聽力系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及聽力裝置及包括聽力裝置和遠程單元的聽力系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及用于 產(chǎn)生無噪聲雙耳電輸出聲音信號的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聽力裝置用于改善或使能聽覺感知即聽力。作為一組聽力裝置，助聽器在當今很 常用并幫助聽力受損人員提高其聽覺能力。助聽器通常包括傳聲器、輸出聲音變換器、電 路、及電源如電池。輸出聲音變換器例如可以是揚聲器（也稱為接收器）、振動器、配置成植 入在耳蝸中的電極陣列、或者能夠從電信號產(chǎn)生用戶感知為聲音的信號的任何其他裝置。 傳聲器從環(huán)境接收聲學(xué)聲音信號并產(chǎn)生表示聲學(xué)聲音信號的電聲音信號。電聲音信號由電 路進行處理，其可包括頻率有選擇地放大、降噪、針對聽音環(huán)境調(diào)節(jié)處理、和/或移頻等，處 理后的可能聲學(xué)輸出聲音信號由輸出聲音變換器產(chǎn)生以刺激用戶聽覺或者至少呈現(xiàn)用戶 感知為聲音的信號。為改善用戶的聽覺體驗，在電路中可包括頻譜濾波器組，其例如分析不 同的頻帶或者個別地處理不同頻帶中的電聲音信號并使能提高信噪比。目前，頻譜濾波器 組通常在任何助聽器中在線運行。
[0003] 助聽器裝置可佩戴在一只耳朵上，稱為單耳佩戴；或者佩戴在兩只耳朵上，稱為雙 耳佩戴。雙耳助聽器系統(tǒng)刺激兩只耳朵的聽覺。雙耳聽力系統(tǒng)包括兩個助聽器，用戶的左 耳和右耳各一個。雙耳聽力系統(tǒng)的助聽器可彼此無線交換信息并使能空間聽覺。
[0004] 表征助聽器裝置的一種方式是通過它們與用戶耳朵相配的方式。助聽器類型例如 包括ITE(耳內(nèi)式）、RITE(耳內(nèi)接收器式）、ITC(耳道式）、CIC(深耳道式）、及BTE (耳后 式）助聽器。ITE助聽器的部件主要位于耳中，而ITC和CIC助聽器部件位于耳道中。BTE 助聽器通常包括耳后單元，其通常安裝在用戶耳朵后面或上面并連接到充氣管，該管具有 可安裝在用戶耳道中的遠端。揚聲器產(chǎn)生的聲音可通過充氣管傳到用戶耳道的耳膜。RITE 助聽器通常包括布置在用戶耳朵后面或上面的BTE單元及具有接收器的單元，接收器布置 在用戶耳道中。BTE單元和接收器通常經(jīng)引線連接。電聲音信號可經(jīng)引線傳給布置在耳道 中的接收器即揚聲器。
[0005] 目前，無線傳聲器、搭檔傳聲器和/或夾子傳聲器可放在目標講話者身上以提高 呈現(xiàn)給助聽器用戶的聲音信號的信噪比。從放在目標講話者身上的傳聲器接收的、來自目 標講話者的語音信號產(chǎn)生的聲音信號實質(zhì)上無噪聲，因為傳聲器定位成靠近目標講話者嘴 巴。聲音信號可無線傳給助聽器用戶，例如通過使用拾音線圈、FM、藍牙等無線傳輸。之后， 聲音信號經(jīng)助聽器揚聲器播放。呈現(xiàn)給助聽器用戶的聲音信號因而很大程度上沒有回響和 噪聲，因此相較由助聽器傳聲器接收的、通常被噪聲和回響污染的信號，其通常更容易理解 及更令人愉快的聽。
[0006] 然而，該信號單聲道播放，即其不包含與目標講話者有關(guān)的任何空間線索，這意味 著其聽起來就像源自助聽器用戶頭部內(nèi)部一樣。
[0007] US 8, 265, 284 B2提出了一種裝置如環(huán)繞聲音系統(tǒng)及用于從包括單聲道縮混信號 和空間參數(shù)的音頻數(shù)據(jù)產(chǎn)生雙耳音頻信號的方法。該裝置包括接收器、參數(shù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、Μ 通道轉(zhuǎn)換器、立體聲濾波器、及系數(shù)確定器。接收器配置成接收包括縮混音頻信號和空間參 數(shù)數(shù)據(jù)的音頻數(shù)據(jù)以對縮混音頻信號進行上混。該裝置的部件配置成使用空間參數(shù)和雙耳 感知傳遞函數(shù)對單聲道縮混信號進行上混因而產(chǎn)生雙耳音頻信號。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目標在于提供一種改進的聽力裝置。本發(fā)明的目標還在于提供現(xiàn)有技術(shù) 的備選方案。
[0009] 這些及其他目標由一種聽力裝置實現(xiàn)，其包括方向敏感輸入聲音變換器單元、無 線聲音接收器單元、和處理單元。該聽力裝置配置成佩戴在用戶耳朵處、耳后和/或耳中或 者至少部分位于耳道內(nèi)。方向敏感輸入聲音變換器單元配置成接收聲學(xué)聲音信號和產(chǎn)生表 示來自所接收的聲學(xué)聲音信號的環(huán)境聲音的電聲音信號。無線聲音接收器單元配置成接 收無線聲音信號和從所接收的無線聲音信號產(chǎn)生無噪聲電聲音信號。在本說明書中，術(shù)語 "無噪聲電聲音信號"應(yīng)理解為表示具有高信噪比的聲音的信號，相較于來自方向敏感輸入 聲音變換器單元的信號而言。在一例子中，定位成靠近聲源如體戴裝置中的傳聲器被認為 無噪聲，相較于以更大的距離進行定位如第二人身上的聽力裝置中的傳聲器而言。體戴傳 聲器的信號也可通過單通道或多通道降噪進行增強，即體戴傳聲器可包括定向傳聲器或傳 聲器陣列。處理單元配置成處理電聲音信號和無噪聲電聲音信號以產(chǎn)生雙耳電輸出聲音信 號。聽力裝置用戶非?？赡苁褂秒p耳聽力系統(tǒng)，通常包括兩個一樣的聽力裝置。當外部傳 聲器將信號傳給雙耳聽力系統(tǒng)時，其聽起來就像聲音從用戶頭內(nèi)發(fā)出一樣。使用外部傳聲 器是有利的，因為其可放在聽力裝置用戶希望聽的人身上或其附近，從而從該人提供具有 高信噪比的聲音信號，即可感知為無噪聲。通過處理來自外部傳聲器的聲音，該聲音可聽起 來就像源自正確空間點一樣。
[0010] 聽力裝置的輸出信號例如可以是聲學(xué)輸出聲音信號、電輸出信號或聲音振動，取 決于輸出聲音變換器類型，其例如可以是揚聲器、振動元件、耳蝸植入物、或任何其他類型 的輸出聲音變換器，其可配置成刺激用戶聽覺。
[0011] 產(chǎn)生的輸出信號可包含兩個正確的空間線索且?guī)缀鯚o噪聲。如果用戶佩戴兩個聽 力裝置及在兩個聽力裝置的每一個中按如上所述產(chǎn)生雙耳電輸出聲音信號，輸出信號使能 具有大大降低的噪聲的空間聽覺，即電輸出聲音信號使能使用用戶每只耳朵處的至少一輸 出變換器產(chǎn)生合成雙耳聲音以從電輸出聲音信號產(chǎn)生可由用戶感知為聲音的刺激。
[0012] 在本說明書中，無噪聲聲音意為包括高信噪比的聲音，使得聲音幾乎或?qū)嵸|(zhì)上無 噪聲，或者至少來自房間的噪聲和回響已被大大降低。無線聲音信號可由靠近用戶嘴巴的 遠程單元的輸入聲音變換器產(chǎn)生，從而當遠程單元的用戶講話時，輸入聲音變換器幾乎接 收不到噪聲。遠程單元的輸入聲音變換器與用戶嘴巴之間的小距離還抑制回響。無線聲音 信號可進一步進行處理以增加信噪比，例如通過濾波、放大和/或其他信號操作以提高無 線聲音信號的信號質(zhì)量。無線聲音信號也可合成，如計算機產(chǎn)生的話音、預(yù)先錄制等。
[0013] 聽力裝置可布置在耳朵處、耳后和/或耳中。在本說明書中，耳中還包括至少部分 位于耳道中的布置。聽力裝置通常包括一個或兩個殼體，較大的殼體放在佩戴者的耳廓處， 非必須地，較小的殼體放在耳道開口之處或之中，或者該殼體更小從而能更深地放在耳道 中。非必須地，聽力裝置的殼體可以是深耳道型（CIC)，從而聽力裝置配置成完全布置在耳 道中。聽力裝置也可配置成部分布置在耳道外面及部分布置在耳道里面，或者聽力裝置可 以是具有耳后單元和插入部分的耳后型，耳后單元配置成布置在耳后，插入部分配置成布 置在耳道中，有時稱為耳內(nèi)接收器型。此外，一個傳聲器可布置在耳道中，第二傳聲器可布 置在耳后，一起形成定向傳聲器。
[0014] 方向敏感輸入聲音變換器單元包括至少一輸入聲音變換器，其可以是輸入聲音變 換器陣列，如兩個、三個、四個或四個以上輸入聲音變換器。更多輸入聲音變換器的使用使 能改善定向輸入聲音變換器的方向性因而提高聲源位置和/或相對于方向敏感輸入聲音 變換器單元接收的聲學(xué)聲音信號源的方向的確定準確度。關(guān)于相對于聲源的方向的改善的 信息在環(huán)境聲音和無噪聲聲音信息組合以產(chǎn)生雙耳電輸出聲音信號時使能提高空間聽覺。 當使用一個以上輸入聲音變換器時，每一輸入聲音變換器接收聲學(xué)聲音信號并在相應(yīng)方向 敏感輸入聲音變換器位置處產(chǎn)生電聲音信號。在雙耳聽力系統(tǒng)中，可放置兩個輸入聲音變 換器，每一聽力裝置上各一個，例如每一聽力裝置上各一個全向傳聲器，其中兩個電聲音信 號用于建立定向信號。無線聲音接收器單元可配置成接收一個或多個無線聲音信號。無線 聲音信號例如可來自一個以上聲源，使得聽力裝置可針對從一個或多個聲源同時接收的聲 音信號向佩戴者提供改善的聽力。無線聲音接收器單元可配置成從另一聽力裝置如雙耳聽 力系統(tǒng)中的搭檔聽力裝置接收電聲音信號。
[0015] 有利地，可產(chǎn)生改善的、實質(zhì)上無噪聲的、包括空間線索的輸出聲音信號。該輸出 聲音信號可經(jīng)輸出聲音變換器提供給用戶以提高聽力受損人員的聽力。
[0016] 處理單元可配置成使用無噪聲電聲音信號以識別電聲音信號中的有噪聲時頻區(qū) 域。處理單元可配置成衰減電聲音信號的有噪聲時頻區(qū)域以產(chǎn)生電輸出聲音信號。處理單 元可配置成使用無線聲音信號以識別電有噪聲聲音信號中的有噪聲時頻區(qū)域，及處理單元 可配置成在產(chǎn)生雙耳電輸出聲音信號時衰減電有噪聲聲音信號的有噪聲時頻區(qū)域，在該情 形下，噪聲降低的聽力裝置傳聲器信號可呈現(xiàn)給用戶。處理單元可配置成通過將電聲音信 號從無噪聲電聲音信號減去并確定所得電聲音信號的時頻區(qū)域是否高于噪聲檢測閾的預(yù) 定值而識別有噪聲時頻區(qū)域。因而，有噪聲時頻區(qū)域為噪聲為主的時頻區(qū)域。作為備選，可 能使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何其他方法來確定從方向敏感輸入聲音變換器單元接收 的聲學(xué)聲音信號產(chǎn)生的一個或所有電聲音信號中的有噪聲時頻區(qū)域。
[0017] 處理單元可配置成使用方向敏感輸入變換器估計聲源相對于聽力裝置的方向。處 理單元可配置成使用估計的方向處理無噪聲電聲音信號以產(chǎn)生雙耳電輸出聲音信號，其可 由聽力裝置用戶感知為源自估計的方向。該方向可理解為由角度和相位指示的相對方向。 因而，無噪聲電聲音信號例如可用傳遞函數(shù)進行濾波如卷積以產(chǎn)生幾乎無噪聲但包括正確 的空間線索的雙耳電輸出聲音信號。
[0018] 聽力裝置可包括存儲器。該存儲器可配置成保存預(yù)定傳遞函數(shù)。代替保存?zhèn)鬟f函 數(shù)或者除保存?zhèn)鬟f函數(shù)之外，可保存針對不同位置的、FIR濾波器系數(shù)形式的頭部相關(guān)脈沖 響應(yīng)集。該存儲器還可配置成保存其他數(shù)據(jù)，如算法、電聲音信號、濾波器參數(shù)、或適合聽力 裝置運行的任何其他數(shù)據(jù)。該存儲器可配置成向處理單元提供傳遞函數(shù)如頭部相關(guān)傳遞函 數(shù)（HRTF)以使處理單元能使用預(yù)定脈沖響應(yīng)產(chǎn)生雙耳電輸出聲音信號。當目標聲源相對 于用戶的位置即聲源位置已被估計時，無噪聲電聲音信號優(yōu)選映射到具有正確的空間線索 的雙耳電輸出聲音信號。這可通過對來自估計的聲源位置的具有預(yù)定脈沖響應(yīng)的無噪聲電 聲音信號卷積實現(xiàn)。由于該處理，電輸出聲音信號相較于輸入聲音變換器產(chǎn)生的電聲音信 號有改善，因為它們幾乎無噪聲；及相較于無線聲音信號有改善，因為它們具有正確的空間 線索。
[0019] 存儲器可配置成保存針對相對于方向敏感輸入聲音變換器單元的任何輸入聲音 變換器的預(yù)定多個方向的預(yù)定傳遞函數(shù)。這些方向選擇成使得產(chǎn)生三維網(wǎng)格，其中相應(yīng)的 輸入聲音變換器或相對于聽力裝置的固定點作為三維網(wǎng)格的起點，及預(yù)定脈沖響應(yīng)對應(yīng)于 三維網(wǎng)格中的位置。在該情形下，處理單元可配置成估計相對于用戶的聲源位置，其通過將 對無噪聲電聲音信號和空間中相對于方向敏感輸入聲音變換器單元的任何輸入聲音變換 器的每一位置的預(yù)定傳遞函數(shù)進行卷積產(chǎn)生的處理后的電聲音信號與具有方向敏感輸入 聲音變換器信號的每一輸入聲音變換器的任何電聲音信號進行比較進行。如果輸入聲音變 換器單元例如具有兩個輸入聲音變換器，處理單元比較無噪聲電聲音信號與空間中相對于 第一和第二輸入聲音變換器的每一位置的相應(yīng)預(yù)定傳遞函數(shù)的卷積。因而，對于每一位置 有兩個預(yù)定傳遞函數(shù)，一個針對第一輸入聲音變換器得到，一個針對第二輸入聲音變換器 得到。兩個預(yù)定傳遞函數(shù)中的每一個與無噪聲電聲音信號卷積以產(chǎn)生兩個處理后的電聲音 信號，其理想地對應(yīng)于第一和第二輸入聲音變換器產(chǎn)生的電聲音信號，如果對應(yīng)于用于卷 積的預(yù)定傳遞函數(shù)的位置為聲源位置。對所有位置確定處理后的電聲音信號并將處理后的 電聲音信號與第一和第二輸入聲音變換器產(chǎn)生的電聲音信號比較使能確定聲源方向，對應(yīng) 于處理后的電聲音信號與第一和第二方向敏感輸入聲音變換器產(chǎn)生的電聲音信號展現(xiàn)最 佳一致的方向。
[0020] 存儲器可配置成保存每一方向敏感輸入聲音變換器相對于輸入聲音變換器單元 的每一其他輸入聲音變換器的預(yù)定傳遞函數(shù)。因而，聲源位置可使用從聲源到輸入聲音變 換器之一的傳遞函數(shù)及使用從一輸入聲音變換器到另一輸入聲音變換器的傳遞函數(shù)進行 估計。
[0021] 頭部相關(guān)傳遞函數(shù)（HRTF)也可在沒有數(shù)據(jù)庫的情形下實施。一組HRTF例如可 借助于原理分量分析分為多個基本函數(shù)。這些函數(shù)可實施為固定濾波器，及增益可用于控 制每一分量的貢獻。例如參見 Doris J.Kistler and Frede