t1,x)-l(t1,x+a)≠l(t2,x)-l(t2,x+a)。在通道信號或連續(xù)信號分量中可以檢測到的itd越清晰(如由itd分布的小fwhm反映的)，應當對信號包絡應用的改變越小。另一方面，相對大的fwhm將導致w＝1(圖13)，并且整個系統(tǒng)將保持更可靠的ild(圖14)。因此，清晰可識別的itd導致信號的線性化和較少的時變處理。由此，由測量的itd的質(zhì)量來控制信號處理對ild的影響程度。如果檢測到魯棒的itd，則ild不變。如果itd分散，則ild可以被非線性信號處理組件修改。通道特定的或頻率的處理使得能夠執(zhí)行動態(tài)操作，其保留提供可靠itd的那些通道上的ild，并在那些沒有提供可靠itd的通道上增強話音理解。因此，實現(xiàn)了話音理解和ild傳輸?shù)钠胶狻?/p>

本發(fā)明的一些實施例可以將通用加權(quán)因子(雙側(cè)系統(tǒng)的每側(cè)一個通用加權(quán)因子)應用于系統(tǒng)的寬帶非線性動態(tài)分量(例如agc)。這可以基于itd分析級部的優(yōu)勢itd。從根據(jù)n個濾波器頻帶計算的n個itd中，可以選擇具有最小fwhm的優(yōu)勢itd來計算通用寬帶加權(quán)因子wu：wu＝w(i)，其中fwhm(i)<fwhm(n≠i)。替選地，可以根據(jù)諸如通道特定的加權(quán)因子的平均值的分布函數(shù)來計算通用加權(quán)因子：wu＝mean(w(i))?；蛘呖梢赃x擇來自具有最佳信噪比(snr)的通道的itd以用于計算通用加權(quán)函數(shù)(因為噪聲將干擾目標信號(揚聲器)itd)。

估計的itd還可以用于直接映射到在諸如圖7所示的具有itd到ild映射級部的系統(tǒng)中的通道特定的ild。根據(jù)itd直方圖的最大值/平均值估計itd，如上所述從n個itd確定優(yōu)勢itd，并且例如如圖15所示的映射級部中可以將期望ild存儲在預定義的通道特定的映射函數(shù)中。例如，itd到ild映射函數(shù)可以從頭相關(guān)傳遞函數(shù)中導出，該頭相關(guān)傳遞函數(shù)可以從kemar模擬人導出。對于itd到ild映射，可以利用優(yōu)勢itd來估計目標聲源的方向角θ，并且利用該方向角，可以選擇適合的hrtf(θ)。ild是利用僅ild的hrtf_ild(θ)來計算的，hrtf_ild(θ)可以通過使用對于兩耳的完全相同的相位響應來從hrtf(θ)導出。如果x和y是輸入信號x和輸出信號y的傅里葉變換，則可以將其寫為：y＝x*hrtf_ild(θ)，其中θ是itd的函數(shù)，如圖16所示。如圖15中的“擴展的”線所指示，也可以擴大作為itd的函數(shù)的ild，其中根據(jù)對期望ild值匹配而改變雙側(cè)包絡中較小者。

可以由itd的fwhm觸發(fā)ild操縱，這意味著僅當fwhm位于定義的閾值以下時才執(zhí)行ild操縱。因此，在存在魯棒的通道特定的itd時，輸出ild與測量的itd對齊，而遲緩的itd(由高w反映)導致信號包絡沒有改變。然后，這一個itd用于計算所有通道的通用加權(quán)函數(shù)，從而導致所有通道上的明確ild。固定頻帶特定權(quán)重可以被附加地應用以負責頻率特定的ild變化。

即使在諸如人類語音的單個空間上靜止聲源的存在下，現(xiàn)有的聽力植入物系統(tǒng)修改ild，同時itd保持相對恒定。但是本發(fā)明的實施例允許隨時間對修改ild的信號分量的控制，以將協(xié)調(diào)的itd和ild遞送至雙側(cè)聽力植入物患者。這樣的系統(tǒng)可以自然地設置ild，并擴大或降低它們。這還允許基于特定于患者的對這兩個特征的敏感性，在聲音感知的偏側(cè)化上平衡itd和ild的相對貢獻。

例如，刺激中存在的600μsitd可以生成完全偏側(cè)化。在相同的雙側(cè)通道對中，10db的ild可以生成完全偏側(cè)化，而聲學中可用的最大ild可能僅為3db。在這種情況下，ild可以在itd的生理范圍內(nèi)映射到-10db至+10db的范圍。由于系統(tǒng)識別檢測到的itd的質(zhì)量并設置對ild的影響量，因為僅當檢測到單個聲源時itd和ild才匹配，因此誤解是不太可能的。由這樣的系統(tǒng)產(chǎn)生的ild可以被聽力植入物用戶更容易地理解，因為它們(如正常聽力中)與itd非常相關(guān)，并且可以去除或減少在不一致的itd和ild之間的沖突。

本發(fā)明的實施例可以部分地在任何常規(guī)計算機編程語言中實現(xiàn)。例如，優(yōu)選實施例可以以程序編程語言(例如，“c”)或面向?qū)ο蟮木幊陶Z言(例如，“c++”或python)來實現(xiàn)。本發(fā)明的替選實施例可以被實現(xiàn)為預編程硬件元件、其它相關(guān)組件、或者作為硬件和軟件組件的組合。

實施例可以部分地實現(xiàn)為計算機程序產(chǎn)品以用于與計算機系統(tǒng)一起使用。這樣的實施方式可以包括一系列計算機指令，其或者固定在有形介質(zhì)——諸如計算機可讀介質(zhì)(例如，軟盤，cd-rom，rom或固定盤)上，或者經(jīng)由調(diào)制解調(diào)器或其它接口設備——諸如通過介質(zhì)連接到網(wǎng)絡的通信適配器——可傳送到計算機系統(tǒng)。介質(zhì)可以或者是有形介質(zhì)(例如，光學或模擬通信線路)，或者是使用無線技術(shù)(例如，微波、紅外、或其它傳輸技術(shù))實現(xiàn)的介質(zhì)。該系列計算機指令實施本文先前關(guān)于該系統(tǒng)所描述的全部或部分功能。本領域技術(shù)人員應當理解，這樣的計算機指令可以用許多編程語言編寫，以用于與許多計算機體系結(jié)構(gòu)或操作系統(tǒng)一起使用。此外，這樣的指令可以存儲在諸如半導體、磁性、光學、或其它存儲器設備的任何存儲器設備中，并且可以使用諸如光學、紅外、微波、或其它傳輸技術(shù)的任何通信技術(shù)來傳送。預期這樣的計算機程序產(chǎn)品可以被分發(fā)為具有附帶的印刷的或電子文檔的可移動介質(zhì)(例如，成品軟件)，被預加載有計算機系統(tǒng)(例如，在系統(tǒng)rom或固定式盤上)，或通過網(wǎng)絡(例如，互聯(lián)網(wǎng)或萬維網(wǎng))從服務器或電子公告牌分發(fā)。當然，本發(fā)明的一些實施例可以被實現(xiàn)為軟件(例如，計算機程序產(chǎn)品)和硬件兩者的組合。本發(fā)明的其它實施例被實現(xiàn)為完全是硬件、或完全是軟件(例如，計算機程序產(chǎn)品)。

盡管已經(jīng)公開了本發(fā)明的各種示例性實施例，但是對于本領域技術(shù)人員來說顯而易見的是，可以進行各種改變和修改，其將在不脫離本發(fā)明的真實范圍的情況下實現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)點中的至少一些。例如，本文描述的方法可以應用于除耳蝸植入物之外的聽覺假體，例如，具有由耳蝸核內(nèi)或耳蝸核附近的電極提供的電刺激的聽覺腦干植入物，或具有由下丘上或下丘內(nèi)的電極提供的電刺激的聽覺中腦植入物。此外，相應的方法和系統(tǒng)也可以用于深度腦刺激。