CN104469643B - 包括输入变换器系统的助听装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了包括输入变换器系统的助听装置，所述输入变换器系统包括：音频输入变换器(AIT)，用于从环境拾取声音信号并提供电音频输入信号；及第一补充输入变换器(SIT1)，用于从所述环境拾取声音信号并提供第一补充电输入信号。所述助听装置还包括：输出变换器(OT)，用于将处理后的输出信号转换为可由所述用户感知为声音的刺激；及信号处理单元(SPU)，其连接到所述音频输入变换器(AIT)、所述第一补充输入变换器(SIT1)和所述输出变换器(OT)，所述信号处理单元(SPU)配置成处理所述电音频输入信号及所述第一补充电输入信号并提供所述处理后的输出信号。其中所述音频输入变换器(AIT)适于位于所述用户的耳朵中。

Description

包括输入变换器系统的助听装置
技术领域
本申请涉及适于至少部分布置在用户头部上或至少部分植入在用户头中的助听装置如听力仪器，该助听装置包括适于位于用户耳朵之处或之中的音频输入变换器。
例如，本发明可用在下述应用中：助听器(如空传听力装置、骨锚式听力装置、耳蜗植入听力装置、或其组合)、头戴式耳机、耳麦、有源耳朵保护系统、及其组合。
背景技术
下面的现有技术说明涉及本申请的应用领域之一即听力仪器。
提供最佳声音质量体验的听力仪器通常具有在耳道入口处的传声器。该传声器位置确保可保留声音中自然出现的信息即频谱、方向线索、耳间时间差等。同时，定向传声器系统的实施需要使用间隔开一定距离通常为1cm的传声器。定向系统提供自适应定向的优点，只要声音从空间中的不同位置及不同方向(从听力仪器看)发出，其使想要的声音能与不想要的声音分离。然而，已知定向系统干扰信号的基本声音质量，即定向系统引起频率染色、相变及系统噪声增加。
公认在小听力仪器如深耳道式(CIC)听力仪器中可在耳道之中或之处使用传声器。众所周知，这样的小听力仪器在声反馈出现之前具有有限的放大，及通风通道也必须具有有限的直径如大概低于2mm，取决于听力损失及数字反馈消除系统的使用。然而，只有有限直径的通风孔对大多数用户可导致堵塞问题。
具有一个或多个位于耳廓后面的传声器的听力仪器通常与较大的通风孔结合使用，这是因为该更远的传声器位置(远离扬声器出口)具有有限的反馈风险。然而，该耳廓后面的传声器位置因耳廓对声音的影响被大幅忽略而限制了自然声音质量。
US2010150385A1公开了通过沿直线布置包括两个电互连的传声器的定向传声器和接收器而防止反馈。定向传声器的定向效应设定成使得，当从定向传声器看时，接收器布置在定向传声器的灵敏度最低的方向。
US2008107292A1公开了视觉上不显明但声学上改进的耳后式听力仪器，其具有可佩戴在耳后的壳体，信号处理设施布置在壳体中，及其包括光电转换器。此外，提供至少一光学传声器，其布置在壳体的外面并借助于光波导连接到信号处理设施。光学传声器可位于外耳或耳道中。
US7471799B2公开了听力受损人员将要使用的助听器或听音装置中的降噪方法，其中降噪主要在听力受损人员具有最小听力损失或最佳听力的频率范围中提供。优选地，降噪通过对来自部分或所有传声器的信号进行波束形成而实现，其中传声器的数量及其间隔使得在听力受损人员具有最小听力损失的频率范围中提供最高方向性。
发明内容
本申请的目标在于提供改进的助听装置。
本申请的目标由所附权利要求限定的及下面描述的发明实现。
助听装置
在本申请的一方面，本申请的目标由适于至少部分布置在用户(U)头部上或至少部分植入在用户(U)头部中的助听装置(HAD)实现，该助听装置包括：
-输入变换器系统，包括：
--音频输入变换器(AIT)，用于从环境拾取声音信号并提供电音频输入信号；
--第一补充输入变换器(SIT1)，用于从环境拾取声音信号并提供第一补充电输入信号；
-输出变换器(OT)，用于将处理后的输出信号转换为可由用户感知为声音的刺激；及
-信号处理单元(SPU)，其连接到音频输入变换器(AIT)、第一补充输入变换器(SIT1)和输出变换器(OT)，该信号处理单元(SPU)配置成处理电音频输入信号及第一补充电输入信号并提供处理后的输出信号。
音频输入变换器(AIT)适于位于用户耳朵中。
本发明的优点在于可提供具有良好声音质量及方向性性质的助听装置。
本发明通过在将音频输入变换器(如音频传声器)引入耳廓如耳道入口处的同时结合一个或多个补充输入变换器(如补充传声器，例如位于BTE(耳后式)助听装置的外壳或壳体中)而解决了良好声音质量和良好方向性之间相矛盾的需求。音频输入变换器优选为主输入变换器，及来自其的信号根据源自补充输入变换器的控制信号进行处理。
根据本发明，提出了将输入变换器之一(称为音频变换器如传声器)位于耳朵中(如耳道入口处)。相较耳后的传声器位置，在耳道处的位置提供卓越的声音质量但稍有限的电平放大，即对于特定通风孔大小，在反馈之前提供约低于20dB的放大。一方面，例如位于耳后的(补充)输入变换器(如传声器)可用于音频信号的另外的放大。因此，由于输出和输入变换器之间增加的距离，在耳廓后面拾取的声信号可得以多得多的放大(可能20dB以上)。根据该方面，关键特征是在追求与位于耳道入口中或附近的(音频)输入变换器拾取的信号有关的声音体验的同时应用来自例如位于耳廓后面的(补充)输入变换器的最高放大。这通过采用室内声学中众所周知的“第一波前定律”实现。因此，可以确定，适当延迟的信号可支持首先到达的信号的语音可懂度，而不感知为单独的信号。提出将来自(补充)输入变换器的信号延迟1和20毫秒之间的时间以利用该效应。时延的大小可通过声音质量方面如感知的声回波和声音方向性的正确感知之间的最佳折衷进行确定。特定听力仪器用户需要的最高放大也可对首选时延有影响。对于大约在1-20毫秒范围中的时延，“第一波前定律”被认为是最有用的。长时延可导致声音质量降级如感知的回波，而短时延可导致听力仪器用户体验的方向信息降级，即声音不被感知为来自正确方向或体验不到清晰的方向感。
总的来说，助听装置可包含任何数量的音频输入变换器(其中音频变换器(适于)位于用户耳朵中)。尽管在本发明中仅提及了一个音频输入变换器。在实施例中，助听装置包含一个音频输入变换器。
总的来说，补充输入变换器(如传声器)可(适于)位于用户身体上的任何地方。然而，优选地，其(适于)位于用户身体上从声音接收角度有吸引力的地方，例如在用户头部上。在实施例中，助听装置包括位于用户身体的朝向前面的部分中的前(补充)输入变换器传声器和位于用户身体的朝向后面的部分中的后(补充)传声器，藉此，位于用户前面和后面的声源可有效地分开(借助于用户身体)。
在实施例中，助听装置配置成在不同模式下运行，例如至少两种模式，如至少三种模式，或四种以上模式。“运行模式”至少部分确定信号处理单元对电音频输入信号和补充电输入信号进行的处理。在实施例中，助听装置配置成在正常(或默认)模式、定向模式或反馈模式下运行。
在实施例中，信号处理单元配置成使得，在助听装置处于正常运行模式时，处理后的输出信号源自电音频输入信号(其处理后的版本)。
在实施例中，助听装置包括适于用户处的体戴部分(BW)。在实施例中，BW部分包括第一(非必须地，及一个或多个另外的)输入变换器。在实施例中，BW部分包括信号处理单元。
在实施例中，助听装置包括植入部分。在实施例中，植入部分包括具有用于电刺激听觉神经的电极的耳蜗植入件。
在实施例中，助听装置包括部分植入的部分。在实施例中，部分植入的部分包括植入到颅骨内、用于支撑骨锚式(或骨导)助听装置的外部振动器的固定器。
在本说明书中，术语“位于用户耳朵中”指位于耳廓的正面上，例如位于耳甲中，如耳甲艇中(在耳甲的最窄端处)，或耳道入口处，或耳道中。
在实施例中，音频输入变换器位于耳甲中，如位于耳甲的最窄端的耳甲艇中，或位于耳道入口处或耳道中。
在实施例中，助听装置包括适于至少部分位于用户耳道中的ITE部分。
在实施例中，BW部分和ITE部分为两个分开的主体。在实施例中，连接件在两个部分之间至少提供机械连接(如声传播元件，例如管)及可能提供电连接。在实施例中，体戴部分(BW)包括适于佩戴在用户耳朵(耳廓)后面的耳后部分(BTE)(或由其构成)。在实施例中，第一和第二补充传声器位于BTE部分的顶部，藉此来自用户前面和后面方向的声音可由传声器接收。
在实施例中，助听装置包括使音频传声器能(如电)连接到信号处理单元的通信接口。在实施例中，助听装置包括使多个不同的功能件，包括输入和输出变换器及信号处理单元(如位于BW部分(如BTE部分)中和/或ITE部分中)，能进行通信(包括交换数据)的无线链路。在实施例中，BW部分和ITE部分经在其间延伸的一个或多个电导体电连接。
在实施例中，输出变换器包括用于将输出信号转换为声学声信号的接收器。在实施例中，输出变换器包括骨锚式助听装置的振动器。在实施例中，输出变换器包括耳蜗植入助听装置的一个或多个电极。
在实施例中，输出变换器(如接收器)形成开放验配(如包括具有大通风口的圆顶或耳模)或(半)封闭验配(如包括耳件)的一部分。
在实施例中，音频输入变换器位于助听装置的ITE部分中，其中ITE部分适于至少部分位于用户耳道中。在实施例中，ITE部分包括包围音频输入变换器(如传声器)的壳体(该壳体包括适当的输入变换器入口开口)。在实施例中，ITE部分包括输出变换器。在实施例中，壳体包括输出变换器(如接收器/扬声器，该壳体包括适当的输出变换器出口开口)。在实施例中，ITE部分配置成建立到助听装置的另一部分的电连接。在实施例中，ITE部分包括天线和收发器电路，用于建立到助听装置的另一部分(如BW部分，例如BTE部分)的无线链路。
在实施例中，信号处理单元位于BTE部分中。作为备选，信号处理单元(或其部分)可位于ITE部分中或可位于与BTE和/或ITE部分通信的辅助装置中。在实施例中，辅助装置为或包括电话如智能电话。在实施例中，BTE部分包括天线和收发器电路，用于建立到助听装置的另一部分(如ITE部分)和/或另一装置如智能电话的无线链路。
在实施例中，助听装置包括时间到时频转换单元，从而使信号能在不同频率如多个频带中进行处理或分析。
在实施例中，不想要的声音为主的频带由补充输入变换器(如传声器)识别，及所得的补充控制信号在处理音频传声器信号时使用。在实施例中，基于补充输入变换器(可能及其它检测器)拾取的信号检测助听装置附近的声场的风噪声、自我话音或其它类似特性可以类似的方式用于影响音频输入变换器(如传声器)信号的处理。
在实施例中，助听装置包括助听装置声环境的一个或多个检测器。
在实施例中，助听装置包括电平检测器(LD)，用于确定输入信号的电平(例如基于频带级和/或全(宽带)信号)。从用户的声环境拾取的电传声器信号的输入电平例如是声环境的分类参数。
在特定实施例中，助听装置包括话音检测器(VD或VAD(话音活动检测器))，用于确定输入信号是否包括话音信号(在特定时间点)。在本说明书中，话音信号包括来自人类的语音信号。其还可包括由人类语音系统产生的其它形式的发声(如唱歌)。在实施例中，话音检测器单元适于将用户当前的声环境分类为“话音”或“无话音”环境。这具有下述优点：包括用户环境中的人发声(如语音)的电传声器信号的时间段可被识别，因而与仅包括其它声源(如人工产生的噪声)的时间段分离。
在实施例中，助听装置包括自我话音检测器，用于检测特定输入声音(如话音)是否源自系统用户的话音。
在实施例中，助听装置包括风噪声检测器和/或自我话音检测器。在实施例中，助听装置包括信噪比估计器(如基于时频单元)。在实施例中，助听装置包括反馈检测器。在实施例中，助听装置包括正向通路的信号的自相关的检测器。在实施例中，助听装置包括正向通路的两个信号的互相关的检测器。
在实施例中，至少一补充输入变换器形成一个或多个检测器的一部分。
补充输入变换器例如可配置成识别环境中的噪声，例如一个或多个频率范围的噪声。在实施例中，助听装置(如信号处理单元)配置成在只存在噪声时降低音频输入信号的处理增益及在存在语音(和噪声)时增大增益。补充输入变换器例如可配置成识别风噪声(例如使用互相关检测器等)。在实施例中，助听装置(或信号处理单元)配置成消除(或衰减)音频输入信号中的前述低频噪声。补充输入变换器例如可配置成识别用户的自我话音。在实施例中，助听装置(如信号处理单元)配置成控制音频输入信号的处理，例如其音量(在“自我话音”期间降低)。
时频掩蔽可基于补充输入变换器(如传声器对)并强加在来自音频传声器的信号上。此外，在特定反馈运行模式下，来自一个输入变换器或来自几个补充输入变换器的加权组合的信号(或其部分，如一个或多个频带)在因助听装置中的反馈问题引起啸声的情形下可用作音频信号。此外，来自一个或多个补充输入变换器的信号可与来自音频输入变换器的信号组合(如线性组合)为进入定向系统的信号以改善方向性。输入变换器(如传声器)之间的较长距离产生在低频率下增加方向性的可能性。包括三个输入变换器的定向系统例如可组合为使能滤掉水平面或垂直面的噪声的系统。当电话设备被拿着靠近助听装置的输入变换器之一(如音频输入变换器)时，例如体验增加的反馈风险。响应于前述增加的风险(或由用于检测啸声(或估计环路增益)的反馈检测器检测，或由用于检测电话接近的接近检测器检测)，优选助听装置进入反馈运行模式。
在实施例中，助听装置包括从多个输入信号提供定向输出信号的加权单元，其中多个输入信号包括电音频输入信号和第一及非必需的另外的补充电输入信号。
在实施例中，助听装置包括用于检测反馈啸声的出现或形成的啸声检测器，其中信号处理单元配置成使得，在助听装置处于其中检测到反馈啸声形成的反馈运行模式时，处理后的输出信号完全或部分源自第一及非必需的另外的补充电输入信号。
电输入信号优选以数字化形式提供(数字化信号包括模拟输入信号在有规律间隔的不同时刻的样本值)。在实施例中，定义时间帧，每一时间帧包含预定数量的样本(例如参见图4A)。根据本发明的助听装置例如可包括多个时间到时频转换单元(例如未按时频表示提供的每一输入信号一个前述单元，例如参见图1C)以在多个频带k和多个时刻m提供每一输入信号Xi(k,m)(i＝1,2,…,N)(实体(k,m)由指数k和m的对应值定义，称为TF窗口或DFT窗口或TF单元，例如参见图4B)。助听装置包括信号处理单元，其接收输入信号的时频表示并提供所得输出信号的时频表示。信号处理单元配置成根据预定方案从一个或多个电输入信号的时频表示的对应TF窗口的内容确定增强信号的特定时频窗口(k,m)的内容。
在实施例中，信号处理单元配置成使得处理后的输出信号为电音频输入信号和第一及非必需的另外的补充电输入信号根据预定方案、基于时频单元的混合，及其中实际的混合受检测器影响。
在实施例中，预定方案包括导致选择相应电输入信号之一的特定时频窗口(k,m)的内容以用在处理后的信号的对应时频窗口(k,m)中的准则。
在实施例中，预定方案包括在电输入信号的对应时频单元之中选择具有最大信噪比(SNR)的时频单元。这具有不需要使一声源优于其它声源的优点。
在实施例中，所得增强信号的相位通过在特定时间(和频率)的信号来源确定。换言之，所得增强信号包括来自给定时间点选择的(满足预定方案的)输入信号(或输入信号的时频单元)的量值和相位。作为备选，所得增强信号的相位可被合成(如随机化)或平滑以避免时刻间(和/或频带间)的相位发生大的变化。
优选地，电输入信号Xi提供构成助听装置的当前声环境的同一声场的不同表示(例如在不同位置和/或通过不同变换器拾取)。
电输入信号Xi(k,m)(i＝1,2,…,N)可表示来自输入变换器如传声器(例如常规传声器或振动感测骨导传声器)、或加速计、或无线接收器的信号。
在实施例中，助听装置包括波束形成器，其提供有噪声信号的空间滤波，及包括单通道(SC)降噪滤波器，其减少保留在波束形成器输出中的噪声。这样的系统(其在时频域工作)例如由[Kjems and Jensen；2012]描述。
音频传声器例如可放在耳道入口处或耳廓正面的其它有吸引力的位置(在频谱、方向线索、耳间时间差等方面)，例如放在耳甲中，如放在耳甲的最窄端中(耳甲艇)。
在实施例中，每一输入变换器通路包括放大器单元，配置成个别地放大相应电输入信号(例如受信号处理单元控制，例如根据预定或自适应方案)。在实施例中，放大器单元配置成对补充电输入信号比对电音频输入信号应用更大的放大，例如大于10dB或更大，如大于20dB或更大。
在实施例中，至少一(如所有)补充输入变换器通路包括延迟单元，用于有选择地将时延应用于相应电输入信号并提供相应延迟的输入信号。延迟单元连接到补充输入变换器及用于混合两个或所有输入信号(如提供加权和，例如将它们相加(权重＝1))或选择输入之一并提供馈给处理单元以进行进一步增强(如降噪、反馈抑制等)的合成输入信号的加权单元。优选地，延迟单元应用于来自(补充)输入变换器的相应(放大的)输入信号的时延优选配置成在1和20毫秒之间。在实施例中，该时延大于1ms。在实施例中，该时延小于20ms。在实施例中，该时延在2和15ms之间的范围中，如在5和10ms之间。在实施例中，该时延大于3ms，如大于5ms。在实施例中，该时延小于15ms，如小于10ms。
在实施例中，ITE部分包括信号处理单元。在实施例中，在特定自治运行模式下，ITE部分配置成以有限的功能运行。在实施例中，ITE部分独自配置成在正常条件下作为正常助听器运行，例如其中不需要与其它部分或装置通信或仅需有限通信。在实施例中，ITE部分和BW部分一起提供增强的功能性，例如到外部装置的连通性。
在实施例中，助听装置适于提供随频率而变的增益以补偿用户的听力损失。数字助听器的多个方面在[Schaub；2008]中描述。
在实施例中，助听装置包括用于从另一装置如通信装置或另一助听装置无线接收直接电输入信号(和/或将电输出信号传给另一装置)的天线和收发器电路。
优选地，助听装置和另一装置之间(或助听装置的不同部分之间)的通信基于高于100kHz频率下的某种调制。优选地，用于在助听装置和另一装置之间建立通信链路的频率低于50GHz，例如位于从50MHz到50GHz的范围中，例如高于300MHz，例如在高于300MHz的ISM范围中，例如在900MHz范围中或在2.4GHz范围中或在5.8GHz范围中或在60GHz范围中(ISM＝工业、科学和医学，这样的标准化范围例如由国际电信联盟ITU定义)。在实施例中，无线链路基于标准化或专用技术。在实施例中，无线链路基于蓝牙技术(如蓝牙低能量技术)。在实施例中，无线链路基于近场如电容性或电感性通信。
在实施例中，助听装置为便携式装置，例如包括本机能源如电池例如可再充电电池的装置。
助听装置包括输入变换器(传声器系统和/或直接电输入(如无线接收器))和输出变换器之间的正向或信号通路。信号处理单元位于正向通路中。在实施例中，信号处理单元适于根据用户的特定需要提供随频率而变的增益。在实施例中，助听装置包括分析通路，其包括用于分析输入信号(如确定电平、调制、信号类型、存在声反馈、声反馈估计、存在风噪声、信噪比等)的功能元件。在实施例中，分析通路和/或信号通路的部分或所有信号处理在频域进行。在实施例中，分析通路和/或信号通路的部分或所有信号处理在时域进行。
在实施例中，助听装置包括声(和/或机械)反馈抑制系统。出现声反馈是由于对传声器拾取的信号进行放大的音频系统的输出扬声器信号通过空气或其它媒介经声耦合(“反馈通路”)而部分返回到传声器。返回到传声器的该部分扬声器信号之后在重新出现在扬声器处之前被系统重新放大，并再次返回到传声器。随着该循环持续，当系统变得不稳定时，声反馈效应变得听得见，如非自然信号甚或更糟的啸声。这个问题通常在传声器和扬声器靠近地放在一起时出现，例如在助听器或其它音频系统中。自适应反馈消除有能力跟踪反馈通路随时间的变化。其也基于线性时不变滤波器估计反馈通路，但其滤波器权重随时间更新[Engebretson,1993]。滤波器更新可使用随机梯度算法进行计算，包括某些形式的最小均方(LMS)或归一化LMS(NLMS)算法。这两个算法均具有使均方意义的误差信号最小化的性质，NLMS还使滤波器更新相对于某些参考信号的欧几里得范数的平方归一化。(不同于LMS和NLMS的)其它自适应算法可根据具有应用而使用。自适应滤波器的多个方面例如在[Haykin]中描述。
在实施例中，助听装置还包括用于所涉及应用的其它有关功能，如压缩、降噪等。
在实施例中，助听装置包括听音装置如助听器、如听力仪器，例如适于位于耳朵处或完全或部分位于用户耳道中的听力仪器，例如耳机、耳麦、耳朵保护装置或其组合。
用途
此外，本发明提供上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的及权利要求中限定的助听装置的用途。在实施例中，提供在包括传声器和扬声器的系统中的用途，传声器和扬声器彼此足够接近以在用户操作期间导致从扬声器到传声器的反馈。在实施例中，提供在包括一个或多个听力仪器、头戴式耳机、耳麦、有源耳朵保护系统等的系统中的用途，例如免提电话系统、远程会议系统、广播系统、卡拉OK系统、教室放大系统等。
助听系统
另一方面，本申请提供包括上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的及权利要求中限定的助听装置及包括辅助装置的助听系统。
在实施例中，该系统适于在助听装置和辅助装置之间建立通信链路以使信息(如控制和状态信号，传感器/检测器信号，可能音频信号)能进行交换或从一装置转发给另一装置。
在实施例中，辅助装置为或包括音频网关设备，其适于接收多个音频信号(如从娱乐装置例如TV或音乐播放器、电话设备例如移动电话、或计算机例如PC)及适于选择和/或组合所接收的音频信号(或信号组合)中的适当信号以传给助听装置。在实施例中，辅助装置为或包括用于控制助听装置的功能和运行的遥控器。在实施例中，遥控器的功能实施在智能电话中，智能电话可能运行使能经智能电话控制助听装置的功能的应用程序(助听装置包括到智能电话的适当无线接口，例如基于蓝牙或一些其它标准化或专用方案)。在实施例中，辅助装置为或包括用于影响助听装置的输入变换器系统的控制(或对其有作用)的检测器。在实施例中，辅助装置包括包含前述检测器的智能电话(和/或包括用于该检测器的用户接口)，智能电话可能运行使用户能影响该检测器(如通过检测器影响定位或测量方向)和/或助听装置的输入变换器系统的控制的应用程序(APP)。
在实施例中，辅助装置为另一助听装置。在实施例中，另一助听装置包括其测量结果在助听装置中用于控制输入变换器系统的检测器。在实施例中，助听系统包括适于实施双耳助听系统如双耳助听器系统的两个助听装置。
定义
在本说明书中，“助听装置”指适于改善、增强和/或保护用户的听觉能力的装置如听力仪器或有源耳朵保护装置或其它音频处理装置，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。“助听装置”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。
助听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；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、整个或部分植入的单元等。助听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，助听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(即有线或无线)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装置。在一些助听装置中，放大器可构成信号处理电路。在一些助听装置中，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。在一些助听装置中，输出装置可包括一个或多个用于提供电信号的输出电极。
在一些助听装置中，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。在一些助听装置中，振动器可植入在中耳和/或内耳中。在一些助听装置中，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。在一些助听装置中，振动器可适于例如通过卵圆窗将液体传播的声信号提供在耳蜗液体中。在一些助听装置中，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。
“助听系统”指包括一个或两个助听装置的系统，及“双耳助听系统”指包括两个助听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。助听系统或双耳助听系统还可包括“辅助装置”，其与助听装置通信并影响和/或受益于助听装置的功能。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。助听装置、助听系统或双耳助听系统例如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。
本申请的进一步的目标由从属权利要求和本发明的详细描述中限定的实施方式实现。
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不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1A、1B、1C、1D、1E和1F示出了根据本发明的助听装置的六个实施例。
图2A和2B示出了根据本发明的助听装置的两个实施例。
图3A和3B示出了根据本发明的助听装置的两个实施例。
图4A-4B示意性地示出了时域到时频域的信号转换，其中图4A示出了随时间而变的声音信号(振幅-时间)及其在模数转换器中的采样，图4B示出了在采样信号傅里叶变换之后所得的时频单元的“分布图”。
图5A和5B示出了根据本发明的助听装置的另外两个实施例。
图6A、6B、6C、6D示出了根据本发明的助听装置的四个示例性配置。
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1A-1F示出了根据本发明的助听装置HAD的六个实施例。助听装置HAD的每一实施例包括用于从环境拾取声音并提供多个电输入信号的输入变换器系统。输入变换器系统包括用于从环境拾取声音信号并提供电音频输入信号AIN的音频输入变换器AIT。音频输入变换器AIT适于位于用户耳朵中，例如耳道入口附近(例如在耳道之处或之中，或在耳道外面但在耳廓的外耳部分中)。定位的目标是使音频输入变换器能拾取包括源自耳廓功能的线索(如方向线索)的声音信号。输入变换器系统还包括用于从环境拾取声音信号并提供第一补充电输入信号SIN1的第一补充输入变换器SIT1。图1A的实施例包括n个补充输入变换器SIT1,…,SITn。输入变换器的数量n可以是从信号处理角度有意义的任何大小的数量(及可包括移动装置如智能电话的输入变换器，甚或固定安装的与信号处理单元通信的输入变换器)。图1A实施例的每一输入变换器提供相应的补充电输入信号SIN1,…,SINn，而图1B、1C、1D、1E、1F的实施例包括传声器形式(如全向传声器)的两个补充输入变换器SIT1,SIT2。每一输入变换器或输入变换器系统的输入变换器理论上可以是任何类型，如包括传声器(如普通传声器或振动感测骨导传声器)或加速计或无线接收器。助听装置HAD的每一实施例包括用于将处理后的输出信号转换为由用户感知为声音的刺激的输出变换器OT。输出变换器通常可位于用户身体上或完全或部分位于用户身体内的任何适当部分处。优选地，输出变换器位于其输出刺激可由用户感知的地方。在图1B、1C、1D、1E、1F的实施例中，输出变换器被示为接收器(扬声器)。接收器例如可位于耳道中(RITE型(耳内接收器式)或CIC型(深耳道式)助听装置)或位于耳道外面(如BTE型助听装置)，例如连到用于将来自接收器的输出声音导向用户耳道(如经位于耳道处或耳道中的耳模)的声音传播元件(如管)。作为备选，可以预见其它输出变换器，例如骨锚式助听装置的振动器或耳蜗植入助听装置的多个电极。助听装置还包括在运行时连接到音频输入变换器AIT、第一补充输入变换器SIT1,SIT2,…,SITn和输出变换器OT的信号处理单元SPU。助听装置HAD的功能件(信号处理单元SPU、输入变换器AIT,SIT1,SIT2,…,SITn和输出变换器OT)之间的“运行连接”可以任何适当的方式实施，以使信号能在这些元件之间传输(可能交换)(至少使能从输入变换器到输出变换器的正向通路，经信号处理单元(及在其控制下))。实线(记为AIN,SIN1,SIN2,…,SINn,OUT)表示有线电连接。点线或虚线曲折线(在图1A,1B,1C和1F中分别记为WL1,WL2,WL3,WL)表示备选的非有线电连接，例如无线连接，例如基于电磁信号(在该情形下，意味着包括相应的天线和收发器电路)。一个或多个无线链路可基于蓝牙技术(例如蓝牙低能量技术)。从而提供大带宽和相对大的传输距离。作为备选或另外，一个或多个无线链路可基于近场如电容性或电感性通信。后者具有低功耗的优点。信号处理单元SPU配置成处理电音频输入信号AIN及补充电输入信号SIN1,SIN2,…,SINn，并提供处理后的(优选增强的)输出信号OUT。信号处理单元SPU例如可包括用于基于一个或多个电输入信号AIN,SIN1,SIN2,…,SINn提供全向信号或在特定DIR模式下提供定向信号的定向算法。信号处理单元SPU优选可包括降噪算法，用于在特定正常模式下基于得自补充电输入信号SIN1,SIN2,…,SINn的信息处理电音频输入信号AIN以提供处理后的输出信号OUT。信号处理单元SPU例如可包括反馈检测器，及配置成在检测到反馈高于预定水平的特定反馈模式下(例如在特定频带或整个频带中)基于一个或多个补充电输入信号SIN1,SIN2,…,SINn处理信号以提供处理后的输出信号OUT。助听装置的所有实施例均适于至少部分布置在用户头部上或至少部分植入在用户头中。
图1B-1F用于图示说明与图1A助听装置的不同区别。下面的、图1B-1F的简要描述因而集中在该方面。其它方面参考上面的一般描述。
图1B示出了图1A中所示助听装置的实施例，其中(两个)补充输入变换器SIT1,SIT2位于适于佩戴在用户身体上的、分开的第一体戴部分BW中。优选地，该体戴部分适于位于用户身体上从声音接收角度有吸引力的地方，如用户头部上。输出变换器OT位于适于位于用户耳中如用户耳道中的耳内部分ITE中，如RITE型助听装置通常的布置一样。信号处理单元SPU可位于第一体戴部分BW中，但作为备选，也可位于别处，如位于第二体戴部分中，例如位于另一助听装置、音频网关设备、遥控装置、和/或智能电话中。音频输入变换器AIT可位于耳内部分ITE中或用户耳中的别处，如外耳中，例如耳甲艇区域中。
图1C示出了图1B中所示助听装置HAD的实施例，但包括使能在频域分析和/或处理来自输入变换器AIT,SIT1,SIT2的电输入信号AIN,SIN1,SIN2的时频转换单元t/f。时频转换单元t/f被示为包括在信号处理单元SPU中，但作为备选，其也可形成相应输入变换器的一部分。助听装置还包括频域-时域变换器f/t，示为包括在信号处理单元SPU中。作为备选，这样的功能也可位于别处，例如与输出变换器OT结合。在图1C的实施例中，时频转换单元t/f示为提供在所有传声器通路中。但并不必须如此。只有传声器通路之一具有前述转换单元，如音频传声器通路；或作为备选，只有(一个、部分或所有)补充传声器通路。信号处理单元SPU和音频输入传声器AIT的位置可以在结合图1B的实施例所述的位置。
图1D示出了图1B或1C中所示助听装置HAD的实施例，但信号处理单元SPU连同补充输入变换器SIT1,SIT2一起位于体戴部分BW中。再次地，未规定音频传声器的位置，其可按结合图1B的实施例所述进行定位。
图1E示出了图1D中所示助听装置HAD的实施例，但音频传声器AIT连同输出变换器OT一起位于ITE部分中。这具有BW部分(如BTE部分)和ITE部分可通过单一连接元件进行连接的优点，其使ITE部分的音频传声器AIT和输出变换器OT能适当电连接到BW部分的信号处理单元SPU。
图1F示出了助听装置HAD的实施例，其中信号处理单元SPU位于ITE部分中，及其中补偿传声器SIT1,SIT2位于体戴部分BW(如BTE部分)中并连接到相应天线和收发器电路(一起记为Tx/Rx)以将电传声器信号SIN1’和SIN2’经无线链路WL无线传给ITE部分。ITE部分音频传声器AIT及天线和收发器电路(一起记为Rx/Tx)以从BW部分接收无线传输的电传声器信号SIN1’和SIN2’。电音频输入信号AIN和补充电输入信号SIN1,SIN2连接到信号处理单元SPU，其处理传声器信号并提供处理后的输出信号OUT，该输出信号转发给输出变换器OT并转换为输出声音。BW和ITE部分之间的无线链路WL可基于任何适当的无线技术。在实施例中，无线链路基于感应(近场)通信链路。在第一实施例中，BW部分和ITE部分中的每一个可构成自立式(独立)助听装置。在第二实施例中，ITE部分可构成自立式(独立)助听装置，而BW部分为增加以提供额外功能的辅助装置。在实施例中，额外功能可包括BW部分的一个或多个补充传声器以向ITE部分提供方向性和/或备选音频输入信号。在实施例中，额外功能可包括增加的连通性，例如以提供到其它装置如搭档传声器、特定音频源(如电话、TV或任何其它娱乐声轨)的有线或无线连接。
图2A-2B示出了根据本发明的助听装置的两个实施例。
图2A进一步示出了图1D中所示助听装置HAD的实施例，其中补充输入变换器和信号处理单元SPU位于体戴单元BW如BTE单元中。图1D的信号处理单元SPU在图2A的实施例中包括处理单元PRO，用于处理电输入信号并提供处理后的输出信号OUT。该信号处理单元还包括分析单元，其分析补充输入信号SIN1,SIN2并提供由处理单元PRO用于影响或控制电音频输入信号AIN的处理的输出控制信号CNT。来自音频输入变换器AIT的信号因而在正向通路中用作处理后的输出信号OUT的基础，其馈给输出变换器OT。音频输入变换器AIT不位于ITE部分中，而是实施在另一(如自含式)主体中，例如位于外耳中或与耳道开口处的ITE部分分开。
图2B示出了图2A中所示助听装置HAD的实施例，但其中音频输入变换器形成ITE部分的一部分。在实施例中，ITE部分适于位于用户耳道中，使得音频输入变换器AIT位于耳道开口附近。作为备选，ITE部分适于位于用户耳道中较深处，例如使得音频输入变换器AIT位于耳道开口附近，如从该开口缩回，即位于耳道中。
图3A-3B示出了根据本发明的助听装置的两个实施例。
图3A示出了助听装置的实施例，除分析单元ANA(用于接收和分析补充电输入信号SIN1,SIN2并向处理单元PRO提供控制信号)之外，其还包括加权(混合)单元WGT，用于产生来自补充输入变换器SIT1,SIT2和音频输入变换器AIT的电输入信号SIN1,SIN2,AIN的加权组合。加权单元WGT的输出为合成音频输入信号IN，其由处理单元PRO处理以提供处理后的(音频)输出信号OUT。在实施例中，加权单元WGT由分别来自分析单元ANA和处理单元PRO的控制信号C1和C2控制，以从两个或所有电输入信号SIN1,SIN2,AIN提供定向输出信号IN。在实施例中，电输入信号的加权根据预定准则(例如包括关于目标信号的性质(如其方向)的假设)基于时频单元进行。使用加权函数(时频掩模)以从可按时频表示得到的两个以上传声器输入信号提供结果(如定向信号)例如在EP2088802A1中描述。在实施例中，加权单元WGT由控制信号C1和C2控制以将电输入信号之一选择为合成音频输入信号IN或完全排除它们中的一个对合成音频输入信号IN起作用。在(时-)频域运行的多传声器、波束形成和降噪系统的另一实施方式例如由[Kjems and Jensen；2012]描述。
图3B示出了与图3A所示一样的助听装置实施例，但另外包括一个或多个声环境检测器DET，用于分别经控制信号C1,C2和CNT影响补充信号的分析和/或来自输入变换器的电输入信号的加权以提供合成音频输入信号IN及其在处理单元PRO中的处理。此外，电音频输入信号AIN和处理后的(音频)输出信号OUT馈给分析单元ANA以连同检测器信号D1和补充电输入信号SIN1,SIN2一起进行分析从而提供控制信号CNT和C1。
在实施例中，助听装置(如分析单元ANA)包括风噪声检测器。这样的检测器例如可通过比较两个以上输入变换器的电输入信号进行实施，例如两个补充输入变换器SIT1,SIT2，如传声器例如全向传声器，或作为备选，补充输入变换器(如SIT1)和音频传声器AIT。风噪声检测器在本领域众所周知。例如EP1448016A1公开了一种基于一个或每一传声器信号的自相关和两个传声器信号的互相关的比较而检测传声器阵列中存在风噪声的装置。
在实施例中，助听装置(如分析单元ANA)包括电平检测器，用于确定输入信号的电平(例如基于频带级和/或全(宽带)信号)。从用户声环境拾取的电输入信号的输入电平例如为环境的分类参数。助听器中的电平检测例如在WO 03/081947A1或US 5,144,675中描述。
在实施例中，助听装置(如分析单元ANA)包括话音活动检测器VAD。话音检测器可基于一个或多个电输入信号AIN,SIN1和SIN2。话音检测器电路的例子例如在WO 91/03042A1和US 2002/0147580A1中描述。话音检测器例如可用于使能分离信号和噪声，从而使信噪比SNR可估计为时间(及频率，如果信号在时频域进行分析)的函数。估计为时间和频率的函数的信噪比SNR(及关于相应SNR阈值的预定准则(例如随频率而变))例如可用于选择加权单元WGT将要用于形成合成音频输入信号IN的时频单元。
在实施例中，助听装置(如分析单元ANA或分开的检测器DET)包括自我话音检测器，用于检测特定输入声音(如话音)是否源自系统用户的话音。在实施例中，助听装置的传声器系统适于使能在用户自己的话音及另一人的话音及可能非话音声音之间进行区分。自我话音检测例如可基于分析基于“普通”传声器拾取的空传振动的电输入信号。作为备选(或另外)，自我话音检测可基于例如由振动感测骨导传声器拾取的骨振动。自我话音检测的各个方面例如在WO 2004/077090A1和EP 1956589A1中描述。
在实施例中，助听装置(如分析单元ANA)包括反馈检测器，用于检测在装置的正向通路中检测到的特定振荡在外部信号中是否有来源或因来自输出变换器的反馈引起。在图3A-3B的实施例中，正向通路包括合成输入信号IN、处理单元PRO和处理后的(音频)输出信号OUT。反馈检测器的例子在US7925031B2中描述。如果断定在信号处理单元进行处理以提供处理后的输出信号OUT的电输入信号IN中存在大量反馈(在正常运行模式下其为音频输入信号AIN)，助听装置进入反馈模式，电输入信号IN选择为补充输入信号SIN1,SIN2(的加权组合)之一或所有三个电输入信号SIN1,SIN2,AIN的加权组合(参见控制信号C1)，例如按时频表示(其中反馈检测基于时频单元进行)。
在实施例中，助听装置(如检测器单元DET)包括运动传感器(例如基于加速度和/或陀螺仪传感器)。在实施例中，助听装置(如检测器单元DET)包括磁场传感器(例如形成GMR开关的一部分，GMR＝巨磁阻)，用于感测(静态或变化)磁场的接近(例如来自电话装置的永磁体的静场)。在实施例中，助听装置(如检测器单元DET)包括指明用户状态的检测器(如温度传感器、脑电波传感器、身体声音检测器等)。例如可包括这样的传感器以改进合成输入音频信号IN(由加权单元WGT提供)的组成及其处理(在处理单元PRO中应用于合成输入音频信号)的控制。
图4A-4B示意性地示出了时域到时频域的信号转换，其中图4A示出了随时间而变的声音信号(振幅-时间)及其在模数转换器中的采样，图4B示出了在采样信号傅里叶变换之后所得的时频单元的“分布图”。
在实施例中，助听装置包括模数转换器(AD)以按预定采样速率如20kHz使模拟输入数字化。在实施例中，助听装置包括数模转换器(DA)以将数字信号转换为模拟输出信号，例如用于经输出变换器呈现给用户。
在典型的助听装置中，表示声信号(如由输入变换器例如传声器拾取)的模拟电信号在模数(AD)转换过程中转换为数字音频信号，其中模拟信号以预定采样频率或速率fs进行采样，fs例如在从8kHz到50kHz的范围中(适应应用的特定需要)以在离散的时间点tn(或n)提供数字样本xn(或x[n])，每一音频样本通过预定的比特数Ns表示声信号在tn时的值，Ns例如在从1到16比特的范围中。数字样本x具有1/fs的时间长度，对于fs＝20kHz，如50μs。在实施例中，多个音频样本按时间帧进行安排。在实施例中，一时间帧包括64个音频数据样本。根据实际应用可使用其它帧长度。
在实施例中，助听装置如传声器单元和/或收发器单元包括用于提供输入信号的时频表示的TF转换单元。在实施例中，时频表示包括所涉及信号在特定时间及频率范围的对应复值或实值的阵列或映射。在实施例中，TF转换单元包括滤波器组，用于对(时变)输入信号进行滤波并提供多个(时变)输出信号，每一输出信号包括不同的输入信号频率范围。在实施例中，TF转换单元包括傅里叶变换单元，用于将时变输入信号转换为频域中的(时变)信号。在实施例中，助听装置考虑的、从最小频率fmin到最大频率fmax的频率范围包括典型的人听频范围20Hz-20kHz的一部分，例如范围20Hz-12kHz的一部分。在实施例中，助听装置的正向通路和/或分析通路的信号拆分为NI个频带，其中NI例如大于5，如大于10，如大于50，如大于100，如大于500，至少其部分个别进行处理。在实施例中，助听装置适于在NP个不同频道中处理正向通路和/或分析通路的信号(NP≤NI)。频道宽度可均匀或非均匀(例如宽度随频率增加)、重叠或非重叠。
图4A示意性地示出了随时间而变的声音信号(振幅-时间)、其在模数转换器中的采样、及帧中时间样本的分组，每一组包括Ns个样本。表明按dB计的声压级对时间的曲线(图4A中的实线)例如可表示由输入变换器如传声器提供的、在由模数转换单元数字化之前的时变模拟电信号。图4B示出了源自图4A的输入信号的傅里叶变换(如离散傅里叶变换DFT)的时频单元的“分布图”，其中特定时频单元(m,k)对应于一个DFT窗口并包括所涉及信号X(m,k)
Figure BDA0000570923390000221
在特定时间帧m和频带k的复值。在下面，特定频带假定包含每一时间帧中的信号的一个值(通常为复值)。作为备选，其可包括一个以上的值。在本说明书中，使用术语“频率范围”及“频带”。频率范围可包括一个或多个频带。图4B的时频分布图示出了对于频带k＝1,2,…,K和时间单位m＝1,2,…,M的时频单元(m,k)。每一频带Δfk在图4B中指示为宽度全都相同，但并不必须如此。频带可以为不同的宽度(或作为备选，频道可定义为包含不同数量的均匀频带，例如特定频道的频带数量随频率增加而增加，最低频道例如包括单一频带)。各个时频窗口的时间间隔Δtm(时间单位)在图4B中指示为具有相等大小。尽管在本实施例中假定如此，但并不必须如此。时间单位Δtm通常等于时间帧中样本的数量Ns(参见图4A)乘以样本的时间长度ts(ts＝(1/fs)，其中fs为采样频率例如20kHz)。在音频处理系统中，时间单位例如在ms级。
图5A-5B示出了根据本发明的、适于至少部分布置在用户头部上的助听装置的两个实施例。助听装置可进行区分及可包括结合图1A-3B所述的功能元件。在图5A-5B的实施例中，助听装置包括适于位于用户耳(耳廓)后的BTE部分。助听装置还包括适于位于用户耳道中的输出变换器OT如接收器/扬声器及适于位于用户耳道处或耳道中的(音频)输入变换器AIT如传声器(例如，但不必然形成同一物理体的一部分，例如RITE或RIC(耳道内接收器)型助听装置)。BTE部分在运行时连接到输出变换器OT和音频输入变换器AIT。
在图5A的实施例中，BTE部分包括第一和第二补充输入变换器SIT1,SIT2，在此为传声器，分别提供第一和第二补充电输入信号SIN1,SIN2。每一输入变换器通路包括用于有选择地放大电输入信号的放大器。补充输入变换器SIT1,SIT2连接到相应的第一和第二放大单元A1,A2，从而提供第一和第二放大的输入信号SIN1a,SIN2a。音频输入变换器连接到(第三)放大单元A3，从而提供放大的输入信号AINa。第一和第二放大单元A1,A2连接到相应的第一和第二延迟单元D1,D2，其用于对相应输入信号有选择地应用延迟并提供相应延迟的输入信号SIN1ad,SIN2ad。延迟的输入信号SIN1ad,SIN2ad和放大的输入信号AINa馈给加权单元WGT以混合两个或所有输入信号(如提供加权和，例如将它们相加(权重＝1))或选择输入之一并提供馈给处理单元PRO进行进一步增强(如降噪、反馈抑制等)的合成输入信号IN。从输出变换器OT到相应输入变换器SIT1,SIT2,AIT的反馈通路分别记为FB1,FB2和FB3，到达输入变换器的对应反馈信号分别记为v1,v2和v3。反馈信号与来自环境的相应信号x1,x2和x3混合。在正常情形下(考虑输出变换器相对于输入变换器的位置)，在音频输入变换器处的反馈信号v3将远大于到达BTE部分的补充输入变换器的反馈信号v1,v2。放大单元A1,A2,A3因此配置成对来自(补充)输入变换器SIT1,SIT2的电输入信号SIN1,SIN2比对来自音频输入变换器AIT的电音频输入信号AIN应用更大的放大(即A1,A2>A3，例如A1,A2≥A3+20dB，例如A1＝A2)。(补充)输入变换器例如布置在位于耳廓后(如耳廓顶部)的BTE部分中，而(音频)输入变换器位于耳道入口中或附近。延迟单元D1,D2应用于来自(补充)输入变换器的相应(放大的)信号SIN1a,SIN2a的延迟优选配置成在1和20毫秒之间(例如D1＝D2)。延迟的大小例如可(例如在验配-尝试和误差程序期间)确定为声音质量方面如感知的声回波和声音方向性的正确感知之间的最佳折中。
在图5B的实施例中，BTE部分包括与结合图5A所示和所述一样的功能元件。延迟单元D1和D2可形成在加权单元WGT中进行的(可能)复杂加权的一部分。此外，图5B实施例的BTE部分包括具有反馈估计单元FBE的反馈抑制系统。反馈估计单元FBE包括自适应滤波器，其包括用于确定更新滤波器系数的自适应算法部分“算法”，更新滤波器系数馈给(信号UPD)和应用于自适应滤波器的可变滤波器部分“滤波器”。反馈抑制系统还包括组合单元“+”，其中当前反馈通路的估计量FBest从来自加权单元WGT的合成输入信号IN减去，及所得的(反馈减少的)“误差”信号ERR馈给信号处理单元PRO进行进一步处理及馈给自适应滤波器的算法部分以在估计反馈通路时使用。反馈估计单元FBE基于来自信号处理单元的输出信号OUT和误差信号ERR提供当前反馈通路的估计量FBes(因为在给定当前输出信号OUT的情形下，自适应算法使误差信号ERR最小化)。在实施例中，助听装置(如加权单元WGT)包括反馈检测器(如自相关或互相关检测器)，以使助听装置能识别例如音频输入信号AIN中的反馈或反馈的形成(反馈风险)，从而使能适当的反应，例如取来自补充传声器的音频输入的一部分。在实施例中，每一传声器AIT,SIT1,SIT2具有其自己的反馈抑制系统。
例子
提出了模块化助听器概念，包括独立(如非常分立的)即刻耳内装置和辅助(非必需)单元，例如配置成位于耳后。耳内部分ITE优选构成主助听器，而辅助单元(BW或BTE部分)在需要时安装。在BW/BTE部分安装及例如需要语音增强时，两个部分适于经无线连接(如蓝牙链路，或(为最小功率原因)首选感应链路)接通。这样，对会议等可获得强方向性效果，同时用户在大多数时间可使用分立的耳内装置。BW/BTE部分还可构成用于(与其它辅助装置如电话、搭档传声器、来自TV的音频等)蓝牙通信的平台。BW/BTE部分通常将比ITE部分大，因而包含更大的电源(电池)以能够更好地支持另外的功能(如蓝牙通信)。
该概念在图6中示出，其中提供包括ITE部分(如其本身为功能听力装置，例如参见图1F)和体戴部分BW的助听装置HAD，体戴部分为适于位于用户耳后的BTE部分的形式。ITE和BW/BTE部分配置成在其间建立无线链路WL，从而使数据能在两个装置之间交换，包括将音频数据从BW部分传到ITE部分。这样的系统的四个实施例在图6A-6D中示出。在图6A的实施例中，耳道入口处的ITE部分的(音频)传声器AIT在BTE部分BW安装到位时与耳廓后面的(补充)传声器SIT1结合。在图6B的实施例中，另外的(补充)传声器SIT2位于耳廓后面的BTE部分BW中，使能耳廓后面的两个传声器之间的高频方向性，同时保持耳后的传声器之一或两个与耳道入口处的ITE部分的传声器AIT之间的低频方向性。在图6C的实施例中，体戴部分为头戴式耳麦(或与头戴式耳麦类似的听力装置)，及耳道入口处的ITE部分的传声器AIT与吊杆上的传声器SIT1或耳廓前面的类似传声器结合。这提供方向性不受耳廓对声场的影响干扰的可能性，还有利于将该装置用作头戴式耳麦，因为其提供优化来自佩戴者自己嘴巴的语音的声接收的可能性。在图6D的实施例中，另外的传声器SIT2增加到耳廓前面的吊杆上以增加方向性和增强语音。
在所有情形下，来自传声器的信号之间的连接可由无线低功率信号传输实现，例如通过近场通信如感应链路使其成为可能。在该情形下，传输系统可引起3毫秒级的时间延迟。这应在设计时予以考虑，及类似延迟引入到从传声器直接连到包含信号处理器的装置部分的信号通路中以在进一步处理之前使进入的音频信号时间适当对准。
BW部分可与具有小通风口的CIC装置(ITE部分)结合使用，以使来自助听装置接收器(扬声器)发出的音频信号和直接通过通风口进入耳道的声音之间的可能时间延迟的主观干扰的风险最小化。
BW部分可结合深插入的耳道部分(ITE部分)结合使用，以使终端用户经历及因使用小通风口引起的堵塞问题的风险最小化。
在实施例中，位于耳道内(如耳道深处，例如骨性部分中)的ITE部分设计成低功耗并仅包含小电池，或可再充电或可更换。在实施例中，ITE部分适于为一次性部分。
本发明由独立权利要求的特征限定。从属权利要求限定优选实施例。权利要求中的任何附图标记不意于限定其范围。
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。上面描述的助听装置的用作说明的例子主要在空传听力仪器的框架下进行描述，其中输入变换器为传声器，输出变换器为接收器(扬声器)。然而，其也可实施为骨导听力装置，包括位于耳中的音频传声器和位于该装置的另一部分中的一个或多个补充传声器，及其中输出变换器包括用于将振动传到用户颅骨以由用户感知为声音的振动器。作为备选，其可以是耳蜗植入听力装置，包括位于耳中的音频传声器及位于该装置的另一部分中(如耳后)的一个或多个补充传声器，及其中输出变换器包括用于刺激用户耳蜗中的听觉神经以使用户能将刺激感知为声音的电极。也可提供包括几个输出变换器(代替上面示例的仅一个输出变换器)的助听装置。例如，可实施包括耳蜗植入输出变换器(电极)和用于声学刺激用户鼓膜的扬声器的混合助听装置，该混合助听装置包括位于用户耳中的音频传声器。耳蜗植入型助听装置例如在US 4,207,441和US 4,532,930中描述。
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Claims (26)

1.适于至少部分布置在用户(U)头部上或至少部分植入在用户(U)头部中的助听装置(HAD)，所述助听装置包括：
-输入变换器系统，包括：
--音频输入变换器(AIT)，用于从环境拾取声音信号并提供电音频输入信号；及
--第一补充输入变换器(SIT1)，用于从所述环境拾取声音信号并提供第一补充电输入信号；
-输出变换器(OT)，用于将处理后的输出信号转换为可由所述用户感知为声音的刺激；及
-信号处理单元(SPU)，其连接到所述音频输入变换器(AIT)、所述第一补充输入变换器(SIT1)和所述输出变换器(OT)，所述信号处理单元(SPU)配置成处理所述电音频输入信号及所述第一补充电输入信号并提供所述处理后的输出信号；
-其中所述音频输入变换器(AIT)适于位于所述用户的耳朵中，及其中所述助听装置配置成在不同运行模式下运行，其特征在于：
-运行模式至少部分确定所述信号处理单元对所述电音频输入信号和所述补充电输入信号进行的处理；及
-所述信号处理单元配置成使得，在所述助听装置处于正常运行模式时，所述处理后的输出信号源自所述电音频输入信号；及
-所述助听装置还包括用于检测反馈啸声的出现或形成的啸声检测器，其中所述信号处理单元配置成使得，在所述助听装置处于其中检测到反馈啸声形成的反馈运行模式时，所述处理后的输出信号源自第一补充电输入信号。
2.根据权利要求1所述的助听装置，包括适于位于所述用户处并包含所述第一补充输入变换器的体戴部分，其中所述体戴部分包括适于佩戴在用户耳朵后面的耳后部分或由其构成。
3.根据权利要求1或2所述的助听装置，其中所述音频输入变换器位于耳甲中，或位于耳道入口处，或位于耳道中。
4.根据权利要求1或2所述的助听装置，其中所述输出变换器包括用于将所述输出信号转换为声学声信号的接收器。
5.根据权利要求2所述的助听装置，其中所述音频输入变换器位于所述助听装置的耳内部分中，其中所述耳内部分适于至少部分位于所述用户的耳道中。
6.根据权利要求1或2所述的助听装置，其中所述信号处理单元位于耳后部分中。
7.根据权利要求1或2所述的助听装置，包括时间到时频转换单元，从而使信号能在不同频率进行处理或分析。
8.根据权利要求1所述的助听装置，包括所述助听装置的声环境的一个或多个检测器。
9.根据权利要求8所述的助听装置，包括风噪声检测器和/或自我话音检测器。
10.根据权利要求8所述的助听装置，其中至少一所述补充输入变换器形成所述一个或多个检测器的一部分。
11.根据权利要求1所述的助听装置，包括从多个输入信号提供定向输出信号的加权单元，其中所述多个输入信号包括所述电音频输入信号和第一补充电输入信号。
12.根据权利要求1所述的助听装置，包括助听器、耳机、耳麦、耳朵保护装置或其组合。
13.根据权利要求8-12任一所述的助听装置，其中所述信号处理单元配置成使得所述处理后的输出信号为所述电音频输入信号和第一补充电输入信号根据预定方案、基于时频单元的混合，及其中实际的混合受所述检测器影响。
14.根据权利要求13所述的助听装置，其中所述预定方案包括在所述电输入信号的对应时频单元之中选择具有最大信噪比的时频单元。
15.根据权利要求1或2所述的助听装置，其中每一输入变换器通路包括放大器单元，配置成个别地放大相应电输入信号，及其中所述放大器单元配置成对所述补充电输入信号比对所述电音频输入信号应用更大的放大。
16.根据权利要求1或2所述的助听装置，其中至少一补充输入变换器通路包括延迟单元，用于有选择地将时延应用于相应电输入信号并提供相应延迟的输入信号，及其中相应延迟单元连接到所述补充输入变换器及用于混合两个以上输入信号的加权单元，其中所述延迟单元应用于来自所述补充输入变换器的相应输入信号的时延配置成在1-20毫秒之间。
17.根据权利要求5所述的助听装置，其中所述耳内部分包括所述信号处理单元。
18.根据权利要求17所述的助听装置，其中所述耳内部分配置成在特定自治运行模式下以有限的功能性进行运行。
19.根据权利要求17或18所述的助听装置，其中所述耳内部分和所述体戴部分提供增强的功能性。
20.根据权利要求1所述的助听装置，其中所述音频输入变换器位于所述助听装置的耳内部分中，其中所述耳内部分适于至少部分位于所述用户的耳道中。
21.根据权利要求1所述的助听装置，其中所述输入变换器系统还包括一个或多个另外的补充输入变换器(SIT2、SITn)，用于相应提供一个或多个另外的补充电输入信号；及其中所述处理后的输出信号源自第一补充电输入信号及所述一个或多个另外的补充电输入信号。
22.根据权利要求21所述的助听装置，包括适于位于所述用户处并包含所述第一补充输入变换器及所述一个或多个另外的补充输入变换器的体戴部分，其中所述体戴部分包括适于佩戴在用户耳朵后面的耳后部分或由其构成。
23.根据权利要求21所述的助听装置，包括从多个输入信号提供定向输出信号的加权单元，其中所述多个输入信号包括所述电音频输入信号和第一补充电输入信号及所述一个或多个另外的补充电输入信号。
24.根据权利要求21所述的助听装置，包括所述助听装置的声环境的一个或多个检测器。
25.根据权利要求24所述的助听装置，其中所述信号处理单元配置成使得所述处理后的输出信号为所述电音频输入信号和第一补充电输入信号及所述一个或多个另外的补充电输入信号根据预定方案、基于时频单元的混合，及其中实际的混合受所述检测器影响。
26.一种助听装置的使用方法，其中所述助听装置为根据权利要求1-25任一所述的助听装置。
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