具有改進的定位的助聽器的制造方法
【專利摘要】一種被提供有傳入聲音信號的空間線索改進保存的新型助聽器，所述助聽器包括：BTE助聽器殼體、至少一個BTE聲音輸入換能器，處理器、聲音信號傳輸構件、耳塞、以及、ITE擴音器殼體，并且還包括：至少一個自適應線索濾波器，其每個都具有：輸入，其被提供有來自所述至少一個BTE聲音輸入換能器的相應一個的輸出信號，以及濾波器系數，其被適配為使得所述至少一個ITE擴音器的輸出和所述至少一個自適應線索濾波器的組合輸出之間的差異最小化。
【專利說明】具有改進的定位的助聽器
【技術領域】
[0001]一種被提供有關于助聽器的佩戴者的聲源的改進定位的新型耳后式(BTE)助聽器。
【背景技術】
[0002]助聽器用戶已報告，他們佩戴助聽器時定位聲源的能力比他們不佩戴助聽器時差。這表現出輕度至中度聽覺受損人群的嚴重問題。
[0003]此外，助聽器通常以下列方式再現聲音，即用戶感知聲源位于其頭部的內部。也就是說聲音是內在而非外在的。當涉及“在噪聲中聽到講話問題”時，助聽器用戶的普遍抱怨是非常難以關注正在說的任何話，即使信噪比(SNR)應足以提供所需講話的可理解性時也是如此。這一事實的重要促成因素在于助聽器再現內在化聲音場。這增加了助聽器用戶的認知負荷，并且可能導致收聽疲勞，并且最終導致用戶摘下一個或多個助聽器。
[0004]因而，存在對一種具有改進聲源定位的新型助聽器的需求，S卩，該新型助聽器保存相應聲源在聲音環(huán)境中關于助聽器佩戴者的頭部定向的方向和距離的信息。
[0005]人類通過人的雙耳聲音定位能力在三維空間中檢測和定位聲源。
[0006]聽覺輸入由兩種信號組成，即每個耳膜處的聲壓，下文中稱為雙耳聲音信號。因而，如果在耳膜處精確再現應由給定空間聲音場在耳膜處產生的聲壓，人的聽覺系統(tǒng)就將不能分辨來自空間聲音場本身產生的實際聲音的經再現聲音。
[0007]還不完全了解人的聽覺系統(tǒng)如何提取關于聲源的距離和方向的信息，但是已知，在該確定過程中，人的聽覺系統(tǒng)使用許多線索。在這些線索中有頻譜線索、混響線索、耳間時間差(ITD)、耳間相差(Iro)和耳間強度差(ILD)。
[0008]根據兩個傳遞函數描述來自關于收聽者的左耳和右耳位于給定方向和距離的聲源的聲波傳輸，其中一個傳遞函數用于左耳，另一個用于右耳，傳遞函數包括任何線性失真，諸如音色、耳間時間差和耳間頻譜差。將一個用于左耳、一個用于右耳的兩個傳遞函數組稱為頭相關傳遞函數(HRTF)。HRTF的每個傳遞函數都定義為關于這樣的比率，即在附屬耳道處或與其接近的特定點由平面波產生的聲壓P (左耳道中為九，右耳道中為PK)關于基準之間的比率。通常選擇的基準為聲Sp1，其為收聽者不在時，平面波在頭部正中間位置產生的聲壓。
[0009]HRTF包括關于傳輸到收聽者耳朵的聲音的所有信息，包括繞頭部的衍射、來自肩部的反射、耳道中的反射等等，并且因此，HRTF因人而異。
[0010]在下文中，為了方便，也將HRTF的傳遞函數之一稱為HRTF。
[0011]助聽器相關傳遞函數類似于HRTF定義，也就是說相應于平面波的由助聽器在附屬耳道中的特定點產生的聲壓P和基準之間的比率。通常選擇的基準為聲Sp1，其為收聽者不在時，平面波在頭部正中間位置產生的聲壓。
[0012]HRTF隨著聲源關于收聽者的耳朵的方向和距離而改變?？赡軠y量任何方向和距離的HRTF，并且例如通過濾波器電子地模擬HRTF。如果將該濾波器插入重放單元諸如磁帶錄音機和收聽者使用的耳機之間的信號路徑中時，由于耳朵中的聲壓的真實再現，收聽者就將實現這樣的感知，即耳機產生的聲音源自位于按討論中的模擬HRTF的濾波器的傳遞函數所定義的距離和方向的聲源。
[0013]當理解空間編碼信息時，大腦的雙耳處理導致幾種正面效果，即更好的信噪比(SNR);抵達方向(DOA)估計；深度/距離感知；以及，視覺和聽覺系統(tǒng)之間的配合。
[0014]耳朵的復雜形狀是對收聽者的個體空間-頻譜線索(ITD、ILD和頻譜線索)的重要促成因素。由于大量頻譜細節(jié)將丟失或嚴重失真，所以拾取耳后聲音的裝置將在再現HRTF時不利。
[0015]這在圖1中例證，其中開放的即未閉塞的耳朵的角頻譜的測量值與使用相同耳朵的耳后式裝置(BTE)上的前耳機上的測量值一起示出。開放的耳朵頻譜細節(jié)豐富，而BTE結果模糊地多，并且丟失許多頻譜細節(jié)。

【發(fā)明內容】

[0016]因此，期望在關于助聽器的用戶的一個或多個位置定位一個或多個助聽器的麥克風，其中保存到達用戶的聲音的頻譜線索。例如以下情況有利，即將麥克風定位在耳廓前部的用戶的外耳中，例如在耳道的入口 ；或者在耳道內部，以便比麥克風處于耳后時程度更大地保存達到耳朵的聲音的頻譜線索。已證明三角窩下的位置關于保存空間線索有利。
[0017]將麥克風定位在耳道的入口或耳道的內部導致這樣的問題，即麥克風被移動至靠近助聽器的發(fā)聲裝置，因此提高了反饋發(fā)生的風險，這繼而限制了能夠通過助聽器獲得的最大穩(wěn)定增益。
[0018]解決該問題的標準方式是使用傳統(tǒng)模具完全密封耳道。然而，這引起閉塞效應以及關于潮濕和熱的舒適問題。
[0019]作為比較，在圖2中示出具有位于耳后的前和后麥克風的BTE助聽器以及具有位于耳道內的開放固定麥克風的耳內式(ITE)助聽器的最大穩(wěn)定增益。能夠看出，幾乎對于所有頻率，ITE助聽器都具有比前和后BTE麥克風低很多的最大穩(wěn)定增益(MSG)。
[0020]在本新型助聽器中，麥克風的任意構造的輸出信號經歷下列方式的信號處理，SP保存并且將頻譜線索傳達給助聽器的用戶。以被配置為保存頻譜線索的濾波器對輸出信號濾波。
[0021]使用時，為了記錄抵達用戶耳朵的聲音并且包含關于聲音環(huán)境中定位聲源的期望空間信息，除了 BTE助聽器的傳統(tǒng)定位麥克風外，本新型BTE助聽器還可通過提供至少一個期望定位在耳廓前的用戶的外耳中；或者耳道內的ITE麥克風，向用戶提供改進的定位。
[0022]本新型BTE助聽器的信號處理器以保存空間線索這樣的方式組合用戶外耳中的至少一個ITE麥克風的輸出信號和BTE助聽器的傳統(tǒng)定位的一個或多個麥克風的一個或多個麥克風信號。
[0023]因而，提供一種BTE助聽器，其包括:
[0024]BTE助聽器殼體，其將被佩戴在用戶的耳廓后，
[0025]至少一個BTE聲音輸入換能器，諸如全方向麥克風、方向性麥克風、用于可植入助聽器的換能器、拾音線圈、數字音頻數據流的接收器等等，其用于將聲音信號轉換為相應音頻聲音信號，[0026]處理器，其被配置為基于音頻聲音信號產生聽覺損失補償輸出信號，
[0027]聲音信號傳輸構件，其用于將表不來自位于聲音信號傳輸構件的第一端處的BTE助聽器的聲音輸出的聽覺損失補償輸出信號傳輸至該聲音信號傳輸構件的第二端處的用戶的耳道，
[0028]耳塞，其被配置為被塞入用戶的耳道中，用于將聲音信號傳輸構件緊固和固位在其用戶耳道內的期望位置，以及
[0029]輸出換能器，其用于將聽覺損失補償輸出信號轉換為能夠由人的聽覺系統(tǒng)接收的聽覺輸出信號，
[0030]ITE麥克風殼體，其容納至少一個ITE麥克風并且被配置為定位在用戶的外耳中，用于將該至少一個ITE麥克風緊固和固位在其期望位置，并且其中
[0031]處理器還被配置為，用于以下列方式處理該至少一個ITE麥克風和該至少一個BTE聲音輸入換能器的輸出信號，即聽覺損失補償輸出信號基本保存空間線索，諸如由該至少一個ITE麥克風記錄的、或由該至少一個ITE麥克風和該至少一個BTE聲音輸入換能器的組合記錄的空間線索。
[0032]BTE助聽器可以為多通道助聽器，其中將被處理的信號被分為多個頻率通道，并且其中在每個頻率通道中單獨處理信號。
[0033]處理器可被配置為，用于以下列方式處理該至少一個ITE麥克風和該至少一個BTE聲音輸入換能器的輸出信號，即聽覺損失補償輸出信號在選擇的頻帶中基本保存空間線索。
[0034]所選擇的頻帶可以包括一個或多個頻率通道、或者所有的頻率通道。所選擇的頻帶可能分段，即所選擇的頻帶不需要包括連續(xù)的頻率通道。
[0035]多個頻率通道可包括扭曲的頻率通道，例如，所有頻率通道都可以為扭曲的頻率通道。
[0036]在所選擇的頻帶外，該至少一個ITE麥克風可被作為輸入源常規(guī)地連接至助聽器的信號處理器，或者可通過眾所周知的方式與助聽器的信號處理器協(xié)作。
[0037]通過該方式，該至少一個ITE麥克風向助聽器提供處于下列頻率的輸入，在所述頻率處助聽器能夠通過該構造提供期望的增益。在所選擇的頻帶中，其中助聽器不能以該構造提供所期望的增益，就將BTE助聽器殼體的麥克風包括在上述信號處理中。通過該方式，能夠提高增益，同時保持關于該至少一個ITE麥克風提供的聲音環(huán)境的空間信息。
[0038]助聽器例如可以包括:第一濾波器，其連接在處理器輸入和至少一個ITE麥克風之間；以及，第二互補濾波器，其連接在處理器輸入和該至少一個BTE聲音輸入換能器的組合輸出之間，所述濾波器傳遞和阻塞互補頻帶中的頻率，使得該至少一個ITE麥克風和至少一個BTE聲音輸入換能器的組合輸出中的一個組成在一個頻帶中提供給處理器輸入的輸入信號的主要部分，并且該至少一個ITE麥克風和至少一個BTE聲音輸入換能器的組合輸出中的另一個組成在互補頻帶中提供給處理器輸入的輸入信號的主要部分。
[0039]通過該方式，該至少一個ITE麥克風可被用作頻帶中對處理器的單輸入源，其中聽覺損失補償的所需增益能夠應用于該至少一個ITE麥克風的輸出信號。在該頻帶外，該至少一個BTE聲音輸入換能器的組合輸出信號應用于信號處理器，以提供所需增益。
[0040]該至少一個BTE聲音輸入換能器的組合輸出信號可通過在本說明書別處描述的方式經歷自適應濾波。信號的組合例如能夠基于不同類型的帶通濾波。
[0041]貫穿本公開，可使用“該至少一個ITE麥克風的輸出信號”識別形成從該至少一個ITE麥克風的輸出到處理器的輸入的信號路徑的一部分的任何模擬或數字信號，包括該至少一個ITE麥克風的預處理輸出信號。
[0042]同樣地，可使用“該至少一個BTE聲音輸入換能器的輸出信號”識別形成從該至少一個BTE聲音輸入換能器到處理器的輸入的信號路徑的一部分的任何模擬或數字信號，包括該至少一個BTE聲音輸入換能器的預處理輸出信號。
[0043]在使用中，定位該至少一個ITE麥克風，使得響應于傳入信號產生的該至少一個ITE麥克風的輸出信號具有傳遞函數，其組成用戶的HRTF的良好近似。信號處理器將該至少一個ITE麥克風的輸出信號中所含的方向性信息傳送至處理器的結果聽覺損失補償輸出信號，使得處理器的聽覺損失補償輸出信號也獲得傳遞函數，其組成用戶的HRTF的良好近似，因此向用戶提供改進的定位。
[0044]在本領域眾所周知BTE (耳后式)助聽器。BTE助聽器具有BTE殼體，其按形狀形成以被佩戴在用戶的耳廓后。該BTE殼體容納用于聽覺損失補償的組件。聲音信號傳輸構件，即聲音管或電導體將來自BTE殼體的表示聽覺損失補償聲音的信號傳輸到用戶的耳道內。
[0045]為了在用戶耳道的入口穩(wěn)固和舒適地定位該聲音信號傳輸構件，可提供用以插入用戶的耳道中的耳塞、殼或耳模，其組成開放解決方案。在開放解決方案中，當將其定位在其在耳道內的期望操作位置時，耳塞、殼或耳模不阻塞耳道。相反，仍存在通過耳塞、殼或耳模，或者在一部分耳道壁和一部分耳塞、殼或耳模之間的通路，使得聲波能夠通過該通路，從耳模和耳塞、殼或耳模之間從耳塞、殼或耳模后逸出到用戶的周圍環(huán)境。通過該方式，基本消除了閉塞效應。
[0046]通常，耳塞、殼或耳模單獨定制制造，或者以許多標準尺寸制造，以適合用戶的耳朵，從而將聲音信號傳輸構件充分固定在其耳道內的期望位置，并且例如當用戶移動下顎時，防止耳塞從耳朵掉落。
[0047]輸出換能器可以為位于BTE助聽器殼體中的接收器。在該情況下，聲音信號傳輸構件包括聲音管，其用于來自位于BTE助聽器殼體內的接收器的聲學聲音信號的傳播，并且使其穿過聲音管到達位于并且固位在用戶的耳道內的耳塞，并且其具有用于將聲學聲音信號傳輸到耳道中的耳膜的輸出端口。
[0048]輸出換能器可以為位于耳膜中的接收器。在該情況下，聲音信號傳輸構件包括電導體，其用于通過該導體將來自BTE助聽器殼體中的信號處理器的輸出的音頻聲音信號傳播至位于耳塞中的接收器，以通過耳塞的輸出端口發(fā)出聲音。
[0049]容納至少一個ITE麥克風的ITE麥克風殼體可與耳塞組合或者由其組成，使得當耳塞被緊固在其處于耳道內的期望位置中時，該至少一個麥克風鄰近耳道的入口定位。
[0050]該ITE麥克風殼體可被通過臂連接至耳塞，其該臂可以為柔性臂，其適合位于耳廓的內部定位，例如繞鄰接對耳輪的耳殼的圓周并且至少部分被對耳輪覆蓋，以將其固位在用戶的外耳內部的位置。該臂可在制造期間預成型，優(yōu)選成型為具有稍微大于對耳輪的曲率的弓形，以易于將臂裝配到其在耳廓中的期望位置。在一個示例中，臂具有這樣的長度和形狀，其促進將至少一個ITE麥克風定位在直接處于三角窩下的操作位置中。[0051]信號處理器可被容納在BTE助聽器殼體中或耳塞中，或者部分信號處理器可被容納在該BTE助聽器殼體中，并且部分信號處理器可被容納在耳塞中。在BTE助聽器殼體的電路和耳塞電路之間存在單向或雙向通信鏈路。該鏈路可以為有線或無線鏈路。
[0052]同樣地，在BTE助聽器殼體的電路和該至少一個ITE麥克風之間存在單向或雙向通信鏈路。該鏈路可以為有線或無線鏈路。
[0053]信號處理器運行，以執(zhí)行聽覺損失補償，同時保持助聽器的最佳空間性能的聲音環(huán)境的空間信息，并且同時盡可能提供最大穩(wěn)定增益。
[0054]耳塞的該至少一個ITE麥克風的輸出信號可以為若干預處理ITE麥克風信號或該至少一個ITE麥克風的單個ITE麥克風的輸出信號的組合。將耳塞的至少一個ITE麥克風的輸出信號的給定時刻的短時間頻譜表示為SIEe(f，t) (IEC=耳內組件)。
[0055]提供該至少一個BTE聲音輸入換能器的一個或多個輸出信號。這些信號的頻譜表示為
【權利要求】
1.一種BTE助聽器(10)，包括: BTE助聽器殼體，所述BTE助聽器殼體將被佩戴在用戶的耳廓后， 至少一個BTE聲音輸入換能器，所述至少一個BTE聲音輸入換能器用于將聲學聲音轉換為音頻聲音信號， 處理器(16)，所述處理器被配置為基于所述音頻聲音信號產生聽覺損失補償輸出信號， 聲音信號傳輸構件(34、56),所述聲音信號傳輸構件用于將來自所述聲音信號傳輸構件(34、56)的第一端處的所述BTE助聽器殼體(12)中的聲音輸出的聲音信號傳輸至所述聲音信號傳輸構件(34、56)的第二端處的用戶的耳道， 耳塞，所述耳塞被配置為被塞入用戶的耳道中，用于將所述聲音信號傳輸構件緊固和固位在用戶的耳道內的其期望位置，以及 輸出換能器(20)，所述輸出換能器用于將所述聽覺損失補償輸出信號轉換為能夠由人的聽覺系統(tǒng)接收的聽覺輸出信號， ITE麥克風殼體，所述ITE麥克風殼體容納至少一個ITE麥克風并且被配置為定位在用戶的外耳中，用于將所述至少一個ITE麥克風緊固和固位在其期望位置， 其特征在于: 至少一個自適應線索濾波器，每個自適應線索濾波器具有: 輸入，該輸入被提供有來自所述至少一個BTE聲音輸入換能器的相應一個的輸出信號，以及 濾波器系數，所述濾波器系數被適配為使得所述至少一個ITE麥克風的輸出和所述至少一個自適應線索濾波器的組合輸出之間的差異最小化。
2.根據權利要求1所述的助聽器(10)，其中: 所述至少一個BTE聲音輸入換能器由第一和第二 BTE聲音輸入換能器組成，以及 所述至少一個自適應線索濾波器由第一和第二自適應線索濾波器組成，其中: 所述第一自適應線索濾波器具有輸入，該輸入被提供有來自所述第一 BTE聲音輸入換能器的輸出信號，以及 所述第一自適應線索濾波器的濾波器系數被適配為使得所述至少一個ITE麥克風的輸出和所述第一和第二自適應線索濾波器的組合輸出之間的差異最小化， 所述第二自適應線索濾波器具有輸入，該輸入被提供有來自所述第二 BTE聲音輸入換能器的輸出信號，以及 所述第二自適應線索濾波器的濾波器系數被適配為使得所述至少一個ITE麥克風的輸出和所述第一和第二自適應線索濾波器的組合輸出之間的差異最小化。
3.根據權利要求2所述的助聽器(10)，其中所述至少一個自適應線索濾波器的所述濾波器系數朝著下列解決方案適配:


4.根據權利要求3所述的助聽器(10)，其中p=2。
5.根據權利要求3或4所述的助聽器(10)，其中W(f)=l。
6.根據權利要求3-5任一項所述的助聽器(10)，具有一個ITE麥克風和兩個BTE輸入聲音換能器。
7.根據上述權利要求任一項所述的助聽器(10)，其中當所述濾波器系數值已停止明顯變化時，防止進一步適配所述至少一個自適應濾波器。
8.根據上述權利要求任 一項所述的助聽器(10)，其中所述音頻聲音信號被分為多個頻率通道，并且其中所述至少一個自適應線索濾波器被配置為單獨處理所選擇的頻率通道中的所述音頻聲音信號。
9.根據權利要求8所述的助聽器(10)，其中所述至少一個BTE麥克風與所選擇的頻率通道中的所述處理器(16)斷開連接，使得所述聽覺損失補償僅基于所述至少一個ITE麥克風的輸出。
【文檔編號】H04R25/00GK103458347SQ201210593011
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年12月31日 優(yōu)先權日:2011年12月29日
【發(fā)明者】卡爾-弗雷德里克·約翰·格蘭, 馬桂林, 雅各布·烏爾里克·泰爾奇 申請人:Gn瑞聲達A/S