CN106254998A - 包括用于掩蔽耳鸣的信号发生器的听力装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了包括用于掩蔽耳鸣的信号发生器的听力装置，该听力装置包括：正向通路，包括输入单元，信号处理单元及输出单元；可配置的耳鸣信号发生器，用于产生用于缓解用户耳鸣的耳鸣掩蔽信号；及组合单元，配置成至少在特定耳鸣掩蔽模式下使得电输出信号包括所述耳鸣掩蔽信号；分析通路，包括分析单元，用于分析所述正向通路的信号并提供正向通路分析控制信号；控制单元，用于接收包括所述正向通路分析控制信号的多个控制输入信号并基于涉及所述多个控制输入信号的预定判据提供合成耳鸣控制信号；其中至少在特定耳鸣掩蔽模式下，所述控制单元适于根据所述合成耳鸣控制信号控制所述可配置的耳鸣信号发生器从而自适应控制所述耳鸣掩蔽信号的电平。

Description

包括用于掩蔽耳鸣的信号发生器的听力装置
技术领域
本申请涉及听力装置如助听器，尤其涉及使用耳鸣掩蔽信号缓解用户耳鸣的听力装置。本发明具体涉及包括正向通路和分析通路的听力装置，正向通路用于处理电输入信号，分析通路用于分析正向通路的关于噪声诱导耳鸣的风险的信号并根据其提供控制信号以影响电输入信号的处理。
本申请还涉及双耳听力系统。
本发明的实施例如可用在如助听器、头戴式耳机、耳麦、有效耳朵保护系统或其组合的应用中。
背景技术
为减少感知的耳鸣影响，耳鸣声音发生器通常用于掩蔽其它声音，从而降低听者对环境中的声源、语音或其它有意义的线索的灵敏度。前述掩蔽可通过在其它声源出现时衰减耳鸣声音而减弱。系统首先确定声音存在，然后仅在反应太迟就不能影响耳鸣发作的掩蔽时开始衰减耳鸣噪声，其常常携带重要的语音和非语音声音辨识信息。因而，提早开始衰减耳鸣声音的电平具有关键的潜在优势。
US5325872A描述了一种耳鸣掩蔽器，其具有一个或多个信号发生器、可控放大器、一个或两个用于将电学信号转换为声学信号的电声变换器、及电压源，其中至少一信号发生器产生连续重复的正弦纯音信号，其缓慢移动通过音频频率范围及其周期持续时间可在0.1和1000秒之间调节。
US6047074A描述了一种可用于结合助听器用户的其它听力受损的纠正进行耳鸣治疗和再训练耳鸣治疗的数字助听器。该助听器包含助听器输入和助听器输出之间的信号处理链，其负责通过以纠正助听器用户的听力受损的方式作用于输入信号而产生有用的信号。信号处理链还包括用于产生耳鸣治疗信号的安排，根据已选择或设置的运行模式，其在信号处理链中与有用的信号结合。
EP2533550A1描述了一种用于遭受耳鸣频率范围的耳鸣的听力受损人员的听音装置。该听音装置包括可控滤波器，其用于对电输入信号进行滤波使得如果检测信号表明电输入信号为宽带信号或无衰减，则减弱电输入信号在耳鸣频率范围中的分量。
发明内容
本申请的目标在于在听力装置或系统中提供与耳鸣有关的问题的备选解决方案。
本申请的目标由所附权利要求及下面描述的发明实现。
听力装置
在本申请的一方面，本申请的目标由适应特定用户的听力装置实现，其包括：
-用于处理表示声音的电信号的正向通路，该正向通路包括：
--用于提供表示声音的电输入信号的输入单元；
--用于处理电输入信号并提供处理后的电信号的信号处理单元；及
--用于基于电输出信号提供可由用户感知为声音的刺激的输出单元；及
所述信号处理单元在工作时连接到输入和输出单元；
-所述听力装置还包括：
--可配置的耳鸣信号发生器，用于产生用于缓解用户耳鸣的耳鸣掩蔽信号；及
--在工作时连接到所述可配置的耳鸣信号发生器和所述正向通路的组合单元，所述组合单元配置成至少在特定耳鸣掩蔽模式下使得电输出信号包括耳鸣掩蔽信号；
-分析通路，包括：
--分析单元，用于分析正向通路的信号并提供正向通路分析控制信号；
--控制单元，用于接收包括所述正向通路分析控制信号的多个控制输入信号并基于涉及所述多个控制输入信号的预定判据提供合成耳鸣控制信号；
--其中至少在特定耳鸣掩蔽模式下，所述控制单元适于根据所述合成耳鸣控制信号控制所述可配置的耳鸣信号发生器从而自适应控制耳鸣掩蔽信号的电平。
从而提供改进的、用于使耳鸣缓解信号与从环境拾取的声音信号结合的方案。
“耳鸣声音”意为为帮助听者对付其耳鸣而由听力装置(如仪器)呈现的任何声音。在一些听力装置中，提供多种不同频谱形状(包括白、粉、红及听力护理专家(HCP)在针对特定用户验配听力装置期间可产生的其它形状)的“噪声”，可能具有多种不同的时间调制图形，如海洋声音。“耳鸣声音”的好处被认为其给予听者别的东西听(包括耳鸣感知在内)。
处理程序寻找传声器电平中可能表明环境中的声音起始的增长。这在毫秒级的非常短的时间窗口中完成，以能够在声音起始已完成之前开始衰减耳鸣声音。电平变化可在窄频带中或跨多个频带监测。当输入电平显著增长时，装置开始衰减耳鸣噪声的电平。在此，“显著增长”指短时间窗口中的电平超出较慢电平跟踪器中的电平预编程的量时。如果传声器电平持续增长，耳鸣噪声的衰减速率增加。同样，如果传声器电平的初始增长特别高，将使用更高的耳鸣噪声衰减速率。
在实施例中，分析单元配置成确定正向通路的信号(如电输入信号)的电平。在实施例中，控制单元配置成相对于正向通路的信号(如电输入信号)的电平控制耳鸣掩蔽信号的电平。
在实施例中，控制单元配置成在满足预定判据时相对于正向通路的信号衰减耳鸣掩蔽信号，至少持续衰减预定或可配置的时间段或者直到不再满足预定判据为止。在实施例中，分析单元包括分类单元，配置成将正向通路的信号分类为适合用户或不适合用户并提供其标示的分类信号(或为二元值或为概率值)。在实施例中，控制单元配置成根据分类信号控制可配置的耳鸣信号发生器。在实施例中，训练分类单元以辨识用户特别感兴趣的信号。在实施例中，训练分类单元以辨识用户不感兴趣的信号。
在实施例中，预定判据与正向通路的信号的动态定时性质有关。在实施例中，预定判据包括定义正向通路的信号中的触发事件的动态定时性质。在实施例中，预定判据基于时域(宽带信号)中的正向通路信号(如电输入信号)。
在实施例中，预定判据基于时频域中的正向通路信号的性质。在实施例中，预定判据基于时频域(频带拆分信号)中的正向通路信号(如电输入信号)的性质。
在实施例中，预定判据仅与正向通路信号的一个或多个频率范围或频带有关。在实施例中，预定判据仅与正向通路信号(如电输入信号)的一个或多个低频率范围或频带有关，如低于2kHz的频率范围。
在实施例中，预定判据与正向通路信号的电平的变化速率有关。在实施例中，分析单元配置成确定正向通路信号(如电输入信号)的电平的变化速率(d/dt)，例如基于宽带级或频带级。在实施例中，分析单元包括起始检测器以确定正向通路信号(如电输入信号)的电平变化速率。在实施例中，分析单元配置成使得耳鸣掩蔽信号根据正向通路信号(如电输入信号，如基于频带级)的电平变化速率进行控制。在实施例中，分析单元配置成使得耳鸣掩蔽信号在正向通路信号的电平增长速率大于预定阈值时衰减。在实施例中，预定判据与正向通路信号的电平的动态(如时变)范围有关。在实施例中，分析单元包括电平估计单元，配置成跟踪正向通路信号(如电输入信号)的顶部电平并提供合成顶部跟踪信号。在实施例中，分析单元包括电平估计单元，配置成跟踪正向通路信号(如电输入信号)的底部电平并提供合成底部跟踪信号。从输入音频信号提供顶部和底部跟踪信号例如在WO2005086536A1中描述。在实施例中，分析单元配置成根据顶部和底部跟踪信号电平之间的差控制耳鸣掩蔽信号。在实施例中，分析单元配置成使得耳鸣掩蔽信号在顶部和底部跟踪信号电平之间的差大于预定阈值时衰减。分析和电平估计可对全带信号(时域)或多个频带信号(频域)进行。
在实施例中，耳鸣掩蔽信号的电平的自适应控制逐步进行。在实施例中，为了使合成(组合)信号中引入的非自然信号最小化，耳鸣掩蔽信号的衰减逐 步进行(随时间)。例如，更逐步的电平减小可能非常有利，其同时1)降低耳鸣声音的掩蔽；2)避免任何可能因突然的电平下降引起的分散注意力的影响；及3)针对环境中可能存在声源提供敏锐的次要线索。优选地，耳鸣掩蔽信号的逐步衰减在正向通路信号中满足预定判据的声学事件之前开始。从而耳鸣掩蔽信号的衰减可逐步施加(以避免引入非自然信号或使其最小化)，同时仍使用户能听见正向通路信号中满足预定判据的声学事件。
在实施例中，分析单元包括第一和第二电平检测器，用于估计正向通路信号(如电输入信号)的第一和第二电平，第一和第二电平估计量用第一和第二时间常数确定，其中第一时间常数小于第二时间常数。第一(或相对快的)电平检测器配置成用第一(相对小的)时间常数估计正向通路信号的第一电平，而第二(或相对慢的)电平检测器配置成用第二(相对大的)时间常数估计正向通路信号的第二电平。在实施例中，相对慢和相对快的电平检测器分别提供跨较长时间窗口和短时间窗口的平均电平估计量。
在实施例中，控制单元配置成反复确定第一和第二电平估计量的相应值之间的差并根据其提供正向通路分析控制信号。
在实施例中，控制单元配置成根据第一和第二电平估计量的相应值之间的差控制耳鸣掩蔽信号的电平。在实施例中，控制单元配置成在第一和第二电平估计量的相应值之间的差大于预定阈值时衰减耳鸣掩蔽信号。在实施例中，控制单元配置成，第一和第二电平估计量的相应值之间的差越大，耳鸣掩蔽信号衰减越多。在实施例中，控制单元配置成在满足预定判据时相对于正向通路信号衰减耳鸣掩蔽信号一段时间，其中该时间段根据第一和第二电平估计量的相应值之间的差确定。在实施例中，控制单元配置成，第一和第二电平估计量的相应值之间的差越大，耳鸣掩蔽信号衰减越长时间。
在实施例中，分析通路和正向通路配置成使得耳鸣掩蔽信号的衰减可及时实行，从而在耳鸣掩蔽信号衰减(或不存在)的同时满足预定判据的正向通路信号序列可呈现给用户。在实施例中，分析单元配置成识别正向通路信号(如电输入信号)中的急剧瞬变(阶跃变化)。优选地，前述急剧瞬变在正向通路 中早期进行识别，如在应用于来自输入变换器的信号的模数(AD)转换器之后。控制单元优选配置成控制耳鸣信号发生器以使得耳鸣掩蔽信号在正向通路信号的包括所涉及急剧瞬变的部分呈现给用户之前进行衰减。在实施例中，分析通路(包括分析单元和控制单元)的时延小于正向通路(包括信号处理单元)的时延。在实施例中，分析单元、控制单元和耳鸣信号发生器的累计时延小于信号处理单元的时延。在实施例中，组合单元位于正向通路中信号处理单元之后。
在实施例中，分析单元包括话音活动检测器，用于辨识输入信号中的人类话音并提供标示其的输出，其中预定判据包括基于来自话音活动检测器的输出的条件。在实施例中，分析单元包括话音活动检测器，用于辨识正向通路信号(如电输入信号)中的人类话音并提供标示其的输出(或基于概率或二进制级，或基于宽带或频带级)。在实施例中，预定判据包括基于来自话音活动检测器的输出的条件、其满足例如根据人类话音存在(以大于预定阈值的概率)。
在实施例中，分析单元包括警报检测器，用于辨识输入信号中的预定警报信号并提供标示其的输出，其中预定判据包括基于来自警报检测器的输出的条件。在实施例中，分析单元包括警报检测器，用于辨识正向通路信号(如电输入信号)中的预定警报信号并提供标示其的输出(或基于概率或二进制级，或基于宽带或频带级)，其中预定判据包括基于来自警报检测器的输出的条件、其满足例如根据预定警报信号存在。在实施例中，训练警报检测器以在用户环境中识别用户听见很重要或可能重要的有关警报信号，如火警、防盗自动警铃等。在实施例中，训练警报检测器以识别用户环境中用户听见很重要或可能重要的其它有关信号，如犬吠、电话响铃等。
在实施例中，听力装置包括听音装置，如助听器，如听力仪器，例如适于位于耳朵处或者完全或部分位于用户耳道中的听力仪器，如头戴式耳机、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听力装置的用途。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、有效耳朵保护系统等的系统中的用途。
双耳听力系统
另一方面，提供包括第一和第二上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的及权利要求中限定的听力装置的双耳听力系统。
在实施例中，双耳听力系统适于在第一和第二听力装置之间建立通信链路以使得可交换信息(如控制和状态信号，可能音频信号)或者将信息从一装置转发给另一装置。
在实施例中，双耳听力系统包括双耳助听器系统。
在实施例中，第一和第二听力装置配置成交换与相应的第一和第二听力装置的正向通路信号(如电输入信号)的起始定时有关的信息。在实施例中，与正向通路信号的起始定时有关的信息包括给控制单元的多个控制输入信号和/或来自第一和第二听力装置的控制单元的合成耳鸣控制信号。在实施例中，在第一和第二听力装置之间交换的、与正向通路信号的起始定时有关的信息的比较在第一和第二听力装置中的每一个中进行，其结果用于影响相应听力装置中的合成耳鸣控制信号(如使用布尔关系(如“与”或者“或”)或者相应信号的加权)。
在实施例中，双耳听力系统配置成在第一和/或第二听力装置及辅助装置之间建立通信链路。在实施例中，辅助装置形成双耳听力系统的一部分。在实施例中，辅助装置包括用于控制双耳听力系统的功能的遥控装置。在实施例中，辅助装置包括移动电话如智能电话。在实施例中，辅助装置完全或部分实施双耳听力系统的用户接口。在实施例中，辅助装置包括使能估计辅助装置拾取的环境信号中是否存在人类话音(或以什么样的概率存在)的话音活动检测器。在实施例中，辅助装置配置成将前述信息传给第一和/或第二听力装置(例如是否存在话音，或者话音开始和/或结束的时间)。
定义
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听力仪器或有效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、可能修改该音频信号、及将可能已修改的音频信号作为可听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、可能修改该音频信号、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。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，如作为佩戴在耳后的单元(具有将辐射的声信号导入耳道内的管或者具有安排成靠近耳道或位于耳道中的扬声器)、作为整个或部分安排在耳廓和/或耳道中的单元、作为连到植入在颅骨内的固定结构的单元、或作为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(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(通常可配置的)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。在一些听力装置中，放大器可构成信号处理电路。信号处理电路通常包括一个或多个(集成或单独的)存储元件，用于执行程序和/或用于保存处理中使用(或可能使用)的参数和/或用于保存适合听力装置的功能的信息和/或用于保存信息如结合到用户的接口和/或到编程装置的接口使用的信息(如处理后的信息，例如由信号处理电路提供)。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，输出装置可包括用于提供电信号的一个或多个输出电极。
在一些听力装置中，振动器可适于经皮或由皮将结构传播的声信号传给颅骨。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到耳蜗液体。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。“双耳听力系统”指包括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一个或多个“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。辅助装置可以是例如遥控器、音频网关设备、移动电话(如智能电话)、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。
附图说明
本发明的各个方面将从下面结合附图进行的详细描述得以最佳地理解。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。在整个说明书中，同样的附图标记用于同样或对应的部分。每一方面的各个特征可与其他方面的任何或所有特征组合。这些及其他方面、特征和/或技术效果将从下面的图示明显看出并结合其阐明，其中：
图1A-1E示出了根据本发明的听力装置的五个实施例。
图2A-2D示出了根据本发明的分析和控制单元的四个实施例。
图3示出了根据本发明的双耳听力系统的实施例。
图4示出了根据本发明的听力装置的实施例，其中指明了正向通路和分析通路的适宜时延。
图5示出了双耳听力系统的实施例，包括第一和第二听力装置及与听力装置通信的辅助装置，辅助装置包括用于影响双耳听力系统的运行模式的用户接口。
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。对于本领域技术人员来说，基于下面的详细描述，本发明的其它实施方式将显而易见。
具体实施方式
下面结合附图提出的具体描述用作多种不同配置的描述。具体描述包括用于提供多个不同概念的彻底理解的具体细节。然而，对本领域技术人员显而易见的是，这些概念可在没有这些具体细节的情形下实施。装置和方法的几个方面通过多个不同的块、功能单元、模块、元件、电路、步骤、处理、算法等(统称为“元素”)进行描述。根据特定应用、设计限制或其他原因，这些元素可使用电子硬件、计算机程序或其任何组合实施。
电子硬件可包括微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、选通逻辑、分立硬件电路、及配置成执行本说明书中描述的多个不同功能的其它适当硬件。计算机程序应广义地解释为指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用、软件应用、软件包、例程、子例程、对象、可执行、执行线程、程序、函数等，无论是称为软件、固件、中间件、微码、硬件描述语言还是其他名称。
图1A-1E示出了根据本发明的听力装置的五个实施例。图1A-1E总体上图示了适应特定用户并包括用于处理表示声音的电信号的正向通路的听力装置HD。该听力装置为可配置的听力装置，其可以多种不同的模式或者根据多个不同的听力装置程序运行，每一模式或程序例如针对特定任务如特定听音情形进行优化。多个不同模式或听力装置程序包括特定耳鸣掩蔽模式(或程序)。正向通路包括用于提供表示声音的电输入信号IN的输入单元IU、用于处理电输入信号IN并提供处理后的电信号PS的信号处理单元SPU、及用于基于电输出信号OUT提供可由用户感知为声音的刺激(声输出)的输出单元OU。输出 单元可包括扬声器，但根据具体应用，作为备选或另外，可包括用于向耳蜗植入型听力装置提供电信号的一个或多个输出电极；或者，作为备选或另外，可包括用于提供骨导听觉的振动器(这样，输出应解释为“声学刺激”)。信号处理单元SPU在工作时连接到输入单元IU和输出单元OU。信号处理单元优选配置成将随频率和电平而变的增益应用于电输入信号(或源自其的正向通路信号)，例如以补偿用户的听力受损(和/或补偿有噪声的声环境)。听力装置还包括可配置的耳鸣信号发生器TSG，用于产生用于缓解用户耳鸣的耳鸣掩蔽信号TINS；及包括组合单元CU，如选择单元或混合单元，例如求和单元或加权求和单元，其在工作时连接到可配置的耳鸣信号发生器TSG(经耳鸣掩蔽信号TINS)和正向通路(经处理后的信号PS)。组合单元CU配置成至少在特定耳鸣掩蔽模式下使得电输出信号OUT(由组合单元基于输入信号PS和TINS提供)包括耳鸣掩蔽信号TINS。听力装置HD还包括具有用于分析正向通路的信号IN及用于提供正向通路分析控制信号的分析单元ANA的分析通路，及用于接收包括正向通路分析控制信号的多个控制输入信号及用于基于涉及多个控制输入信号如CTR1,CTR2,CTR3的预定判据提供合成耳鸣控制信号CTR1及可能一个或多个另外的用于控制听力装置的其它功能单元的控制信号的控制单元CNT。控制单元CNT适于根据合成耳鸣控制信号CTR1控制可配置的耳鸣信号发生器TSG，从而自适应控制耳鸣掩蔽信号TINS的电平(至少在特定耳鸣掩蔽模式下)。另外的控制信号例如可包括用于控制组合单元CU的控制信号CTR2，例如适于控制给组合单元的输入信号的选择或混合。另外的控制信号例如可包括用于控制信号处理单元SPU的(虚线)控制信号CTR3，例如以进入或离开听力装置的特定运行模式如特定耳鸣掩蔽模式。
耳鸣信号发生器TSG可配置，即所产生的耳鸣掩蔽信号的电平可经耳鸣控制信号CTR1进行控制。在另外的实施例中，耳鸣控制信号也可在频率含量和/或调制方面配置。在实施例中，耳鸣掩蔽信号可在多个不同种类的信号(或保存在听力装置中，或由听力装置中保存的算法产生(或其组合))之中选择，例如在多个不同的自然声音如海浪、人工产生的声音等之中选择。耳鸣控制信 号的前述选择例如可经用户接口实现(参见图1C、1D、1E、图3和图5中的单元UI)。
图1A示出了如上所述的听力装置的第一实施例。唯一差别在于图1A实施例的正向通路(除输入单元IU、信号处理单元SPU、组合单元CU和输出单元OU之外)还包括模数转换器AD和数模转换器DA。AD转换器插入在输入单元IU和信号处理单元SPU之间以使来自输入单元IU的模拟输入信号aIN数字化并提供数字化电输入信号IN。类似地，DA转换器插入在组合单元CU和输出单元OU之间以将数字化电输出信号OUT转换为馈给输出单元OU的模拟输出信号aOUT。
总的来说，图1的实施例可自由配置(根据特定应用)以使得分析通路和/或正向通路的部分或所有信号处理在频域进行(例如如图1B、1C、1D中所示)。作为备选，在其它实施例中，分析通路和/或正向通路的部分或所有信号处理在时域进行。应当理解，即使在具体图中未示出时域到频域转换器(及频域到时域转换器)，这样的转换器可能存在(例如假定形成其它功能部分的一部分)。
图1B示出了根据本发明的听力装置的第二实施例。除下述区别之外，图1B的实施例与图1A的实施例一样。输入单元(图1A中的IU)实施为用于将环境声音(声输入)转换为模拟电输入aIN的传声器M1。输出单元(图1A中的OU)实施为用于将模拟电输出aOUT转换为呈现给用户的声音(声输出)的扬声器SP。在图1B实施例的正向通路中，隔离的AD和DA转换器分别由时域到频域转换器TF和频域到时域转换器FT代替(假定按需包括相应的AD和DA功能)。从而，正向通路的信号处理可在多个频带中执行。类似地，分析通路的信号处理可在多个频带中执行。在实施例中，用于正向通路和分析通路中的处理的频带数量一样，但作为备选，也可不同。在实施例中，用于分析通路中的处理的频带数量小于正向通路中的频带数量。在实施例中，分析通路中的处理在时域进行(以降低因时域到频域转换引起的时延)。这例如可实施在图1B的实施例中，其通过在时域到频域转换单元TF(如分析滤波器组)之 前(但优选在AD转换之后)使到分析通路(到分析和控制单元ANA-CNT)的信号分叉及将组合单元CU移到频域到时域转换单元FT(如合成滤波器组)之后(但优选在DA转换之前)实现。作为备选，满足预定判据的声学事件的识别可在模拟时段实施以降低分析通路的有关部分的时延(例如通过使正向通路的信号aIN在其数字化之前分叉，及在模拟域实施分析通路的有关部分)。
图1C示出了根据本发明的听力装置的第三实施例。除下述区别之外，图1C的实施例与图1B的实施例一样。图1C的实施例还包括使用户能影响听力装置的功能(参见控制信号UC)的用户接口UI，例如启动听力装置的特定运行模式(包括特定耳鸣掩蔽模式)、选择耳鸣掩蔽信号的类型等。此外，用户接口可用于显示与听力装置的目前功能关联的数据(参见信号DATA)。在实施例中，用户接口UI实施在分开的辅助装置如遥控装置中(例如实施在智能电话等中)，听力装置包括适当的天线和收发器电路以使能与辅助装置通信。
图1D示出了根据本发明的听力装置的第四实施例HD1。除下述区别之外，图1D的实施例与图1C的实施例一样。图1D的实施例还包括到双耳听力系统的对侧听力装置的耳间通信接口IA-IF，从而使能在双耳听力系统的第一和第二听力装置之间交换信息(例如参见图3)。耳间通信接口IA-IF包括适当的天线和收发器电路以使能第一和第二听力装置HD1,HD2之间的通信。在实施例中，第一和第二听力装置配置成交换与相应的第一和第二听力装置的正向通路信号(如电输入信号)的起始定时有关的信息，参见接收自(及传给)第二听力装置HD2的信号XCTR(如图1D中的“去往/来自HD2”所示)。
图1E示出了根据本发明的听力装置的第五实施例HD1。除下述区别之外，图1E的实施例与图1D的实施例一样。图1E的实施例还包括到辅助装置如声音传送装置的通信接口，例如从电视机或其它娱乐装置(如音乐播放器)、电话(AD，例如参见图5)等。该听力装置HD1包括适当的天线和收发器电路ANT,Rx/Tx以使能与辅助装置通信，至少包括无线信号(如音频信号、信息信号或其组合，参见输入信号INw)的接收。该听力装置HD1还包括在工作时连接到传声器单元M1及天线和收发器电路ANT、Rx/Tx的输入转换器和选择 单元IC-SEL，从而使能在给定时间选择两个输入信号aIN和INw之一。选择单元IC-SEL可包括AD转换器和TF转换器，只要适当(或者收发器Rx/Tx的输出INw可以是数字化形式)并代替图1D的TF转换器。选择单元SEL经来自控制单元CNT(即图1E的组合的分析和控制单元ANA-CNT的控制部分)的控制信号CTR4进行控制，例如经用户接口。正向通路包括输出转换器OC(代替图1D的FT转换器)以在适当时提供数字到模拟和/或频域到时域的转换。
图2A-2D示出了根据本发明的分析和控制单元的四个实施例。分析和控制单元ANA-CNT通常包括在工作时经来自分析单元ANA的多个(≥1)控制输入信号FPAC(正向通路分析控制信号)彼此连接的分析单元ANA和控制单元CNT。分析单元ANA接收从正向通路分出的多个(p个)输入信号FW1,FW2,…,FWp，其中p大于或等于1。分析和控制单元ANA-CNT还可包括多个检测器(或从与听力装置通信的分开的检测器接收多个输入信号)，从而提供另外的关于听力装置的声环境的信息(例如形成分类单元CLU的一部分，参见图2B、2D)。控制单元CNT基于多个控制输入信号提供q个(输出)控制信号CTR1,CTR2,…,CTRq，其中q大于或等于1。至少一(输出)控制信号(称为合成耳鸣控制信号)(例如图1A-1E、3、4中的CTR1)配置成控制可配置的耳鸣信号发生器(图1A-1E、3、4中的TNG)，以根据多个控制输入信号(包括正向通路分析控制信号FPAC)自适应控制耳鸣掩蔽信号的电平。
图2A示出了如上所述的分析和控制单元ANA-CNT的第一实施例。唯一区别在于控制单元CNT另外接收控制输入信号UC和XCTR。输入控制信号UC为来自用户接口UI(参见图1D、1E、3、5)的控制信号。控制信号UC例如可包含关于听力装置的运行模式(如对应于特定听音程序，如耳鸣模式)、耳鸣掩蔽信号与正向通路信号的(默认)混合比的控制、耳鸣掩蔽信号的类型选择等的控制信息(例如参见图5)。
图2B示出了如上结合图2A所述的分析和控制单元ANA-CNT的第二实施例。图2B的实施例另外包括多个检测器DET1,DET2,…,DETn，每一检测器提 供检测器控制信号DC1,DC2,…,DCn，每一检测器控制信号标示物理(如声)环境的性质或用户的性质(如精神状态或认知负荷)。检测器控制信号DC1,DC2,…,DCn馈给控制单元CNT并在产生用于控制耳鸣信号发生器TSG和其它单元(如听力装置的信号处理单元SPU、组合单元CU、选择/混合单元SEL,SEL-MIX)的输出控制信号CTR1,CTR2,…,CTRq时使用。每一检测器接收检测器输入信号DIN1,DIN2,…,DINn，其表示环境或用户的性质，如来自位于环境中(或连到特定讲话者)的单独传声器的信号、环境或用户的物理性质(如温度)、用户当前的脑电波信号等。如图2A中所示，分析单元ANA接收输入信号(由记为FW的粗箭头图示)并提供正向通路分析控制信号(由记为FPAC的粗箭头图示)。在图2B的实施例中，这些检测器被示为形成分类单元CLU的一部分。分类单元通常配置成分类用户周围的环境(如声环境)和/或用户状态。分类单元例如配置成将正向通路的信号分类为适合用户或不适合用户并提供标示其的分类信号(或为二元值或为概率值)。在图2B的实施例中，控制单元还接收电输出信号OUT以连同其它控制输入信号一起考虑。输出信号OUT可使用(如与正向通路的信号(如输入信号IN)比较)以验证输入信号中识别的声学事件(计划由用户听见)可在呈现给用户的输出信号OUT中识别。
图2C示出了如上结合图2A所述的分析和控制单元ANA-CNT的第三实施例。图2C的分析单元ANA包括第一和第二电平检测器LD1和LD2，用于估计正向通路的信号(如电输入信号IN)的第一和第二电平L1,L2。第一(或相对快的)电平检测器LD1配置成用第一(相对小的)时间常数估计正向通路信号的第一电平L1(由信号L1表示)，而第二(相对慢的)电平检测器LD2配置成用第二(相对大的)时间常数估计正向通路信号的第二电平L2(由信号L2表示)。分析单元ANA还包括比较单元CMP，配置成(反复)比较第一和第二电平估计量L1,L2及决定两个电平之间的差是否足够大从而表明用户应注意的声学事件的开始(因而导致耳鸣掩蔽信号的衰减(如禁用))。换言之，比较单元适于提供正向通路分析控制信号FPAC，其馈给控制单元CNT连同其它 可能的控制输入信号一起进行评估以提供(输出)控制信号CTR1,CTR2,…,CTRq，至少用于控制耳鸣掩蔽信号TINS的输出电平(例如参见图1A-1E、3、4)。换言之，控制单元配置成根据第一和第二电平估计量L1,L2的对应(同时的)值之间的差控制耳鸣掩蔽信号TINS的电平。在图2C的实施例中，未示出除正向通路分析控制信号之外的其它控制输入信号传给控制单元CNT。优选地，耳鸣掩蔽信号的电平的自适应控制逐步进行(随时间渐变)，以使在合成(组合的)信号中引入的非自然信号最小化。逐步的电平减小是有利的，其同时1)降低耳鸣声音的掩蔽；2)避免任何因突然的电平下降引起的分散注意力的影响；及3)针对环境中可能存在声源提供敏锐的次要线索。第一和第二电平检测器LD1和LD2及比较单元CMP一起可构成起始检测器OND(参见图2D)。使用相对快的和相对慢的电平检测器提供同时存在的电平估计量的例子例如在WO2003081947A1中描述。
图2D示出了如上结合图2C所述的分析和控制单元ANA-CNT的第四实施例。图2D的实施例另外包括两个检测器VAD(如图2B中的DET1)和ALD(如图2B中的DET2)，每一检测器分别提供检测器控制信号VD和ALS，每一检测器信号指明声环境的性质(分别指明存在或不存在话音活动和警报信号)。两个检测器形成用于对听力装置(及其用户)的声环境进行分类的分类单元CLU的一部分。分析单元包括如结合图2C所述的提供正向通路分析控制信号FPAC的开始检测器OND。话音活动检测器VAD适于识别正向通路信号(如输入信号IN)中的人类话音并提供标示其的输出VD(基于概率或二进制级，及基于宽带或频带级)。优选地，用于基于多个控制输入信号提供合成耳鸣控制信号的预定判据包括基于来自话音活动检测器VAD的输出VD的条件(其满足例如取决于人类话音(以大于预定阈值的概率)存在)。警报检测器ALD适于识别正向通路信号(如输入信号IN)中的预定警报信号并提供标示其的输出信号ALS(基于概率或二进制级，及基于宽带或频带级)。优选地，用于基于多个控制输入信号提供合成耳鸣控制信号的预定判据包括基于来自警报检测器ALD的输出ALS的条件(其满足例如取决于预定的警报信号存在)。
图3示出了根据本发明的双耳听力系统的实施例。该双耳听力系统包括第一和第二根据本发明的如结合图1A-1E所述的听力装置HD1,HD2。图3的第一和第二听力装置的实施例示为一样(但不必须如此)。图3的第一和第二听力装置HD1,HD2除下述区别之外与图1E的实施例一样。正向通路中的组合单元(图1E中的CU)体现在求和单元“+”中，其用于将来自耳鸣信号发生器TSG的耳鸣掩蔽信号TINS与正向通路的来自信号处理单元SPU的处理后的信号PS相加从而提供合成输出信号OUT。此外，从辅助装置(如音频传输装置，如无线传声器或移动电话，例如参见图5)接收的音频信号包括嵌入的信息信号或检测器信号xCTR’2，其在天线和收发器电路ANT,Rx/Tx中提取并经IC-SEL-MIX单元作为信号xCTR2转发给控制单元CNT。IC-SEL-MIX单元使传声器M1拾取的声音信号INm能与从辅助装置接收的声音信号INw进行(可能用户控制的，参见来自用户接口UI的信号UC)混合。
第一和第二听力装置HD1,HD2配置成经无线链路IA-WLS如感应链路交换与相应的第一和第二听力装置HD1,HD2的正向通路信号(如电输入信号)的起始定时有关的信息。在实施例中，与正向通路信号的起始定时有关的信息包括传给控制单元的多个控制输入信号和/或来自第一和第二听力装置的控制单元的合成耳鸣控制信号。在实施例中，在第一和第二听力装置之间交换的、与正向通路信号的起始定时有关的信息的比较在第一和第二听力装置的每一个中进行，其结果用于影响相应听力装置中的合成耳鸣控制信号(如使用布尔关系(如“与”或者“或”)或相应信号的加权)。
图4示出了根据本发明的听力装置的实施例，其中指明了正向通路和分析通路的有关时延。优选地，正向通路信号(在此为IN)中满足预定判据的声学事件(如急剧瞬变)在正向通路中早期由分析单元ANA识别，例如(在此)在应用于来自输入变换器IU的模拟信号aIN的模数转换器AD之后。控制单元CNT优选配置成控制耳鸣信号发生器TSG以使得耳鸣掩蔽信号TINS在正向通路的包括所涉及的声学事件(如急剧瞬变)的信号部分PS呈现给用户之前衰减(具体在其于组合单元CU中与耳鸣掩蔽信号TINS组合之前)。优选地， 分析通路(包括分析和控制单元ANA-CNT和耳鸣信号发生器TSG，参见图4中记为del2的虚线框)的时延del2小于正向通路的对应部分(在正向通路信号连接到分析单元ANA-CNT的分叉点和组合单元CU之间，在此包括信号处理单元SPU)的时延del1。
图5示出了双耳听力系统的实施例，其包括第一和第二听力装置及与所述听力装置通信的辅助装置，辅助装置包括用于影响双耳听力系统的运行模式的用户接口。优选地，用户接口UI包括图形接口，如(可能触敏)显示器。在实施例中，提供用于双耳听力系统的单一用户接口，例如体现在单独的(优选手持，参见图5中的“手”)辅助装置AD中，例如遥控器，例如实施为通信装置如智能电话的APP。前述系统的实施例如图5中所示。
图5示出了双耳听力系统的实施例，其包括第一(如右)和第二(如左)听力装置HD1,HD2及与所述听力装置通信的辅助装置AD。辅助装置AD包括用于影响双耳听力系统如左和右听力装置HD1,HD2中的每一个的运行模式的用户接口UI，尤其是影响听力装置的特定耳鸣运行模式。
第一和第二听力装置HD1,HD2例如按结合图1A-4所述实施。在图5的实施例中，双耳听力系统包括移动电话如智能电话形式或包含移动电话的辅助装置AD。左和右听力装置HD1,HD2及辅助装置AD中的每一个包括适宜的天线和收发器电路Rx/Tx，用于在听力装置之间(链路IA-WLS)及在至少一或每一听力装置和辅助装置之间(链路WL-RF)建立无线通信链路。在实施例中，耳间链路IA-WLS基于近场通信(如基于感应耦合)，但作为备选，也可基于辐射场(如根据蓝牙标准，和/或基于利用蓝牙低功率标准的音频传输)。在实施例中，辅助装置和听力装置之间的链路WL-RF基于辐射场(如根据蓝牙标准，和/或基于利用蓝牙低功率标准的音频传输)，但作为备选，也可基于近场通信(如基于感应耦合)。链路IA-WLS,WL-RF的带宽优选适于使能在装置之间传输声源信号(或至少其部分，如所选频带和/或时间段)和/或信息信号如控制输入信号。
如图5中的“耳鸣模式”APP的屏幕所示，用户U具有选择由听力装置的相应耳鸣信号发生器TSG提供的耳鸣掩蔽信号的类型的选项。在所示例子中，用户可在“自然声音”(如表示近破波)、“人为信号”(如数学算法产生的信号)或“定制信号”(如频率特别适应用户体验的耳鸣声音)之间选择。在图5的例子中，后者已被选择，如选项“定制信号”前面的填满的(黑色)正方形所示。图5中所示的“耳鸣模式”APP的示例性屏幕还使用户能选择耳鸣掩蔽信号和正向通路信号(由给定听力装置的输入单元IU拾取或接收)之间的混合比。用户可在多个预定混合比(1:1、1:2和1:5)之中选择。在图5的例子中，已选择第一比，如选项“1:1”前面填满的(黑色)正方形所示。此外，“耳鸣模式”APP的示例性屏幕给予用户呈现其它运行模式的选项(参见屏幕底部的“其它模式”启动字段)。只要适当，可实施关于耳鸣运行模式(及其它模式)的其它用户选项。
感应通信链路IA-WLS的多个不同方面例如在EP1777644A1、US20050110700A1和US2011222621A1中描述。WO2005055654A1和WO2005/053179A1描述了包括用于与其它单元感应通信的感应线圈的助听器的多个不同方面。感应通信链路中使用的协议例如在US 20050255843A1中描述。
在实施例中，RF通信链路WL-RF基于蓝牙专门兴趣小组(SIG)规定的标准蓝牙(例如参见https://www.bluetooth.org)。在实施例中，(第二)RF通信链路基于其它标准或专有协议(如蓝牙的改良版，例如修改为包括音频层的蓝牙低功率)。
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装置的结构特征可与本发明方法的步骤结合。
除非明确指出，在此所用的单数形式“一”、“该”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。
应意识到，本说明书中提及“一实施例”或“实施例”或“方面”或者“可”包括的特征意为结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一实施方式中。此外，特定特征、结构或特性可在本发明的一个或多个实施方式中适当组合。提供前面的描述是为了使本领域技术人员能够实施在此描述的各个方面。各种修改对本领域技术人员将显而易见，及在此定义的一般原理可应用于其他方面。
权利要求不限于在此所示的各个方面，而是包含与权利要求语言一致的全部范围，其中除非明确指出，以单数形式提及的元件不意指“一个及只有一个”，而是指“一个或多个”。除非明确指出，术语“一些”指一个或多个。
因而，本发明的范围应依据权利要求进行判断。
参考文献
●US5325872A(&WESTERMANN)05-07-1994
●US6047074A(Zoels et al.)04-04-2000
●EP2533550A1(OTICON)12-12-2012
●EP1777644A1(OTICON)25-04-2007
●US20050110700A1(OTICON,STARKEY)26-05-2005
●US2011222621A1(OTICON)15-09-2011
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●WO2005053179A1(STARKEY,OTICON)09-06-2005
●US20050255843A1(STARKEY,OTICON)17-11-2005。

Claims (15)

1.一种适应特定用户的听力装置，包括：
-用于处理表示声音的电信号的正向通路，所述正向通路包括：
--用于提供表示声音的电输入信号的输入单元；
--用于处理所述电输入信号并提供处理后的电信号的信号处理单元；及
--用于基于电输出信号提供可由用户感知为声音的刺激的输出单元；及
所述信号处理单元在工作时连接到所述输入单元和所述输出单元；所述听力装置还包括：
-可配置的耳鸣信号发生器，用于产生用于缓解用户耳鸣的耳鸣掩蔽信号；及
-在工作时连接到所述可配置的耳鸣信号发生器和所述正向通路的组合单元，所述组合单元配置成至少在特定耳鸣掩蔽模式下使得所述电输出信号包括所述耳鸣掩蔽信号；
-分析通路，包括：
--分析单元，用于分析所述正向通路的信号并提供正向通路分析控制信号；
--控制单元，用于接收包括所述正向通路分析控制信号的多个控制输入信号并基于涉及所述多个控制输入信号的预定判据提供合成耳鸣控制信号；
--其中至少在特定耳鸣掩蔽模式下，所述控制单元适于根据所述合成耳鸣控制信号控制所述可配置的耳鸣信号发生器从而自适应控制所述耳鸣掩蔽信号的电平。
2.根据权利要求1所述的听力装置，其中所述控制单元配置成在满足所述预定判据时相对于正向通路的信号衰减所述耳鸣掩蔽信号，至少持续衰减预定或可配置的时间段或者直到不再满足所述预定判据为止。
3.根据权利要求1所述的听力装置，其中所述预定判据与正向通路的信号的动态定时性质有关。
4.根据权利要求1所述的听力装置，其中所述预定判据基于时频域中的正向通路信号的性质。
5.根据权利要求4所述的听力装置，其中所述预定判据仅与正向通路信号的一个或多个频率范围或频带有关。
6.根据权利要求1所述的听力装置，其中所述预定判据与正向通路信号的电平的变化速率有关。
7.根据权利要求1所述的听力装置，其中所述耳鸣掩蔽信号的电平的自适应控制逐步进行。
8.根据权利要求1所述的听力装置，其中所述分析单元包括第一和第二电平检测器，用于估计正向通路信号的第一和第二电平，第一和第二电平估计量用第一和第二时间常数确定，其中第一时间常数小于第二时间常数。
9.根据权利要求8所述的听力装置，其中所述控制单元配置成反复确定第一和第二电平估计量的对应值之间的差并根据其提供所述正向通路分析控制信号。
10.根据权利要求8所述的听力装置，其中所述控制单元配置成根据第一和第二电平估计量的对应值之间的差控制所述耳鸣掩蔽信号的电平。
11.根据权利要求1所述的听力装置，其中所述分析通路和所述正向通路配置成使得所述耳鸣掩蔽信号的衰减及时实行，从而在所述耳鸣掩蔽信号衰减(或不存在)的同时将满足预定判据的正向通路信号序列呈现给用户。
12.根据权利要求1所述的听力装置，其中所述分析单元包括话音活动检测器，用于辨识输入信号中的人类话音并提供标示其的输出，其中所述预定判据包括基于来自所述话音活动检测器的输出的条件。
13.根据权利要求1所述的听力装置，其中所述分析单元包括警报检测器，用于辨识输入信号中的预定警报信号并提供标示其的输出，其中所述预定判据包括基于来自所述警报检测器的输出的条件。
14.一种双耳听力系统，包括第一和第二根据权利要求1所述的听力装置，其中所述双耳听力系统适于在第一和第二听力装置之间建立通信链路以使能交换信息或者将信息从一装置转发给另一装置。
15.根据权利要求14所述的双耳听力系统，配置成在第一和/或第二听力装置与辅助装置之间建立通信链路。
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