CN101765048A - 具有自动的算法切换的助听设备 - Google Patents

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Abstract

一种具有多个麦克风(10，11)的助听设备，其即使在一个麦克风失效时也能合适地继续运行。因此，提出一种助听设备特别是助听器，其包括判定装置(16)和信号处理装置(12)，该判定装置用于判定是否一个麦克风(10，11)有故障，该信号处理装置用于利用多个处理算法处理麦克风的信号。如果通过所述判定装置(16)判定一个麦克风(10，11)有故障，则所述信号处理装置(12)从第一处理算法(13)切换到第二处理算法(14)。特别地，在一个麦克风有失效障时，例如可以从指向性麦克风运行自动切换到全向性运行。

Description

具有自动的算法切换的助听设备
技术领域
本发明涉及一种助听设备，其包括：多个麦克风；判定装置，用于判定是否一个麦克风有故障；以及信号处理装置，用于利用多个处理算法处理麦克风信号。在此，助听设备被理解为可佩戴于耳上或耳中或头部的输出声音的任何设备，特别是助听器、头戴式耳机、耳机等。
背景技术
助听器是用来给重听者提供听力帮助的便携式助听设备。为了满足数目众多的个体需求，提供了不同结构形式的助听器，如耳背式助听器(Hinter-dem-Ohr-
Figure G2009102622107D00011
HdO)、具有外部听筒的助听器(RIC：receiver in the canal)和耳内式助听器(In-dem-Ohr-
Figure G2009102622107D00012
IdO)，例如还有外耳式助听器或耳道式助听器(Kanal-
Figure G2009102622107D00013
ITE，CIC)。所例举的助听器被戴在外耳上或者在耳道内。但是，此外在市场上还提供有骨导助听器、可植入的或者振动触觉助听器。在此，或者以机械方式或者以电气方式对受损的听力进行刺激。
原则上，助听器的重要组件包括输入变换器、放大器和输出变换器。输入变换器通常是声音接收器(例如麦克风)和/或电磁接收器(例如感应线圈)。输出变换器大多作为电声变换器(例如微型扬声器)或者作为电子机械变换器(例如骨导耳机)来实现。放大器通常集成在信号处理单元内。在图1中以耳背式助听器为例示出了该原理结构。在戴在耳后的助听器外壳1内装入一个或者多个麦克风2，用于接收来自周围的声音。同样集成在助听器外壳1内的信号处理单元3对麦克风信号进行处理并将其放大。信号处理单元3的输出信号被传输到输出声音信号的扬声器或者耳机4。该声音必要时通过利用耳塑件固定在耳道内的声音软管传输到助听器佩戴者的鼓膜。通过同样集成在助听器外壳1内的电池5对助听器以及特别是信号处理单元3供电。
现代助听器通常具有两个或多个麦克风，从而信号处理可以分析两个或多个麦克风信号。如果所需的麦克风信号中的一个失效，则利用在设计信号处理时没有设置的信号星座(Signalkonstellation)来驱动相应的助听器算法。这导致在降低噪声时的功率损失并且降低声音质量。此外，减小了在环境噪声中的语音可理解性。
麦克风信号的失效(Ausfallen)可以是不同的性质。失效可能因为机械故障是持续的，由于麦克风的老化而缓慢变差，或者由于脏了的麦克风开口或者例如通过头发、帽子或者围巾局部遮盖了助听器而仅仅是暂时的。
关于这一点，由Starkey公司公开一种助听器的自检模式，在该模式中佩戴者可以通过机械动作将助听器置于如下状态，在该状态中助听器借助功能测试进行自检。为此，通过助听器发射激励，以便除了别的之外测试助听器麦克风和扬声器。必须通过用户触发该自测试，并且在助听器运行期间不进行持续的检查(Kontrolle)。
此外，由文献US 2004/0202333A1公知一种具有自诊断的助听器。使用检测电路来监视至少一个转换器的功能状态，方法是对该转换器的输出能量电平进行测量并且与预定的阈值电平比较。如果所测量的输出能量电平低于阈值电平，则检测电路产生故障报警。
发明内容
由此，本发明要解决的技术问题是，在多个麦克风的一个部分失效或完全失效的情况下至少短时还能更好地使用助听器。
按照本发明，上述技术问题是通过如下的助听设备解决，其包括：多个麦克风；判定装置，用于判定这些麦克风的一个是否有故障；和信号处理装置，用于利用多个处理算法处理麦克风的信号，其中，如果通过判定装置判定一个麦克风有故障，则信号处理装置自动地从第一处理算法切换到第二处理算法。
按照优选方式，助听设备在一个麦克风失效时可以按照定义的模式继续运行。这样的紧急程序通常提供比未定义的信号处理更好的助听设备的声音质量。在此，“有故障的麦克风”也被理解为例如通过头发、头部装饰物或者污物而被遮盖的麦克风。
优选地，第一信号处理算法被构造用于多通道处理，而第二信号处理算法用于单通道处理，并且，如果一个麦克风有故障，则信号处理装置从多通道处理算法切换到单通道处理算法。按照这种方式，可以避免未定义的通道信号对输出信号做出贡献。
特别地，信号处理装置可以被构造为：如果一个麦克风有故障，则禁用多通道处理算法。于是，如果听觉情形可能允许或者要求的话，助听设备不再提供多通道处理。
在另一种实施方式中，判定装置可以具有电平测量器(Messer)，利用该电平测量器测量麦克风信号的电平，以便由此得出判定。为了进行健全的(robust)判定，可以附加地考虑一种预测方法从一个麦克风信号来估计另一个麦克风信号。如果预测系数在其时间上和/或光谱上的分布与期望的相差太大，则出现了一个麦克风的失效。电平测量器和预测分析的组合可以相对可靠地推断出一个麦克风的失效。
一个处理算法可以实现指向性麦克风模式，而另一个实现全向模式，其中，如果一个麦克风有故障，则判定装置切换到全向模式。由此，只有当实际上出现至少两个有意义的可分析的麦克风信号时，才利用指向性麦克风。
此外，按照本发明的助听设备还可以具有存储器装置，利用该存储器装置可以与时间信息一起记录(protokollierbar)判定装置的判定。由此，例如在后面通过听觉病矫治专家(Akustiker)可以理解，麦克风在哪个时刻以及有多频繁(不牢固的接触)失效。
此外，在一个麦克风有故障的情况下从第一处理算法出发所切换到的第二处理算法，可以明确地与第一处理算法不匹配。如果两个处理算法互相完全独立，助听器的转换通常也可由使用者听见。按照这种方式，如果一个麦克风失效，则用户可以容易地意识到。
此外，利用该信号处理装置可以自动地产生警告信号，用于在自动转换处理算法时警告用户。这样的警告信号使得用户可以更容易地意识到麦克风的失效。
按照另一个优选实施方式，可以在判定装置中存储用于一个或多个麦克风的光谱参考曲线，用于关于故障的判定。由此，例如如果获得麦克风的平均的信号光谱，则可以可靠地监视麦克风的光谱的敏感度。
此外，判定装置可以将通过麦克风记录的声音信号的音量作为判定的基础。由此，也可以根据心理声学的参数来进行判定装置的判定，例如，只有当用户首次能感觉到故障时，才进行切换。
可以这样设置判定装置或者说判定算法(故障：是/否/逐步)，使得
a)在进行的运行中监视麦克风的功能状态，并且使得其
b)在属于助听设备的充电站中的充电模式中也工作。
这样，在将助听设备放置到充电站中时可以自动地进行组件(麦克风、信号处理)的功能检查。这具有以下优点：
-在一天结束时常规测试，
-助听设备处于充电站中始终明确的位置并且使得对故障可以更精细地分级或者提早识别，
-要么通过助听设备的扬声器要么充电站中的信号产生器和扬声器，定义地播放测试音调，以及
-充电站完全包围助听设备并且降低干扰的环境噪声。
附图说明
结合附图更详细地解释本发明，附图中：
图1示出了按照现有技术的助听器的示意性结构，
图2示出了按照本发明的助听器的框图。
具体实施方式
以下更详细示出的实施例描述了本发明的优选实施方式。
在图2中给出的框图示出了信号输入端上的两个麦克风10和11。麦克风信号被送到信号处理装置12。信号处理装置12具有多通道处理算法13(此处是两通道)。在此，该算法适合于指向性麦克风。
此外，信号处理装置12具有单通道处理算法14。要么麦克风10的麦克风信号要么另一个麦克风11的麦克风信号馈入到该算法。通过转换开关15来确定，将哪个麦克风信号传送到单通道处理算法14中。通过判定装置16控制转换开关15，该判定装置进行麦克风10和11的两个麦克风信号的信号比较以及信号监视。判定装置16判定，是否出现麦克风失效。在本例的情况下，其为此测量麦克风信号的电平并且将其与所存储的参考曲线RK比较。
判定装置16给出，两个麦克风10、11中的哪一个有故障。转换开关15被相应地控制。但是，判定装置16的输出信号还可以用于在信号处理装置12之后连接的另一个转换开关17。在该另一个转换开关17的输入端施加两通道处理算法13和单通道处理算法14的输出信号。如果判定装置16判定，麦克风10、11中的一个失效，则转换开关17从两通道运行切换到单通道运行。在此，这意味着，不再是两通道处理算法13的输出信号，而是单通道处理算法14的输出信号被传送到输出侧的扬声器18。必要时，除了两个转换开关15和17的控制之外，还可以附加地使用判定装置16的输出信号来产生故障报警19或者维护请求(Serviceaufforderung)。
由此，在所示出的助听器中可以自动地检测一个麦克风信号的失效并且将信号处理切换到紧急运行。在此，紧急运行包括，仅处理一个用于维持声音质量的麦克风信号，如在其中原本仅存在一个麦克风信号的助听器中那样。根据一般的发明思路，应用两个或多个麦克风信号的信号算法要么被禁用、要么(如果可能)被其单通道相应物(Pendant)代替(例如，双麦克风噪声降低算法(DMG)被单麦克风噪声降低算法(SMG)代替)。
可以通过在助听器中集成的电平测量器来实现对一个麦克风的信号失效的自动检测。如果在比较中，两个信号电平中的一个平均显著地上小于例如静态存储的或者动态形成的参考值，则出现了信号失效。如果该情况发生，则相应的助听器算法应该通过附加的控制变量有意义地被转换或者交替(übergeblendet)，并且不会保持在未定义的状态。因此，可以将指向性麦克风明确地置于“全向模式”，该全向模式为了简化而断开相应的反馈路径，或者(如已经提到的)通过简化的SMG方案来代替两通道DMG。优选地，在此激活在感知上尽可能少地区别于本来算法的替代算法，例如互相均衡的麦克风频率特性。在这种情况下，在一种实施方式中应该这样(优选具有时间戳地)存储相应的故障识别，使得在下一次访问(Besuch)时听觉病矫治专家能够消除故障并且也能获悉，是何时发生了该故障。作为替换，还可以采用不是特别互相匹配的算法，这些算法为助听器佩戴者给出对故障的提示。必要时还可以通过明确的警告信号进行支持。
除了电平比较以及电平监视之外，还可以检测麦克风的干扰特征(例如，由于不牢固的接触引起的沙沙声)，以便能够诊断广泛的范围。替代电平比较，能够在助听器中存储用于麦克风的参考曲线，以便然后要么借助关于任意麦克风信号的长时间光谱、要么借助特定的已知的在助听器中存储并优选在正常使用中自动地(例如接通旋律)或者用户启动地(例如程序电路确定信号)播放的并且通过麦克风重新记录的信号的光谱分布，在每次重启动或者在定义的时刻(例如根据程序电路)来检查麦克风特性。替代使用直接的光谱，还可以附加地根据dBA或者音量对曲线加权，以便只要当助听器佩戴者感知地感觉到变化时，才进行干预。
可选地可以通过在助听器上或者在(优选无线)相连的外围设备上的LED、通过在外围设备上的可选的文本信息和/或借助音调声学地通过相应的警告消息(例如在重复的情况下在下一次打开助听器时通过另一个欢迎旋律)或者文本消息，向助听器佩戴者发送关于这样的紧急运行的反馈(Rückmeldung)。
本发明的一个特别的优点是对麦克风信号的持续观察和分析，以便随后在需要时在进行着的运行中转换到单麦克风紧急程序。由此，可以系统地排除信号失真，该信号失真否则的话是通过两通道算法的有故障的运行产生的。突然的失效将是不可能的并且允许继续使用助听器直到可以访问听觉病矫治专家为止。助听器基于事件地自动提出维护期望。

Claims (11)

1.一种助听设备，包括：
-多个麦克风(10，11)，
-判定装置(16)，用于判定是否一个麦克风(10，11)有故障，和
-信号处理装置(12)，用于利用多个处理算法处理麦克风的信号，其特征在于，
如果通过所述判定装置(16)判定一个麦克风(10，11)有故障，则所述信号处理装置(12)自动地从第一处理算法(13)切换到第二处理算法(14)。
2.根据权利要求1所述的助听设备，其中，所述第一信号处理算法(13)被构造用于多通道处理，而所述第二信号处理算法(14)用于单通道处理，并且如果一个麦克风(10，11)有故障，则所述信号处理装置(12)从多通道算法切换到单通道算法。
3.根据权利要求1或2所述的助听设备，其中，所述信号处理装置(12)被构造用于：如果一个麦克风(10，11)有故障，则禁用多通道处理算法。
4.根据上述权利要求中任一项所述的助听设备，其中，所述判定装置(16)具有用来测量麦克风信号的电平的电平测量器，并且利用所述判定装置进行预测分析，在该预测分析中，能够借助一个麦克风的信号来预测另一个麦克风的信号，以便从所预测的信号与预先给出的信号的偏差以及所测量的电平中得出判定。
5.根据上述权利要求中任一项所述的助听设备，其中，所述处理算法中的一个实现指向性麦克风模式而另一个实现全向模式，并且如果一个麦克风(10，11)有故障，则所述判定装置(16)切换到全向模式。
6.根据上述权利要求中任一项所述的助听设备，其中，所述助听设备具有存储器装置，利用该存储器装置可以与时间信息一起记录所述判定装置(16)的判定。
7.根据上述权利要求中任一项所述的助听设备，其中，在一个麦克风有故障的情况下从所述第一处理算法(13)出发所切换到的所述第二处理算法(14)，明确地与该第一处理算法(13)不匹配。
8.根据上述权利要求中任一项所述的助听设备，其中，利用所述信号处理装置(12)自动地产生警告信号，用于在自动转换处理算法时警告用户。
9.根据上述权利要求中任一项所述的助听设备，其中，在所述判定装置(16)中存储用于一个或多个麦克风(10，11)的光谱参考曲线，用于关于故障的判定。
10.根据上述权利要求中任一项所述的助听设备，其中，所述判定装置(16)将通过所述麦克风(10，11)记录的声音信号的音量作为判定的基础。
11.根据上述权利要求中任一项所述的助听设备，其中，如下构造所述判定装置：既在进行着的助听设备的运行中也在对助听设备的电池充电的充电模式中，都能够确定麦克风的功能状态。
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