CN103229518B - 听力辅助系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于向用户（13）提供听力辅助的系统，包括：至少一个音频信号发射单元（10A，10B，10C），其包括音频信号源（17）和用于经由无线射频（RF）链路（12）发射来自所述音频信号源的音频信号（19A，19C，19C）的模块；左耳接收机单元（14B）和右耳接收机单元（14A），其中，每个接收机单元都连接到或包括用于刺激用户听觉的模块（60，68），并包括用于经由所述无线RF链路接收来自所述发射单元的RF信号的模块（46，48）和用于在相应接收机单元处测量从所述发射单元接收的RF信号的至少一个参数以便分别产生左耳RF信号测量数据和右耳RF信号测量数据的模块（70）；用于通过针对每个发射单元比较左耳RF信号测量数据和右耳RF信号测量数据来估计每个发射单元的角定位的模块（40，140）；以及用于通过以下方式来处理经由无线RF链路从发射单元接收的音频信号的模块（38，138）：根据每个发射单元的估计角定位，将音频信号分配给要经由所述左耳接收机单元提供给左耳刺激模块的左耳信道和要经由所述右耳接收机单元提供给右耳刺激模块的右耳信道，使得由所述用户感知的来自每个发射单元的音频信号的角定位印象对应于相应发射单元的估计角定位。

Description

听力辅助系统和方法
技术领域
本发明涉及一种向用户提供听力辅助的系统，包括至少一个音频信号传输单元（其包括音频信号源，通常为麦克风装置），以及用于经由无线射频链路将来自音频信号源的音频信号发射到在用户左耳佩戴的左耳接收机单元和在用户右耳佩戴的右耳接收机单元的模块。典型地，将每个接收机单元连接到助听器，从而可以根据音频信号源的音频信号来刺激用户的听觉。
背景技术
典型地，由在教室中为听力受损的人授课的教师（其中，将由教师的无线麦克风捕获的音频信号发射到由听教师授课的听力受损的人佩戴的多个接收机单元）或在几个人向听力受损的人讲话的情况下（例如，在专业会议中，其中为每个讲话者提供无线麦克风，并利用听力受损的人的接收机单元接收来自所有无线麦克风的音频信号）来使用这样的无线麦克风。另一个示例是音频导游，其中导游者使用了无线麦克风。
典型地，无线音频链路是工作在200MHz频带中的FM（频率调制）无线电链路。在EP1864320A1和WO2008/138365A1中描述了尤其是适于学校应用的模拟无线FM系统的示例。
在近来的系统中，通过采用数字调制技术进行音频信号发射来取代模拟FM发射技术，大部分数字调制技术工作于除前者200MHz频带之外的其它频带上。
US2005/0195996A1涉及一种听力辅助系统，其包括由不同讲话者佩戴的多个无线麦克风以及佩戴在收听者颈部周围的环上的接收机单元，声音由连接到接收机单元的头戴受话器产生，其中利用扩展频谱数字信号将音频信号从麦克风发射到接收机单元。接收机单元控制数据的发射，并还通过经由无线链路发送相应的控制信号来控制应用在每个发射单元中的前置放大增益水平。对所接收的音频信号的混合进行控制，从而利用单位增益放大具有最高音频功率的信号，并将其它信号衰减6dB。
WO2008/098590A1涉及一种听力辅助系统，其包括具有至少两个间隔开的麦克风的发射单元，其中独立的音频信号信道专用于每个麦克风，且其中，用户在双耳处佩戴的两个接收机单元中的至少一个能够接收两个信道，并通过考虑两个信道来执行耳级（earlevel）音频信号处理，例如声束形成。
PCT申请PCT/EP2010/051815涉及一种听力辅助系统，其包括多个无线麦克风、中继单元以及左耳接收机单元和右耳接收机单元，其中，中继单元适于混合不同发射单元的音频信号并以右耳接收机单元和左耳接收机单元接收不同的音频信号的方式发射所混合的音频信号，以便使得接收机单元的用户能够具有空间听觉。
EP2099236A1涉及一种利用模拟环绕声的助听器拟合方法，其中，应用不同的头部相关的传递函数来测试提供给助听器的音频信号。
US2009/0226014A1涉及一种经由无线音频链路接收音频信号的助听器，其中，通过监测接收质量来监测到音频信号发射机的距离。
EP1303166A2涉及一种能够确定讲话人的角位置的助听器。
WO2009/072040A1涉及一种能够定位声源以控制在每个助听器中的声束形成的右耳助听器和左耳助听器。
US2007/0230714A1涉及一种双耳系统，其包括能够经由无线链路交换音频信号的右耳助听器和左耳助听器，其中，将延迟的声音信号从助听器之一发射至另一个，以便实现右助听器提供的声音与左耳助听器提供的声音之间的时间延迟；这种延迟模仿耳朵如何自然地听到来自头的一侧的声音。
WO2009/056922A1涉及一种电话系统，其中，电话会议不同参与方的语音被作为混合立体声信号提供给收听者的双耳，以便生成不同语音的空间感知，由此支持收听者区分不同的人。
已知有各种方法用于估计射频（RF）信号源相对于RF接收机的角定位。WO2009/147662A1涉及一种用于确定目标是否在测向仪的感兴趣的方向扇区内，其中，测向仪包括布置在宽侧（broad-side）配置中的两个天线。US2003/0130793A1涉及一种通过到达方向（DOA）测量来估计无线设备的角定位的方法。EP2000816A2涉及一种包括LAN中的移动电话的通信系统，其中，估计RF信号和接收机设备的到达角，其中，发射设备包括两个相对于彼此并相对于发射设备前方而倾斜的定向天线，且其中，接收设备包括具有朝向接收设备前方的方向性的定向天线。WO2008/112765A1涉及一种汽车寻找器，其中为汽车提供RF信号源，且其中，为测向设备提供定向接收机天线，且其中，通过接收机天线的方向扫描来分析由RF信号发射机产生的全向场，其中在扫描期间测量RSSI（所接收信号的强度指示）。
US5905464涉及一种双耳系统，包括两个耳机和RF天线，RF天线具有单个平行于连接双耳的线的分析轴，该系统用于估计表示空间标记的RF信号源的角定位，并产生表示RF信号源的角方向的音频信号；可以以生成表示RF信号源的方向的空间听觉印象的方式向两个耳机上分配音频信号。例如，可以由工作在危险的低能见度区域中的人（例如消防员)来使用该系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种听力辅助系统，用于从至少一个音频信号源向耳级接收机传输无线RF音频信号，其中，要实现接近自然的听觉印象。另一个目的是提供一种对应的听力辅助方法。
根据本发明，这些目的分别由权利要求1中所限定的听力辅助系统以及由权利要求20中限定的听力辅助方法来实现。
本发明的益处在于：通过针对每个发射单元比较根据测量在相应接收机单元处从每个发射单元接收的RF信号的至少一个参数获得的左耳RF信号测量数据和右耳RF信号测量数据，来估计每个发射单元的角定位，并通过根据每个发射单元的估计角定位将音频信号分配给要经由左耳接收机单元提供给左耳刺激模块的左耳信道和要经由右耳接收机单元提供给右耳刺激模块的右耳信道，使得用户感知到的来自每个发射单元的音频信号的角定位印象对应于相应发射单元的估计角定位，能够模仿来自相应音频信号源的音频信号的声传输所导致的自然听觉印象。由此产生接近自然的听觉印象；具体而言，如果在发射单元由不同人使用的多个无线麦克风而形成的情况下，由于在空间上分离了用户感知的声音中的语音，所以增强了用户区分不同语音的能力。通过比较用户在左耳和右耳处的RF信号测量值来估计发射单元的角定位是一种特别简单但可靠的方法，其不需要大的系统部件（例如旋转定向天线），不需要多个天线的信号的电气组合（其将会导致复杂且功耗大的电路），由此能够实现系统的相对简单的设计。
在从属权利要求中限定了本发明的优选实施例。
附图说明
在下文中，将参考附图来说明本发明的示例，其中：
图1是根据本发明的听力辅助系统的第一示例的示意图；
图2是在图1系统的发射单元中的音频信号路径的示意性示例的视图；
图3是在图1系统的接收机单元中的音频信号路径的示意性示例的视图；
图4是在图1系统的中继单元中的音频信号路径的示例的视图；
图5是根据本发明的听力辅助系统的接收机单元的用户头部导致RF信号衰减的视图；
图6是在根据本发明的听力辅助系统中的无线信号交换的示意图，其中采用了中继单元；
图7是在根据本发明的听力辅助系统中的无线信号交换的示意图，其中未采用中继单元；
图8是图7系统的接收机单元的音频信号路径的示意性示例的视图；
图9是在根据本发明的系统中使用的数字音频链路的TDMA帧结构的示例，其中采用了中继单元；以及
图10是可以如何使用在根据本发明的听力辅助系统的接收机单元的用户头部处的直达声和RF信号的到达时间来估计RF信号的到达角的视图。
具体实施方式
图1中所示的听力辅助系统包括多个发射单元10（其分别标记为10A、10B、10C）、中继单元15和由听力受损的收听者13佩戴的两个接收机单元14（标记为14A的一个连接到右耳助听器16，而标记为14B的另一个连接到左耳助听器16）。
如图2所示，每个发射单元10包括用于从相应讲话者11的语音中捕获音频信号的麦克风装置17、用于处理所捕获的音频信号的音频信号处理单元20、用于将所处理的音频信号作为由音频数据包组成的音频流19发射到中继单元15的数字发射机28和天线30（在图1中，将来自发射单元10A的音频流标记为19A，将来自发射单元10B的音频流标记为19B，等）。音频流19形成了建立在发射单元10与中继单元15之间的数字音频链路12的一部分，该链路还用于在中继单元15与发射单元10之间交换控制数据包。发射单元10可以包括额外的部件，例如语音活动检测器（VAD）24。可以由22表示的数字信号处理器（DSP）来实现音频信号处理单元20和这样的额外部件。此外，发射单元10还可以包括作用于DSP22和发射机28的微控制器26。在DSP22能够担任微控制器26的功能的情况下，可以省略微控制器26。优选地，麦克风装置17包括至少两个间隔开的麦克风17A、17B，其音频信号可以用于音频信号处理单元20中，来用于声波束形成，以便为麦克风装置17提供方向特性。
VAD24使用来自麦克风装置17的音频信号作为输入，以便确定使用相应发射单元10的人11何时讲话。VAD24可以向微控制器26提供对应的控制输出信号，以便在未检测到语音期间例如令发射机28睡眠，并在检测到语音活动期间唤醒发射机28（以便在所述讲话者11不讲话期间也与主设备（通常是中继单元15）保持同步，该发射单元10的发射机28也适于至少在预计从主设备接收到信标包时的某些时候期间被唤醒；下文将更详细地说明这种情况）。此外，可以经由无线链路12来发射VAD24的适用输出信号。为此，可以提供用于产生数字信号的单元32，该数字信号包括来自处理单元20的音频信号以及由VAD24产生的控制数据，将该数字信号提供给发射机28。除了VAD24之外，发射单元10可以包括用于估计环境噪声电平并产生对应的输出信号的环境噪声估计单元（图2中未示出），该对应的输出信号可以被提供给单元32，来用于经由无线链路12发射。
在实践中，如下文更详细说明的那样，将数字发射机28设计成收发器，使其不仅能够从发射单元10向中继单元15发射数据，而且还能够接收从中继单元15发送的控制数据和命令。
根据一个实施例，发射单元10可适于由相应的讲话者11佩戴在该讲话者颈部下方，例如作为翻领麦克风或衬衫衣领麦克风。
根据图4中所示的示例，中继单元15包括天线34、数字收发器36、音频信号处理单元38、角定位估计单元40和微控制器42。可以由DSP44实现音频信号处理单元38和角定位估计单元40。微控制器42用于控制数字收发器36和DSP44。经由链路12从发射单元10A、10B、10C发射的音频信号流19A、19B、19C经由天线34被收发器36接收，并被解调成相应的输出信号M1、M2、M3，将该输出信号M1、M2、M3作为独立的信号（即作为三个音频流）提供给音频信号处理单元38。
中继单元15还经由链路12'，针对发射单元10A、10B、10C中的每一个，接收来自左耳接收机单元14B的左耳RF信号测量数据和来自右耳接收机单元14A的右耳RF信号测量数据，该数据由收发器36解调并作为输入提供给角定位估计单元40，角定位估计单元40用于根据这样的数据估计发射单元10A、10B、10C中的每个相对于接收机单元14A、14B的角定位，并根据每个发射单元的估计角定位来控制音频信号处理单元38。如稍后更详细说明的那样，这样的测量数据优选为针对每个发射单元10A、10B、10C的对于左耳接收机单元14B（由图4中的RSSIL来表示）和右耳接收机单元14A（由图4中的RSSIR来表示）的RSSI（无线电信号强度表示）值。
音频信号处理单元38用于按以下方式来处理接收到的音频信号M1、M2、M3，所述方式为通过将音频信号分配给要提供给左耳接收机单元14B的左耳信道（由图4中的“audioL”表示）和要提供给右耳接收机单元14A的右耳信道（由图4中的“audioR”表示）来产生立体声信号，使得接收机单元14A、14B的用户接收的来自每个发射单元14A、14B、14C的音频信号的角定位印象对应于相应发射单元14A、14B、14C的估计角定位。将该立体声信号提供给收发器36，以作为音频流经由链路12'发射到接收机单元14A、14B。
例如，可以通过如下方式生成角定位印象：根据相应发射单元的估计角定位，在来自相应发射单元14A、14B、14C的音频信号的左耳信道信号部分和右耳信道信号部分之间引入相对相位延迟。可替换地或此外，可以通过如下方式生成角定位印象：根据相应发射单元的估计角定位，在来自相应发射单元14A、14B、14C的音频信号的左耳信道信号部分和右耳信道信号部分之间引入相对电平差。
图3中示出了左耳接收机单元14B中音频信号路径的示例。接收机单元14B包括天线46、数字收发器48、用作处理单元的DSP50、以及用于DSP50的存储器54，该DSP50将接收的信号分成音频信号和控制数据，并被提供用于高级处理，例如根据由控制数据提供的信息对音频信号进行均衡。在数模转换之后，将从中继单元15接收的所处理的左耳信道音频信号audioL提供给可以为可变放大器的放大器52，其用于通过应用经由数字链路12'接收的控制数据所控制的增益来放大音频信号。将放大的音频信号提供给助听器16，该助听器16包括麦克风62、音频信号处理单元64以及用于刺激用户听觉的放大器与输出换能器（典型地为扩音器68）。可替换地，可以在数字域中通过利用PWM（脉宽调制）调制器实现可变增益放大器，该PWM（脉宽调制）调制器担任D/A转换器和功率放大器的角色。并非将来自接收机单元14B的经由模拟链路的音频信号提供给助听器16，它们可以作为数字信号经由数字接口提供给助听器16。
并非将由放大器52放大的音频信号提供到助听器16的输入端，接收机单元14可以包括音频功率放大器56，其可以由手动音量控制58来控制并向扩音器60提供功率被放大的音频信号，该扩音器60可以是集成在接收机单元14内或连接到该接收机单元14的耳戴元件。接收机单元14也可以包括用于控制DSP50和收发器48的微控制器（未示出）。可替换地，可以由DSP50担任这个角色。
接收机单元14B还接收由发射单元10A、10B、10C发射的RF信号，该RF信号由收发器48解调并被分成由发射单元10A、10B、10C中的每一个发射的相应信号M1、M2、M3，以便在RF信号分析器单元70中确定RSSI值，该分析器单元70提供针对发射单元10A、10B和10C中的每一个的当前RSSI值作为输出。将分析器单元70的输出提供给收发器48，以经由链路12'发射到中继单元15来作为左耳RF信号测量数据RSSIL，随后其由中继单元15的角定位估计单元40使用。
尽管在图3中，仅示出了左耳接收机单元14B，但应理解，对应的右耳接收机单元14A具有类似的设计，其中，右耳音频信号信道audioR被接收、处理并提供给助听器16或扩音器60，且其中，右耳RF信号测量数据（即RSSIR的值）被产生并被发射到中继单元15。
图5中示出了本发明采用的角定位估计的原理。右耳接收机单元14A和左耳接收机单元14B在一定层次上接收由发射单元之一（在图5中示出了发射单元10A）发射的RF信号12，该一定层次取决于在水平面中形成在用户的观看方向72（即，在水平面中且垂直于连接用户双耳13的线的方向）与将发射单元14A连接到用户13头部中心的线74（通常，发射单元14A的垂直位置将接近于用户头部的垂直位置，从而可以将观看方向72和线74视为位于相同水平面中）之间的到达角α。理由如下：一旦角α从零偏离（即，在用户13向不同于发射单元14A的方向74观看时），由于用户头部对RF信号的吸收，在右耳接收机单元14A和左耳接收机单元14B处将以不同层次来接收RF信号12；在图5的示例中，由右耳接收机单元14A接收的RF信号电平将低于左耳接收机单元14B接收的RF信号电平。通常，相对于发射单元10A而处于用户头部“影子”的那一侧的信号将接收到更弱的RF信号。
因此，通过比较右耳接收机单元14A接收的RF信号强度和左耳接收机单元14B接收的RF信号强度，例如，通过比较相应的RSSI值，对于给定的RF信号源（即对于发射单元10之一），可以估计针对每个RF信号源（即针对每个发射单元10）的角定位，即到达角α。尽管在实践中，信号强度与到达角之间的相关性可能相当复杂，但已经发现，将能够区分至少一些粗略的角域，如“左”、“中前”和“右”。通常，到达角估计的可靠性将因发生RF信号反射而变差（例如，这样的反射可能发生在靠近用户头部的墙壁、金属密封或金属白板处或在RF信号源相对于用户头部而言不在视线中的状况下）。如果两个接收机14A和14B并不提供输出至给定参考信号的相同RSSI读数，到达角估计也将会劣化。在实践中，可以通过在制造接收机期间适当校准RSSI读数来解决这个问题。
如上所述，中继单元15的音频信号处理单元38将向两个立体声信道上分配从发射单元10中的每一个产生的音频信号，使得每个发射单元10的音频信号都将产生对应于发射单元10的估计的角估计的角定位印象。例如，如果发射单元10A位于用户13的左侧，发射单元10B位于用户13前方，而发射单元10C位于用户13右侧，将以在左侧接收来自发射单元10A的音频信号、在中心接收来自发射单元10B的音频信号、在右侧接收来自发射单元10C的音频信号的方式来处理音频信号。
用于根据本发明的听力辅助系统中的发射单元10不限于到目前为止所述的无线麦克风。相反，发射单元中的至少一个可以是TV音频信号源。在这种情况下，将使用户13能够识别TV系统的角定位。
典型地，RF信号的载波频率高于1GHz。具体而言，在高于1GHz的频率下，用户头部导致的衰减/阴影效应较强。优选地，在2.4GHzISM频带中的载波频率下建立数字音频链路12、12'。可替换地，在868MHz或915MHz频带中的载波频率下或在6-10GHz区域中的作为UWB-链路中建立数字音频链路12、12'。
可以由装备有用作无线麦克风的发射单元10A、10B、10C的三个非听力受损的人11A、11B、11C以及装备有助听器16和耳级接收机单元14A、14B的一个听力受损的人13来使用图1所示的系统。中继单元15从发射单元10A、10B、10C的麦克风17接收音频流19A、19B、19C，组合音频信号并将所组合的音频信号作为音频流21转发到耳级助听接收机单元14A、14B。图6中还示出了图1的听力辅助系统中的无线信号交换。
数字链路12、12'优选使用具有跳频的TDMA调度，其中在根据跳频方案选择的不同频率下发射每个TDMA时隙。具体而言，每个发射单元10和中继单元15都根据跳频序列在不同频率下在TDMA帧的至少一个所分配的独立时隙中发射每个音频数据包，其中向每个发射单元10和中继单元15分配特定时隙，且其中，来自各个发射单元10A、10B、10C的RF信号由接收机单元14A、14B和中继单元15通过接收到它们的时隙来区分。
通常，中继单元15将用作主设备，而发射单元10和接收机单元14用作从设备。为此，中继单元15经由数字链路12、12'向从设备发送必要的控制数据。例如，可以在每个TDMA帧的第一时隙中从中继单元15发射信标包，其包含用于跳频同步的信息，并还可以包含与音频流19A、19B、19C、21相关的信息，例如编码格式描述、音频内容描述、增益参数、周围的噪声电平、与多个谈话者网络运行相关的信息和/或用于发射单元10和/或接收机单元14中的所有或特定一个的控制数据。
图9中示出了链路12、12'的TDMA调度的示例。可以在时隙#0中由主设备（即中继单元15）向从设备（发射单元10和接收机单元14）发射信标。可以由从设备在时隙#1中发送对由主设备发射的在信标内的查询的响应。可以将TDMA时隙#2和3分配给来自发射单元10A的音频数据包，可以将时隙#4和5分配给来自发射单元10B的音频数据包，并可以将时隙#6和7分配给来自发射单元10C的音频数据包。类似地，分别向右耳信道音频数据包和左耳信道音频数据包分配特定时隙，其中通过接收机单元14A、14B接收右耳信道音频数据包和左耳信道音频数据包的时隙来区分该右耳信道音频数据包和左耳信道音频数据包。例如，可以将时隙#8和9分配给右耳信道音频数据包的发射，并且可以将时隙#10和11分配给左耳信道音频数据包的发射。
此外，将特定时隙分配给每个接收机单元14A、14B，来用于发射包含相应RF信号测量数据（即针对每个发射单元10的RSSI值）的数据包。例如，可以将时隙#12分配给右耳接收机单元14A的RSSI值的发射，并且可以将时隙#13分配给左耳接收机单元14B的RSSI值的发射。可替换地，从接收机单元14A、14B发送的RSSI值可以添加到在时隙#1中发送的响应负荷，从而节约了时隙#12和13。
可替换地，时隙#0可以由信标和响应通过时分复用来共享，从而为例如用于传输混合的音频信号的额外时隙节约一个时隙或留下空间，以便提高该信号的冗余性和鲁棒性。
典型地，构造TDMA调度以从中继单元15单向广播发射音频数据包，其中，优选在相同的TDMA帧（在图1的示例中，在时隙#8到11中）中至少两次发射已处理的立体声音频信号的相同音频包，而不期待来自接收机单元14的确认消息。优选地，还构造TDMA调度，以用于从发射单元10单向广播发射音频数据包而无需逐个寻址中继单元15（或接收机单元14），其中优选地，要在相同的TDMA帧（在图1的示例中，例如参见用于发射单元10A的时隙#2和3）中至少两次发射每个发射单元10的相同音频数据包，而不期待来自中继单元15的确认消息。优选地，如图1的示例中所示，在后续时隙中至少两次发射相同的音频数据包。
优选地，分配TDMA时隙，使得针对每个发射单元10，每帧有相同数量的音频数据包可用，且对于中继单元15，每帧至少有相同数量的音频数据包时隙可用。典型地，保持TDMA调度不变，即，对于每个帧而言，对音频数据包的时隙分配是相同的。
由中继单元15通过发射相应的信标包来进行时隙的分配。在使用比TDMA调度能够同时应对的更多发射单元10的情况下（在图1的示例中，仅可以应对三个发射单元10），可以经由通过信标和响应时隙发信号动态地向发射单元分配音频信道，即TDMA时隙。在信标中发射信道的分配，而在响应时隙中向中继单元发射来自发射单元10的资源请求。以这种方式，例如，可以将音频信道分配到发射单元10中的已经经由VAD24发现其讲话者11正在讲话的那个发射单元。
根据可替换实施例，可以通过利用相对于右耳接收机单元14A和左耳接收机单元14B的相应发射单元10来测量由讲话者语音产生的RF信号和声音的到达时间，而非如上所述确定RF信号电平差，来估计发射单元10的角定位。图10中示出了这个原理。在该实施例中，必须要经由链路12和如声波76那样经由空气这两者来接收来自发射单元10的音频信号。类似于前述实施例那样经由RF链路12进行音频信号的接收。此外，利用发射单元10的讲话者11的语音还作为声音被助听器麦克风62接收，该助听器麦克风62产生与所接收的RF信号相关的对应音频信号，以便确定在RF信号和由助听器麦克风62捕获的音频信号中的声音事件的到达时差。在每个接收机单元14A、14B中确定这样的相关性。这种相关性计算的结果是针对每个耳朵在RF信号与音频信号之间的时间偏移。然后将这个时间偏移分别作为右耳RF信号测量数据和左耳RF信号测量数据发射到中继单元15，其中计算在左耳和右耳处获取的测量值之间的差，这个差对应于由于偏离零的到达角α造成的额外声程长度所导致的声波延迟Taudio。通过考虑空气中的声速，可以基于这个延迟时间来确定音频/RF信号的到达角α。
尽管到目前为止已经参考采用中继单元的听力辅助系统描述了本发明，但本发明也适用于不使用这种中继单元的系统。
图7和图8中示出了这种实施例的示例，图7示出了包括发射单元10、右耳接收机单元14A和左耳接收机单元14B中的至少一个的听力辅助系统的视图，并且图8示出了左耳接收机单元14B中的音频信号路径的示例。
在图8的示例中，收发器48经由数字链路12接收从发射单元10发射的音频信号，即，其接收从发射单元10A、10B、10C发射的音频信号流19A、19B、19C，并解调成相应的输出信号M1、M2、M3，将该输出信号M1、M2、M3作为独立的信号（即，作为三个音频流）提供给音频信号处理单元138。此外，还将音频流M1、M2、M3提供给信号强度分析器单元70，其分别确定来自每个发射单元10A、10B、10C的RF信号的RSSI值，其中将单元70的输出提供给收发器48，以经由天线46发射到另一个接收机单元，即，右耳接收机单元14A（在图8中，RF信号强度分析器单元70的输出由“RSSIL”来表示）。
还将单元70的输出提供给角定位估计单元140。收发器48从另一个接收机单元（即，右耳接收机单元14A）接收右耳RF信号测量数据（即，发射单元10A、10B、10C中的每一个的RF信号电平RSSIR），并将相应的已解调信号提供给角定位估计单元140。因此，类似于图4实施例的中继单元15的角定位估计单元140，为角定位估计单元140提供左耳RF信号测量数据和右耳RF信号测量数据，即，提供RSSI值RSSIR和RSSIL，以便通过比较相应的右耳RF信号电平和左耳RF信号电平估计每个发射单元10A、10B、10C的角定位。角定位估计单元140然后控制音频信号处理单元138中的音频信号处理，使得对于发射单元10A、10B、10C中的每个，从发射单元10A、10B、10C的音频流M1、M2和M3产生立体声音频信号的相应左耳信道audioL。同时由右接收机单元14A以类似方式产生这种立体声音频信号的互补右耳信道。如采用中继单元的实施例的情况那样，产生立体声信号，使其产生用户接收的来自每个发射单元10A、10B、10C的音频信号的角定位印象，其对应于相应发射单元10A、10B、10C的估计角定位。
因此，在图7和图8所示的实施例中，在图1到图6的示例中在中继单元15中执行的角定位估计和音频信号处理的这个功能被分配给接收机单元14A、14B，每个接收机单元14A、14B产生两个立体声音频信道之一。
要理解的是，在图3所示的接收机示例中，发射单元10可以向接收机单元14A、14B发射控制数据，该控制数据由音频信号处理单元138使用。
要提到的是，作为上述用于估计RF发射单元的角定位的方法的替换，原则上，可以在接收机单元14A、14B的每一个处测量RF信号到达时间，并根据通过比较右耳接收机单元14A和左耳接收机单元14B处的到达时间所获得的时间延迟来估计到达角。然而，在这种情况下，必须要为测量RF信号的飞行时间提供精确的公共时基。这样精确的公共时基需要两个接收机单元14A、14B之间复杂的查询/应答信号交换机制以及在每个接收机单元14A、14B中非常精确的时钟，这又转而可能导致相对高的功耗和大小。可替换地，可以从必须要置于距右耳接收机单元14A和左耳接收机单元14B相同距离的另一个设备发射公共时基，在实践中这种布置可能会很麻烦。
作为另一种替换，可以在相同频率下通过利用混频器在两个接收机单元14A、14B处测量RF信号之间的相位差。然而，在实践中这可能是困难的，因为它需要用于接收机单元14A、14B这两者的相位基准。
通常，本发明要求在右耳接收机单元14A和左耳接收机单元14B这两者处均测量RF信号的至少一个参数（例如，幅度、相位、延迟（即到达时间）、以及与声信号的相关性），以便生成右耳RF信号测量数据和左耳RF信号测量数据，然后比较该右耳RF信号测量数据和左耳RF信号测量数据以估计发射单元的角定位。
必须要提到，本发明并不要求听力辅助系统包括多个发射单元。相反，它可以仅包括单个发射单元。
在根据本发明的听力辅助系统中，一个或多个发射单元和多个接收机单元之间的距离典型地为1到20m。

Claims (20)

1.一种用于向用户(13)提供听力辅助的系统，包括：
至少一个音频信号发射单元(10A，10B，10C)，其包括音频信号源(17)和用于经由无线射频(RF)链路(12)发射来自所述音频信号源的音频信号(19A，19C，19C)的模块；
要佩戴于所述用户的左耳处或至少部分佩戴于所述用户的左耳中的左耳接收机单元(14B)和要佩戴于所述用户的右耳处或至少部分佩戴于所述用户的右耳中的右耳接收机单元(14A)，其中，每个接收机单元都连接到或包括用于刺激用户听觉的模块(60，68)，并包括用于经由所述无线RF链路接收来自所述发射单元的RF信号的模块(46，48)和用于在相应接收机单元处测量从所述发射单元接收的RF信号的至少一个参数以便分别产生左耳RF信号测量数据和右耳RF信号测量数据的模块(70)；
用于通过针对每个发射单元比较所述左耳RF信号测量数据和所述右耳RF信号测量数据来估计每个发射单元的角定位的模块(40，140)，其中，每个接收机单元包括用于向所述角定位估计模块提供所述RF信号测量数据的模块(46，48)；以及
用于通过以下方式来处理经由所述无线RF链路从所述发射单元接收的音频信号的模块(38，138)：根据每个发射单元的估计角定位，将所述音频信号分配给要经由所述左耳接收机单元提供给左耳刺激模块的左耳信道和要经由所述右耳接收机单元提供给右耳刺激模块的右耳信道，使得由所述用户感知的来自每个发射单元的音频信号的角定位印象对应于相应发射单元的所述估计角定位。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述音频信号处理模块(38，138)适于通过根据所述相应发射单元的所述估计角定位而在来自相应发射单元的音频信号的左耳信道信号部分与右耳信道信号部分之间引入相对相位延迟，来将所接收的每个发射单元(10A，10B，10C)的音频信号(19A，19B，19C)分配给所述左耳信道和所述右耳信道。
3.根据权利要求1和2之一所述的系统，其中，所述音频信号处理模块(38，138)适于通过根据所述相应发射单元的所述估计角定位而在来自相应发射单元的音频信号的左耳信道信号部分与右耳信道信号部分之间引入相对电平差，来将所接收的每个发射单元(10A，10B，10C)的音频信号(19A，19B，19C)分配给所述左耳信道和所述右耳信道。
4.根据权利要求1和2之一所述的系统，其中，所述角定位估计模块(40)和所述音频信号处理模块(38)形成中继单元(15)的一部分，所述中继单元(15)包括用于经由所述无线RF链路(12)接收来自所述发射单元的音频信号的模块(34，36)和用于向所述左耳接收机单元(14B)发射所述左耳信道并向所述右耳接收机单元(14A)发射所述右耳信道的模块(34，36)。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，用于向所述左耳接收机单元(14B)发射所述左耳信道并向所述右耳接收机单元(14A)发射所述右耳信道的模块(34，36)适于经由无线音频链路(12')发射所述左耳信道和所述右耳信道。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述无线音频链路(12')形成所述RF链路(12)的一部分。
7.根据权利要求1和2之一所述的系统，其中，所述角定位估计模块(140)和所述音频信号处理模块(138)形成接收机单元(14A，14B)的一部分，其中，在所述左耳接收机单元中处理所述左耳信道，并在所述右耳接收机单元中处理所述右耳信道，且其中，所述接收机单元包括如所述用于向所述角定位估计模块提供所述RF信号测量数据的模块的用于交换RF信号测量数据的模块(46，48)。
8.根据权利要求1和2之一所述的系统，其中，每个音频信号源均包括麦克风装置(17)。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，每个发射单元(10A，10B，10C)要由人(11A，11B，11C)佩戴，以便由相应的麦克风装置(17)捕获人的语音。
10.根据权利要求1和2之一所述的系统，其中，所述音频信号源或音频信号源之一是TV音频信号。
11.根据权利要求1和2之一所述的系统，其中，每个发射单元(10A，10B，10C)和如果存在的所述中继单元(15)适于根据跳频序列在不同频率下在TDMA帧的至少一个所分配的独立时隙中发射每个音频数据包，其中，将特定时隙分配给每个发射单元和如果存在的中继单元，且其中，来自各个发射单元的所述RF信号由所述接收机单元(14A，14B)和如果存在的所述中继单元通过接收所述RF信号的时隙来区分。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，将特定时隙分配给每个接收机单元(14A，14B)，用于发射包含相应RF信号测量数据的数据包。
13.根据权利要求4所述的系统，其中，将特定时隙分别分配给右耳信道音频数据包和左耳信道音频数据包，且其中，通过所述接收机单元(14A，14B)接收所述右耳信道音频数据包和所述左耳信道音频数据包的时隙来区分所述右耳信道音频数据包和所述左耳信道音频数据包。
14.根据权利要求1和2之一所述的系统，其中，至少一个RF信号测量参数包括由相应接收机单元接收的所述RF信号的电平，且其中，每个接收机单元(14A，14B)的所述测量模块(70)用于确定由所述相应接收机单元接收的所述RF信号的电平。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述测量模块(70)用于提供所确定的RF信号电平作为RSSI信号。
16.根据权利要求9所述的系统，其中，每个接收机单元(14A，14B)机械且电连接到包括刺激模块(68)的助听器(16)或集成于助听器内，其中，所述RF信号测量模块适于针对每只耳朵通过将所接收的RF信号和由助听器麦克风(62)捕获的音频信号相关联，来确定在所述RF信号和所述音频信号中的声音事件的到达时差，且其中，所述角定位估计模块适于通过确定右耳声音事件到达时差与左耳声音事件到达时差之间的差来估计每个发射单元的角定位。
17.根据权利要求1和2之一所述的系统，其中，每个接收机单元(14A，14B)机械且电连接到包括所述刺激模块(60)的助听器(16)。
18.根据权利要求1和2之一所述的系统，其中，每个接收机单元集成于助听器内。
19.根据权利要求1和2之一所述的系统，其中，所述RF链路(12，12')的载波频率高于1GHz。
20.一种向用户提供听力辅助的方法，包括：
提供在至少一个音频信号发射单元(10A，10B，10C)处的音频信号，并经由无线RF链路(12)从所述音频信号发射单元发射音频信号；
在佩戴于所述用户的左耳处或至少部分佩戴于所述用户的左耳中的左耳接收机单元(14B)处和佩戴于所述用户的右耳处或至少部分佩戴于所述用户的右耳中的右耳接收机单元(14A)处，接收所述无线RF链路的RF信号；
在相应接收机单元处测量从所述发射单元接收的所述RF信号的至少一个参数，以便分别生成左耳RF信号测量数据和右耳RF信号测量数据；
通过比较所述左耳RF信号测量数据和所述右耳RF信号测量数据来估计每个发射单元的角定位，
通过根据每个发射单元的所述估计角定位而将所述音频信号分配给要由所述左耳接收机单元提供到左耳刺激模块的左耳信道和要由所述右耳接收机单元提供到右耳刺激模块的右耳信道，来处理经由所述无线RF链路接收的所述音频信号；
根据所述左耳信道刺激所述用户的左耳，并根据所述右耳信道刺激所述用户的右耳；
其中，将所述音频信号分配给所述左耳信道和所述右耳信道，使得由所述用户感知的来自每个发射单元的音频信号的角定位印象对应于通过所述RF信号测量值估计的相应发射单元的角定位。
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