CN106911991B - 包括传声器控制系统的听力装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了包括传声器控制系统的听力装置，所述听力装置包括：输入单元；输出单元；信号处理单元；反馈检测单元，用于提供从输出变换器到第一和/或第二输入变换器的反馈的当前电平或者其间的差的度量，称为反馈度量；及输入信号权重控制单元，配置成根据当前反馈电平的所述度量及所述当前随电平和频率而变的目标增益控制或影响施加到第一和第二电输入信号的第一和第二权重；其中，所述信号处理单元包括：加权或波束形成单元，用于提供加权或波束成形信号；及连接到所述加权或波束形成单元并提供处理后的信号的听力损失处理单元，其中所述听力损失处理单元配置成确定当前随电平和频率而变的目标增益。
Description
技术领域
本申请涉及听力装置如助听器。本发明尤其涉及包括输入系统(如包括传声器系统)的耳内接收器式(RITE)听力装置，所述输入系统包括多个(两个以上)输入变换器(如传声器)，其中至少第一输入变换器(如传声器)适于位于距第二输入变换器一定距离处，如位于用户耳朵(耳廓)处或后面(或者别处)，及其中第二输入变换器(如传声器)适于位于用户耳道处或耳道中。
背景技术
对于助听器用户，广为人知的问题在于，如果增益太高和/或如果耳模中的通风开口太大，来自耳道的声反馈将导致助听器啸叫。补偿听力损失需要的增益越大，通风口(或有效通风口面积)必须越小以避免啸叫；及对于严重的听力损失，甚至耳模(没有任何特意设计的通风口)和耳道之间的泄漏也将导致啸叫。
具有耳后传声器的助听器可实现最高的增益，因为传声器距耳道和耳模中的通风口的距离相对较大。但是，对于具有严重听力损失而需要高增益的用户，很难在耳模中实现足够的通风(在具有可接受的啸声风险情形下)。
抗反馈系统可设计来抵消或衰减声反馈。这样的抗反馈系统(或反馈抵消系统)通常包括某类啸声或单音检测，并可通过在啸声检测的情形下抑制增益而起作用。有时，外部声音被错误地识别为反馈啸声，然后被无意抑制。例如这可在音乐情形下出现(并令听者烦恼)。
EP2843971A1公开了一种助听器装置，包括：提供通风的“开放验配”、设置在耳道中的接收器、包括与接收器同侧设置在耳道中的两个传声器的定向传声器系统、及用于基于两个传声器检测到的声音信号抵消声反馈的装置。从而可实现改善的反馈减少，同时使相当大的增益能施加到输入信号。
EP2947898A1公开了一种听力装置，包括分别位于耳后和耳道中的第一和第二输入变换器及位于耳道中的输出变换器，及用于处理来自第一和第二输入变换器的第一和第二电信号的信号处理单元，包括确定它们相应的电平及其间的电平差及根据第一和/或第二电信号及其电平差提供输出信号。
发明内容
本发明提出用于减少或处理从如位于耳道中的接收器(扬声器)到输入系统(如传声器系统)的声反馈的方案。本发明的实施例提供助听器，其具有位于耳朵处或耳后的一个或多个传声器及位于耳道处或耳道中的一个或多个传声器和扬声器。在实施例中，该助听器具有两个传声器，一个位于耳朵处或耳后，一个位于耳道处或耳道中。在实施例中，该助听器具有三个传声器，两个位于耳朵处或耳后，一个位于耳道处或耳道中。
本发明例如可用在如助听器的应用中，尤其是包括适于位于用户耳道处或耳道中的第二输入变换器及位于用户身体的别处的(一个或多个)第一输入变换器的助听器，第一输入变换器例如在适于位于用户耳朵处或后面的BTE部分中。
本申请的目标在于减少听力装置中的声反馈(如减少声反馈的影响)。具体地，本发明的目标在于在所谓的开放验配中减少反馈，如在包括适于完全或部分位于用户耳道中的部分(在此称为ITE部分)的听力装置中，其中ITE部分不提供朝向耳道壁的密封(例如因为其展现敞形结构，如因为其包括开口圆顶结构(或者具有相当低的堵塞效应的敞形结构)以引导ITE部分置放在耳道中)。本发明的另一目标在于在包括耳模的听力装置中减少反馈，耳模用于使相当大的声压级能传到用户(如具有严重到深度听力损失的用户)的耳膜。
根据本发明，提供一种听力装置如助听器或头戴式耳机。该听力装置包括位于用户耳道处或耳道中的(至少一)传声器，如在扬声器单元(也位于耳道中)之中或者与其一起；及位于耳后的(至少一)传声器，如在听力装置的BTE(耳后)部分之中。在本申请中，这样的类型(耳道处或耳道中具有一个传声器及耳朵处或耳后具有一个传声器)称为M2RITE(用于指在耳内接收器式(RITE)听力装置中存在2个传声器(M2)，处于声学上不同位置)。这导致第一和第二传声器之间具有如35-60mm的相对大的距离(例如参见图5B)。这是相较常规的BTE、RITE和ITE(耳内)型听力装置(包括听力装置BTE部分的壳体上/中彼此相邻的两个传声器)的7-14mm传声器间距离(例如参见图5A)而言。这导致从耳道中的扬声器到M2RITE型听力装置的两个单个传声器(参见图5B的IT1、IT2)的声反馈的差大。在常规BTE或RITE型听力装置中，到两个传声器(参见图5A的ITf,ITr)的反馈通路类似，但在M2RITE型听力装置中，到位于BTE部分中的(第一)传声器(图5B中的IT1，相对远离扬声器)的反馈比到位于耳道中的(第二)传声器(图5B中的IT2，相对靠近扬声器)的反馈约低15-25dB。在实施例中，M2RITE型听力装置(如助听器)包含两个输入变换器(如传声器)，一个位于用户耳道中或耳道处，另一个位于用户身体的别处如用户耳朵处(用户耳朵(耳廓)后面)，例如参见图5B、5C和6。在实施例中，(如M2RITE型的)听力装置配置成使得两个输入变换器在听力装置在正常工作状态安装在用户耳朵处时沿实质上水平的线定位(例如参见图5C中的输入变换器IN1、IN2和(水平双箭头虚)线OL)。这具有有助于来自输入变换器的电输入信号在适当(如水平)方向如用户的“视向”波束成形的优点。图5D示出了在耳后具有两个传声器及在耳道处具有一个传声器的另一实施例。
从位于耳道中的接收器(扬声器)到位于耳道中和耳朵处或耳后的输入变换器(如传声器)的声反馈将处于(声学)近场范围。
助听器中的声(或机械)反馈可导致不受欢迎的啸叫或啸声。该反馈通常通过动态反馈抵消(DFC)系统(也称为(自适应或声)反馈抵消(或抑制)系统(如缩写为AFB系统或AFC系统))抵消或减少。反馈抵消系统试图估计反馈通路然后添加反相的信号以抵消反馈(例如通过将反馈估计信号从电输入信号减去)。
作为备选或另外，例如如果DFC系统不能处理该反馈，或者在DFC系统正适应新的反馈通路时，或者如果DFC系统不可用/不活动，反馈减少系统可通过降低特定(易遭反馈的)频带中的增益而起作用。术语“反馈管理器”FBM用于降低增益的系统，以避免声反馈，例如基于在给定频带将要施加的预定最大增益(IGmaxpd(f))，该预定增益例如在听力装置使用之前确定。“在线反馈管理器”OFBM指，如果反馈通路被改变，例如如果手或电话被耳朵保持，实时(即听力装置正常使用期间)调节在给定频带将要施加的(最大)增益的系统。这样的系统例如在WO2008151970A1中描述。
FBM/OFBM系统的不合需要的副作用在于用户未(一直)获得想要的声音放大。
总的来说，提供一种听力装置，其中第一和第二输入变换器位于用户头上以使得从输出变换器到第一和第二输入变换器的反馈的电平差高于预定最小电平，如高于10dB，如高于15dB，如高于20dB。在实施例中，根据本发明的听力装置如助听器具有至少两个输入变换器(如传声器)，其放在耳朵中或附近的位置，且来自耳道的声反馈在两个传声器位置处大大不同(例如至少10dB，如至少15dB，或者至少差15dB)。
置放传声器的一种方法是将一传声器定位在耳道中，及将一传声器定位在耳后。在这样的构造中，耳后传声器将经历比耳道中的传声器低高达25dB的反馈(来自位于耳道中的扬声器)。
这两个传声器位置的备选原因是：位于耳道中的传声器对于以自然方式拾取外部声音是理想的，其确保声源的自然定位。一起工作的两个传声器可用于空间声音处理以强调来自特定方向的声音。耳后传声器独自对因低声反馈而使能高增益有效。
通常，在反馈稳定的情形下，DFC系统擅于减少反馈。然而，反馈通路一变化，由于从扬声器到环境(因而到传声器)的泄漏的变化，例如由于用户的颌骨运动(如咀嚼)或者用户将手放在耳朵附近(如连同电话)，DFC系统需要在反馈可被再次正确地减少之前针对新的情形进行调节，这需要一定时间。在该时间期间，计算的反馈估计量是错误的，不能正确地校正反馈增益。用于个别地控制施加到传声器的增益(权重)的动态传声器控制方案可有利地用于消除这样的反馈通路正变化的情形。
总的来说，本发明中提出的动态传声器控制方案可用于根据第一和/或第二电输入信号(分别来自第一和第二输入变换器如传声器)的当前增益裕度控制施加到来自第一和第二输入变换器的第一和第二电输入信号的权重，从而使啸叫的风险最小化(同时仍向用户提供请求的增益)，及在反馈情形允许时使来自位于耳道处或耳道中的(第二)输入变换器的(第二)电输入信号优先。该方案可在具有或没有反馈抵消系统的情形下使用。
包括反馈检测器的听力装置
在本申请的一方面，本申请的目标由一种听力装置如助听器实现，其适于至少部分设置在用户头部上或者至少部分植入在用户头部中，该听力装置包括：
-用于提供表示声音的多个电输入信号的输入单元，所述输入单元包括
--用于从环境拾取声音信号并提供第一电输入信号的第一输入变换器，所述第一输入变换器位于用户的头部上如耳朵处或耳后；
--用于从环境拾取声音信号并提供第二电输入信号的第二输入变换器，所述第二输入变换器位于用户耳道处或耳道中；
-信号处理单元，其基于第一和第二电输入信号中的一个或多个提供处理后的信号，所述信号处理单元包括：
--加权或波束形成单元，用于通过将相应的第一和第二权重施加到第一和第二电输入信号并将加权的第一和第二电输入信号或源自其的信号组合为加权或波束成形信号而提供加权或波束成形信号；及
--连接到所述加权或波束形成单元并提供处理后的信号的听力损失处理单元，其中所述听力损失处理单元配置成确定当前随电平和频率而变的目标增益；及
-输出单元，包括用于将所述处理后的信号或者源自其的信号转换为可由用户感知为声音的刺激的输出变换器；
所述听力装置还包括：
-反馈检测单元，用于提供从输出变换器到第一和/或第二输入变换器的反馈的当前电平或者其间的差的度量，称为反馈度量；及
-输入信号权重控制单元，配置成根据当前反馈电平的所述度量及所述当前随电平和频率而变的目标增益控制或影响施加到第一和第二电输入信号的第一和第二权重。
这具有在耳道处或耳道中包括输入变换器的听力装置中提供反馈的鲁棒处理的优点。
从输出变换器到第二输入变换器的当前反馈的度量(如其电平)称为反馈度量。
在实施例中，反馈度量实施为二元值(如0或1)。在实施例中，反馈度量实施为相对度量(如0和1之间)。
在实施例中，反馈度量用于听力装置的反馈抵消系统和/或放大系统。
在本申请中，术语“反馈检测单元”用于指提供从输出变换器到第一和/或第二输入变换器的当前反馈的度量(如其(可能随宽带或频率而变的)电平)(或其间的差)的装置。在实施例中，“反馈检测单元”形成反馈抵消系统的一部分(使得反馈度量由反馈抵消系统的反馈估计单元(如自适应滤波器)提供)。在实施例中，“反馈检测单元”是除反馈抵消系统之外的单独的单元。在实施例中，“反馈检测单元”和反馈抵消系统的反馈估计单元均向输入信号权重控制单元提供输入以确定适当的第一和第二权重。在实施例中，“反馈检测单元”是单独的独自负责输入信号权重控制单元的反馈输入的单元(例如反馈抵消系统不存在或不活动的情形)。在实施例中，反馈检测单元配置成提供从输出变换器到第一和/或第二输入变换器的当前反馈通路的估计量(如其脉冲响应或其频率响应)。
在实施例中，声音从第二到第一输入变换器的声传播通路的衰减针对近场中的声源进行确定，例如来自听力装置的输出变换器的由耳膜反射并通过耳道泄漏到第二输入变换器。在实施例中，输出变换器(或自输出变换器的出口)和第二输入变换器之间的传播距离小于0.05m，如小于0.03m，如小于0.02m，如小于0.015m。在实施例中，第二输入变换器和第一输入变换器之间的传播距离小于0.3m，如小于0.1m，如小于0.08m，如小于0.06m，如在0.02和0.1m之间的范围中，如在0.02和0.06m之间的范围中。在实施例中，第二输入变换器和第一输入变换器之间的传播距离大于0.02m，如大于0.05m，如大于0.08m，如大于0.1m，如大于0.2m。
在实施例中，加权单元如波束形成单元适于提供M个电输入信号的加权组合，其中M大于2。在实施例中，加权单元提供为M个电输入信号INi(i＝1,…,M)的线性组合的信号：IN1(k,m)*w1(k,m)+…+INM(k,m)*wM(k,m)，其中wi.i＝1,…,M，及M为电输入信号INi的数量，及其中k和m分别为频率和时间指数。权重wi为实数或复数(及通常随时间和频率而变)。
加权单元可实施选择器(在该情形下，权重wi为二元权重，权重之一等于1，另一权重等于0)，或者实施混频器(在该情形下，权重wi为实数，权重的和为1)，或者实施波束形成单元(在该情形下，权重wi通常为复数)。
在本申请中，术语“加权单元”(提供加权信号)和“波束形成单元”(提供波束成形信号)意思无计划差别地互换使用。
在实施例中，权重中的一个或多个为复数。在实施例中，多个电输入信号INi或源自其的信号的加权组合的一个或多个权重wi根据反馈度量改变。
在实施例中，根据反馈度量改变权重以将如波束形成单元的加权重点从一电输入信号变到另一电输入信号。在实施例中，在反馈检测器指明当前声学情形反馈不占优时将如波束形成单元的加权权重配置成强调第二电输入信号。在实施例中，听力装置配置成在反馈检测器指明当前声学情形反馈占优时改变如波束形成单元的加权权重以在加权的如波束成形信号中强调第一电输入信号。在实施例中，听力装置配置成在反馈检测器指明声学情形从反馈占优变到反馈不占优时将如波束形成单元的加权权重从在加权如波束成形信号中强调第一电输入信号朝向强调第二电输入信号变化(反之亦然)。
在实施例中，听力装置配置成在反馈差指明当前声学情形反馈占优时(如每频带确定的)控制波束形成单元增大波束成形信号中第一电信号的权重。在实施例中，听力装置配置成在反馈差指明当前声学情形反馈占优(或反馈不占优)时控制波束形成单元增大(或减小)波束成形信号中(如在频带中)第一电信号的权重。在实施例中，听力装置配置成在反馈差指明当前声学情形反馈占优(或反馈不占优)时控制波束形成单元减小(或增大)波束成形信号中(如在频带中)第二电信号的权重。在实施例中，听力装置配置成在反馈差指明当前声学情形反馈占优时(如每频带确定的)控制波束形成单元增大波束成形信号中第一电信号的权重及减小波束成形信号中第二电信号的权重。在实施例中，听力装置配置成在反馈差指明当前声学情形反馈不占优的频带中控制加权单元(如混频器或波束形成单元)在混合或波束成形信号中减小第一电信号的权重和/或增大第二电信号的权重。
在实施例中，听力装置包括输入单元(如包括第一和第二传声器，和/或直接电输入(如无线接收器))和输出单元之间的正向或信号通路。在实施例中，信号处理单元位于输入和输出单元之间的正向通路中。在实施例中，信号处理单元适于根据用户的具体需要提供随频率而变的增益。在实施例中，听力装置包括具有用于分析输入信号(如确定电平、调制、信号类型、声反馈估计量等)的功能件的分析通路。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，信号处理单元配置成在反馈检测器的指示表明当前声学情形反馈占优时采取不同于控制波束形成器单元的其它措施。在实施例中，这样的其它措施可包括改变反馈抵消系统的参数如改变自适应算法的自适应速率和/或对正向通路的信号施加去相关(如频移)。
在实施例中，下面的优先级方案目标在于(P1、P2、P3、P4，其中P1和P4分别具有最高和最低优先级)例如按频带级优先：
-P1：使啸声和/或非自然信号最小化。
-P2：按规定施加增益(施加目标增益)。
-P3：尽可能地使用自然耳廓效应(通过强调位于耳道处或耳道中的第二输入变换器)。尽可能地增大SNR(对于第二电信号)。
-P4：尽可能地降低传声器噪声。
第一和第二输入变换器计划位于用户的同一耳朵处。在实施例中，第一和第二输入变换器分别包括第一和第二传声器。
在实施例中，听力装置包括适于佩戴在用户耳朵处或耳后的BTE部分及适于位于用户耳道处或耳道中的ITE部分。在实施例中，第一输入变换器位于BTE部分中。在实施例中，第二输入变换器位于ITE部分中。
在实施例中，第一输入变换器位于BTE部分中，及第二输入变换器位于ITE部分中。在实施例中，BTE部分包括一个以上输入变换器，如位于BTE部分中的两个输入变换器，这对于来自声学远场的信号有助于形成定向系统。在实施例中，ITE部分包括一个以上输入变换器如传声器，定位成当安装在用户耳道中时使得其拾取来自ITE部分和耳膜之间的耳道腔的声音。
在实施例中，听力装置包括时域到时-频域转换单元，从而使能在(时-)频域处理信号。在实施例中，比较单元配置成在多个频带处理第一和第二电输入信号。在实施例中，比较单元配置成仅比较所选的频带，例如与从第二输入变换器到第一输入变换器的声传递函数相一致。在实施例中，所选的频带为估计将处于包含明显反馈风险的频带，例如处于产生啸声的风险。在实施例中，所选的频带预先确定，例如在调整程序(如验配会话)时确定。在实施例中，所选的频带动态确定，例如使用学习程序(例如通过考虑所有频带开始，然后将比较限制到跨预定时间段经历明显的电平差(如高于预定阈电平)的频带)。
在实施例中，输入单元和/或收发器单元包括用于提供输入信号的时频表示的时域到时频域转换(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和频率范围的相应复值或实值的阵列或映射。在实施例中，TF转换单元包括用于对(时变)输入信号进行滤波并提供多个(时变)输出信号的滤波器组，每一输出信号包括截然不同的输入信号频率范围。在实施例中，TF转换单元包括用于将时变输入信号转换为频域中的(时变)信号的傅里叶变换单元。在实施例中，听力装置考虑的、从最小频率fmin到最大频率fmax的频率范围包括从20Hz到20kHz的典型人听频范围的一部分，例如从20Hz到12kHz的范围的一部分。在实施例中，听力装置的正向通路和/或分析通路的信号拆分为NI个(如均匀)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。在实施例中，听力装置适于在NP个不同频道处理正向和/或分析通路的信号(NP≤NI)。频道可以宽度一致或不一致(如宽度随频率增加)、重叠或不重叠。
在实施例中，信号处理单元和/或反馈检测单元和/或输入信号权重控制单元中的信号处理在时域进行(对宽带信号)。在实施例中，信号处理单元和/或反馈检测单元和/或输入信号权重控制单元中的信号处理在时频域进行(在多个频带中)。在实施例中，信号处理单元中的信号处理在时频域进行，而反馈检测单元和/或输入信号权重控制单元中的信号处理在时域进行(或者在比信号处理单元中数量少的频带中)。在实施例中，信号处理单元中的信号处理在时域进行，而反馈检测单元和/或输入信号权重控制单元中的信号处理在时频域进行。
在实施例中，所述权重控制单元配置成在多个频带中提供第一和第二权重。在实施例中，所述反馈度量在多个频带中提供。
在实施例中，输入信号权重控制单元配置成根据在给定频带将要施加的预定最大增益控制或影响施加到第一和第二电输入信号的第一和第二权重，所述预定最大增益在所述听力装置使用之前确定或者在使用期间动态确定。
在实施例中，反馈检测单元包括：
-第一信号强度检测器，用于提供所述第一电输入信号的信号强度估计量；及
-第二信号强度检测器，用于提供所述第二电输入信号的信号强度估计量；
-比较单元，连接到第一和第二信号强度检测器并配置成比较第一和第二电输入信号的信号强度估计量及提供标示所述信号强度估计量之间的差的信号强度比较度量；
-决策单元，用于基于所述信号强度比较度量提供标示从所述输出变换器到第一和/或第二输入变换器的当前声反馈的反馈度量。
术语“信号强度”意为包括信号电平、信号功率和信号能量中的一个或多个。在实施例中，信号强度检测器包括电平检测器或功率谱检测器。在实施例中，(如在特定频率或频率范围的)“信号强度”指(如在特定频率或频率范围的)功率谱密度。
在实施例中，反馈检测单元配置成提供当前声反馈的估计的电平。在实施例中，标示当前声反馈的反馈度量提供为第一和/或第二电输入信号声反馈占优的概率(如在多个频带中)。
在实施例中，听力装置包括用于减少从输出变换器到第一和/或第二输入变换器的声或机械反馈的反馈抵消系统。在实施例中，该反馈抵消系统包括自适应滤波器。自适应反馈抵消有能力跟踪反馈通路随时间的变化。例如其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。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。它们均具有使误差信号的均方最小化的特性，NLMS另外使滤波器更新相对于一些参考信号的欧几里得范数的平方归一化。
在实施例中，标示声反馈量的反馈度量用于控制反馈抵消系统。在实施例中，听力装置配置成根据反馈度量控制反馈抵消系统的自适应算法的自适应速率。在实施例中，听力装置包括去相关单元，用于增加来自听力装置的输出信号和去往听力装置的输入信号之间的去相关(例如通过在听力装置的正向通路中引入小的频移如<20Hz)。在实施例中，听力装置配置成根据反馈度量控制去相关单元(如其启用或禁用和/或频移的大小)。
在实施例中，听力装置如反馈抵消系统配置成估计从输出变换器到第一和/或第二输入变换器的当前反馈通路及将所述当前反馈通路的估计量从相应的第一和/或第二电输入信号减去以提供相应的反馈校正的电输入信号。在实施例中，反馈检测单元配置成确定反馈的当前电平和/或当前电平的变化和/或当前电平的变化速率何时高于相应的预定反馈和反馈变化阈值并提供标示其的反馈变化度量(例如形成补充到反馈度量的部分)。在实施例中，听力装置如反馈抵消系统配置成使得根据所述反馈变化度量(即当反馈的当前电平和/或当前电平的变化和/或当前电平的变化速率何时高于(或低于)相应的预定反馈和反馈变化阈值时)禁止(和/或使能)所述当前反馈通路的估计量的更新。
在实施例中，加权或波束形成单元包括第一远场调节单元，配置成针对相对于远场声源处于不同位置而补偿电输入信号，藉此可在来自环境的目标信号方向提供加权或波束成形信号的最大方向灵敏度。在实施例中，加权或波束形成单元包括第二近场调节单元，以针对相对于近场声源处于不同位置而补偿电输入信号，藉此可在输出变换器的方向提供加权或波束成形信号的最小方向灵敏度。
在实施例中，权重控制单元配置成基于来自反馈检测单元的反馈度量及基于听力损失处理单元请求的目标增益确定第一和第二权重w1,w2。
在实施例中，输入信号权重控制单元配置成在提供当前随电平和频率而变的目标增益的同时控制第一和第二权重以避免啸叫。
在实施例中，信号强度意为信号的量值(电平)。在实施例中，决策单元配置成应用反馈差阈值以在反馈占优和非反馈占优声学情形之间进行二元区分。在实施例中，推定当前声学情形声反馈占优的条件通过第二电输入信号的信号强度(如电平或功率或能量)大于第一电输入信号的信号强度(如电平或功率或能量)且标示信号强度估计量之间的差的信号强度比较度量大于反馈差阈值而确定。在实施例中，反馈差阈值随频率而变。在实施例中，反馈差阈值在不同的频带不同。反馈差阈值优选根据信号强度是电平、功率还是能量进行调整。在实施例中，反馈差阈值为第二和第一电输入信号的电平之间的差的阈值，其找出具有反馈的声学情形(反馈占优)和没有反馈的声学情形(非反馈占优)之间的区别。在实施例中，决策单元配置成应用反馈差阈值以在反馈占优和反馈不占优声学情形之间进行二元区分。
在实施例中，反馈差阈值预先确定。在实施例中，该反馈阈值在验配会话期间确定，如在听力装置正常使用之前。在实施例中，来自耳道的声源(如听力装置的输出变换器)从第二输入变换器到第一输入变换器的传递函数(如衰减)在离线程序确定，例如在针对特定用户验配听力装置期间。在实施例中，从第二输入变换器到第一输入变换器的传递函数在使用听力装置之前估计，例如使用“平均头部模型”，如头-躯干模拟器(如Brüel&
Sound&Vibration Measurement A/S的4128C头和躯干模拟器(HATS))。在实施例中，从第二输入变换器到第一输入变换器的传递函数动态估计。在实施例中，反馈差阈值在5dB和25dB之间。在实施例中，反馈差阈值适于表示第一和第二电输入信号之间的电平差。在实施例中，反馈差阈值在15dB和25dB之间。在实施例中，反馈差阈值大于15dB，如约20dB。
在实施例中，听力装置配置成根据涉及反馈度量的预定判据控制波束形成单元、反馈抵消系统和/或增益控制单元。在实施例中，涉及反馈度量的预定判据包括行动有关的反馈度量值范围到与波束形成器单元、反馈抵消系统和增益控制单元有关的行动的查询表。
在实施例中，听力装置包括助听器、耳机、有源耳朵保护装置或其组合。在实施例中，听力装置包括助听器如听力仪器，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，和/或包括植入部分(例如耳蜗植入型助听器的电极及相关机械和电子部分，或者用于将骨锚式助听器的振动器固定到用户头部的固定元件)的听力仪器。
在实施例中，听力装置适于提供随频率而变的增益和/或随电平而变的压缩和/或一个或多个频率范围到一个或多个其它频率范围的移频(具有或没有频率压缩)以补偿用户的听力受损。在实施例中，听力装置包括用于增强输入信号并提供处理后的输出信号的信号处理单元。
在实施例中，输出单元配置成基于处理后的电信号提供由用户感知为声信号的刺激。在实施例中，输出单元包括耳蜗植入物的多个电极或者骨导听力装置的振动器。在实施例中，输出单元包括输出变换器。在实施例中，输出变换器包括用于将刺激作为声信号提供给用户的接收器(扬声器)。在实施例中，输出变换器包括用于将刺激作为颅骨的机械振动提供给用户的振动器(例如在附着到骨头的或骨锚式听力装置中)。
在实施例中，输入单元包括用于接收包括声音的无线信号及用于提供表示所述声音的电输入信号的无线接收器。在实施例中，波束形成单元适于增强佩戴听力装置的用户的局部环境中的多个声源之中的目标声源。在实施例中，波束形成单元适于检测(如自适应检测)(至少)到特定声源(如目标声源)的方向。
在实施例中，听力装置包括用于从另一装置如通信装置或另一听力装置接收直接电输入信号的天线和收发器电路。
在实施例中，听力装置和另一装置之间的通信处于基带(音频频率范围，如在0和20kHz之间)。优选地，听力装置和另一装置之间的通信基于高于100kHz的频率下的某类调制。优选地，用于在听力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(如蓝牙低功率技术)。
在实施例中，听力装置具有0.15m级的最大外尺寸(如手持移动电话)。在实施例中，听力装置具有0.08m级的最大外尺寸(如头戴式耳机)。在实施例中，听力装置具有0.04m级的最大外尺寸(如听力仪器)。
在实施例中，听力装置是便携式装置，例如包括本地能源如电池例如可再充电电池的装置。
在实施例中，表示声信号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采样速率fs进行采样，fs例如在从8kHz到48kHz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Nb比特表示声信号在tn时的值，Nb例如在从1到48比特的范围中如24比特。数字样本x具有1/fs的时间长度，如50μs，对于fs＝20kHz。在实施例中，多个音频样本按时间帧安排。在实施例中，一时间帧包括64个音频数据样本(如对应于3.2ms的帧长度)。根据实际应用可使用其它帧长度。
在实施例中，听力装置包括模数(AD)转换器以按预定的采样速率如20kHz对模拟输入进行数字化。在实施例中，听力装置包括数模(DA)转换器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。
在实施例中，听力装置包括多个检测器，配置成提供与听力装置的当前网络环境(如当前声环境)有关、和/或与佩戴听力装置的用户的当前状态有关、和/或与听力装置的当前状态或运行模式有关的状态信号。作为备选或另外，一个或多个检测器可形成与听力装置(如无线)通信的外部装置的一部分。外部装置例如可包括另一听力装置、遥控器、音频传输装置、电话(如智能电话)、外部传感器等。
在实施例中，多个检测器中的一个或多个作用于全频带信号(时域)。在实施例中，多个检测器中的一个或多个作用于频带拆分信号((时-)频域)。
在实施例中，多个检测器包括用于估计正向通路信号的当前电平的电平检测器。在实施例中，预定判据包括正向通路信号的当前电平是高于还是低于给定(L-)阈值。
在特定实施例中，听力装置包括话音检测器(VD)，用于确定输入信号(在特定时间点)是否包括话音信号。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，话音检测器适于将用户自己的话音也检测为“话音”。作为备选，话音检测器适于从“话音”的检测排除用户自己的话音。
在实施例中，听力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，听力装置的传声器系统适于能够在用户自己的话音及另一人的话音之间进行区分及可能与无话音声音区分。
在实施例中，听力装置包括分类单元，配置成基于来自(至少部分)检测器的输入信号及可能其它输入对当前情形进行分类。在本说明书中，“当前情形”意指下述之一或多个：
a)物理环境(如包括当前电磁环境，例如发生计划或者未计划由听力装置接收的电磁信号(如包括音频和/或控制信号)，或者当前环境不同于声学的其它性质)；
b)当前声学情形(输入电平、反馈等)；
c)用户的当前模式或状态(运动、温度等)；
d)听力装置和/或与该听力装置通信的另一装置的当前模式或状态(所选的程序、自上次用户交互作用之后已消逝的时间等)。
在实施例中，听力装置还包括用于所涉及应用的其它适宜功能，如压缩、降噪等。
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，提供在包括彼此足够接近的传声器和扬声器的系统或装置中的用途，其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。
听力系统
另一方面，本发明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听力装置及包括辅助装置的听力系统。
在实施例中，该听力系统适于在听力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，可能音频信号)能在其间进行交换或从一装置转发给另一装置。
在实施例中，辅助装置是或包括音频网关设备，其适于(如从娱乐装置例如TV或音乐播放器，从电话装置例如移动电话，或从计算机例如PC)接收多个音频信号，及适于选择和/或组合所接收音频信号(或信号组合)中的适当信号以传给听力装置。在实施例中，辅助装置是或包括遥控器，用于控制听力装置的功能和运行。在实施例中，遥控器的功能实施在智能电话中，该智能电话可能运行使能经智能电话控制音频处理装置的功能的APP(听力装置包括适当的到智能电话的无线接口，例如基于蓝牙或一些其它标准化或专有方案)。
在实施例中，辅助装置为另一听力装置。在实施例中，听力系统包括适于实施双耳听力系统如双耳助听器系统的两个听力装置。
定义
声源的“近场”为靠近声压和声粒子速度不同相(波前不平行)的声源的区域。在近场中，声音强度可随距离大大变化(相较于声学远场)。近场通常限于距声源的距离约等于声音波长。声音的波长λ由λ＝c/f给出，其中c为声音在空气中的速度(343m/s,@20℃)及f为频率。在f＝1kHz，例如声音的波长为0.343m(即34cm)。另一方面，在声学“远场”中，波前平行，及每当距声源的距离翻倍时，声场强度降低6dB(平方反比定律)。
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。扬声器可连同听力装置的其它部件一起设置在壳体中，或者其本身可以是外部单元(可能与柔软的引导元件如圆顶状元件组合)。
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单元。信号处理单元可适于在时域或者在多个频带处理输入信号。在一些听力装置中，放大器和/或压缩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/或用于保存在处理中使用(或可能使用)的参数和/或用于保存适合听力装置功能的信息和/或用于保存例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，输出单元可包括输出变换器，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，输出单元可包括一个或多个用于提供电信号的输出电极(例如用于电刺激耳蜗神经的多电极阵列)。
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。
听力装置如助听器可适应特定用户的需要如听力受损。听力装置的可配置的信号处理单元可适于施加随频率和电平而变的输入信号压缩放大。定制的随频率和电平而变的增益可在验配过程中基于用户的听力数据如听力图使用验配依据通过验配系统确定。随频率和电平而变的增益例如可体现在处理参数中，例如经到编程装置(验配系统)的接口上载到听力装置并由该听力装置的可配置的信号处理电路执行的处理算法使用。
“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。辅助装置例如可以是遥控器、音频网关设备、移动电话(如智能电话)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。听力装置或听力系统例如可形成与广播系统、有效耳朵保护系统、免提电话系统、汽车音频系统、娱乐(如卡拉OK)系统、远程会议系统、教室放大系统等交互作用的部分。
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示出了根据本发明的包括反馈检测单元和权重控制单元的听力装置的第一实施例。
图1B示出了根据本发明的听力装置的第二实施例。
图1C示出了根据本发明的听力装置的第三实施例。
图1D示出了根据本发明的听力装置的第四实施例。
图2A示出了根据本发明的听力装置的第五实施例，包括反馈检测单元、权重控制单元和第一动态反馈抵消系统。
图2B示出了根据本发明的听力装置的第六实施例，包括反馈检测单元、权重控制单元和第二动态反馈抵消系统。
图3示出了根据本发明的听力装置的第七实施例，包括反馈检测单元、权重控制单元和动态反馈抵消系统。
图4A示意性地示出了根据本发明的听力装置实施例的第一和第二输入变换器之间的增益的第一示例性分布。
图4B示意性地示出了根据本发明的听力装置实施例的第一和第二输入变换器之间的增益的第二示例性分布。
图4C示意性地示出了根据本发明的听力装置实施例的第一和第二输入变换器之间的增益的第三示例性分布。
图4D示意性地示出了根据本发明的听力装置实施例的第一和第二输入变换器之间的增益的第四示例性分布。
图4E示意性地示出了根据本发明的听力装置实施例的第一和第二输入变换器之间的增益的第五示例性分布。
图4F示意性地示出了根据本发明的听力装置实施例的第一和第二输入变换器之间的增益的第六示例性分布。
图5A示出了典型的双传声器BTE型助听器的传声器相对于耳道和耳膜的定位。
图5B示意性地示出了根据本发明的双传声器M2RITE型助听器的第一实施例的第一和第二传声器相对于耳道和耳膜的定位。
图5C示出了根据本发明的双传声器M2RITE型助听器的第二实施例。
图5D示出了根据本发明的三传声器M2RITE型助听器的实施例。
图6A示出了根据本发明的第一M2RITE型听力装置的实施例。
图6B示出了根据本发明的听力装置的第二实施例。
图7A示意性地示出了使用反馈度量确定多个频带的电输入信号的适当加权。
图7B示出了根据本发明的适合实施图7A的加权方案的听力装置实施例。
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-1D示出了根据本发明的听力装置HD的四个实施例。听力装置HD的每一实施例包括用于提供表示声音的多个(至少两个)电输入信号的输入单元IU(IUa,IUb)。输入单元包括用于从环境拾取声音信号并提供第一电输入信号(IN1)的第一输入变换器(IT1)如第一传声器，及用于从环境拾取声音信号并提供第二电输入信号(IN2)的第二输入变换器(IT2)如第二传声器。第一输入变换器(IT1)适于位于用户耳后(如耳廓后面，如在耳廓和颅骨之间)。第二输入变换器IT2适于位于用户耳中，如耳道入口附近(如耳道处或耳道中或者耳道外面但在耳廓的外耳部分中)。在实施例中，听力装置可包括两个“第一”输入变换器如传声器，适于位于用户耳后(参见图6B中的IT11,IT12)。听力装置HD还包括信号处理单元SPU，用于(至少)基于第一和/或第二电输入信号(IN1,IN2)提供处理后的信号OUT。信号处理单元SPU可位于体戴部分BW中，如位于耳朵处，但作为备选也可位于别处，如另一听力装置中，音频网关设备中，遥控装置中，或智能电话中。听力装置HD还包括输出单元OU，其包括用于将处理后的信号OUT或其进一步处理的版本转换为可由用户感知为声音的刺激的输出变换器OT。输出变换器OT例如位于听力装置的耳内部分ITE中(参见图1C、1D)，其适于位于用户耳中例如用户耳道中，例如RITE型听力装置中照例的那样。信号处理单元SPU位于输入和输出单元之间的正向通路中(在此连接到输入变换器(IT1,IT2)和输出变换器OT)。该信号处理单元SPU包括波束形成单元，用于通过将第一和第二(实数或复数，如随时间和/频率而变的)权重(图3和图7B中的w1,w2)施加到第一和第二电输入信号(IN1,IN2)并将加权的第一和第二电输入信号或源自其的信号组合为波束成形信号BFS(参见图3和7B)而提供波束成形信号。该信号处理单元SPU还包括听力损失处理单元(图3和7B中的G)，其连接到波束形成单元并提供处理后的信号OUT，其中该听力损失处理单元G配置成确定当前随电平和频率而变的目标增益，例如以补偿用户的听力受损。该听力装置HD还包括反馈检测单元或啸声检测器HwD，用于提供反馈度量FBEL。反馈度量例如可给出听力装置的当前声环境的“声反馈占优”或“声反馈不占优”的二元指示。作为备选，反馈度量可指明从输出变换器到第一和/或第二输入变换器的声反馈的量。反馈度量FBEL可随频率而变。听力装置HD还包括输入信号权重控制单元WCU，配置成根据当前反馈电平的度量FBEL和当前随电平和频率而变的目标增益控制或影响施加到第一和第二电输入信号(IN1,IN2)的第一和第二权重WGT(图3和7B中的w1,w2)。
第一和第二输入变换器定位的首要目标是使它们能拾取声学近场中从输出变换器OT泄漏的声音信号，如自耳膜反射的声音。第二输入变换器定位的另一目标是使其能拾取(声学远场)声音信号，其包括源自外耳功能的、来自离第二输入变换器0.5m以上(如1m或2m以上)远的声源的线索(如方向线索)。
图1A-1D的实施例均示出了两个输入变换器(IT1,IT2)。然而，连接到信号处理单元SPU的输入变换器的数量可大于2(IT1,…,ITn，n为从信号处理角度有意义的任何大小(如3或以上))，并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(如在特定位置，如在房间中))。
输入单元(IU；IUa,IUb)的每一输入变换器理论上可以是任何类型，如包括传声器(如一般传声器或振动感测骨导传声器)，或加速计，或无线接收器。图1C和1D的听力装置HD实施例中的每一个包括传声器(如全向传声器)形式的两个输入变换器(IT1,IT2)。
听力装置HD的每一实施例包括输出单元OU，其包括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的输出变换器OT。在图1C和1D的听力装置实施例中，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(深耳道式)听力装置)，或者可位于耳道外面(如BTE型听力装置)，例如连接到声音传播元件(如管)以将来自接收器的输出声音导向用户的耳道(如经位于耳道处或耳道中的耳模)。作为备选，可预见其它输出变换器，如骨导例如骨锚式听力装置的振动器。
听力装置HD的功能元件信号处理单元SPU、输入变换器(IT1,IT2)和输出变换器OT之间的“操作连接”可以任何适当的方式实施，从而使信号能在这些元件之间传送(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(及可能在其控制下))。实线(如那些记为IN1,IN2,OUT的实线)通常表示有线电连接。虚的曲折线(在图1D中记为WL)表示非有线电连接，如无线连接，如基于电磁信号，在该情形下，暗示包括相应的天线和收发器电路(Tx/Rx,Rx/Tx)。在其它实施例中，图1A-1D实施例的一个或多个有线连接可使用适当的收发器电路由无线连接代替，例如以提供针对特定应用优化的听力装置或系统的划分。一个或多个无线链路可基于蓝牙技术(如蓝牙低功率或类似技术)。从而，提供大带宽和相当大的传输距离。作为备选或另外，一个或多个无线链路可基于近场，如电容性或感应通信。后者具有低功耗的优点(以传输距离更小为代价)。
信号处理单元SPU可包括多种处理算法，例如降噪算法，用于根据用户需要增强(可能空间滤波的)波束成形信号以提供处理后的输出信号OUT。信号处理单元SPU例如可包括反馈抵消系统(如包括用于估计从输出变换器到一个或多个输入变换器的反馈通路的一个或多个自适应滤波器，例如参见图2A、2B和3)。在实施例中，反馈抵消系统可配置成使用反馈度量FBEL启动特定“反馈”模式，其中检测到高于预定水平的反馈(例如在特定频带中或整个频带中)。在“反馈”模式下，反馈抵消系统用于更新相应反馈通路的估计量并将前述估计量从相应输入信号(IN1,IN2)(参见图2A)或波束成形信号BFS(参见图2B)减去从而减少(或抵消)输入信号中的反馈贡献。反馈度量FBEL例如可用于控制或影响反馈抵消系统的自适应算法的自适应速率。反馈度量FBEL例如可用于控制或影响正向通路的去相关单元，如频移(开-关，或频移量)。当反馈通路正变化时(由反馈度量或特定反馈变化度量指明)，优选禁用相应反馈通路的估计量的更新。当反馈通路被指明稳定时(如由反馈度量或特定反馈变化度量指明)，优选恢复反馈通路的更新。
所有实施例的听力装置均适于至少部分设置在用户头上或者至少部分植入在用户头中。
图1A按如上所述的其最一般形式示出了根据本发明的听力装置，包括包含输入单元IU的正向通路，该输入单元包括连接到与输出单元OU连接的信号处理单元SPU的两个输入变换器(IT1,IT2)。该听力装置HD还包括(经提供当前反馈电平的度量的信号FBEL)连接到输入信号权重控制单元WCU的反馈检测单元HwD，从而向信号处理单元SPU提供将施加到电输入信号IN1,IN2的权重WGT。图1C和1D中所示的实施例用于图示图1A、1B的听力装置的不同划分。下面对图1B-1D的简要描述集中于与图1A实施例的差别。对于非差别部分，参考上面的一般描述。
图1B示出了如图1A中所示的听力装置HD的实施例，但包括使能在频域分析和/或处理分别来自输入变换器(IT1,IT2，如传声器)的电输入信号(IN1,IN2)的时频转换单元(t/f)。该时频转换单元(t/f)被示为包括在输入单元IU中，但作为备选，也可形成相应输入变换器或信号处理单元SPU的一部分或者为单独的单元。该听力装置HD还包括时频域到时域转换单元(f/t)，被示为包括在信号处理输出单元OU中。作为备选，这样的功能也可位于别处，如结合信号处理单元SPU或输出变换器OT。输入和输出单元(IU,OU)之间的正向通路的信号(IN1,IN2,OUT)被示为粗线并被指明包括Na(如16或64或更多)个频带(具有均匀或不同的频宽)。分析通路的信号(FBEL,WGT)被示为半粗线并被指明包括Nb(如4或16或更多)个频带(具有均匀或不同频宽)。根据系统要求(如功耗、必要的准确度等)，Na和Nb可相等或不同。
图1C示出了如图1A或1B中所示的听力装置HD的实施例，但反馈检测单元(啸声检测器)HwD、权重控制单元WCU和信号处理单元SPU连同一个或多个输入变换器(传声器IT1，如图1C中所示，或者如IT11,IT12，如图6B中所示，形成输入单元部分IUa的一部分)一起位于耳后部分BTE中。第二输入变换器(传声器IT2形成输入单元部分IUb的一部分)连同输出变换器(形成输出单元OU的一部分的扬声器OT)一起位于耳内部分ITE中。BTE和ITE部分通过包括两个以上电导体(如导线)的电缆电连接。
图1D示出了听力装置HD的实施例，其中反馈检测单元(啸声检测器)HwD、权重控制单元WCU及信号处理单元SPU位于ITE部分中，及其中第一输入变换器(传声器IT1)位于体戴部分BW(如BTE部分)中并连接到天线和收发器电路(一起记为Tx/Rx)以将电传声器信号IN1’经无线链路WL无线传输到ITE部分。在另一实施例中，无线连接WL可被有线连接代替。优选地，体戴部分BW适于位于用户身体上从声音接收角度有吸引力的地方，如在用户头上。ITE部分包括第二输入变换器(传声器IT2)，及用于从BW部分接收无线传输的电传声器信号IN1’(提供接收到的信号IN1)的天线和收发器电路(一起记为Rx/Tx)。(第一)电输入信号IN1和第二电输入信号IN2连接到信号处理单元SPU。信号处理单元SPU处理电输入信号并提供处理后的输出信号OUT，其被转发给输出变换器OT(在此为扬声器)并转换为输出声音。BW部分和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支持(独立)听力装置。在第二实施例中，ITE部分可构成自支持(独立)听力装置，及BW部分为增加来提供额外功能的辅助装置。在实施例中，额外功能可包括BW部分的一个或多个传声器以向ITE部分提供方向性和/或备选输入信号。在实施例中，额外功能可包括增加的连通性，例如提供到其它装置如伙伴传声器、特定音频源(如电话、TV或任何其他娱乐声轨)的有线或无线连接。
图2A示出了听力装置HD如助听器的实施例，包括从输入单元IU到输出单元OU的正向通路及包括其间的信号处理单元SPU。该听力装置包括反馈检测单元HwD、权重控制单元WCU和第一动态反馈抵消系统。每一输入变换器ITi(i＝1,2)具有单独的反馈抵消系统，其包括提供表示相应反馈通路FBPi(i＝1,2)的估计量的估计信号FBEiest(i＝1,2)的反馈估计单元FBEi(i＝1,2)及用于将反馈通路估计信号FBEiest从电输入信号INi减去并提供反馈校正的输入信号ERRi(i＝1,2)(经常称为“误差信号”)的组合单元(如求和单元“+”)。反馈通路估计信号FBEiest基于来自信号处理单元SPU的输出信号OUT和相应控制信号FBCi(i＝1,2)(例如基于误差信号ERRi)。在图2A和2B的实施例中，每一反馈估计单元FBEi(i＝1,2)从信号处理单元SPU接收另一控制输入FBMi(i＝1,2)，例如基于来自啸声检测器HwD的反馈度量FBEL，以控制相应反馈估计单元的参数如更新频率、自适应速率、启用或禁用等。
图2B的实施例等同于图2A的实施例，除仅示出了单一反馈估计单元FBE和相关联的组合单元+作用于来自波束形成单元BFU的波束成形信号BFS之外。图2B的实施例另外按结合图1C描述的划分为BTE部分和ITE部分。
图2A和2B的实施例可完全或部分在时域运行，或者完全或部分在时频域运行(通过包括适当的时域到时频域及时频域到时域转换单元，例如参见图1B)。
在图2B的实施例中，BTE部分的信号处理单元SPU包括波束形成单元BFU，用于将(如复值，如随频率而变的)权重WGT(或图3和图7B中的w1,w2)应用于第一和第二电输入信号IN1和IN2，从而提供输入信号的(如复值)加权组合(如加权和)并经组合单元CU(图7B)或图3中的波束形成单元BFU中的求和单元“+”提供因而得到的波束成形信号BFS(BFS＝w1*IN1+w2*IN2)。该波束成形信号BFS馈给增益控制单元G进行进一步增强(如降噪、反馈抑制等)及放大(或衰减)(包括施加用于补偿用户的听力受损的随频率而变的增益)。从输出变换器OT到相应输入变换器IT1和IT2的反馈通路分别记为FBP1和FBP2(参见粗点线箭头)。反馈信号与来自环境的相应信号(当由输入变换器拾取时)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)，ITE部分的(第二)输入变换器IT2处的反馈信号将比到达BTE部分的(第一)输入变换器IT1的反馈信号大得多。该差可按本发明中所述用于识别反馈。然而，波束形成单元BFU可包括第一(远场)调节单元，配置成补偿相对于远场声源处于不同位置的电输入信号IN1,IN2(例如根据传声器位置效应MLE)。第一输入变换器例如设置在位于耳廓后面(如耳廓上面)的BTE部分中，而第二输入变换器位于耳道中或耳道入口附近。从而，可在来自环境的目标信号方向提供波束成形信号的最大方向灵敏度(参见图6A、6B)。类似地，波束形成单元BFU可包括第二(声学近场)调节单元以补偿相对于近场(例如来自位于耳道中的输出变换器)声源处于不同位置的电输入信号IN1,IN2。从而，可在输出变换器OT的方向提供波束成形信号的最小方向灵敏度。
听力装置如反馈检测单元HwD配置成根据反馈度量FBEL控制波束形成单元BFU和/或增益控制单元G。在实施例中，电输入信号IN1,IN2或源自其的信号的加权组合的一个或多个权重(如随频率而变的权重w1(f),w2(f))根据反馈度量FBEL变化，例如根据(如在一频带级的)反馈度量改变波束形成单元的权重以将波束形成单元BFU的强调从一电输入信号变到另一电输入信号。在实施例中，反馈检测单元HwD配置成控制权重控制单元WCU或波束形成单元以在反馈度量FBEL表明当前声学情形反馈占优(例如|SS2-SS1|>FBTH，例如参见图7A、7B)时增大波束成形信号BFS中第一电信号IN1的权重(w1)。
听力装置如反馈检测单元HwD还可配置成根据反馈度量FBEL控制增益控制单元G。在实施例中，听力装置配置成基于啸声检测器指明(如在一频带级)当前声学情形反馈占优而减小施加的增益。
图2B实施例的BTE部分包括包含反馈估计单元FBE的反馈抑制(抵消)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，更新滤波器系数馈给(经信号UPD)并应用于自适应滤波器的可变滤波器部分。反馈抑制系统还包括组合单元(+)，其中当前反馈通路FBest的估计量被从来自波束形成单元BFU的输入信号BFS减去，所得的(反馈减少的)“误差”信号ERR馈给增益控制单元G进行进一步处理及馈给FBE单元的自适应滤波器的算法部分以用于估计反馈通路。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FBest(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)。在所示实施例中，听力装置使用来自啸声检测器HwD的反馈度量信号FBEL控制施加到第一和第二电输入信号(IN1,IN2)的权重WGT。反馈度量信号FBEL还可用于影响或控制反馈估计单元FBE，例如影响或控制其自适应速率(包括可变滤波器部分的滤波器系数是否应被更新)。当反馈通路正变化时(由反馈度量或特定反馈变化度量指明)，优选可禁用反馈通路估计量的更新。在其它实施例中，每一输入变换器(传声器)(IT1,IT2)具有其自身的反馈抑制系统(例如如图2A中所示)，在该情形下，经组合单元(+)的反馈校正在施加波束成形之前进行。
图3示出了根据本发明的听力装置HD的实施例，包括反馈检测单元HwD、权重控制单元WCU和动态反馈抵消系统。图3的实施例与图2A的实施例类似，但图2A的信号处理单元SPU在图3中被更详细地示出并包含波束形成单元BFU。波束形成单元BFU包括第一和第二乘法单元x，用于将第一和第二复数或实数(随频率而变的)权重因子(w1(f),w2(f)，f为频率，这些权重由权重控制单元WCU提供)施加到第一和第二误差信号(ERR1,ERR2)。波束形成单元BFU还包括组合单元(求和单元+)，用于组合加权的第一和第二误差信号(w1*ERR1,w2*ERR2)，从而提供波束成形信号BFS。权重控制单元WCU基于来自反馈检测单元HwD的反馈度量FBEL和基于反馈估计单元FBE提供的反馈估计量FBest及基于听力损失处理单元G请求的目标增益TG确定第一和第二权重w1,w2。听力装置的正向通路包括另一组合单元(乘法单元x)，用于施加所得的增益以提供输出信号OUT。在实施例中，权重控制单元WCU包括在线反馈管理器OFBM，适于动态更新可应用于正向通路信号的最大允许增益IGmax(参见从权重控制单元WCU到听力损失处理单元G的点线)。第一和第二电输入信号之间的增益的多种示例性分布在图4A-4F中示出。
图4A-F示出了根据本发明的包括在线反馈管理器OFBM的双传声器权重控制单元WCU的示例性目的。每一图示出了第一和第二输入变换器(IT1,IT2)在给定目标增益下及在给定反馈情形下稳定增益相对于不稳定增益(导致啸声)的分布。图4A、4B、4C示出了在听力装置实施例中没有反馈抵消系统(或者在这样的系统被禁用的运行模式下)的场景。图4D、4E、4F示出了在听力装置的实施例中包括反馈抵消系统(处于该系统被使能的运行模式下)的场景。从而提供增大的增益裕度GM。由反馈抵消系统提供的“稳定增益”的增加量在图4D-4F中由记为DFC的(深灰)范围图示。
双传声器WCU/OFBM例如适于在分开的频带中工作(这样，图4A-4F中的每一个可表示特定频带)。
图4A示出了具有两个输入变换器(如传声器)IT1和IT2的系统，其中增益可在它们之间分布以实现需要的目标增益TG。传声器波束形成器模块BFU的所得增益为BFS(f,t)＝IN1(f,t)*W1(f,t)+IN2(f,t)*W2(f,t)，其中W1(f,t)和W2(f,t)为随频率和时间而变的(复数或实数)权重。在当前系统中，希望在“前传声器”IT2(位于耳道处或耳道中)上具有尽可能多的增益。如果在前传声器IT2的环路增益LG2为0dB(LG2＝0)时的极限高于目标增益TG，这是可能的。在该情形下，增益裕度GM2为正。波束成形信号BFS(f,t)(例如参见图3)例如可设定为等于IN2(f,t)(W1＝0,W2＝1)，其(有利地)可提供全部的目标增益TG(没有啸声风险)。
图4B示出了IT2的增益裕度由于更多反馈(GM2<0)而为负的情形。在该情形下，目标增益TG高于IT2的稳定增益(没有啸声)。该解决方案将IT2上的增益降低到低于LG2＝0dB时的水平。另一输入变换器IT1上的增益则被提高以实现目标增益TG。因此，BFS＝IN1*W1+IN2*W2。IT2上减小的增益裕度GM2例如可通过反馈检测单元和/或反馈通路估计系统检测。
图4C示出了位于耳道处或耳道中的第二输入变换器IT2上的反馈非常关键的情形。在该情形下，增益的可观部分(或大部分)优选放在位于耳后的第一输入变换器IT1上(直到IT2上的增益裕度允许再次增大该增益为止)。该情形可以是当电话放在耳朵附近时，这增加了到位于耳朵处或耳中的传声器的声反馈。
图4D示出了系统包括反馈抵消系统(如动态反馈控制系统DFC，例如包括在线反馈管理器)的设置，其可增大第二输入变换器IT2的可能最大增益MG2而没有产生啸声的(不受欢迎的)的副作用。在该情形下，IT2上的增益可超过DFC系统的(稳定增益)范围内的LG2＝0极限(没有DFC)。
图4E示出了反馈增大的情形(可以是“电话在耳朵处”的情形)。在该情形下，两个传声器上的稳定增益减小，及DFC系统的性能下降。在该情形下，增益被更多地移到第一输入变换器IT1(直到反馈抵消系统已收敛到反映新反馈通路的反馈估计量为止)。
图4F示出了减慢工作的DFC系统已针对新反馈通路调节的情形。在该情形下，第二输入变换器IT2上的增益可增大到更高的水平但低于MG2，第一输入变换器IT1上的增益被降低以匹配目标增益TG。
图5A示意性地示出了典型的(现有技术)双传声器BTE型助听器HD’的传声器(ITf,ITr)相对于耳道EC和耳膜的定位。该助听器HD’包括BTE部分(BTE’)，其包括位于BTE部分(BTE’)的壳体(外壳)顶部中(或声音可接近)的两个输入变换器(ITf,ITr)(如传声器)。当安装在用户耳朵(或耳廓)处(后面)时，传声器(ITf,ITr)定位成使得一个(ITf)更面向前面(参见图5A中记为“前”的箭头)及一个(ITr)更面向用户的后面(参见图5A中记为“后”的箭头)。两个传声器定位成分别与耳道EC的入口相距距离df和dr。两个距离彼此属于类似的大小(例如在50％或20％或10％内)。
图5B和5C示意性地示出了根据本发明的双传声器M2RITE型助听器HD的两个实施例的第一和第二传声器(IT1,IT2)相对于耳道EC和耳膜的定位。一个传声器(IT2)位于(ITE部分中)耳道入口EC处或者从耳道开口朝向耳膜的方向缩进。另一传声器(IT1)位于BTE部分(BTE)之中或之上，BTE部分位于用户耳后。第一传声器(IT1)更面向用户的后面(参见图5B中记为“后”的箭头)，而第二传声器(IT2)更面向用户的前面(参见图5B中记为“前”的箭头)。两个传声器(IT1,IT2)之间的距离由d指示。从耳道EC到各个传声器(IT2,IT1)的距离因而分别≈0和d(因而到耳道EC入口的距离差为d)。因此，由第一和第二传声器(IT1,IT2)从位于耳道EC入口附近的声源(在此例如从位于耳道EC中的助听器的输出变换器)接收的信号电平(或功率或能量)将具有可观的差异。助听器HD，在此为BTE部分(BTE)，被示为包括用于对助听器供电的电池BAT，及包括用户接口UI(图5B)，在此为BTE部分的壳体上的开关或按钮。用户接口例如配置成使用户能影响助听器的功能。作为备选(或另外)，其可实施在遥控装置中(例如实施为智能电话或类似装置的APP)。
图5B和5C中所示的听力装置实施例例如包括与图1A-1D中所示实施例一样的功能部分。BTE壳体和部件定位在图5B和5C的实施例之间不同。在图5C的实施例中，输入变换器IT1位于壳体的下部(在图5B的实施例中电池位于该处)。因此，在图5C的实施例中，电池被更多地移向BTE壳体主体的中间，如该壳体的中间部分的尺寸增加反映的。从而，图5C的实施例更容易配置成使得两个输入变换器(IT1,IT2)在听力装置在正常工作状态安装在用户耳朵处时沿实质上水平的线定位(例如参见图5C中的输入变换器IN1、IN2和虚双箭头线OL)。这具有有助于来自输入变换器的电输入信号在适当(水平)方向如用户的“视向”波束成形的优点。
图5D示出了根据本发明的三传声器M2RITE型助听器的实施例。图5D示意性地示出了根据本发明的(及例如结合图6B所示和所述的)三传声器助听器HD的第一、第二和第三传声器(IT11,IT12,IT2)相对于耳道EC和耳膜的定位。图5D的实施例提供具有位于BTE部分上(如图5A中所示)的两个传声器(IT11,IT12)的现有技术双传声器解决方案和包括位于耳道处的传声器IT2的单传声器(MRITE，未示出)或双传声器(M2RITE)解决方案(其中该双传声器解决方案在图5B、5C中示出)之间的混合方案。
图6A和6B示出了根据本发明的M2RITE型听力装置的第一和第二实施例。
图6A和6B中的每一个示出了根据本发明的示例性听力装置。该听力装置HD如助听器属于特定类型(有时称为耳内接收器式或RITE型)，包括适于位于用户耳朵处或耳后的BTE部分(BTE)和适于位于用户耳道中或耳道处并包括输出变换器OT如接收器(扬声器)的ITE部分(ITE)。BTE部分和ITE部分通过连接元件IC和ITE及BTE部分中的内部接线(例如参见BTE部分中示意性地示为Wx的接线)进行连接(如电连接)。BTE部分和ITE部分中的每一个分别包括输入变换器IT1和IT2，其用于从佩戴听力装置的用户的环境拾取声音。在实施例中，ITE部分相对开放，以使空气能通过和/或在其周围，从而使用户感知的堵耳效应最小化。在实施例中，根据本发明的M2RITE型的ITE部分相较典型的RITE型没有那么开放，仅包括扬声器OT和将扬声器定位在耳道中的圆顶DO。在实施例中，根据本发明的M2RITE型的ITE部分包括耳模及其用于使相当大的声压级能传到用户(如具有严重到深度听力损失的用户)的耳膜。
在图6A和6B的听力装置实施例中，BTE部分包括输入单元，其包括一个或多个输入变换器(如传声器)(在图6A中为一个，即IT1；在图6B中为两个，即IT11,IT12)，每一输入变换器用于提供表示输入声音信号的电输入音频信号。输入单元还包括两个(如可个别选择的)无线接收器(WLR1,WLR2)，用于提供相应的直接接收的辅助音频输入信号和/或控制或信息信号。BTE部分包括其上安装有多个电子元件(WCU,HwD,SPU)的衬底SUB，包括用于提供标示当前声反馈的反馈度量的反馈检测单元/啸声检测器HwD。BTE部分还包括权重控制单元WCU，配置成控制或影响根据当前反馈电平的度量施加到第一和第二电输入信号的第一和第二权重。BTE部分还包括可配置的信号处理单元SPU，其包括处理器和存储器并适于基于当前选择(启动)的助听器程序/参数设置(基于一个或多个传感器和/或来自用户接口的输入自动选择)选择和处理一个或多个电输入音频信号和/或一个或多个直接接收的辅助音频输入信号。可配置的信号处理单元SPU提供增强的音频信号。在实施例中，信号处理单元SPU、啸声检测器HwD和权重控制单元WCU均形成集成电路如数字信号处理器的一部分。
该听力装置HD还包括输出单元OT(如输出变换器)，用于基于来自信号处理单元的增强的音频信号或源自其的信号提供增强的输出信号作为可由用户感知为声音的刺激。作为备选或另外，根据具体应用场景，来自信号处理单元的增强的音频信号可进一步处理和/或传给另一装置。
在图6A和6B的听力装置实施例中，ITE部分包括扬声器(接收器)形式的输出单元OT，用于将电信号转换为声信号。ITE部分还包括(第二)输入变换器IT2(如传声器)，用于从环境拾取声音。此外，(第二)输入变换器IT2可根据声学环境从输出变换器OT拾取或多或少的声音(无意声反馈)。ITE部分还包括引导元件如圆顶或耳模DO，用于引导并将ITE部分定位在用户的耳道中。
图6A的听力装置可表示包含两个输入变换器(IT1,IT2，如传声器)的M2RITE型助听器，当听力装置在工作时安装在用户头上时，使得一个输入变换器IT2(ITE部分中)位于用户的耳道中或耳道处，及另一个输入变换器IT1(ITE部分中)位于耳朵处(如用户的耳后(耳廓后面))。在图6A的实施例中，听力装置配置成使得两个输入变换器(IT1,IT2)在听力装置在正常运行状态安装在用户耳朵处时沿实质上水平的线OL定位(例如参见图6A中的输入变换器IN1,IN2和虚双箭头线OL)。这具有有助于来自输入变换器的电输入信号在适当(水平)方向如在用户的“视向”(如朝向目标声源)波束成形的优点。
图6B中所示的听力装置实施例除下面的差别之外与图6A中所示的实施例基本一样。图6B中所示的听力装置实施例包括三个输入变换器(IT11,IT12,IT2)(代替图6A中的两个)。在图6B的实施例中，输入单元被示为精确地包含三个输入变换器(IT11,IT12,IT2)，两个(IT11,IT12)在BTE部分中及一个(IT2)在ITE部分中。在图6B的实施例中，BTE部分的两个“第一”输入变换器按目前技术水平的典型BTE方式进行定位，使得在听力装置佩戴期间，两个输入变换器(如传声器)沿实质上指向耳廓顶部的用户视向的水平线定位(藉此，图6B中的两个输入变换器可分别看作“前”输入变换器IT11和“后”输入变换器IT12)。三个传声器的定位具有基于三个传声器的方向信号可灵活提供的优点。在实施例中，该听力装置包括用于组合来自两个第一输入变换器IT11,IT12的两个电输入信号并提供波束成形信号的波束形成单元。在实施例中，波束成形信号可被视为(或构成)第一电输入信号并与第二电输入信号一起用作加权单元的输入，其权重如本发明中所述通过反馈度量进行控制。
该听力装置如信号处理单元SPU包括反馈抵消系统，用于减少或抵消从输出变换器OT到BTE部分的(第二)输入变换器IT2和/或到(第一)输入变换器IT1的反馈(例如参见图2A、2B)。该反馈抵消系统优选可通过反馈度量进行控制或受其影响。
图6A和6B中例示的听力装置HD为便携装置，且还包括电池BAT如可再充电电池，用于对BTE部分和ITE部分中的电子元件供电。图6A和6B的听力装置在多个不同实施例中可实施图1A、1B、1C、1D、2A、2B、3或7B中所示的听力装置的实施例。
在实施例中，听力装置如助听器(如信号处理单元SPU)适于提供随频率而变的增益和/或随电平而变的压缩和/或一个或多个频率范围到一个或多个其它频率范围的移频(具有或没有频率压缩)，例如以补偿用户的听力受损。
图7A示意性地示出了使用反馈度量FBEL控制波束形成器在多个频带的权重(w1,w2)。反馈度量FBEL，其(在该实施例中)取0和1之间区间中的值，被示为是频率f[kHz]或频带BAND#(1-8)的函数。八个频带假定跨越适宜的频率范围(如0和8或10或更大kHz之间)。可使用任何其他数量的频带，如4或16或64或更多个。FBEL的值等于或高于0.5表明声学情形反馈占优。FBEL的值低于0.5表明声学情形反馈不占优。上面的分段线性图示意性地示出了第二输入变换器IT2(如位于用户耳道中或耳道处)的最大允许增益IGmax(IT2)(IGmax值例如由存储器中保存的预定值或者由在线反馈管理器OFBM提供)。IGmax取决于助听器类型及当前反馈(和计划的反馈裕度)。反馈占优的频率范围在图7A中由记为“反馈占优”的点线双箭头的指明(覆盖频带3-7，例如对应于2和4kHz之间的频率范围)。在该频率范围，最大允许增益IGmax(IT2)被减小(以避免环路增益(＝IGmax+FB，按对数表示，FB为反馈增益)变得太大(如>0dB)而导致啸声)。反馈占优的频率范围还由大于或等于0.5的反馈度量FBEL指明(参见图7A的下部)。第二输入变换器IT2的请求的所得增益(目标增益)由记为“所得增益”的实线示意性地指明。图7A中通过中间的条图指明了第一和第二输入变换器IT1,IT2的权重w1(f),w2(f)的随频率而变的控制，这些权重对波束成形信号(图2B、3中的BFS)有贡献，其中指明了随频率而变的增益值。黑条示出了施加到来自第一输入变换器IT1的信号(第一电输入信号)的增益G(IT1,f)，白条示出了施加到来自第二输入变换器IT2的信号(第二电输入信号)的增益G(IT2,f)。在反馈不占优的频带中(Band#1,2和8)，强调给予(来自IT2的)第二电输入信号，从而提供全部请求的增益(图4A-F中的TG)。在反馈占优的频带中(Band#3-7)，强调从来自第二输入变换器IT2的信号移到来自第一输入变换器IT1的信号，施加到来自第二(耳道)输入变换器IT2的信号的增益G(IT2)被减小到提供预定裕度的值以使最大允许增益IGmax(IT2)最大化，及施加到来自第一输入变换器IT1的信号的增益G(IT1)被增大以补偿增益G(IT2)的减小。从而提供灵活和鲁棒的系统，其利用反馈不存在(或不占优)的声学情形中第二输入变换器(如耳道中)的定位的优点，并通过增加对来自第一输入变换器(如位于用户耳后)的信号的强调避免(到第二输入变换器的)反馈占优的声学情形下的啸声，同时仍向用户提供请求的增益。该基于啸声检测器HwD提供的反馈度量FBEL的策略可用在宽带(时域)信号和频带拆分(时频域)信号上，如图7A中示意性所示。
图7B示出了根据本发明的适合实施图7A的加权方案的听力装置HD的实施例。图7B的听力装置实施例与结合图1B所示和所述的实施例等同，包括频域(Na个频带)中的正向通路和频域(Nb个频带，Nb例如小于或等于Na)中的分析通路。另外，啸声检测器HwD包括在线反馈管理器OFBM，其包括存储器MEM，其中用户的随频率而变的听力损失数据(图7B中的<HL-data(f)>)(和/或源自其的请求的随频率而变的增益ReqGain(f))可保存在该存储器中。另外，保存测得的或(例如动态)估计的随频率而变的最大允许增益数据(图7B中的<IGmax(f)>)(例如基于当前助听器类型，反馈通路估计量等)。反馈检测单元HwD经信号HLC与存储器MEM通信从而使反馈检测单元能从存储器读写(或直接，或如在此的经权重控制单元WCU)。基于反馈度量FBEL的当前值(例如参见图7A的下图)、当前存储的IGmax值(其可预先确定或动态更新)及目前确定的基于当前输入信号和随用户而变的增益数据(ReqGain(f))(可能及基于应用的处理算法)的所得增益(参见图7A(通常随频率而变))，施加到电输入信号IN1,IN2的“强调增益值”G(IT1)和G(IT2)(参见图7A中的条图)可在输入信号权重控制单元WCU中确定并经相应的组合单元x(在此为乘法单元)施加。信号处理单元SPU(除输入信号组合单元之外)还包括提供合成输入信号(在此为波束成形信号BFS)的组合单元CU(如求和单元或加权求和单元(如波束形成单元BFU))，可能及用于将另外的处理算法(如降噪和/或反馈减少)应用于正向通路的信号并提供处理后的输出信号OUT的处理单元G。该处理单元G经信号G-CNT与(包括存储器MEM)的在线反馈管理器OFBM通信，从而使该处理单元能从存储器读写。如图1B同样指明的，图7B假定完全或部分在时频域运行。图7B的实施例例如可包括反馈抵消系统，例如如图2A、2B或3的实施例中所示那样。
在图7B的实施例中，每一电输入信号(IN1,IN2)的信号强度(SS1,SS2，如电平/量值)可通过各个信号强度检测器(参见图7B中的SSD1,SSD2)进行估计，它们的输出在比较单元(参见图7B中的CMP-DEC)用于确定标示信号强度估计量之间的差的比较度量，基于该比较度量，反馈度量FBEL被提供给加权单元WCU。
基于第一和第二输入变换器之间的电平差提供反馈度量的反馈检测器的实施例在我们的2015年12月22日申请的、发明名称为“A hearing device comprising afeedback detector”的未决欧洲专利申请15201835.4中描述，其通过引用组合于此。
也可考虑针对上面例子中提及的传声器位置的备选传声器位置，而不背离本发明的概念。例如，一个传声器在耳朵中，及一个在耳朵上方。一个传声器在扬声器导线上，及一个传声器在耳后。例如，一个或两个传声器在耳中，及两个以上传声器在耳后(如耳朵上方)或用户身体上的别处，等等。
该想法例如可扩展到双耳地工作，这样，当头部一侧的助听器具有不稳定的反馈，增益减小，来自头部另一侧的助听器的声音被流传输到第一侧，针对反馈情形再次稳定为止。
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。除非另行指明，在此公开的任何方法的步骤不精确限于相应说明的顺序。
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。
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Claims (17)
1.一种听力装置，适于至少部分设置在用户头部上或者至少部分植入在用户头部中，所述听力装置包括：
-用于提供表示声音的多个电输入信号的输入单元，所述输入单元包括
--用于从环境拾取声音信号并提供第一电输入信号的第一输入变换器，所述第一输入变换器位于用户的头部上；
--用于从环境拾取声音信号并提供第二电输入信号的第二输入变换器，所述第二输入变换器位于用户耳道处；
-信号处理单元，其基于第一和第二电输入信号中的一个或多个提供处理后的信号，所述信号处理单元包括：
--波束形成单元，用于通过将相应的第一和第二权重施加到第一和第二电输入信号并将加权的第一和第二电输入信号组合为波束成形信号而提供波束成形信号；及
--连接到所述波束形成单元并提供处理后的信号的听力损失处理单元，其中所述听力损失处理单元配置成确定当前随电平和频率而变的目标增益；及
-输出单元，包括用于将所述处理后的信号转换为可由用户感知为声音的刺激的输出变换器；所述听力装置还包括：
-反馈检测单元，用于提供从输出变换器到第一和第二输入变换器的反馈的当前电平或者其间的差的度量，称为反馈度量；
其中所述听力装置还包括
-输入信号权重控制单元，配置成根据当前反馈电平的所述度量及所述当前随电平和频率而变的目标增益控制施加到第一和第二电输入信号的第一和第二权重，以在提供所述听力损失处理单元请求的所述当前随电平和频率而变的目标增益的同时避免啸叫。
2.根据权利要求1所述的听力装置，包括适于佩戴在用户耳朵处的BTE部分及适于位于用户耳道处的ITE部分，其中第一输入变换器位于BTE部分中，及第二输入变换器位于ITE部分中。
3.根据权利要求1或2所述的听力装置，包括时域到时-频域转换单元，从而使能在时-频域处理信号。
4.根据权利要求3所述的听力装置，其中所述输入信号权重控制单元配置成根据在给定频带将要施加的预定最大增益控制或影响施加到第一和第二电输入信号的第一和第二权重，所述预定最大增益在所述听力装置使用之前确定或者在使用期间动态确定。
5.根据权利要求1所述的听力装置，其中所述反馈检测单元包括：
-第一信号强度检测器，用于提供所述第一电输入信号的信号强度估计量；及
-第二信号强度检测器，用于提供所述第二电输入信号的信号强度估计量；
-比较单元，连接到第一和第二信号强度检测器并配置成比较第一和第二电输入信号的信号强度估计量及提供标示所述信号强度估计量之间的差的信号强度比较度量；
-决策单元，用于基于所述信号强度比较度量提供标示从所述输出变换器到第一和/或第二输入变换器的当前声反馈的反馈度量。
6.根据权利要求1所述的听力装置，其中所述反馈检测单元配置成提供当前声反馈的估计电平。
7.根据权利要求1所述的听力装置，包括用于减少从输出变换器到第一和/或第二输入变换器的声或机械反馈的反馈抵消系统。
8.根据权利要求7所述的听力装置，配置成估计从输出变换器到第一和/或第二输入变换器的当前反馈通路及将所述当前反馈通路的估计量从相应的第一和/或第二电输入信号减去以提供相应的反馈校正的电输入信号。
9.根据权利要求1所述的听力装置，其中所述第一和第二输入变换器分别包括传声器或者分别由传声器构成。
10.根据权利要求1所述的听力装置，其中所述输入信号权重控制单元配置成在所述反馈度量表明当前声学情形反馈占优时在所述波束成形信号中增大第一电信号的权重和/或减小第二电信号的权重。
11.根据权利要求5所述的听力装置，其中所述决策单元配置成应用反馈差阈值以在反馈占优和非反馈占优声学情形之间进行二元区分。
12.根据权利要求11所述的听力装置，其中所述反馈差阈值在5dB和25dB之间。
13.根据权利要求1所述的听力装置，包括助听器、头戴式耳机、耳朵保护装置或其组合。
14.根据权利要求8所述的听力装置，其中所述反馈检测单元配置成确定反馈的当前电平和/或当前电平的变化和/或当前电平的变化速率何时高于相应的预定反馈和反馈变化阈值并提供标示其的反馈变化度量。
15.根据权利要求14所述的听力装置，配置成使得根据所述反馈变化度量禁止所述当前反馈通路的估计量的更新。
16.根据权利要求1所述的听力装置，其中所述波束形成单元包括第一远场调节单元，配置成针对相对于远场声源处于不同位置而补偿电输入信号，藉此在来自环境的目标信号方向提供所述波束成形信号的最大方向灵敏度。
17.根据权利要求1或16所述的听力装置，其中所述波束形成单元包括第二近场调节单元，以针对相对于近场声源处于不同位置而补偿电输入信号，藉此在输出变换器的方向提供所述波束成形信号的最小方向灵敏度。
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