CN103686575A - 助听装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种助听装置，包括：左耳侧助听器，其包括：左传声器、左受话器、第一无线收发机和第一电池；右耳侧助听器，其包括：右传声器、右受话器、第二无线收发机和第二电池；便携式终端，便携式终端包括：第三无线收发机、双声道数字信号处理器和第三电池，其中，第三无线收发机接收来左右声道输入，声音信号经过双声道数字信号处理器后，由第三无线收发机将左右声道输出。本发明的助听装置通过将数字信号处理部分从耳侧助听器转移至便携式终端，一方面减小了耳侧助听器电池的负荷，另一方面利用便携式终端高性能的硬件电路和灵活的算法，以及更充足的电量，为复杂的数字信号处理，尤其是双耳语音信号处理提供了广阔的功能扩展与升级空间。

Description

助听装置

技术领域

本发明涉及助听装置涉及领域，具体涉及一种基于便携式终端的双耳式的助听装置。

背景技术

随着中国人口老龄化的快速发展，以及人民生活水平的日益提高，助听装置这种解决老年人常见的感音神经性及混合性听力损失的电子设备会更多的被听力损失患者所接受。助听装置通过对传入耳朵的声音进行放大的同时进行抑制噪声等语音增强处理，使听力损失患者能够正确识别听力正常人所接受音量的声音。

当代及未来助听装置的发展显现出三个趋势。一是因为美观的原因，助听装置体积不断小型化，尤其是耳内式或耳道式的定制助听装置，可以像耳塞一样塞进耳道，不易引起他人注意。但助听装置体积的减小意味着电池容量的减小。小体积耳背式助听装置以及定制机的电池容量一般在35mAh至175mAh之间。为保证连续使用时间，助听装置的功耗一般需要控制在1mW左右。第二个趋势是助听装置信号处理的复杂化。先进的双耳助听装置应该具有左右耳间的无线连接，使用双耳语音信号处理算法对两个耳朵的声音信号进行整合处理，以达到更好的方向性识别和言语分辨率。多程序助听装置，可以针对不同的使用环境，如安静环境，噪声环境，音乐环境，多人说话环境等，采用不同的信号处理策略，如全向处理和定向处理的切换，差异化的频域放大特性以及不同的噪声抑制算法，使得使用者在不同的环境下都能获得最好的听觉感受。智能自适应助听装置还具有自学习能力，可以记忆和分析不同情况下使用者的设置偏好，在不同声场环境，自动对程序和设置进行切换，减少使用者的负担。第三个趋势是助听装置和音频源设备的无线互联化。智能手机，电视，MP3等播放设备中有大量的音频信息需要无线传送到助听装置中，满足使用者接听电话，享受多媒体信息的要求。

可以看出助听装置越来越复杂的信号处理算法，以及越来越普遍的无线连接与其体积小型化所要求的越来越小的电池容量这一矛盾，构成了助听装置未来发展的障碍。另外，左耳和右耳分立的传统助听装置，因为左右耳的音频信号不互通，不能被整合起来进行更复杂的双耳信号处理以达到更高的言语识别率。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的助听器声音信号处理能力低、电量易耗尽的技术问题之一。

为此，本发明旨在于提出一种基于便携式终端的双耳结构的助听装置。

为了实现上述目的，根据本发明的实施例的助听装置，可以包括:左耳侧助听器，所述左耳侧助听器包括：左传声器、左受话器、第一无线收发机和第一电池，其中，所述第一无线收发机分别与所述左传声器和左受话器相连；右耳侧助听器，所述右耳侧助听器包括：右传声器、右受话器、第二无线收发机和第二电池，其中，所述第二无线收发机分别与所述右传声器和右受话器相连；便携式终端，所述便携式终端包括：第三无线收发机、双声道数字信号处理器和第三电池，其中，第三无线收发机接收来自所述第一无线收发机的左声道输入并且接收来自所述第二无线收发机的右声道输入，声音信号经过所述双声道数字信号处理器后，由所述第三无线收发机将左声道输出发送给所述第一无线收发机并且将右声道输出发送给所述第二无线收发机。

根据本发明实施例的助听装置，通过将数字信号处理部分从耳侧助听器转移至便携式终端，一方面减小了耳侧助听器电池的负荷，另一方面利用便携式终端高性能的硬件电路和灵活的算法，以及更充足的电量，为复杂的数字信号处理，尤其是双耳语音信号处理提供了广阔的功能扩展与升级空间。

另外，根据本发明实施例的助听装置还可以具有如下附加技术特征：

在本发明的一个实施例中，所述左传声器与所述第一无线收发机之间设有第一模拟/数字转换器，所述第一无线收发机与所述左受话器之间设有第一数字/模拟转换器。

在本发明的一个实施例中，所述右传声器与所述第二无线收发机之间设有第二模拟/数字转换器，所述第二无线收发机与所述右受话器之间设有第二数字/模拟转换器。

在本发明的一个实施例中，所述双声道数字信号处理器具体包括：环境自适应模块，所述环境自适应模块用于根据由所述第三无线收发机转发的来自所述左耳侧助听器的左声道输入和来自所述右耳侧助听器的右声道输入，判断用户所处的环境模式；声源定位及方向性选通模块，所述声源定位及方向性选通模块与所述环境自适应模块相连，用于判断所述左声道输入和右声道输入的声源定位，并对受话器中多个方向的声源进行选通；反馈消除模块，所述反馈消除模块与所述声源定位模块相连，用于去除可能发生的啸叫；滤波器组，所述滤波器组与所述反馈消除模块相连，用于将声音信号按频率分段；噪声抑制模块，所述噪音抑制模块与所述滤波器组相连，用于将分段后的声音信号分别进行降噪处理；压缩放大模块，所述压缩放大模块与所述噪音抑制模块相连，用于将分段后的声音信号分别进行动态范围压缩与声音强度放大处理；综合合成模块，所述综合合成模块与所述压缩放大模块相连，用于将压缩放大处理后的各个频段的频域信号通过频时变换，整合成完整的时域声音信号，提供所述左声道输出和所述右声道输出。

在本发明的一个实施例中，所述第一无线收发机与所述第二无线收发机分别与所述第三无线收发机进行无线全双工通讯。

在本发明的一个实施例中，所述第一无线收发器、第二无线收发器和第三无线收发器为蓝牙装置、超带宽装置或者低功耗射频收发机。

在本发明的一个实施例中，所述便携式终端为包括可编程控制单元的智能手机、平板电脑、可穿戴式电子设备，或者含有专用集成电路ASIC的定制式便携终端。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的助听装置的结构框图。

图2是根据本发明一个实施例的助听装置的示意图。

图3是根据本发明一个实施例的助听装置中的双声道数字信号处理器的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

图1是根据本发明一个实施例的助听装置的结构框图。下面结合图1描述根据本发明一个实施例的助听装置的结构。如图所示，该助听装置可以包括:左耳侧助听器1，右耳侧助听器2以及便携式终端3。左耳侧助听器1具体包括：左传声器11、左受话器12、第一无线收发机13和第一电池14。第一无线收发机13分别与左传声器11和左受话器12相连。右耳侧助听器2具体包括：右传声器21、右受话器22、第二无线收发机23和第二电池24。第二无线收发机23分别与右传声器21和右受话器22相连。便携式终端3具体包括：第三无线收发机31、双声道数字信号处理器32和第三电池33。第三无线收发机3接收来自第一无线收发机1的左声道输入并且接收来自第二无线收发机2的右声道输入，声音信号经过双声道数字信号处理器32后，由第三无线收发机31将左声道输出发送给第一无线收发机1并且将右声道输出发送给第二无线收发机2。

根据本发明实施例的助听装置，将功耗较大，算法复杂且需要扩展升级的数字信号处理部分从耳侧移至电量充足且运算能力强的便携式终端上进行，从而减轻耳侧助听器的功耗约束，增加耳侧助听器的使用时间。本发明原理新颖，结构简单，易于应用在低成本、智能型、双耳助听装置的结构设计中。

需要说明的是，左耳侧助听器1，右耳侧助听器2可以是耳背式助听装置，也可以是耳内式或耳道式助听装置。左耳侧助听器1与右耳侧助听器2的内部结构实际上相同。

需要说明的是，第一电池14或第二电池24通常选用体积小的纽扣电池。而第三电池33的类型应当与便携式终端3的具体硬件种类相匹配。通常第三电池33的电量远远高于助听装置耳侧的电池电量，并且第三电池33充电或更换都更方便，这为复杂的数字信号处理和无线通信提供了电量保证。

为使信号更稳定、抗干扰地传输，如图2所示，左传声器11与第一无线收发机13之间设有第一模拟/数字转换器111，第一无线收发机13与左受话器12之间设有第一数字/模拟转换器121。类似地，右传声器21与第二无线收发机23之间设有第二模拟/数字转换器，第二无线收发机23与右受话器22之间设有第二数字/模拟转换器。数字信号相比模拟信号具有易传输，易处理，抗干扰的优点。

图3是根据本发明一个实施例的助听装置中的双声道数字信号处理器的结构框图。如图3所示，双声道数字信号处理器32具体包括：环境自适应模块321，声源定位及方向性选通模块322，反馈消除模块323，滤波器组324，噪声抑制模块325，压缩放大模块326，综合合成模块327。其中：环境自适应模块321用于根据由第三无线收发机31转发的来自左耳侧助听器1的左声道输入和来自右耳侧助听器2的右声道输入，判断用户所处的环境模式。优选地，环境自适应模块321判断出环境模式之后，将所属环境模式下的方向性控制相关参数、压缩放大相关参数以及噪音抑制相关参数分别发送给声源定位及方向性选通模块322、噪声抑制模块325和压缩放大模块326（参见图3中的虚线箭头）。声源定位及方向性选通模块322与环境自适应模块321相连，用于判断左声道输入和右声道输入的声源定位，并对受话器中多个方向的声源（如前向、侧向、后向等）进行选通。反馈消除模块323与声源定位模块322相连，用于去除可能发生的啸叫。滤波器组324与反馈消除模块323相连，用于将声音信号按频率分段。噪音抑制模块325与滤波器组324相连，用于将分段后的声音信号分别进行降噪处理。压缩放大模块326与噪音抑制模块325相连，用于将分段后的声音信号分别进行动态范围压缩与声音强度放大处理。综合合成模块327与压缩放大模块326相连，用于将压缩放大处理后的各个频段的频域信号通过频时变换，整合成完整的时域声音信号，提供左声道输出和右声道输出。由上可知，该实施例的助听装置中，便携式终端3的第三无线收发机31接收到的来自左耳侧助听器1和右耳侧助听器2的左右声道数字信号会经历一系列处理过程，且这一处理过程可以同时使用来自双耳的声音以达到更好的助听效果。其中声场环境的识别与自适应，用来对不同的声场环境采取不同的声音处理策略。声源定位及方向性滤波，用来选取使用者关心的声音来源角度。反馈消除处理的目的是去除可能发生的啸叫现象。滤波器组将声音信号按频率进行分段，以便针对各频段的声音特点及使用者的听力损失情况，对不同频段的声音采取不同的噪声抑制和压缩放大算法，以期最大化使用者的听觉识别率和舒适度。最后对各频段信号进行综合后的左声道和右声道语音信号通过射频收发机无线传输到对应的左右耳侧助听器。

在本发明的一个实施例中，第一无线收发机11与第二无线收发机21分别与第三无线收发机31进行无线全双工通讯。无线全双工的模式使耳侧助听器到便携式终端的下行数据流与便携式终端到助听装置的上行数据流可以同时发送，以减少信号传输和信号处理所带来的延时。

在本发明的一个实施例中，第一无线收发器11、第二无线收发器21和第三无线收发器31为蓝牙装置、超带宽装置或者低功耗射频收发机。

在本发明的一个实施例中，便携式终端3可以为包括可编程控制单元（如CPU或者FPGA）的智能手机、平板电脑、可穿戴式电子设备，或者含有专用集成电路ASIC的定制式便携终端。由此可知，双声道数字信号处理过程可以是利用智能终端的处理器、存储器等硬件资源，运行针对助听应用的双声道信号处理程序，也可以是定制终端中的硬件完成。便携式终端的硬件配置和算法升级都非常方便。而且随着智能终端的普及，助听器共享智能终端硬件资源的方式会降低助听器本身的成本。

综上所述，本发明提供了一种基于便携式终端的助听装置。该助听装置将左右耳佩戴的耳侧助听器与便携式终端进行双向无线连接，耳侧助听器只需实现语音的声-电、电-声转换，电信号的模拟-数字、数字-模拟转换，以及无线通信功能，而将传统在耳侧助听器上实现的信号处理部分转移到便携式终端上。便携终端包括智能手机、智能手表、平板电脑、可穿戴计算机等智能设备，也包括定制的终端设备。这样耳侧助听器上的功耗因为结构简单而降低。而便携式终端电池容量大，硬件计算能力强，算法升级便利灵活的优点便于实现复杂的语音信号处理，为未来的功能扩展和升级提供便利。便携式终端具有来自左耳和右耳的声音信号，便于进行语音的双耳信号处理，即双声道信号处理，达到更好的声源定位、噪声抑制、反馈消除等信号处理效果。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。

就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种助听装置，其特征在于，包括：

左耳侧助听器，所述左耳侧助听器包括：左传声器、左受话器、第一无线收发机和第一电池，其中，所述第一无线收发机分别与所述左传声器和左受话器相连；

右耳侧助听器，所述右耳侧助听器包括：右传声器、右受话器、第二无线收发机和第二电池，其中，所述第二无线收发机分别与所述右传声器和右受话器相连；

便携式终端，所述便携式终端包括：第三无线收发机、双声道数字信号处理器和第三电池，其中，第三无线收发机接收来自所述第一无线收发机的左声道输入并且接收来自所述第二无线收发机的右声道输入，声音信号经过所述双声道数字信号处理器后，由所述第三无线收发机将左声道输出发送给所述第一无线收发机并且将右声道输出发送给所述第二无线收发机。

2.根据权利要求1所述的助听装置，其特征在于，所述左传声器与所述第一无线收发机之间设有第一模拟/数字转换器，所述第一无线收发机与所述左受话器之间设有第一数字/模拟转换器。

3.根据权利要求1或2所述的助听装置，其特征在于，所述右传声器与所述第二无线收发机之间设有第二模拟/数字转换器，所述第二无线收发机与所述右受话器之间设有第二数字/模拟转换器。

4.根据权利要求1-3任一项所述的助听装置，其特征在于，所述双声道数字信号处理器具体包括：

环境自适应模块，所述环境自适应模块用于根据由所述第三无线收发机转发的来自所述左耳侧助听器的左声道输入和来自所述右耳侧助听器的右声道输入，判断用户所处的环境模式；

声源定位及方向性选通模块，所述声源定位及方向性选通模块与所述环境自适应模块相连，用于判断所述左声道输入和右声道输入的声源定位，并对受话器中多个方向的声源进行选通；

反馈消除模块，所述反馈消除模块与所述声源定位模块相连，用于去除可能发生的啸叫；

滤波器组，所述滤波器组与所述反馈消除模块相连，用于将声音信号按频率分段；

噪声抑制模块，所述噪音抑制模块与所述滤波器组相连，用于将分段后的声音信号分别进行降噪处理；

压缩放大模块，所述压缩放大模块与所述噪音抑制模块相连，用于将分段后的声音信号分别进行动态范围压缩与声音强度放大处理；

综合合成模块，所述综合合成模块与所述压缩放大模块相连，用于将压缩放大处理后的各个频段的频域信号通过频时变换，整合成完整的时域声音信号，提供所述左声道输出和所述右声道输出。

5.根据权利要求4所述的助听装置，其特征在于，所述第一无线收发机与所述第二无线收发机分别与所述第三无线收发机进行无线全双工通讯。

6.根据权利要求4所述的助听装置，其特征在于，所述第一无线收发器、第二无线收发器和第三无线收发器为蓝牙装置、超带宽装置或者低功耗射频收发机。

7.如权利要求4所述的助听装置，其特征在于，所述便携式终端为包括可编程控制单元的智能手机、平板电脑、可穿戴式电子设备，或者含有专用集成电路ASIC的定制式便携终端。

Images