CN103716744B - 具有随脑电波而变的音频处理的听力装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有随脑电波而变的音频处理的听力装置,其包括:提供一个或多个输入音频信号的输入单元(3、4、5、6);适于提供处理后的音频信号的信号处理电路(7、8);适于根据处理后的音频信号提供听得见的信号的输出单元(10);适于检测个人的脑电势的两个以上电极(13、14、20);适于从接收的电信号确定一个或多个EEG信号的脑电波测量电路(15、21、25);第一频谱分析器(11、12),适于重复确定来自由一个或多个输入音频信号和听得见的信号组成的信号组的至少一信号的第一音频频谱;再现器(16),适于从一个或多个EEG信号重复再现第二音频频谱;第一相关器(17、18),适于重复确定第一和第二音频频谱之间的第一相干性;及控制单元(19),适于根据第一相干性改变所述处理。

Description

具有随脑电波而变的音频处理的听力装置

技术领域

本发明涉及具有随脑电波而变的音频处理的听力装置。更具体地,本发明涉及听力装置如助听器、听音装置、有源耳朵保护装置、耳机或耳麦,其具有用于测量听力装置用户的脑电波的传感器并根据所测得的脑电波调整其音频处理。

本发明例如可用在下述应用中:用于补偿听力受损人员的听觉能力损失的助听器、用于增强正常听力人员的听觉能力的听音装置、用于保护人的听觉系统的有源耳朵保护装置、用于将电子音频信号传给用户的耳机、或用于与另一人通信的耳麦。

背景技术

听力装置技术领域普遍的难题在于提高听力装置用户在具有两个以上讲话者的声环境中使其注意力集中在特定讲话者上的能力,即改善所谓的“鸡尾酒会”效应。

国际专利申请WO 2011/006681 A1[Kidmose et al.;2011]公开了一种助听器,包括响应于借助于安排在助听器部分表面之上和/或之中的电极检测到的电信号如脑电波修改助听器的运行的装置。该助听器可包括用于从电信号提取特征的特征提取装置及用于对所提取的特征进行分类的分类装置。该申请给出了在包括音乐和语音的混合信号时助听器用户将其注意力集中在音乐或语音上时脑电波信号怎样不同的例子。该申请中指出,当可确定用户注意声像的哪一部分时,该信息可用于使能调整助听器以获得声像的该特定部分的最佳可懂度。然而,关于怎样在多个讲话者之间进行区分或怎样使用前述信息调整助听器的细节并未公开。

Nature中的一篇文章(volume 485,p.233–236,N.Mesgarani and E.F.Chang)公开了一些试验结果,其表明基于对包括讲话者混合的声信号的高γ皮层反应再现的语音声谱图显现了所关注讲话者的主要频谱和时间特征,好像受试验者正听该讲话者单独讲话一样。皮层反应使用植入的高密度电极阵列进行测量。此篇文章未公开该新知识可怎样用在听力装置中的任何细节。

JP2010082375A[Higuchi;2010]描述了一种声信号处理器,包括大脑波形测量部分、用于确定多个声信号的每一波形和测得的大脑波形的相关值的相关计算部分。注意听的声音确定部分将多个声信号中具有最大相关值的声信号确定为注意听的声音。加权和合成部分执行加权使得确定为注意听的声音的声信号相较其它声信号得以更多强调,然后对多个声信号进行合成。声输出部分将加权和合成部分合成的声信号输出给耳机或讲话者。

发明内容

本发明的目标在于提供一种听力装置,其可提高听力装置用户在具有两个以上讲话者的声环境中将其注意力集中于特定讲话者的能力。

本发明的该目标及其它目标由下面发明内容部分描述的发明实现。本发明的进一步的目标由具体实施方式部分描述的实施例实现。

在本说明书中,“听力装置”指适于改善、增强和/或保护用户的听觉能力的装置如助听器、听音装置或有源耳朵保护装置,其通过从用户环境接收声信号、产生对应的音频信号、可能修改音频信号、及将可能已修改的音频信号作为听得见的信号提供给用户的至少一只耳朵而实现。“听力装置”还指适于以电子方式接收音频信号、可能修改音频信号、及将可能已修改的音频信号作为听得见的信号提供给用户的至少一只耳朵的装置如头戴式耳机或耳麦。前述听得见的信号例如可以下述形式提供:辐射到用户外耳内的声信号、作为机械振动通过用户头部的骨结构和/或通过中耳的部分传到用户内耳的声信号、及直接或间接传到用户耳蜗神经的电信号。

听力装置可构造成以任何已知的方式进行佩戴,如安排在耳后的单元,具有将辐射的声信号导入耳道的管或具有安排成靠近耳道或位于耳道中的扬声器;或整个或部分安排在耳廓和/或耳道中的单元;连到植入颅骨的固定装置的单元、或整个或部分植入的单元等。听力装置可包括单一单元或几个彼此电子通信的单元。

更一般地,听力装置包括用于从用户环境接收声信号并提供对应的输入音频信号的输入变换器和/或以电子方式接收输入音频信号的接收器、用于处理输入音频信号的信号处理电路、及用于根据处理后的音频信号将听得见的信号提供给用户的输出单元(或装置)。在一些听力装置中,放大器可构成信号处理电路。在一些听力装置中,输出装置可包括输出变换器,例如用于提供空传声信号的扬声器或用于提供结构传播的或液体传播的声信号的振动器。在一些听力装置中,输出装置可包括一个或多个用于提供电信号的输出电极。

在一些听力装置中,振动器可适于提供经皮或由皮传给颅骨的结构传播的声信号。在一些听力装置中,振动器可植入在中耳和/或内耳中。在一些听力装置中,振动器可适于将结构传播的声信号提供给中耳骨和/或耳蜗。在一些听力装置中,振动器可适于例如通过卵圆窗将液体传播的声信号提供给耳蜗液体。在一些听力装置中,输出电极可植入在耳蜗中或植入在颅骨内侧上,并可适于将电信号提供给耳蜗的毛细胞、一个或多个听觉神经、听觉皮层和/或大脑皮层的其它部分。

“听力系统”指包括一个或两个听力装置的系统,及“双耳听力系统”指包括一个或两个听力装置并适于协同地向用户的两只耳朵提供听得见的信号的系统。听力系统或双耳听力系统还可包括“辅助装置”,其与听力装置通信并影响和/或受益于听力装置的功能。辅助装置例如可以是遥控器、音频网关设备、移动电话、广播系统、汽车音频系统或音乐播放器。听力装置、听力系统或双耳听力系统可用于补偿听力受损人员的听觉能力损失、增强或保护正常听力人员的听觉能力和/或将电子音频信号传给人。

本发明的目标由适于或配置成(至少部分)安排在个人头部上或至少部分植入在个人头部中的听力装置实现,其包括:提供一个或多个输入音频信号的输入单元;适于处理一个或多个输入音频信号中的至少一个以提供处理后的音频信号的信号处理电路;适于根据处理后的音频信号将听得见的信号提供给个人的输出单元;适于检测个人的脑电势的两个以上电极;及适于从接收自两个以上电极的电信号确定一个或多个EEG信号的脑电波测量电路。该听力装置还包括:第一频谱分析器,适于重复确定来自由一个或多个输入音频信号和听得见的信号组成的信号组的至少一信号的第一音频频谱;再现器,适于从一个或多个EEG信号重复再现第二音频频谱;第一相关器,适于重复确定第一和第二音频频谱之间的第一相关度(如相干性);及控制单元,适于根据第一相关度(如相干性)改变前述处理。

在本说明书中,表明两个信号的相似程度的相关度包括两个信号的电表示之间的数学相关。在实施例中,相关度基于相关系数的计算,例如皮尔森(Pearson)相关系数。两个信号x和y的皮尔森相关系数ρxy定义为协方差cov(x,y)除以各个标准偏差σx和σy的积。

在优选实施例中,相关度为(数学)相干性。术语“相干性(coherence)”是来自信号处理的术语并在下面使用。该术语具有其通常的意思(以表明两个信号之间的关系,例如估计线性系统的输入信号和输出信号之间的功率传递)。两个信号x(t)和y(t)(t为时间)之间的相干性定义为:

其中Pxy指x(t)和y(t)之间的交叉谱密度,及Pxx和Pyy分别指x(t)和y(t)的自谱密度,及f为频率。相干性函数coherencexy(f)具有0和1之间的值并通过最佳线性最小平方函数估计从x(t)可预测到何种程度的y(t)(t为时间),例如参见与信号处理有关的维基百科(Wikipedia)中的“相干性”条目。

在本说明书中,x(t)可以是脑电波信号,及y(t)为隐藏在输入信号(y(t)+w(t),其中w(t)表示另一话音如女声、噪声或另一声音。相干性函数coherencexy(f)因而给出男声(目标声音,y(t))可从脑电波信号(x(t))进行预测的程度的估计量)中(或形成输入信号的一部分)的目标声音信号(如男声)。

在实施例中,相关度基于估计所涉及两个信号之间的相关的、计算更简单的方法,例如通过仅对所涉及信号的部分例如包络(例如由希尔伯特变换给出或通过低通滤波提供)进行运算。

在本说明书中,术语“适于将听得见的信号提供给个人的输出单元”意为适于提供配置成将由用户感知为听得见的信号(声音)的输出刺激的输出单元。该输出单元(或输出装置)例如可包括(骨锚式听力装置的)振动器、(空气传导听力装置的)扬声器、和(耳蜗植入听力装置的)一个或多个电极中的一个或多个。

“适于检测个人的脑电势的两个以上电极”可以是适于位于用户头部上的表面电极,如耳朵中,例如耳道中,电极例如安排在听力装置的外壳上。作为备选或另外,“适于检测个人的脑电势的两个以上电极”(或其中的一个或多个)可全部或部分植入在用户头部中(如上结合输出电极所述)。

除非明确指出,在此所用的单数形式的含义均包括复数形式(即具有“至少一”的意思)。应当进一步理解,说明书中使用的术语“具有”、“包括”和/或“包含”表明存在所述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件,但不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。应当理解,除非明确指出,当元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时,可以是直接连接或耦合到其他元件,也可以存在中间插入元件。如在此所用的术语“和/或”包括一个或多个列举的相关项目的任何及所有组合。除非明确指出,在此公开的任何方法的步骤并非必须精确按所公开的顺序执行。

附图说明

本发明将在下面参考附图、结合优选实施方式进行更完全地说明。

图1示出了根据本发明的听力装置的第一实施例。

图2示出了根据本发明的听力装置的第二实施例。

为清晰起见,这些附图均为示意性及简化的图,它们只给出了对于理解本发明所必要的细节,而省略其他细节。在所有附图中,同样的附图标记和/或名称用于同样或对应的部分。

通过下面给出的详细描述,本发明进一步的适用范围将显而易见。然而,应当理解,在详细描述和具体例子表明本发明优选实施例的同时,它们仅为说明目的给出。对于本领域的技术人员来说,从下面的详细描述可显而易见地得出其它实施方式。

具体实施方式

图1中所示的听力装置1的第一实施例包括外壳2、传声器3、前置放大器4、数字转换器5、无线接收器6、混合器7、信号处理器8、功率放大器9、振动器10、输入频谱分析器11、输出频谱分析器12、第一表面电极13、第二表面电极14、脑电波测量电路15、再现器16、输入相关器17、输出相关器18和控制单元19。听力装置1优选借助于外壳2中的电池或蓄电池(未示出)进行供电。

外壳2适于安排在听力装置1的用户头部上的运行位置中,例如借助于橡皮圈或弹簧。传声器3安排成在外壳2处于运行位置时从用户环境接收声输入信号并适于根据声输入信号将传声器信号提供给前置放大器4。前置放大器4适于放大传声器信号并将放大后的传声器信号提供给数字转换器5,其适于使放大后的传声器信号数字化并相应提供第一数字输入音频信号。

无线接收器6适于从另外的装置接收无线通信信号如感应信号、射频(RF)信号或光信号并根据所接收的无线通信信号提供第二数字输入音频信号。传声器3、前置放大器4、数字转换器5和无线接收器6因而用作提供输入音频信号的输入装置。该输入装置可包括相应提供另外的输入音频信号的、另外的传声器3、前置放大器4和/或数字转换器5,例如以使能对所接收的声信号进行随方向而变的处理。

混合器7连接成接收第一和第二数字输入音频信号并适于根据接收自控制单元19的控制信号提供包括第一和第二数字输入音频信号的线性组合的组合音频信号。信号处理器8适于根据听力装置1的目的修改组合音频信号,例如改善或增强用户的听觉能力和/或放大所接收的音频信号或将其传给用户。功率放大器9连接成接收修改后的音频信号并适于将相应放大的输出信号提供给振动器10,其安排成在外壳2处于运行位置时根据放大的输出信号将结构传播的声输出信号传给用户。功率放大器9优选包括脉宽调制器或另一类型的数模转换器以将放大的输出信号作为模拟信号提供给振动器10。骨锚式听力装置的振动器已知有许多形式。其例子例如在US7376237B2[Westerkull;2008]中和在EP2403271[Jinton;2012]中描述。

混合器7和信号处理器8一起形成信号处理电路,其适于处理第一和第二输入音频信号中的至少一个以提供处理后的音频信号,即已修改的音频信号。

输入音频频谱分析器11连接成分别从传声器3和无线接收器6接收第一和第二数字输入音频信号,并适于重复计算这些输入音频信号中的每一信号的相应快速傅里叶变换(FFT)以确定每一输入音频信号的输入音频频谱。

输出音频频谱分析器12连接成从信号处理器8接收已修改的音频信号,并适于重复计算已修改的音频信号的快速傅里叶变换(FFT)及应用功率放大器9和振动器10的频率响应以确定提供给用户的听得见的信号的输出音频频谱。作为备选,输出音频频谱分析器12可连接成从输入装置3、4、5、6、信号处理电路7、8和/或功率放大器9的一个或多个其它元件接收音频信号,在该情形下,可能要求输出音频频谱分析器12应用另外的或其它频率响应和/或处理算法以正确地确定听得见的信号的输出音频频谱。

第一和第二表面电极13、14中的每一个构成外壳2的外表面部分。表面电极13、14彼此分开及安排成使得它们在外壳2处于运行位置时邻接用户的皮肤。表面电极13、14优选安排成使得表面电极13、14之间通过用户皮肤的电连接的长度在外壳2处于运行位置时尽可能大。表面电极13、14例如可安排在外壳2的相对两侧,和/或在细长外壳2的情形下,安排在外壳2的相对两端。(两个以上)表面电极适于检测个人的脑电势(并定位成在听力装置运行期间能够进行前述检测,例如定位在用户耳中,例如定位在用户耳道中)。位于听力装置的耳件的外壳上的、用于拾取脑电波信号的表面电极的使用例如在US2010196861A1[Lunner;2010]中和在US2013101128A1[Lunner&Neher;2013]中描述。

脑电波测量电路15连接成从第一和第二表面电极13、14接收电信号,并适于根据这些电信号确定和提供脑电图(EEG)信号。脑电波测量电路15可包括适于放大电信号的前置放大器(未示出)和/或适于强调特别感兴趣的EEG信号频率如高γ频率范围的滤波器(未示出)。

再现器16连接成接收EEG信号并适于从一个或多个EEG信号重复再现音频频谱。再现例如使用下述文章中描述的再现模型进行:“Reconstructing Speech from HumanAuditory Cortex”by Pasley et al.(PLoS Biology,January2012,Volume 10,Issue 1,e1001252)。优选地,使用非线性再现模型如调制模型。这样的模型的使用在前述文章中进行了描述并在其中提及的文献中进行了更详细的描述。根据源自安排在个人耳朵之上、之中或靠近其安排的几个表面电极的EEG信号再现的音频频谱不能获得前述文章中展现的细节层次。不过,

音频频谱中可用的信息量使能在不同的声源之间和/或不同的声环境之间进行区分,如果这些声源和/或声环境具有不同频谱的话。如先前提及的、由Mesgarani和Chang所写的文章中公开的,从EEG信号再现的音频频谱反映用户当前注意的声音的频谱,在下面,这些再现的音频频谱称为注意音频频谱。

输出相关器18连接成接收输出音频频谱和注意音频频谱并适于确定这些音频频谱之间的输出相干性。输出相干性因而可用作用户是注意整个呈现的听得见的信号(高输出相干性)还是仅注意听得见的信号的一部分(低输出相干性)的指示。输出相关器18优选还确定信号出现在输出音频频谱中而不是或较小程度出现在注意音频频谱中的那些频率范围,并提供输出差信号中的频率范围的指示。

输入相关器17连接成接收输入音频信号并适于针对每一输入音频信号确定相应输入音频频谱和注意音频频谱之间的输入相干性。第一输入音频信号的输入相干性因而可用作用户注意传声器3接收的声信号的程度的指示,及第二输入音频信号的输入相干性可用作用户注意无线接收器6接收的音频信号的程度的指示。输入相关器17优选还对每一输入音频信号确定信号出现在相应输入音频频谱中而不是或较小程度出现在注意音频频谱中的那些频率范围,并提供相应输入差信号中的频率范围的指示。

控制单元19连接成接收输出相干性和输出差信号及接收每一输入音频信号的输入相干性和输入差信号,并适于根据一个或多个相干性改变信号处理电路7、8中的处理。

控制单元19可监视输出相干性并通过改变处理对其减小作出反应,使得该减小被抵消。控制单元19可通过改变信号处理电路7、8的传递函数而改变处理,优选改变信号处理器8的传递函数。控制单元19例如可改变传递函数使得其抑制输出差信号中指明的一个或多个频率范围内的信号。由于前述频率范围的抑制使输出音频频谱更类似于注意音频频谱,假定用户保持对声环境的同样部分的注意,其还导致输出相干性的增大。作为备选,控制单元19可将传递函数设定为预定的频率特性,例如已知在嘈杂环境中增强语音信号的频率特性。作为另一备选,如果注意音频频谱表明用户注意力集中在女性讲话者或男性讲话者身上,控制单元19可将传递函数设定为已知增强女性语音或男性语音的预定频率特性。

作为备选或另外,控制单元可通过改变混合器7中的第一和第二数字输入音频信号的相对电平而改变处理。控制单元19例如可比较第一和第二数字输入音频信号的输入相干性并控制混合器7以强调具有最高输入相干性的特定输入音频信号。类似地,如上所述,这使得输出音频频谱更类似于注意音频频谱因而导致输出相干性增大。此外,仅出现在第一和第二数字输入音频信号中的受抑制信号中的声源被从听得见的信号除去,因而受强调的输入音频信号的输入相干性可能增大。由控制单元19施加的强调程度可取决于输入相干性之间的差以避免在变化不可能增大输出相干性和/或输入相干性的情形下发生改变。

作为备选或另外,控制单元19可通过改变输入装置3、4、5、6的声定向模式而改变处理。定向传声器3如灵敏度模式呈心形的定向传声器、8字形或超心形传声器可包括两个以上全向传声器,其输出按本领域已知的方式进行组合。前述定向传声器3的定向模式可通过改变将要组合的传声器信号的电平、相位和/或时间延迟进行改变。输入装置可包括几个前述定向传声器3,使用同样的两个以上全向传声器的输出信号但具有不同的定向模式。这些定向传声器3的输出中的每一个可在相应前置放大器4中放大并在相应数字转换器5中数字化以提供相应的输入音频信号。在该情形下,如上所述,声定向模式可通过改变混合器7中的输入音频信号的相对电平而进行改变。作为备选,定向模式可通过控制全向传声器的输出信号怎样进行组合而改变。在该情形下,控制单元19可遵循反复试验接近以确定使用全向传声器的输出信号的哪一组合。作为另一备选,定向模式可设定为强调从前面到达的声信号的预定模式,假定用户聚焦于其前面的声源(通常是这样)。

另外,无线接收器6可从位于用户附近的外部传声器(未示出)接收传声器信号,在该情形下,更广义上讲,改变混合器7中的相对电平也改变输入装置3、4、5、6的声定向模式。

代替监视输出相干性及对其减小作出反应,或除此之外,控制单元19可监视不同输入音频信号的输入相干性,及根据一个或多个输入相干性的减小,按如上所述改变处理以强调具有最高输入相干性的输入音频信号。当听力装置1为助听器及用户通过无线接收器从声学上无声的电视机接收声音和通过传声器从附近的人接收语音时,这可能比较方便。在该情形下,听力装置1可自动强调用户注意力集中于其上的声源。

再现模型的参数可基于使用等于或类似于特定类型听力装置1的表面电极13、14的安排的测量电极安排对多个个人进行的测量而确定。再现器的更好的性能可通过基于对想要使用特定听力装置1的个人进行的测量确定再现参数而实现。在该情形下。听力装置1本身优选用作与处于运行位置的外壳2培训会话的测量仪器。在培训会话时,一系列不同的听得见的信号呈现给用户,优选借助于听力装置1,同时,从接收自两个以上表面电极13、14的电信号确定一个或多个EEG信号。同时或随后,确定听得见的信号的输出音频频谱,及EEG信号和所确定的输出音频频谱输入给再现模型以对其进行培训从而学习EEG信号和“真实”输出音频频谱之间的关系。显然,用户应尝试注意在培训会话期间呈现的听得见的信号中的整个声环境。在培训会话时,确定听得见的信号的输出音频频谱和/或培训再现模型可在听力装置1中及通过听力装置1本身执行,或者,部分或全部地在所连接的计算机中执行,例如在用于使听力装置1的其它设置适应用户需要的验配系统中执行。

理想情形下,处理的改变导致听得见的信号精确地包含用户有兴趣听的那些音频部分,用户因此可连续听,而没有不得不在精神上排除或不理干扰信号的压力。然而,改变可能除去或抑制想要的音频部分,和/或在处理已改变之后想要的音频部分可能在频率含量、方向和输入源(传声器3或无线接收器6)方面改变。在这些情形下,用户可能试图仅集中于隐约出现在听得见的信号中的声音部分,这可导致输出相干性进一步减小。在一些情形下,控制单元19可能试图通过除去或抑制另外的声音部分而抵消该减小,这可能最终导致听力装置1死锁,这样,没有一点信号呈现给用户。其原因在于用户不能聚焦于未出现在听得见的信号中的声音部分,因此没有内置机制收回所应用的抑制。

为避免该死锁,控制单元19可限制处理改变引起的放大变化以保持在预定范围内,例如±10dB、±6dB、±3dB或±2dB。另外或作为备选,控制单元19可根据预定事件逆转先前进行的处理改变。例如,控制单元19可取消频率范围的抑制和/或从定向传声器切换到全向传声器。适当的事件例如可以是一个或多个输入音频信号改变,例如由于用户移到不同的位置。另外的适当事件的例子为一个或多个输入音频频谱改变或一个或多个输入或输出相干性减小。此外,控制单元19可根据听力装置1上或遥控器上用户控制即复位按钮的启动和/或根据预定时间段期满而逆转改变。上面描述的事件可任意组合。

输入和输出相干性减小的检测可包括将相应相干性与对应的阈值进行比较和/或确定相应相干性的变化率并将该变化率与对应的阈值进行比较。控制单元19可使用前述比较的结果来确定减小幅度是否大和/或足够快以触发处理的改变。

在听力装置的第二实施例中,适于检测个人的脑电势的(两个以上)表面电极植入在个人的头部中,而不是实施为如上所述的表面电极。图2中所示的听力装置1的第二实施例包括外壳2、高密度电极阵列20、EEG放大器21、和EEG接收器25。电极阵列20植入在颅骨内,即与用户头盖骨23内的脑组织22接触。EEG放大器21也植入在颅骨内并连接成从电极阵列20接收电信号及适于放大该电信号并将放大后的电信号通过头盖骨23和皮肤24传给外壳2中的EEG接收器25。在外壳2中,EEG接收器25适于接收所传输的信号并适于将所接收的信号转发给脑电波测量电路15。

电极阵列20、EEG放大器21和EEG接收器25因而代替第一实施例的表面电极13、14,且也执行同样的功能,即将依赖于脑电势的电信号传给脑电波测量电路15。外壳2还包括第一实施例的构件3-12和16-19,第二实施例因而本质上与第一实施例一样的运行。然而,植入的电极阵列20使第二实施例的再现器16能以比第一实施例的再现器16大得多的细节和准确度再现注意音频频谱。植入的电极阵列20包括至少两个分开的电极,但优选包括平行于脑组织22的表面按二维排列的至少9、25、64或100个电极。

从EEG放大器21到EEG接收器25的信号传输可通过有线或无线装置进行,及EEG放大器21的电源可通过导线或无线地从外壳2中的电池或蓄电池提供。信号传输及植入电路的电源提供的适当方法和装置众所周知,例如可从耳蜗植入助听器得知。

在另外的实施例中,振动器10可植入在中耳和/或内耳中。在该情形下,振动器10可适于将结构传播的声信号提供给中耳骨和/或耳蜗。作为备选,振动器10可适于例如通过卵圆窗将液体传播的声信号提供给耳蜗液体。

在另外的实施例中,代替振动器10或除振动器10之外,输出装置可包括一个或多个输出电极(未示出)。输出电极可植入在耳蜗中或颅骨23的内侧上,并可适于将电信号提供给耳蜗的毛细胞、一个或多个听觉神经、听觉皮层22和/或大脑皮层22的其它部分。包括刺激电极的耳蜗植入听力装置已知道许多年且已知道有多种结构。前述装置的例子例如在US 4,207,441[Ricard et al.;1980]中和在US 4,532,930[Crosby et al.;1985]中描述。

代替振动器或一个或多个电极,或除此之外,输出变换器可包括用于将电信号转换为声刺激的扬声器。

在输出装置10的一个或多个部分为植入部分的实施例中,另外的听力装置部分也可进行植入,及在极端情形下,听力装置1的所有部分均可进行植入。在已植入输出电极的实施例中,共同的电极阵列20可同时用作输出电极和EEG放大器21的输入电极。电极阵列20中的每一电极的功能可以电子方式进行配置以使能针对用户最优化电极格局。

根据任何实施例的听力装置1的类型和目的,可省略上面描述的、特定听力装置1的运行不需要的构件。例如,如果不需要自适应改变输入音频信号的强调,可省略用于确定输入相干性的构件11、17。相反,如果改变输入音频信号的强调是唯一希望的自适应改变,则可省略用于确定输出相干性的构件12、18。传声器3、前置放大器4和数字转换器5可省略,例如在耳麦中,及无线接收器6可省略,例如在助听器中。在有线耳麦情形下,无线接收器6可被电接收器代替,例如简单的输入端子或电输入缓冲器。在仅将放大应用于输入音频信号的听力装置1中可省略信号处理器8。

任一或所有电极13、14、20及输出电极可包括导电聚合物,因而使其有弹性。任一或所有电极13、14、20及输出电极可由包括石墨烯的材料覆盖,或作为备选,由包括碳和钛的材料覆盖,以实现生物适合的表面。

在任何实施例中,听力装置1可适于与安排成向用户的另一只耳朵提供听得见的信号的另一听力装置1通信。听力装置1因而可形成双耳听力系统及可彼此交换音频和/或控制信号,及根据所交换的信号对两只耳朵协调或同步对听得见的信号进行的自适应改变。前述所交换的信号例如可包括从电极13、14、20接收的电信号、确定的EEG信号、输出音频频谱、输入音频频谱、注意音频频谱、输出差信号、输入差信号、输出相干性、输入相干性和/或音频处理导致的改变。非必须地,在另一听力装置1中,可省略电极13、14、20,在该情形下,另一听力装置1可根据从第一听力装置1接收的信号调整其音频处理。

混合器7、信号处理器8、频谱分析器11、12、再现器16、相关器17、18和控制单元19优选主要实施为在离散时域运行的数字电路,但作为备选,其任何或所有部分可实施为在连续时域运行的模拟电路。同样的规则可应用于可数字实施的无线接收器6、脑电波测量电路15、EEG放大器21和EEG接收器25的前述部分。前述数字电路可以硬件、固件和软件的任何适当组合和/或硬件单元的任何适当组合进行实施。此外,任何单一硬件单元可并行或以交叉顺序和/或以其任何适当组合执行几个功能模块的操作。

适于(至少部分)安排在个人头部上或至少部分植入在个人头部中并包括两个以上适于检测个人的脑电势的电极13、14、20的听力装置1可使用包括下述步骤的方法控制:提供一个或多个输入音频信号;处理一个或多个输入音频信号中的至少一个以提供处理后的音频信号;根据处理后的音频信号将听得见的信号提供给个人;从接收自两个以上电极13、14、20的电信号确定一个或多个EEG信号;重复确定来自由一个或多个输入音频信号和听得见的信号组成的信号组的至少一信号的第一音频频谱;从一个或多个EEG信号重复再现第二音频频谱;重复确定第一和第二音频频谱之间的第一相干性;及根据第一相干性改变前述处理。

该方法还可包括:在两个以上电极13、14、20安排成检测个人的脑电势的培训会话时,向个人提供听得见的信号;从接收自两个以上电极13、14、20的电信号确定一个或多个EEG信号;重复确定听得见的信号的第四音频频谱;及根据一个或多个EEG信号和第四音频频谱确定再现参数,其中再现使用再现参数进行。

前述处理还可以适于根据第一相干性减小而增大第一相干性的方式进行改变。

在不背离本发明范围的情况下,对在此公开的方法、系统和/或装置进行另外的修改对本领域技术人员而言显而易见。在本说明书内,任何这样的修改均以非限制性的方式提及。

一些优选实施例已经在前面进行了说明,但是应当强调的是,本发明不受这些实施例的限制,而是可以权利要求限定的主题内的其它方式实现。例如,所描述实施方式的特征可任意组合,以使根据本发明的系统、装置和/或方法适应特定需要。

当由对应的过程适当代替时,上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的及权利要求中限定的系统和/或装置的结构特征可与本发明方法结合。方法的实施例具有与对应系统和/或装置一样的优点。

权利要求中的任何附图标记和名称并不意为限制其范围。

Claims (16)

1.一种听力装置(1),适于安排在个人头部上或至少部分植入在个人头部中,其包括:提供一个或多个输入音频信号的输入单元(3、4、5、6);适于处理所述一个或多个输入音频信号中的至少一个以提供处理后的音频信号的信号处理电路(7、8);适于根据处理后的音频信号向个人提供听得见的信号的输出单元(10);适于检测个人的脑电势的两个以上电极(13、14、20);及适于从接收自所述两个以上电极(13、14、20)的电信号确定一个或多个EEG信号的脑电波测量电路(15、21、25);其特征在于,所述听力装置(1)还包括:第一频谱分析器(11),适于重复确定来自由所述一个或多个输入音频信号和所述听得见的信号组成的信号组的至少一信号的第一音频频谱;再现器(16),适于基于线性或非线性刺激再现模型从所述一个或多个EEG信号重复再现第二音频频谱;第一相关器(17),适于重复确定第一和第二音频频谱之间的第一相干性;及控制单元(19),适于根据所述第一相干性改变所述处理。
2.根据权利要求1的听力装置,其中所述再现器(16)适于使用在先行培训会话期间确定的再现参数再现所述第二音频频谱。
3.根据权利要求1的听力装置,其中所述控制单元(19)适于以抵消检测到的所述第一相干性的减小的方式改变所述处理。
4.根据权利要求1的听力装置,还包括:第二频谱分析器(12),适于重复确定来自所述信号组的至少一另外的信号的第三音频频谱;及第二相关器(18),适于重复确定第二和第三音频频谱之间的第二相干性,及其中所述控制单元(19)适于根据第一和第二相干性改变所述处理。
5.根据权利要求4的听力装置,其中所述控制单元(19)适于以根据所述第一相干性的减小而增大第二相干性的方式改变所述处理。
6.根据权利要求1的听力装置,其中所述控制单元(19)适于通过改变所述信号处理电路(7、8)的传递函数而改变所述处理。
7.根据权利要求1的听力装置,其中所述输入单元包括至少一输入变换器,其安排成从个人环境接收声信号并适于根据所述声信号提供所述一个或多个输入音频信号中的至少一信号。
8.根据权利要求7的听力装置,其中所述至少一输入变换器包括至少一定向传声器,及其中所述控制单元(19)适于通过改变所述输入单元的声定向模式而改变所述处理。
9.根据权利要求1的听力装置,还适于限制由所述处理的改变引起的放大变化以保持在预定范围内。
10.根据权利要求4的听力装置,其中所述控制单元(19)适于根据预定事件逆转先前进行的处理改变。
11.根据权利要求10的听力装置,其中所述预定事件包括下面的至少一个:所述一个或多个输入音频信号的变化、所述第二音频频谱的变化、所述第一相干性的减小、所述第三音频频谱的变化、所述第二相干性的减小、用户控制的启动、及预定时间段的期满。
12.根据权利要求1的听力装置,其中所述输入单元包括适于根据从另外的装置接收的无线或有线信号提供所述一个或多个输入音频信号中的至少一信号的有线或无线接收器(6)。
13.根据权利要求1的听力装置,其中所述输出单元包括振动器、扬声器及一个或多个电极中的一个或多个。
14.一种用于控制听力装置的方法,所述听力装置(1)适于安排在个人头部上或至少部分植入在个人头部中并包括两个以上适于检测个人的脑电势的电极(13、14、20),所述方法包括:提供一个或多个输入音频信号;处理所述一个或多个输入音频信号中的至少一个以提供处理后的音频信号;根据所述处理后的音频信号向个人提供听得见的信号;从接收自两个以上电极(13、14、20)的电信号确定一个或多个EEG信号;重复确定来自由所述一个或多个输入音频信号和所述听得见的信号组成的信号组的至少一信号的第一音频频谱;基于线性或非线性刺激再现模型从所述一个或多个EEG信号重复再现第二音频频谱;重复确定第一和第二音频频谱之间的第一相干性;及根据所述第一相干性改变所述处理。
15.根据权利要求14的方法,还包括:在两个以上电极(13、14、20)安排成检测个人的脑电势的培训会话时,向个人提供听得见的信号;从接收自两个以上电极(13、14、20)的电信号确定一个或多个EEG信号;重复确定所述听得见的信号的第四音频频谱;及根据所述一个或多个EEG信号和所述第四音频频谱确定再现参数,其中所述再现使用所述再现参数进行。
16.根据权利要求14的方法,其中所述处理以适于根据所述第一相干性的减小而增大所述第一相干性的方式进行改变。
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