CN102075842B - 一种耳鸣助听器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种耳鸣助听器，所述的耳鸣助听器包括：耳鸣掩蔽模块和听力补偿模块，其特征在于，该耳鸣助听器还包括：控制模块；所述的控制模块包括：预设置单元、选择单元和语音分类器；所述的预设置单元，用于选择耳鸣掩蔽、听力补偿或耳鸣掩蔽兼听力补偿中的任一种功能模式，并输入相关的预设置参数；所述的语音分类器，用于根据接收的信号依次进行预处理、特征提取、分类，最终确定声场环境；根据所述的预设置单元选择的功能模式和确定的声场环境选择信号处理算法及调整信号处理算法中的参数，并进行优化组合；所述的选择单元，用于开启所述的语音分类器，以根据所述的预设置单元选择的功能模式进行工作。

Description

一种耳鸣助听器
技术领域
本发明涉及耳鸣治疗设备，特别涉及一种耳鸣助听器。
背景技术
目前，用于治疗耳鸣的掩蔽装置有FM杂音、助听器、专用耳鸣掩蔽器、耳鸣助听器四种。其中，FM杂音使用的掩蔽声可控可调性差，很难与患者的耳鸣声比较精确的匹配。助听器适用于感音性聋的患者，既能改善听力也可使耳鸣消失，但对无听力损失的耳鸣疗效不明显。专用耳鸣掩蔽器既不影响会话、又能充分掩蔽耳鸣，但对于耳鸣兼听力损失的患者，近期疗效不明显。由于助听器和专用耳鸣掩蔽器只具备单一的耳鸣掩蔽或者听力补偿功能，因此，只能满足少部分纯耳鸣或纯耳聋听障患者，满足不了为数众多的耳鸣兼耳聋患者的需求。耳鸣助听器是将耳鸣掩蔽器与助听器集成到一起的治疗设备，采用先进的联合治疗技术，用于伴有感音性聋的耳鸣的治疗。目前，先进的耳鸣治疗器的典型代表是TSG助听器。这种耳鸣助听器虽然能提供治疗耳鸣和听力损失两种功能，但仍有以下不足：一是助听功能仍为其主要功能，对于单纯的耳鸣患者实用性不高；二是耳鸣掩蔽声主要是音乐声，掩蔽声类型单一，不能满足不同患者对具有不同掩蔽声特征的掩蔽信号的需求；三是可操作性较差，不能满足用户最大限度自调的强烈需求；四是这种耳鸣助听器往往成本较高，其市场价令大部分伴有耳鸣的听障患者难以接受。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种耳鸣助听器来解决现有的耳鸣助听器功能模式不够灵活、掩蔽声类型单一和可自调性差等问题，以满足众多的耳鸣兼耳聋患者的不同需求。
为实现上述发明目的，提出了一种耳鸣助听器，所述的耳鸣助听器包括：耳鸣掩蔽模块和听力补偿模块，
所述的耳鸣掩蔽模块包括：信号发生和预存储单元、掩蔽信号处理单元和掩蔽信号输出单元；
所述的听力补偿模块包括：音频信号输入单元、音频信号处理单元、音频信号输出单元；
其特征在于，该耳鸣助听器还包括：控制模块；所述的控制模块包括：预设置单元、语音分类器和选择单元；
所述的预设置单元，用于选择耳鸣掩蔽、听力补偿或耳鸣掩蔽兼听力补偿中的任一种功能模式，并输入相关的预设置参数；
所述的语音分类器，用于根据接收的信号依次进行预处理、特征提取、分类，最终确定声场环境；根据所述的预设置单元选择的功能模式和确定的声场环境选择信号处理算法及调整信号处理算法中的参数，并进行优化组合，其中，对于耳鸣掩蔽功能模式，所述的语音分类器控制所述的信号发生和预存储单元中掩蔽信号的来源是白噪声还是预存储的音乐声及选取所述的掩蔽信号处理单元中的处理带宽；对于听力补偿功能模式，所述的语音分类器将所述的音频信号处理单元采用的包括增益调整控制、压缩放大、降噪、自适应反馈抑制、风噪声抑制和回声阻断在内的信号处理算法及调整信号处理算法中的参数进行优化组合得到相应的聆听程序；
所述的选择单元，用于开启所述的语音分类器，以根据所述的预设置单元选择的功能模式进行工作。
所述的掩蔽声类型采用宽带噪声、窄带噪声或音乐声。
所述的声场环境采用安静环境、噪音环境或音乐环境。
所述的信号发生和预存储单元，用于生成作为掩蔽信号来源的数字化的白噪声信号或预存储特定格式的音乐声；
所述的掩蔽信号处理单元，用于对所述的数字化的白噪声信号经过带通滤波器提取掩蔽声信号；
所述的掩蔽信号输出单元，用于将生成的掩蔽声信号经过DA转换和抗映像滤波后输出。
所述的数字化的白噪声信号是高斯白噪声。
所述的掩蔽信号处理单元包括带通滤波器，该掩蔽信号处理单元对带通滤波器20Hz～16000Hz范围内的频带进行频带划分，频带数在10～25之间。
所述的带通滤波器采用的是直接型IIR滤波器。
所述的音频信号输入单元，包括指向性麦克风，所述的指向性麦克风用于将音频信号接收并转换为电信号，然后，对电信号进行噪声初步抑制；
所述的音频信号处理单元，用于对所述的音频信号输入单元输入的音频信号进行放大、抗混叠滤波、模数转换、增益调整控制、压缩放大、降噪、自适应反馈抑制、风噪声抑制和回声阻断处理；
所述的音频信号输出单元，用于将所述的音频信号处理单元输出的音频信号经过DA转换和抗映像滤波后输出。
本发明的优点在于，给出的一种耳鸣助听器可以根据患者的不同耳鸣和耳聋情况提供听力补偿、耳鸣掩蔽、耳鸣掩蔽联合听力补偿三种功能；能够提供音调、响度可调的宽带、窄带噪声及音乐声作为掩蔽声，满足不同病人及同一病人不同治疗阶段的治疗需求；给出的一种耳鸣助听器配有按钮/旋钮，在同一功能的不同声景，患者能根据聆听环境手动切换个性化的聆听程序、调节音量、掩蔽声类型等，为患者自调提供极大的便利；另外，本发明相对普通掩蔽器，无附加按钮和机械装置，美观轻巧，成本也不高。
附图说明
图1为本发明的耳鸣助听器的信号处理系统框图；
图2为控制模块中语音分类器工作流程图；
图3为本发明的耳背式耳鸣助听器的结构图；
图4为本发明的耳鸣助听器的功能定制流程图。
附图标识
1、外壳      2、自适应/音量控制旋钮 3、多功能按钮
4、电池仓    5、耳钩                6、导声管
7、耳塞座    8、耳塞                9、受话器
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细的说明。
本发明给出一种耳鸣助听器，包括：结构、功能定制和信号处理算法三部分。本发明的耳鸣助听器的信号处理系统框图，如图1所示。本发明提供耳鸣掩蔽、听力补偿及耳鸣掩蔽联合听力补偿三种功能，包括耳鸣掩蔽和听力补偿两大功能模块。
所述的耳鸣掩蔽模块，包括信号发生和预存储单元、掩蔽信号处理单元和掩蔽信号输出单元，在控制模块的调节下该模块输出类型、频带和声压级合适的掩蔽信号。
控制模块包括：预设置单元、选择单元和语音分类器。其中，选择单元包括：自适应/音量控制旋钮2和多功能按钮3。各部分完成的功能如下：
预设置单元：主要完成功能的定制和参数的预设置。功能定制包括对“耳鸣掩蔽”、“听力补偿”、“耳鸣掩蔽联合听力补偿”三种功能模式的选择。参数设置由专业人士在听力障碍和耳鸣的诊断和测试后，根据测试结果，进行个性化设置。三种功能模式为：方式1-耳鸣掩蔽功能；方式2-耳鸣掩蔽联合听力补偿功能；方式3-听力补偿功能。如对于耳鸣兼耳聋患者，在预设置单元中选择方式2。与功能模式相关的需要预设置的参数包括：掩蔽信号的相关参数和听力补偿的相关参数，掩蔽信号相关参数包括耳鸣主调频率、掩蔽信号类型、掩蔽信号阈值；听力补偿的相关参数包括：患者的听阈、不适阈、最舒适响度级。
自适应/音量控制旋钮2：主要控制自适应环境功能的开启或输出信号的音量。分为0、1、2、3、4五个档位：0档表示根据环境自适应调节，用户可以手动选择是否进入环境自适应调整功能，剩下的1、2、3、4档控制音量逐渐增大，调整掩蔽声或语音信号的响度，具体调整哪个信号的响度取决于多功能按钮切换到耳鸣掩蔽模块还是听力补偿模块。
如图2所示，图2为控制模块中语音分类器工作流程图。语音分类器：主要完成声场环境的自动分类，从而进行功能控制。语音分类器，接收从麦克风输出的信号，经过信号预处理、特征提取、分类算法三个步骤之后，确定声场环境属于哪一种特定的类别，包括安静环境、噪音环境和音乐环境，根据分类结果，自动选择信号处理算法或调整控制参数，无缝切换到不同的聆听程序。这里的信号处理算法或者调整控制参数在耳鸣掩蔽模块下主要指：通过控制耳鸣掩蔽模块中的信号发生和预存储单元及掩蔽信号处理单元选择掩蔽声类型和频带，对前者的控制主要是选择掩蔽信号来源是高斯白噪声还是预存储的音乐声，对后者的控制主要是调整掩蔽信号处理单元中的直接型IIR带通滤波器的带宽；在听力补偿模块下主要指：将所述的音频信号处理单元中的信号处理算法和控制参数进行优化组合得到相应的聆听程序，这里的信号处理算法和参数主要包括：增益调整控制、压缩放大、麦克风指向性、降噪功能、自适应反馈抑制技术、风噪声抑制和回声阻断技术。
多功能按钮3是一个复合功能按钮，采用脉冲式的方法，主要实现两大功能：一是作用于耳鸣掩蔽模块，在不同掩蔽声类型之间进行切换，选择掩蔽信号类型为宽带噪声、窄带噪声或音乐声，二是作用于听力补偿模块，在特制的几种不同的聆听程序之间切换；通过长按多功能按钮达3s的时间来区分该按钮作用于耳鸣掩蔽模块还是听力补偿模块。
总之，在控制模块的控制下，系统完成功能模式的选择及与之相关的参数的输入，选择是否开启自适应环境的功能，开启时，控制模块内部的语音分类系统启动，对声场环境进行分类，根据分类结果，给出控制信息，针对特定的声场环境对信号处理算法或控制参数进行优化组合，得到个性化聆听程序，并且自动切换到该个性聆听程序之下；不开启时，可以进一步通过多功能按钮和自适应/音量控制旋钮手动调整工作状态参数，对于耳鸣掩蔽功能来说，人为调整掩蔽信号输出单元输出的掩蔽信号的音量和掩蔽声类型；对于听力补偿来说，根据几种不同的声学环境人为切换不同的特制聆听程序，并调整音频信号输出单元输出的音频信号的音量；对于耳鸣掩蔽联合听力补偿功能来说，调整掩蔽信号输出单元输出的掩蔽信号的音量和掩蔽声类型，并根据不同的声场环境切换不同的特制聆听程序及调整音频信号输出单元输出的音频信号的音量。
所述的听力补偿模块，包括音频信号输入单元、音频信号处理单元、音频信号输出单元。所述的音频信号输入单元内设有指向性麦克风，音频信号由指向性麦克风接收，转换为电信号，输出的是经过初步噪声抑制的音频信号；由音频信号输入单元输出的音频信号，经过音频信号处理单元的放大、滤波、转换、处理及再放大后进入音频信号输出单元；在音频信号输出单元主要完成A/D转换和抗映像滤波，最终输出到扬声器。在控制单元的调节下，进行不同声景下个性化聆听程序的切换及信号响度的调节。
本发明的耳背式耳鸣助听器的结构图，如图3所示。所述的结构包括外壳1、自适应/音量控制旋钮2、多功能按钮3、电池仓4、受话器9、以及根据外壳所需的耳钩5、导声管6、耳塞8、耳塞座7。其中，所述外壳1可根据用户需要呈耳背式或耳内式或耳道式外壳；自适应/音量控制旋钮2、多功能按钮3均位于外壳背板或面板上。其中，所述自适应/音量控制旋钮2分为0、1、2、3、4五个档位：0-音量调节为零，开启环境自动适应调节，剩下的1、2、3、4档控制掩蔽声或语音信号响度依次逐渐增大；所述多功能按钮3是一个复合功能按钮，主要有两大功能：一是在不同掩蔽声类型之间进行切换，二是在针对不同聆听环境的个性化聆听程序之间切换；所述电池仓4位于外壳下部，用于放置专用锌空电池；耳钩5用于连接机身和导声管6；导声管6上方连接耳钩5，下方连接耳塞座7；耳塞8位于耳塞座7之上。
功能定制包括对耳鸣掩蔽、听力补偿、耳鸣掩蔽联合听力补偿的三种功能模式的选择和与此相关的具体参数设置。由专业人士在听力障碍和耳鸣的诊断和测试后，根据测试结果，进行个性化设置。其中，三种功能的选择在控制模块中完成，每一种特定功能下，比如听力补偿功能，可以通过多功能按钮3在特制的几种不同的聆听程序之间切换，本发明的耳鸣助听器的功能定制流程图，如图4所示。
功能定制过程如下：
(1)控制模块中选择功能模式
方式1：耳鸣掩蔽功能；方式2：耳鸣掩蔽联合助听放大功能；方式3：听力补偿功能。
(2)当患者是耳鸣患者时，输入掩蔽信号参考数据：
①输入患者耳鸣主调频率。
②选择掩蔽信号的类型。耳鸣为单一音时，窄带噪声较为理想，当耳鸣为多音调时，用宽带噪声掩蔽效果好。可选类型有：宽带噪声、窄带噪声和音乐声。
③设置掩蔽信号的阈值：找到病人掩蔽噪音的阈值，即可以听到噪音的最舒适级，便于使掩蔽信号与耳鸣音在强度上进行匹配，以免过度增大掩蔽噪音导致完全掩蔽耳鸣，在声音治疗过程中达不到预期效果。
(3)当患者有听力损失时，输入听力补偿参考数据。
(4)选择是否开启自适应环境功能。通过自适应/音量控制旋钮2的0档位选择是否开启。开启时，进入自适应环境程序，系统自动对声场环境进行分类，根据分类结果，对信号处理算法和算法中的控制参数进行优化组合，得到个性化程序，并且自动切换到该个性化程序之下；不开启进入(5)。
(5)不开启自适应环境功能时，对于耳鸣掩蔽模块，仍可以进一步调整掩蔽信号的类型和音量；对于听力补偿模块，可以进一步在几种特制的聆听程序中手动选择。
(6)保存设置。
以耳鸣兼耳聋患者为例，功能定制步骤如下：
(1)控制模块中选择功能模式2：耳鸣掩蔽联合听力补偿功能。
(2)输入掩蔽信号有关参考数据：
①输入患者耳鸣主调频率。
②选择掩蔽信号的类型。
③设置掩蔽信号的阈值。
(3)输入听力补偿功能参考数据：患者的听阈、不适阈、最舒适响度级。
(4)选择是否开启自适应环境功能。通过自适应/音量控制旋钮2的0档位选择是否开启。开启时，进入自适应环境功能，不开启进入(5)。
(5)不开启自适应环境功能时，对于掩蔽功能仍可以进一步调整掩蔽信号的类型和音量，通过多功能按钮3选择掩蔽信号类型，通过自适应/音量控制旋钮2的1、2、3、4档位改变掩蔽声音量；对于听力补偿功能，可以进一步通过多功能按钮3在特制的几种不同的聆听程序之间切换。
(6)保存设置。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种耳鸣助听器，所述的耳鸣助听器包括：耳鸣掩蔽模块和听力补偿模块，
所述的耳鸣掩蔽模块包括：信号发生和预存储单元、掩蔽信号处理单元和掩蔽信号输出单元；
所述的听力补偿模块包括：音频信号输入单元、音频信号处理单元、音频信号输出单元；
其特征在于，该耳鸣助听器还包括：控制模块；所述的控制模块包括：预设置单元、语音分类器和选择单元；
所述的预设置单元，用于选择耳鸣掩蔽、听力补偿或耳鸣掩蔽兼听力补偿中的任一种功能模式，并输入相关的预设置参数；
所述的语音分类器，用于根据接收的信号依次进行预处理、特征提取、分类，最终确定声场环境；根据所述的预设置单元选择的功能模式和确定的声场环境选择信号处理算法及调整信号处理算法中的参数，并进行优化组合，其中，对于耳鸣掩蔽功能模式，所述的语音分类器控制所述的信号发生和预存储单元中掩蔽信号的来源是白噪声还是预存储的音乐声及选取所述的掩蔽信号处理单元中的处理带宽；对于听力补偿功能模式，所述的语音分类器将所述的音频信号处理单元采用的包括增益调整控制、压缩放大、降噪、自适应反馈抑制技术、风噪声抑制和回声阻断技术在内的信号处理算法及调整信号处理算法中的参数进行优化组合得到相应的聆听程序；
所述的选择单元，用于开启所述的语音分类器，以根据所述的预设置单元选择的功能模式进行工作。
2.根据权利要求1所述的耳鸣助听器，其特征在于，所述的预设置参数包括：掩蔽信号参考数据和听力补偿参考数据；其中，所述的掩蔽信号参考数据包括：耳鸣主调频率、掩蔽信号类型和掩蔽信号阈值；所述的听力补偿参考数据包括：患者的听阈、不适阈、最舒适响度级。
3.根据权利要求2所述的耳鸣助听器，其特征在于，所述的掩蔽信号类型采用宽带噪声、窄带噪声或音乐声。
4.根据权利要求1所述的耳鸣助听器，其特征在于，所述的声场环境采用安静环境、噪音环境或音乐环境。
5.根据权利要求1所述的耳鸣助听器，其特征在于，所述的信号发生和预存储单元，用于生成作为掩蔽信号来源的数字化的白噪声信号或预存储特定格式的音乐声；
所述的掩蔽信号处理单元，用于对所述的数字化的白噪声信号经过带通滤波器提取掩蔽声信号；
所述的掩蔽信号输出单元，用于将生成的掩蔽声信号经过DA转换和抗映像滤波后输出。
6.根据权利要求5所述的耳鸣助听器，其特征在于，所述的数字化的白噪声信号是高斯白噪声。
7.根据权利要求1或5所述的耳鸣助听器，其特征在于，所述的掩蔽信号处理单元包括带通滤波器，该掩蔽信号处理单元对带通滤波器20Hz~16000Hz范围内的频带进行频带划分，频带数在10~25之间。
8.根据权利要求7所述的耳鸣助听器，其特征在于，所述的带通滤波器是直接型IIR滤波器。
9.根据权利要求1所述的耳鸣助听器，其特征在于，所述的音频信号输入单元，包括指向性麦克风，所述的指向性麦克风用于将音频信号接收并转换为电信号，然后对电信号进行噪声初步抑制；
所述的音频信号处理单元，用于对所述的音频信号输入单元输入的音频信号进行放大、抗混叠滤波、模数转换、增益调整控制、压缩放大、降噪、自适应反馈抑制、风噪声抑制和回声阻断处理；
所述的音频信号输出单元，用于将所述的音频信号处理单元输出的音频信号经过DA转换和抗映像滤波后输出。
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