CN107801138A - 具有语音控制功能的助听器装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了具有语音控制功能的助听器装置，包括：至少一输入变换器(14,14’)，适于接收包括音频的信号；输出变换器(24)，适于将包括音频的信号提供给用户(48)；天线(22)，适于与相应的外部装置(12)无线通信；无线接口(18)，适于经天线(22)接收和/或发送数据(52)；信号处理单元(38)，适于处理包括音频的信号以帮助听力受损用户(48)及适于从包括音频的信号提取语音信号并基于语音信号产生控制信号；其中至少一控制信号适于控制相应的外部装置(12)；及其中无线接口(18)适于经天线(22)将至少一控制信号发送给相应外部装置(12)以控制相应外部装置(12)。

Description

具有语音控制功能的助听器装置
技术领域
本发明涉及用于帮助听力受损用户的助听器装置。更具体地，本发明涉及适于通过语音控制而控制外部装置的助听器装置。本发明还涉及包括助听器装置和外部装置的听力系统。本发明还涉及用于在助听器装置和外部装置之间无线接收和/或发送数据以经助听器装置控制外部装置的方法。
背景技术
助听器装置通常至少包括传声器、扬声器和电路。电路通常包括用于处理传声器接收的信号的信号处理单元。电路还可包括连接到天线的无线接口。现今的助听器装置可包括与外部装置无线通信的天线。天线的最常见的用途是与另一助听器装置无线通信以使用户能将两个助听器装置用作双耳助听器系统。
已知使用无线技术标准短程交换数据，其通过使用短波长无线电传输如应用从2400-2800MHz的ISM频带的蓝牙。
然而，使用无线连接技术的许多装置如蓝牙装置没有音频能力，即它们不能通过语音进行控制。此外，常见的蓝牙头戴式耳机通常不能由助听器装置用户使用，因为蓝牙头戴式耳机的扬声器和助听器装置的传声器不能设置成使能高信噪比水平。
因此，需要提供一种使助听器装置能通过语音控制蓝牙装置的解决方案。
发明内容
根据一方面，助听器装置包括至少一输入变换器、输出变换器、天线、无线接口和信号处理单元。助听器装置适于处理包括音频的信号以帮助听力受损用户，及进一步配置成设置在用户耳朵处、耳后和/或耳中。至少一输入变换器适于接收包括音频的信号。输出变换器适于将包括音频的信号提供给用户。天线适于与相应的外部装置无线通信。无线接口适于经天线接收和/或发送数据。信号处理单元适于处理包括音频的信号以帮助听力受损用户。此外，信号处理单元适于从包括音频的信号提取语音信号及基于语音信号产生控制信号。由信号处理单元产生的至少一控制信号适于控制相应的外部装置(优选没有音频接收能力)。无线接口适于经天线将适于控制相应外部装置的至少一控制信号发送给相应外部装置以控制相应外部装置。
输入变换器例如可以是传声器、传声器阵列等。输出变换器例如可以是扬声器、接收器、机械致动器、耳蜗植入件的电极阵列或者任何其它类型的输出变换器。信号处理单元适于处理包括音频的信号，其可由输入变换器接收或者经无线接口和天线接收。经无线接口和天线接收的包括音频的信号例如可以是从相应外部装置接收的数据，相应外部装置例如为另一助听器装置、智能电话、移动电话、平板电脑、个人计算机、声音系统、智能电视、音乐系统、游戏系统、或者可无线连接到助听器装置的任何其它外部装置。信号处理单元例如可包括数字信号处理器(DSP)，其适于通过常用于助听器装置的方法处理包括音频的信号，例如频率滤波、随频率而变的增益、压缩、应用预定频率或频带、降噪等，以帮助听力受损用户。
信号处理单元还适于从包括音频的信号提取语音信号。信号处理单元优选适于分析或解释从包括音频的信号提取的语音信号并产生对应的控制信号。可实施多种不同的方法以在信号处理单元中分析或解释所提取的语音信号。为产生前述控制信号，语音信号优选在信号处理单元中基于隐马尔可夫模型(Hidden Markov Model)、基于规则的分析模型、将语音信号分配到预定控制信号的表或者使能分析或解释语音信号的任何其他方法进行分析或解释以产生控制信号。信号处理单元例如可适于将所提取的语音信号连同一组属性用作基于规则的分析模型的输入以确定将产生哪一控制信号。控制信号例如也可从与约定语音信号相关联的预定控制信号的表选择。控制信号优选为语音信号不可以足够高的置信与某一命令相关联的命令或通知。命令可理解为适于控制相应外部装置或助听器装置的控制信号，即打开或关闭装置、改变运行模式、增大或减小声音电平等。通知理解为适于导致助听器装置通知用户的控制信号，例如可能不能从所提取的语音信号产生命令的通知。命令也可适于另外导致助听器装置通知用户该命令已被理解并在命令在助听器装置上运行时执行。作为备选或另外，当命令在相应外部装置上执行时，状态更新可从该命令控制的相应外部装置接收。状态更新可以包括音频的信号的形式提供给输出变换器以将其呈现给用户。控制信号之一例如可以是控制助听器装置本身的信号，例如控制信号可导致助听器装置的声音电平增大或减小，这使用户能使用语音控制控制助听器装置。可由信号处理单元基于语音信号产生的至少一控制信号为适于控制相应外部装置的控制信号。该控制信号可经无线接口和天线传给相应外部装置。这样，相应外部装置可由助听器装置控制。由外部装置发送的数据可经助听器装置的天线和无线接口接收。这例如使能接收状态更新如相应外部装置的温度测量结果，例如来自温度传感器。
根据本发明的助听器装置使能使用助听器装置对外部装置如蓝牙装置进行语音控制。该助听器装置还使能控制具有音频能力但其不能为常规助听器装置的用户使用的外部装置，因为助听器装置和外部装置不能设置成使能高信噪比水平。具体地，助听器用户可能不能以足够高的保真度将语音信号发送给外部装置及从其耳朵处的装置接收信号。该助听器装置甚至可用于控制没有音频能力及独自不能通过语音进行控制的外部装置。该助听器装置使能外部装置的免提操作。该助听器装置还使能控制外部装置而不需要使用外部装置的可视显示器。因此，用户可不用看外部装置的可视显示器及使用语音控制操作外部装置。该助听器装置还使能同时使用几个外部装置。因此，该助听器装置用作中央装置，其可与外部装置无线连接以通过助听器装置操作外部装置。因此，该助听器装置使能避免另外的外部装置，因为该助听器装置包括另外的语音控制功能，其使能通过语音控制外部装置，例如通过适于仅控制特定外部装置并被其它外部装置忽略的语音命令。
根据另一方面，听力系统包括根据本发明的助听器装置及外部装置。外部装置包括天线和无线接口。天线适于与助听器装置无线通信。无线接口适于经天线接收和/或发送数据。
根据本发明的听力系统使能使用助听器装置对外部装置进行语音控制。具体地，外部装置可以是助听器装置。这使能形成可通过用户的语音信号进行控制的双耳助听器系统。外部装置例如也可以是移动电话、智能电话、平板电脑、个人计算机、声音系统、智能电视、蓝牙温度传感器、音乐系统、游戏系统、或者可无线连接到助听器装置的任何其他外部装置。通常，缺乏音频接收能力的外部装置可受益于在此公开的具有控制功能的助听器装置。这使能在听力受损用户的日常生活中将助听器装置用作控制外部装置的中央装置。例如，助听器装置用户可使用智能电视或平板电脑看电影，同时助听器装置用作通过语音控制控制外部装置的遥控器。同时，助听器装置可用作有助于听力的助听器，其使能经无线接口和天线或者经输入变换器从外部装置无线接收包括音频的信号。
根据又一方面，提供在助听器装置和外部装置之间无线接收和/或发送数据以经助听器装置控制外部装置的方法。该方法包括下述步骤：在助听器装置处接收包括音频的信号、从包括音频的信号提取语音信号、通过语音识别分析所提取的语音信号并从所提取的语音信号产生控制信号。从所提取的语音信号产生的控制信号适于控制外部装置。该方法还包括将控制信号提供给外部装置以控制外部装置的步骤。
根据本发明的在助听器装置和外部装置之间无线接收和/或发送数据以经助听器装置控制外部装置的方法使能方便地控制听力受损用户的外部装置。此外，该方法使能外部装置的免提操作。此外，该方法使能控制外部装置而不需要使用外部装置的可视显示器。因此，用户可不用看外部装置的可视显示器及使用语音控制操作外部装置。该方法还可用于同时控制几个外部装置。
根据另一方面，使用根据本发明的助听器装置。
优选地，使用助听器装置以将控制信号无线发送给相应外部装置和/或从相应外部装置接收数据。控制信号可从助听器装置发送给相应外部装置，及数据可在助听器装置处从相应外部装置接收。发送和接收可同时进行，或者助听器装置在给定时间可仅发送控制信号或仅接收数据。助听器装置也可从一个以上的外部装置接收数据或者将控制信号发送给一个以上的外部装置。这使能使用助听器装置控制外部装置。用户可使用助听器装置而无需使用其手，因而也可无需使用其手即可操作外部装置。此外，助听器装置也可在无需看外部装置的可视显示器的情形下使用。
根据再一方面，使用根据本发明的助听器装置以在听力系统的助听器装置和外部装置之间无线通信。这使能使用听力系统的助听器装置控制听力系统尤其是听力系统的外部装置。
根据助听器装置的一实施例，信号处理单元适于确定包括音频的信号是否源自用户。信号处理单元优选包括语音引擎。语音引擎优选适于确定包括音频的信号是否源自用户。优选地，助听器装置包括至少两个输入变换器，例如两个传声器或者例如包括传声器阵列的输入变换器，其可用于确定包括音频的信号是否源自用户。信号处理单元优选配置成通过比较源自输入变换器如传声器处接收的信号的信号和/或参数而确定包括音频的信号是否源自用户。具体地，语音引擎开始于比较从输入变换器处接收的信号得到的信号和/或参数。从所述信号得到的一个优选参数为声音电平。因此，信号处理单元尤其是语音引擎优选配置成比较输入变换器如传声器处接收的信号的声音电平。具体地，信号处理单元尤其是语音引擎可用于通过比较两个输入变换器如传声器中的每一个处的包括音频的信号的强度差而确定包括音频的信号是否源自用户。由于声音的距离倒数法则，源自远离输入变换器的声源的信号的强度差低，而对于靠近输入变换器的声源，强度差较明显。用户嘴巴靠近输入变换器，即其为靠近输入变换器的声源。因此，为信号的强度差设定足够的阈值使能确定包括音频的信号是否源自用户。确定包括音频的信号是否源自用户的其它技术或者自我话音检测技术已为本领域技术人员知道且也可使用。适于确定包括音频的信号是否源自用户的信号处理单元使能避免控制信号的产生的无意触发。传统的基于语音的系统遭受周围人员的无意语音输入，这可使用具有适于确定包括音频的信号是否源自用户的信号处理单元的助听器装置避免。此外，这使能改善自我话音检测。
优选地，信号处理单元适于从包括音频的信号提取语音信号并仅在包括音频的信号源自用户时基于语音信号产生控制信号。所提取的语音信号优选被分析或解释，及信号处理单元优选适于在包括音频的信号源自用户时确定控制置信度。控制置信度优选与所提取的语音信号对应于与预定控制信号相关联的预定语音信号的概率值对应。信号处理单元优选适于仅在前述确定的控制置信度高于预定的控制置信度低阈值时产生控制信号。因此，控制置信度确定是否产生控制信号。是否产生命令或通知优选取决于前述确定的控制置信度是否高于预定的控制置信度高阈值。因此，如果确定的控制置信度高于控制置信度低阈值并低于控制置信度高阈值，将产生通知。该通知作为声音经输出变换器呈现给用户以通知用户语音信号不可与命令相关联。该通知可被放大以放大声音从而补偿用户的听力损失。如果前述确定的控制置信度高于控制置信度高阈值，产生与语音信号相关联的命令形式的控制信号。该命令用于控制助听器装置或者传给相应外部装置以控制相应外部装置。控制置信度阈值优选针对相应外部装置预先确定。控制置信度阈值例如也可由用户设定，例如在验配会话期间、助听器装置持续学习、手动、或者本领域技术人员已知的任何其他方法。此外，控制置信度阈值也可随位置和/或时间而变，例如取决于声音环境、一天的时间、用户的坐标等。例如，控制置信度可在家庭环境和办公室环境时不同。
这使能避免产生可能干扰助听器装置的用户的控制信号。此外，可避免无意触发信号处理单元对所提取的语音信号进行分析或解释。此外，在较少情形下如果信号处理单元必须分析或解释语音信号，可能降低助听器装置的能量消耗。
助听器装置优选包括存储器。该存储器优选存储至少下述之一：i)与用户相关联的至少一参数；ii)与预定用户环境相关联的至少一参数；或者iii)与预定外部装置相关联的至少一参数。参数优选用于改善包括音频的信号是否源自用户的确定。另外或作为备选，参数可适于改善信号处理单元中语音信号的分析或解释。此外，一个参数可适于改善包括音频的信号是否源自用户的确定，及另一参数可适于改善信号处理单元中语音信号的分析或解释。参数可以是用户话音中的命令属性，其可包括时域信息、频谱信息和/或滤波器系数。参数例如也可以是预定外部装置的控制置信度阈值。参数还可以是预定用户环境如有噪声环境、安静环境等的置信度阈值。这使能改善包括音频的信号是否源自用户的确定。此外，可改善所提取的语音信号的分析或解释以产生控制信号。
信号处理单元可包括模数转换器(ADC)或数模转换器(DAC)。模数转换器优选适于将包括音频的信号数字化为数字信号。数模转换器优选适于将数字信号转换为模拟信号。信号处理单元优选适于处理数字信号。在信号处理单元中处理数字信号之后，其可使用数模转换器转换为模拟信号以将该模拟信号提供给输出变换器。此外，助听器装置通过无线接口接收的数字信号可由信号处理单元处理。这些信号也可提供给数模转换器以作为模拟信号提供给输出变换器。这使能经输入变换器接收模拟信号及经天线和无线接口接收数字信号。两种信号均可在助听器装置中进行处理并提供给听力受损用户以有助于用户的听力。
根据助听器装置的另一实施例，信号处理单元适于将经无线接口接收的数据和/或将控制信号转换为包括音频的信号以经输出变换器呈现给用户。数据例如可包括编码形式的包括音频的信号，其可由信号处理单元解码。控制信号例如可与预定的包括音频的信号相关联，其可被提供给输出变换器，例如状态消息、通知、语音信号等。这使能从外部装置接收数据和信号，其可经输出变换器作为声音提供给用户。
根据助听器装置的又一实施例，信号处理单元包括语音合成单元。语音合成单元优选适于使用语音合成将经无线接口接收的数据和/或将控制信号转换为语音信号。语音信号用于经输出变换器呈现给用户。例如，助听器装置可从外部装置接收状态更新或其他数据，如语音信号或任何其他包括音频的信号。如果外部装置例如为移动电话，所接收的包括音频的信号可以是经公用电话网络传输的信号。这使能与无线连接到移动电话的蓝牙头戴式耳机类似地使用助听器装置，然而，助听器装置具有另外的改善听力受损用户的听力的助听器功能。
根据助听器装置的另一实施例，信号处理单元适于基于包括音频的信号确定置信度。置信度优选对应于包括音频的信号源自助听器装置的用户的可能性。置信度也可以是控制置信度，其对应于包括音频的信号对应于与预定控制信号相关联的语音信号的可能性。优选地，信号处理单元适于根据置信度处理信号。信号处理单元优选适于在确定的置信度低于置信度低阈值时处理包括音频的信号以帮助用户的听力。因此，在接收到包括音频的信号的大多数情形下，用户将不被语音控制功能打扰，例如在用户听与其他人的对话或者向人讲话及不想无意触发助听器装置的语音控制功能时。因此，将置信度低阈值设定为合理的水平很重要。优选地，信号处理单元适于在置信度等于或高于置信度低阈值时产生控制信号。如果置信度高于或等于置信度低阈值但低于置信度高阈值，信号处理单元优选适于产生导致助听器装置通知用户的控制信号，即经输出变换器提供通知。这样的控制信号例如用作通知信号以通知用户不能确定包括音频的信号是否源自用户。这样的控制信号例如可用作通知信号以通知用户语音信号不能被信号处理单元分析或解释以将语音信号与命令相关联。处理单元可配置成放大通知信号以产生放大的声音从而补偿用户的听力损失。信号处理单元优选适于在置信度等于或高于置信度高阈值时从包括音频的信号提取语音信号。如果控制置信度等于或高于控制置信度高阈值，信号处理单元优选适于产生适于控制相应外部装置或助听器装置的控制信号，即命令。根据置信度处理信号使能针对不同的信号类型按不同的处理模式使用信号处理单元。例如，由传声器接收且不是来自用户的语音信号的包括音频的信号可被处理以提高助听器装置的听力受损用户的听力。包括用户的语音的信号可被处理以产生控制信号，可被忽略或者可被处理以提高听力受损用户的听力。此外，包括用户的语音且被另外解释为与预定控制信号相关联的语音信号的信号可被处理以产生预定控制信号。
并非用户的所有语音信号均必须处理以产生控制信号，因为用户将常常向其它人讲话。在用户向其他人讲话且不想通过语音控制控制外部装置或助听器装置的情形下，助听器装置不应与用户交互作用。因此，或者可设定合理的置信度低阈值，或者助听器装置可包括适于启用和/或禁用语音控制功能的开关。助听器装置的语音控制功能包括信号处理单元提取语音信号及基于所提取的语音信号产生控制信号的功能。因此，语音控制功能实质上使能使用用户的语音信号以控制助听器装置和无线连接到助听器装置的相应外部装置。因此，如果语音控制功能被禁用，助听器装置实质上用作常见的具有无线接口和天线的助听器装置，其可经输入变换器从环境接收信号及经无线接口和天线无线接收信号。作为备选或另外，语音控制功能也可通过预定语音信号启用和/或禁用。优选地，这样的语音信号不是对话中使用的常见词语以避免意外启用和/或禁用语音控制功能。
无线接口优选适于借助于下面频率范围的射频信号接收和/或发送数据：1MHz到100GHz、如300MHz到3GHz、如2GHz到2.5GHz、如2400MHz到2483.5MHz、如1MHz到200MHz的频率范围中、如200MHz到400MHz、如400MHz到800MHz、如800MHz到1500MHz、如1500MHz到1800MHz、如1800MHz到2100MHz、如2100MHz到2200MHz、如2200MHz到2400MHz、如2400MHz到2500MHz、如2500MHz到2800MHz、如2800MHz到3000MHz、如around 2.4GHz。最优选地，无线接口适于根据通信标准如蓝牙接收和/或发送数据。这使能与常见外部装置的良好兼容性。
根据助听器装置的另一实施例，信号处理单元包括语音分析单元。语音分析单元优选适于识别包括音频的信号中的预定语音信号。信号处理单元还可适于基于预定语音信号产生预定控制信号。因此，信号处理单元可包括将预定语音信号与预定控制信号进行关联的表。将预定语音信号与预定控制信号进行关联的表也可保存在助听器装置的存储器中。这使能简单地实施语音控制功能。
信号处理单元优选适于在在包括音频的信号中识别到预定语音信号时启用无线接口。优选地，无线接口适于在启用时根据语音分析单元识别的特定预定语音信号建立到预定外部装置的连接。这使能方便地操作助听器装置。无线接口可保持在待命模式直到其被需要为止。无线接口在接收到预定语音信号时自动启用，建立到预定外部装置的连接。
根据听力系统的一实施例，外部装置适于在从助听器装置接收到至少一控制信号时执行预定功能。这使能控制外部装置及外部装置的功能。
根据听力系统的另一实施例，外部装置包括适于确定传感器值的至少一传感器。优选地，外部装置适于在接收到来自助听器装置的预定控制信号时将预定传感器的传感器值作为数据经外部装置的天线提供给助听器装置。这使能在助听器装置中接收来自外部装置的传感器信息。传感器信息可以包括音频的信号的形式经输出变换器提供给用户。因此，助听器装置可用作中央装置，其它装置适于无线连接到该助听器装置。助听器装置可控制外部装置并从外部装置接收信息，如温度、时间、湿度、距离、压力、新闻、技术细节、或任何其他信息。
根据方法的一实施例，通过语音识别分析所提取的语音信号的步骤包括确定语音信号是否源自用户。优选地，控制信号仅在语音信号源自用户时产生。这使能避免意外产生控制信号，例如由不同于用户的其它人例如与用户对话的人意外产生控制信号。
优选地，本发明方法还包括下述步骤：在助听器装置处接收来自外部装置的数据；从该数据提取包括音频的信号；及将包括音频的信号提供给用户。这使能具有第二通路用于将提供给用户的信号，即无线接收信号。
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，它们只给出了提高对权利要求的理解的细节，而省略其他细节。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1示出了根据本发明第一实施例的助听器装置连接到外部装置，其一起形成根据本发明第一实施例的听力系统。
图2示出了根据本发明第二实施例的听力系统。
图3示出了根据本发明第二实施例的助听器装置。
图4示出了根据置信度的决策图。
图5示出了根据本发明第一实施例的方法的流程图。
图6示出了根据本发明第二实施例的方法的流程图。
图7示出了根据本发明第三实施例的方法的流程图。
附图标记列表
10,10’ 助听器装置
12 外部装置
14,14’ 第一传声器、第二传声器
16 电路
18 无线接口
22 天线
24 扬声器
26 天线
28 无线接口
30 传感器
32 到公用电话网络的接口
33 模数转换器(ADC)
34 进入的声音
35 数模转换器(DAC)
36 存储器
38 信号处理单元
40 数字信号处理器(DSP)
42 语音引擎
44 语音分析单元
46 语音合成单元
47,47’ 左耳、右耳
48 听力受损用户
50 输出声音
52 数据
54 开关
56,56’ 耳后单元(BTE)
58 导线
60 求和单元
100 听力系统
C 命令
CL 置信度
D 决策
N 通知
R 拒绝
TL 置信度低阈值
TH 置信度高阈值
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。装置即助听器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。
助听器装置包括适于改善或增强用户的听觉能力的助听器，其通过从用户环境接收声信号、产生对应的音频信号即包括音频的信号、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而实现。助听器装置还可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。听得见的信号可以下述形式提供：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和/或听觉皮层的电信号。
助听器装置适于以任何已知的方式进行佩戴。这可包括：i)将助听器装置的单元安排在耳后(具有将空传声信号导入耳道的管或者具有设置成靠近耳道或位于耳道中的接收器/扬声器)，如耳后型助听器；和/或ii)将助听器装置整个或部分设置在用户的耳廓和/或耳道中，如耳内式助听器或耳道式/深耳道式助听器；或iii)将助听器装置的单元设置成连接到植入到颅骨内的固定装置，如骨锚式助听器或者耳蜗植入物；或iv)将助听器装置单元设置为整个或部分植入的单元，如骨锚式助听器或耳蜗植入物。
“听力系统”指包括一个或两个助听器装置的系统。“双耳听力系统”指包括两个助听器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或外部装置，其与至少一助听器装置通信，辅助装置或外部装置影响助听器装置的运行和/或受益于助听器装置的功能。在至少一助听器装置和辅助装置或外部装置之间建立无线通信链路以使信息(如控制和状态信号，可能音频信号)能在其间进行交换。辅助装置或外部装置可至少包括下述之一：遥控器、远程传声器、音频网关设备、移动电话、广播系统、汽车音频系统、声音系统、音乐系统、智能电话、智能电视、电视机(TV)、膝上型电脑、平板电脑、个人计算机、音乐播放器或其组合。音频网关设备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。音频网关设备还适于选择和/或组合所接收音频信号(或信号组合)中的适当信号以传给至少一助听器装置。
总的来说，助听器装置包括i)用于从用户周围接收声信号并提供对应的输入音频信号的输入单元如输入变换器例如传声器；和/或ii)用于以电子方式接收输入音频信号的接收单元。助听器装置还包括用于处理输入音频信号的信号处理单元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。
输入单元如一个或多个输入变换器可包括多个输入传声器，例如用于提供随方向而变的音频信号处理。前述定向传声器系统适于增强用户环境中的多个声源中的目标声源。在一方面，该定向系统适于检测(如自适应检测)传声器信号的特定部分源自哪一方向。这可使用传统已知的方法实现。信号处理单元可包括适于将随频率而变的增益施加到输入音频信号的放大器。信号处理单元还可适于提供其它适宜的功能如压缩、降噪等。输出单元可包括输出变换器如用于将空传声信号经皮或由皮提供到颅骨的扬声器/接收器或者用于提供结构传播的或液体传播的声信号的振动器。在一些助听器装置中，输出单元可包括用于提供电信号如在耳蜗植入物中提供电信号的一个或多个输出电极。
现在参考图1，其示出了根据本发明一方面的助听器装置10。助听器装置10适于处理包括音频的信号以帮助听力受损用户。助听器装置10无线连接到外部装置12，从而形成根据本发明一方面的听力系统100。因此，助听器装置10具有另外的功能，具体地，助听器装置10可用于进行外部装置12的语音控制。
助听器装置10包括第一传声器14、第二传声器14’、电路16、无线接口18、天线22和扬声器24。
外部装置12包括天线26、无线接口28、传感器30，及还可包括到另一网络32的接口。
助听器装置10的电路16包括模数转换器ADC 33、数模转换器DAC 35、存储器36和信号处理单元38。信号处理单元38包括数字信号处理器DSP 40和语音引擎42。语音引擎42包括语音分析单元44和语音合成单元46。除上面提及的元件之外，助听器装置10还可包括助听器装置中常见的一个或多个处理单元，如用于将信号分成频带的频谱滤波器组、分析滤波器组、放大器、声音信号组合单元或助听器装置中使用的其它常见处理单元(未示出)。助听器装置10还包括电源如电池(未示出)。助听器装置适于设置在听力受损用户48的耳朵47处、耳中和/或耳后(参见图2)。
传声器14和14’适于接收包括音频的信号。无线接口18适于经天线22接收和发送数据。天线22适于与相应外部装置12无线通信。扬声器24适于将包括音频的信号提供给用户48，即将输出声音50提供给用户48。
助听器装置10可具有几种运行模式，如助听器模式、语音控制模式、无线接收模式、通信模式或者助听器装置10的元件支持的其它运行模式。这些运行模式可在助听器装置10上并行或串行运行，例如助听器模式和无线接收模式可在助听器装置10上同时运行。
在助听器模式下，助听器装置10可用作一般的助听器，例如处于正常听音模式，其中听音质量针对听力受损用户48进行优化或者至少提高。
处于助听器模式的助听器装置10通过传声器14和14’接收进入的声音34，其从进入的声音34产生包括音频的信号。进入的声音34为包括音频的声学信号，及传声器14和14’从它们产生电信号。包括音频的信号提供给电路16的模数转换器33，其使信号数字化。数字信号提供给信号处理单元38。信号处理单元38适于处理包括音频的信号以帮助听力受损用户48。因此，信号处理单元38的数字信号处理器40处理包括音频的信号，例如通过放大、降噪、空间方向性选择、声源定位、增益减小/增强、频率滤波和/或助听器领域常见的其它处理操作。处理后的信号提供给数模转换器35，其将处理后的数字信号转换为模拟信号。模拟信号提供给扬声器24。扬声器24将输出声音50提供给用户48，其可由用户48感知为声音。在备选实施例中，扬声器24可由另一类型的输出变换器代替，如机械振动器或者耳蜗植入件的一个或多个电极，其配置成刺激用户48的听觉(未示出)。因此，助听器模式使能使用助听器装置10，具有常见助听器的功能，即提高听力受损用户48的听力。
在语音控制模式下，助听器装置10可用作中央装置，其使能通过使用语音控制控制外部装置12。具体地，图1的助听器装置10适于基于蓝牙标准使用到外部装置尤其是到蓝牙外设的无线连接。在图1中提出的实施例中，仅示出了一个外部装置12。因此，用户可使用其话音以向根据该实施例的外部装置12或者无线连接到助听器装置10的任何其他外部装置提供语音命令。
在语音控制模式下，进入的声音34，可能用户的话音，由传声器14和14’接收，其产生包括音频的信号。包括音频的信号提供给模数转换器33，其使这些信号数字化。数字信号提供给信号处理单元38，尤其是提供给语音引擎42。信号处理单元38适于从包括音频的信号提取语音信号及适于基于语音信号产生控制信号。因此，语音引擎42的语音分析单元44分析或解释包括音频的数字信号。具体地，语音分析单元44可适于识别包括音频的信号中的预定语音信号。信号处理单元38还可适于确定包括音频的信号是否源自用户48。另外，信号处理单元38可适于从包括音频的信号提取语音信号并仅在包括音频的信号源自用户48时基于语音信号产生控制信号。
在语音控制模式的该实施例中，语音分析单元44进行自我话音检测，即语音分析单元44确定包括音频的信号是否源自助听器装置10的用户48。因此，语音分析单元44比较第一传声器14和第二传声器14’处接收的信号的强度差。因此，用户的自我话音检测可基于声音的距离倒数法则。传声器14和14’处的强度差对于靠近传声器14和14’的声源相较远离传声器14和14’的声源更明显。靠近传声器14和14’的声源例如为助听器装置10的用户48的嘴巴。远离传声器14和14’的声源例如为助听器装置10的用户48周围的与该用户或另一人对话的人的嘴巴。这使能确定所接收的包括音频的信号是否源自佩戴助听器装置10的用户48。其它传统的自我话音检测技术也可使用。
一种另外的或备选的自我话音检测技术例如可基于检测信号中是否存在泛音结构和同步能量。其标示存在用户的话音。自我话音检测可利用元音的独特特性，其由基音和多个在高于基音的频率同步出现的泛音组成。语音分析单元44可配置成特别检测用户48的话音，即自我话音或用户话音，例如通过将信号与助听器装置10的用户48的训练话音样式比较。用户48的训练话音样式可保存在存储器36中。
语音分析单元44包括决策控制系统(DCS)，其决定信号是否在信号处理单元38中进一步处理，具体地，用户48的语音信号是否从包括音频的信号提取，其之后可用于产生控制信号。因此，决策控制系统被提供置信度CL(参见图4)。置信度CL定义为包括音频的信号源自助听器装置10的用户48的可能性。换言之，置信度CL为包括音频的信号源自用户48的概率。决策控制系统的决策可基于多个可测量的量实施，这些量可以是与用户无关和/或随用户而变。
例如，与用户无关的量可包括声源的距离(通过具有至少两个传声器或者一传声器阵列的输入变换器处来自近声源或远声源的强度差指明)、语音-噪声比、或者这样的量的组合。这些量的测度表示为置信度CL，即置信百分比(参见图4)。
随用户而变的量例如可包括预先保存的、用户48的话音中的命令属性。命令属性可保存在存储器36中。命令属性可包括时间信息和/或频谱信息和/或滤波器系数。因此，所接收的包括音频的信号连同预先保存的命令属性可用作语音分析单元44的输入。语音分析单元44可运行基于规则的分析模型以得到置信度CL，其作为输入提供给决策控制系统。
从随用户而变的量确定的置信度CL也可与与用户无关的量组合。在一些情形下，不同的量的加权平均可用于产生提供给决策控制系统DCS的置信度CL。
决策控制系统DCS或者信号处理单元38保存高置信度和低置信度的阈值(图4中的置信度高阈值TH和置信度低阈值TL)。另外，信号处理单元38连接到存储置信度阈值的存储器36。因而，可从存储器36向决策控制系统DCS提供置信度阈值。置信度阈值作为特定外部装置12的概况的一部分存储。存储器36因而适于保存与用户48、预定用户环境和/或预定外部装置相关联的至少一参数，以改善包括音频的信号是否源自用户48的确定。预定用户环境例如可以是有噪声或安静环境。在该情形下，置信度阈值例如可根据预定用户环境进行调节。
自我话音检测因而可基于置信度阈值和/或其可随装置而变、基于安全水平、基于位置、和/或基于学习。置信度阈值例如可由用户借助于语音命令进行设定。因此，概况可存储在存储器36中，其包括针对特定位置、环境和/或外部装置而特定的置信度阈值。
信号处理单元38根据置信度CL按照三个不同的情况运行。
如果置信度CL低于置信度低阈值TL，包括音频的信号被处理以用于提高用户48的听力，即助听器装置10根据助听器模式进行信号的处理。
如果置信度CL高于置信度低阈值TL但低于置信度高阈值TH，决策控制系统DCS导致信号处理单元38产生适于通知用户包括音频的信号不能被确定为来自用户48的控制信号。响应于该通知，用户48可使用其话音重新尝试发出语音命令。
如果置信度CL高于置信度高阈值TH，决策控制系统DCS导致信号处理单元38从包括音频的信号提取语音信号。语音信号提供给语音分析单元44。
语音信号在语音分析单元44中进行分析或解释以产生控制信号。在该实施例中，控制信号的产生基于将语音信号分配到预定控制信号的表。预定控制信号，所谓的命令，适于控制相应外部装置12或者适于控制助听器装置10，即打开或关闭装置、改变运行模式、增大或减小声音电平等。如果语音信号不能以足够高的置信进行解释，产生通知形式的控制信号，其适于通知用户语音信号不能与预定控制信号相关联。为产生控制信号，语音分析单元44确定与所提取的语音信号对应于与预定控制信号相关联的预定语音信号的概率值对应的控制置信度。在该实施例中，语音分析单元44使用语音识别。
因此，语音信号与存储器36或信号处理单元38中存储的预定语音信号比较。预定语音信号例如可以是来自验配阶段的语音信号或者来自助听器装置10随时间学习的平均语音信号。预定语音信号通过表与预定控制信号相关联。因此，如果语音信号被解释为预定语音信号，在信号处理单元38中产生与该预定语音信号相关联的预定控制信号。在控制信号在助听器装置10上执行时，助听器装置10根据控制信号执行功能或动作。控制信号例如可导致助听器装置10将控制信号或者控制信号的至少一部分经无线接口18和天线22传给相应外部装置12以在该装置上执行。这使能控制相应外部装置12。无线接口18适于经天线22将控制信号发送给相应外部装置以控制相应外部装置。
是否产生控制信号取决于语音分析单元44确定的控制置信度。
如果控制置信度低于控制置信度低阈值，语音信号不被进行产生控制信号的处理。因此，语音信号被视为用户48对另一人讲的语音，其不被用作将由助听器装置10处理的语音命令。作为备选，信号可根据助听器模式进行处理。
如果控制置信度高于控制置信度低阈值但低于控制置信度高阈值，信号处理单元38产生控制信号，用于通知用户语音信号不能与预定控制信号相关联，即信号处理单元38产生通知。
如果控制置信度高于控制置信度高阈值，信号处理单元38产生与预定语音信号相关联的预定控制信号。因此，由信号处理单元38提取的语音信号被解释为对应于预定语音信号。预定语音信号可存储在信号处理单元38或存储器36中。预定控制信号为命令，即适于控制助听器装置10和/或相应外部装置12的控制信号。
命令可适于控制相应外部装置12及另外导致助听器装置10通知用户48该命令已被理解并在命令在助听器装置10上运行时执行。作为备选或另外，当命令在相应外部装置上执行时，可从该命令控制的相应外部装置接收状态更新。状态更新可作为数据经助听器装置10的天线22和无线接口18接收。数据52提供给语音引擎42的语音合成单元46，其适于使用语音合成将经无线接口接收的数据52转换为语音信号以使该语音信号能经扬声器24呈现给用户48。语音信号可在信号处理单元38中进一步处理以帮助用户48的听力。语音信号提供给扬声器24以将它们作为输出声音50呈现给用户48。这例如使能接收状态更新如相应外部装置进行的温度测量，例如来自温度传感器(未示出)。
另外或作为备选，信号处理单元38可适于将经无线接口18接收的数据52和/或控制信号转换为包括音频的信号以经扬声器24呈现给用户48。具体地，信号处理单元38的语音合成单元46可适于使用语音合成将经无线接口18接收的数据52和/或控制信号转换为语音信号以经扬声器24呈现给用户。
可实施多种不同的其它方法以在语音分析单元44中分析或解释所提取的语音信号。例如，语音信号的分析或解释可基于隐马尔可夫模型、基于规则的分析模型或者使能分析或解释语音信号以产生控制信号的任何其他方法。信号处理单元38例如可适于将所提取的语音信号连同一组属性一起用作基于规则的分析模型的输入以确定将产生哪一控制信号。例如，一组属性的每一条记录可对应于一个语音命令。在实施例中，语音信号之后可连同该组属性一起用作基于规则的分析模型的输入以确定将产生哪一控制信号如增大或减小声音电平。控制信号从一组预定控制信号选择。预定控制信号对应于在预定控制信号在助听器装置10和/或相应外部装置上执行时进行的预定动作。
总之，在该实施例中，信号处理单元38适于仅在确定的控制置信度高于预定的控制置信度低阈值时产生控制信号。因此，控制置信度确定是否产生控制信号。控制置信度阈值优选针对相应外部装置预先确定。这是有用的，使得对于关键外部装置，其置信度高阈值TH例如相较于被用户48认为不太关键的外部装置设定得更高。控制置信度阈值例如可由用户48设定，例如在验配阶段期间、助听器装置10的持续学习、手动或本领域技术人员已知的任何其他方法。此外，适于识别预定语音电平的控制置信度阈值也可随位置和/或时间而变，例如取决于声音环境、一天的时间、用户的坐标等。例如，控制置信度可在家庭环境和办公室环境中不同。
因此，是否产生控制信号取决于置信度和控制置信度。如表1中所示的四种不同情形是可能的。如果置信度高于置信度高阈值，包括音频的信号被认为源自用户，即检测到自我话音。在情形4，未检测到自我话音(参见表1)。在情形1-3，检测到自我话音(参见表1)。在情形3，控制置信度低于控制置信度低阈值。因此，信号未被解释。在情形3和情形4，信号处理单元38使用数字信号处理器DSP处理信号以帮助听力受损用户48的听力，非必须地，特别是情形3，信号根本未被处理。在情形2，控制置信度高于控制置信度低阈值但低于控制置信度高阈值。因此，信号处理单元38产生通知形式的控制信号，其导致助听器装置10通知用户该信号不能与预定控制信号相关联。在情形1，控制置信度高于控制置信度高阈值，产生适于控制助听器装置10和/或相应外部装置12的控制信号。非必须地，控制信号导致助听器装置10通知用户48：用户48的语音命令被接受。
表1
多种不同的情况可存储在存储器36中。这些情况例如可包括与预定语音信号相关联的多组预定控制信号，其可以随装置、位置和/或时间而变。例如，针对家庭环境和办公室环境，可存储不同的一组命令。同样，针对两个不同的外部装置，也可能存储不同的多组命令。
置信度阈值和控制置信度阈值均可随用户的位置而变。因此，如果用户改变其位置，置信度阈值和控制置信度阈值可自动更新。用户的位置例如通过iBeacon类技术或者通过助听器装置10的GPS坐标或者与助听器装置10通信连接的基站如移动电话的位置确定。基于这样的确定，例如来自先前位置的、存储的情况可用作更新的置信度阈值和更新的控制置信度阈值的基础。
置信度阈值和控制置信度阈值的设置可基于学习系统，其中用户48在设置阈值的同时获得音频反馈。这使用户48能得到最佳的置信度阈值和控制置信度阈值以实现可靠的通信，而没有太多的假阴性。
此外，可使能用音频通知持续监视。语音分析单元44产生控制信号，其以数据52的形式传给相应外部装置12。基于接收到数据52，外部装置12根据控制信号执行功能或动作并向助听器装置10发送状态更新。例如，传感器30的传感器值可被持续监视并作为数据52形式的状态更新从外部装置12传给助听器装置10。状态更新在语音合成单元46中被转换为包括音频的信号以呈现给用户48。包括音频的信号提供给扬声器24，其向用户48提供输出声音50。用户48之后可听作为输出声音50从外部装置12接收的状态更新。
语音控制功能的一些例子在下面给出。
用户48使用其话音作为开始从助听器装置10到蓝牙外设的蓝牙连接的语音命令。语音命令使用语音识别转换为蓝牙命令。蓝牙连接状态使用语音合成转换为语音。用户则听见连接的状态。
用户48使用其话音作为查询蓝牙外设中的情况/属性的语音命令。作为反应，他听见支持的情况/属性的列表。
用户48使用语音命令进行从连接的蓝牙外设读属性的查询，例如使能控制室温的家庭监控装置和/或冰箱及烤箱类装置。他听见读回的属性，作为合成声音。具体地，用户可发送语音命令以接收当前温度的信息。因此，用户48可发出语音命令“温度是多少”。作为响应，用户48通过其耳朵47中的扬声器24接收“当前温度为摄氏20度”。
用户48使用其话音发出设置蓝牙外设中的属性的语音命令。作为响应，用户48接收确认。具体地，语音命令例如可以是“将当前温度设定为摄氏20度”。作为响应，蓝牙外设将当前温度设定为摄氏20度并向助听器装置10传输信号，其导致助听器装置10发出“当前温度已被设定为摄氏20度”的通知。
用户48使用话音作为设定蓝牙交互的规则的语音命令。作为响应，用户48因而接收到状态。具体地，语音命令例如可以是“持续监视当前温度并每10秒让我知道当前温度”。作为响应，蓝牙外设每10秒向助听器装置10传输陈述当前温度的信号，例如“当前温度为摄氏37度”。另一语音命令例如可以是“持续监视当前温度并在读数高于38摄氏度时让我知道”。作为响应，蓝牙外设仅在满足条件时(例如当前温度一高于摄氏38度就)发出信号并将该信号传给助听器装置10。蓝牙外设发出导致助听器装置10向用户48提供陈述“温度高于摄氏38度”的信号。
用户48使用话音作为使蓝牙外设尤其是外部装置12与助听器装置10自动连接以无线接收数据52的语音命令。因此，信号处理单元38可适于在在包括音频的信号中识别到预定语音信号时启用无线接口18。具体地，预定语音信号可通过语音分析单元44识别。无线接口18可在启用的基础上根据语音分析单元44识别的特定预定语音信号建立到预定外部装置的连接，在该实施例中建立到外部装置12的连接。例如，如果外部装置12响铃，用户48的语音命令可以是“接听呼叫”。响应于语音命令，助听器装置10无线连接到外部装置12以接听呼叫，即将数据52传给助听器装置10。此外，语音命令导致助听器装置10的无线接收模式和通信模式启用以使用户48能使用外部装置12和助听器装置10经公用电话网络与另一人通信。
在无线接收模式下，助听器装置10可用于无线接收数据52。数据52经天线22和无线接口18无线接收。该数据提供给信号处理单元38。信号处理单元38处理数据52。如果数据52为包括音频的信号，该信号由数字信号处理器DSP 40处理以帮助听力受损用户48的听力。如果数据52为不能由数字信号处理器40直接处理的另一格式，数据52提供给语音合成单元46。数据52例如可以是通过外部装置12的传感器30确定的传感器值。在该实施例中，传感器30为温度传感器。在备选实施例中，传感器30也可以是倾斜传感器、湿度传感器、压力传感器或者任何其他类型的传感器。通过传感器30确定的传感器值优选响应于助听器装置10提供的控制信号产生。语音合成单元46使用语音合成、基于数据52产生包括音频的信号。包括音频的信号之后可提供给数字信号处理器40以处理该信号。处理后的信号提供给扬声器24以向用户48提供输出声音50。无线接收模式使能无线接收包括音频的信号及其它数据52。在助听器装置10上，无线接收模式例如可与助听器模式并行运行，这使能接收来自周围的声音及从外部装置无线传给用户48的远处的声音。
在通信模式下，助听器装置10可用于与其它外部装置12通信。
在通信模式下，进入的声音34由产生包括音频的信号的传声器14和14’接收。这些信号提供给模数转换器33，其产生数字信号。数字信号提供给信号处理单元38，其例如通过降噪、应用随频率而变的增益等处理这些信号。处理后的信号然后提供给无线接口18。作为备选，数字信号可直接提供给无线接口18，而不用在信号处理单元38中处理它们(未示出)。数字信号然后经无线接口18、天线22和天线26作为数据52提供给外部装置12。外部装置12的无线接口28接收数据52并将其提供给到另一网络32的接口，其连接到另一外部装置如公用电话网络的基站、移动电话、电话、个人计算机、平板电脑或任何其他装置。通信模式例如可与无线接收模式并行运行，从而使用户48能使用助听器装置10经外部装置12与远处的使用通信装置如移动电话的人通信。无线接收模式使能从移动电话接收包括音频的信号，同时通信模式使能将包括音频的信号提供给移动电话。因此，并行使用两种模式使能使用助听器装置10经移动电话通信。
助听器装置10还包括开关54，例如以选择和控制运行模式。开关54例如可以是按钮、触敏显示器、连接到用户的大脑功能的植入件、话音交互接口或用于启用和/或禁用开关54的其它类型的接口。例如，除了再次启用语音功能的语音命令之外，开关54还可通过打开和关闭助听器装置10的语音功能的语音命令切换。开关54例如也可通过用户眼睛的闪烁顺序或者通过点击或按压启用开关54的按钮进行启用或禁用。
存储器36另外适于存储数据，如运行模式、算法和其它参数，如空间方向参数。
图2示出了具有两个助听器装置10和10’及外部装置12的听力系统100。助听器装置10和10’可执行与针对图1实施例的助听器装置10提出的一样的运行模式。
助听器装置10具有设置在用户48的左耳47后面的耳后(BTE)单元56。助听器装置10’具有设置在用户48的右耳47’后面的耳后单元56’。耳后单元56和56’实质上包括助听器装置10和10’除扬声器24之外的所有元件，其经导线58连接到耳后单元56。
助听器装置10和10’中的每一个可经其相应的传声器接收进入的声音34。数据52可在助听器装置10和10’中的每一个处经相应的天线和无线接口从外部装置12的天线26无线接收。数据也可以在另一助听器装置10’或10处从相应的另一助听器装置10或10’接收。助听器装置10和10’也可将数据52传给外部装置12。外部装置12适于在从助听器装置10和10’中的一个或两个接收到控制信号时执行预定功能。
助听器装置10和10’可作为双耳听力系统运行。因此，具体地，包括音频的信号可以数据的形式经助听器装置10和10’的天线和无线接口交换。来自两个助听器装置10和10’的包括音频的信号可被使用以提高用户48的听力。因此，信号可根据双耳听力系统领域的技术人员已知的方法进行处理。助听器装置10和10’中的一个或两个可被使用以控制相应外部装置12。助听器装置10也可用于控制助听器装置10’，及助听器装置10’可用于控制助听器装置10。因此，由另一助听器装置控制的助听器装置对应于外部装置，鉴于相应的助听器装置10和10’控制另一助听器装置。
图3示出了根据本发明的助听器装置10的第二实施例。图3的助听器装置10实质上包括与图1的助听器装置10一样的元件。
因此，该助听器装置10包括两个传声器14、14’、电路16、无线接口18、天线22和扬声器24。
差别可在电路16中发现。电路16包括模数转换器33、信号处理单元38和数模转换器35。信号处理单元38包括语音引擎42、求和单元60和数字信号处理器40。在该实施例中，无线接口18具有发射线圈和接收线圈。语音引擎42包括语音分析单元44和语音合成单元46。
由两个传声器14和14’接收的包括音频的信号提供给模数转换器33，其使这些信号数字化。数字信号提供给语音引擎42和求和单元60。
经天线22和无线接口18无线接收的数据作为数字信号提供给语音引擎42。
语音引擎42处理或经两个传声器14、14’接收或经天线22和无线接口18接收的信号并将处理后的信号提供给求和单元60，其将该信号加到包括音频的信号进而提供给数字信号处理器40。语音引擎42也可被提供传声器14、14’处初始接收的包括音频的信号及经天线22和无线接口18无线接收的信号。语音引擎42可一起处理包括音频的信号以产生组合的处理后的信号，或者可分别处理每一包括音频的信号以最终或者非必须地在处理之后将这些信号相加。数字信号处理器40对信号执行常见的助听器功能，即降噪、应用随频率而变的增益等并将其提供给数模转换器35，数模转换器35将数字信号转换为模拟信号。模拟信号之后提供给扬声器24，其产生可由用户48感知的声音。
在该实施例中，助听器装置10的除扬声器24之外的所有元件均包括在耳后单元56中。耳后单元56设置在用户48的耳朵47后面。
图4示出了根据置信度CL的决策图。曲线代表按参数量表示的置信度。参数量可从包括音频的信号的信噪比(SNR)、语音可懂度估计量、助听器装置的两个传声器处接收的电平的电平差选择。参数量可以频率特有或者跨频带的加权平均。加权平均使能给予更关键的频率更高的偏好，因而提供置信度的更可靠的确定。
如果置信度CL低于置信度低阈值TL，决定为拒绝R从包括音频的信号提取语音信号。而是信号在数字信号处理器40中根据助听器模式进行处理。作为备选，信号也可静默地忽略，即在该情形下，信号根本不被处理。如果置信度CL在置信度低阈值TL和置信度高阈值TH之间，产生通知N形式的控制信号。该控制信号导致助听器装置10通知用户48其不能以足够高的置信确定包括音频的信号源自用户48。如果置信度CL高于置信度高阈值TH，从信号提取语音信号以产生对应于命令C的控制信号，其导致助听器装置10提取语音信号。为产生控制信号，确定控制置信度。根据控制置信度，语音信号或被拒绝用于产生控制信号、产生通知形式的控制信号或者产生命令形式的控制信号。如果产生命令C形式的控制信号，语音信号与预定命令相关联，其用于控制助听器装置10或者无线连接到助听器装置10的外部装置。控制信号也可控制助听器装置10和外部装置，例如通过使得助听器装置10通知用户命令已被接受及提供使得外部装置执行一个或多个特定功能。语音命令也可用于控制一个以上外部装置。
图5示出了根据本发明第一实施例的方法的流程图。该方法用于在助听器装置和外部装置之间无线接收和/或发送数据以经助听器装置控制外部装置。该方法包括步骤：
200，在助听器装置处接收包括音频的信号。
210，从包括音频的信号提取语音信号。
220，通过语音识别分析所提取的语音信号。
230，从所提取的语音信号产生控制信号。
240，将控制信号提供给外部装置以控制外部装置。
控制信号适于控制外部装置。该方法可包括一个或多个另外的步骤250。
例如，该方法可包括另外的步骤250，如在助听器装置处从外部装置接收数据的步骤。该方法还可包括从数据提取包括音频的信号的步骤。从数据提取包括音频的信号例如可使用语音合成进行。此外，该方法可包括将包括音频的信号提供给用户的步骤。
图6示出了根据本发明第二实施例的方法的流程图。该方法用于在助听器装置和外部装置之间无线接收和/或发送数据以经助听器装置控制外部装置。该方法包括步骤：
200，在助听器装置处接收包括音频的信号。
205，确定包括音频的信号是否源自助听器装置的用户。仅在包括音频的信号源自助听器装置的用户时执行进一步的步骤。如果包括音频的信号被确定源自用户，执行下面的步骤即210、220、230、240，及非必须地，250。如果包括音频的信号不能以足够高的置信确定来自用户，向用户提供通知，即通知用户的声音或听得见的信号，以足够高的置信确定不可能。如果包括音频的信号被确定并非源自用户，不执行下面的步骤210、220、230和240。
作为备选，如果包括音频的信号被确定并非源自用户，可执行传统助听器模式的步骤，即包括音频的信号可被处理以提高助听器装置的用户的听力，例如通过降噪、应用随频率而变的增益等。根据传统助听器模式处理的信号之后可提供给用户。
210，从包括音频的信号提取语音信号。
220，通过语音识别分析所提取的语音信号。
230，从所提取的语音信号产生控制信号。
240，将控制信号提供给外部装置以控制外部装置。
非必须地，可执行一个或多个另外的步骤250。
图7示出了根据本发明第三实施例的方法的流程图。该方法用于在助听器装置和外部装置之间无线接收和/或发送数据以经助听器装置控制外部装置。该方法包括步骤：
200，在助听器装置处接收包括音频的信号。
205，确定包括音频的信号是否源自助听器装置的用户。根据确定结果执行下面的步骤206、207和208之一。
206，如果包括音频的信号被确定源自用户，执行步骤210和220。这对应于图4中提取语音信号的命令C。
207，如果包括音频的信号不能以足够高的置信确定来自用户，向用户提供通知N(参见图4)，即通知用户的声音或听得见的信号，以足够高的置信确定不可能。
208，如果包括音频的信号被确定并非源自用户，不执行任何进一步的步骤。这对应于图4中的拒绝R。作为备选，处理包括音频的信号以提高助听器装置的用户的听力，例如通过降噪、应用随频率而变的增益等。根据传统助听器模式处理的信号之后可提供给用户。
210，从包括音频的信号提取语音信号。
220，通过语音识别分析所提取的语音信号。
226，如果所提取的语音信号可与预定控制信号相关联，执行步骤230和240。这对应于图4中产生控制信号的命令C。
227，如果语音信号不能以足够高的置信与预定控制信号相关联，向用户提供通知N(参见图4)，即通知用户的声音或听得见的信号，语音信号不能以足够高的置信与预定控制信号相关联。
228，如果语音信号被确定并非控制信号，不执行任何进一步的步骤。这对应于图4中的拒绝R。作为备选，处理包括音频的信号以提高助听器装置的用户的听力，例如通过降噪、应用随频率而变的增益等。根据传统助听器模式处理的信号之后可提供给用户。
230，从所提取的语音信号产生控制信号。
240，将控制信号提供给外部装置以控制外部装置。
非必须地，可执行一个或多个另外的步骤250。
在图中未示出的一实施例中，助听器装置包括耳蜗植入件。耳蜗植入件通常包括i)用于拾取和处理来自环境的声音及用于根据当前输入声音确定用于电极刺激的脉冲序列的外部部分；ii)(通常无线如感应)通信链路，用于同时传输关于脉冲序列的信息和用于传送能量给iii)植入部分，使能产生刺激并施加到多个电极，多个电极可植入在耳蜗的不同位置从而使能刺激听频范围的不同频率。这样的系统例如在US 4,207,441和US 4,532,930中描述。
一方面，助听器装置包括多电极阵列，例如包括适于接近用户的听觉神经位于耳蜗中的多个电极的载体的形式。该载体优选由柔性材料制成以使能将电极适当地定位在耳蜗中使得电极可插入在受试对象的耳蜗中。优选地，各个电极沿载体的长度空间分布以在载体插入到耳蜗中时提供对应的沿耳蜗中的耳蜗神经的空间分布。
一方面，功能可存储在有形计算机可读介质上或者编码为有形计算机可读介质上的一条或多条指令或代码。计算机可读介质包括适于保存包括程序代码的计算机程序的计算机存储介质，当计算机程序在数据处理系统上运行时，使得数据处理系统执行上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的及权利要求中限定的方法的至少部分(如大部分或所有)步骤。
作为例子但非限制，前述有形计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储器、磁盘存储器或其他磁性存储装置，或者可用于执行或保存指令或数据结构形式的所需程序代码并可由计算机访问的任何其他介质。如在此使用的，盘包括压缩磁盘(CD)、激光盘、光盘、数字多用途盘(DVD)、软盘及蓝光盘，其中这些盘通常磁性地复制数据，同时这些盘可用激光光学地复制数据。上述盘的组合也应包括在计算机可读介质的范围内。除保存在有形介质上之外，计算机程序也可经传输介质如有线或无线链路或网络如因特网进行传输并载入数据处理系统从而在不同于有形介质的位置处运行。具体地，根据本发明实施例的方法的步骤205、206、207、208、210、220、226、227、228和230可按软件实施。
一方面，数据处理系统包括适于执行计算机程序的处理器，计算机程序使得处理器执行上面描述的及权利要求中限定的方法的至少部分(如大部分或所有)步骤。具体地，根据本发明实施例的方法的步骤205、206、207、208、210、220、226、227、228和230可按软件实施。
当由对应的过程适当代替时，上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的和/或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。

Claims (15)

1.一种助听器装置，适于处理包括音频的信号以帮助听力受损用户(48)及适于配置成设置在用户(48)耳朵(47,47’)处、耳后和/或耳中，包括：
-至少一输入变换器(14,14’)，适于接收包括音频的信号；
-输出变换器(24)，适于将包括音频的信号提供给用户(48)；
-天线(22)，适于与相应的外部装置(12)无线通信；
-无线接口(18)，适于经天线(22)接收和/或发送数据(52)；
-信号处理单元(38)，适于处理包括音频的信号以帮助听力受损用户(48)及适于从包括音频的信号提取语音信号并基于语音信号产生控制信号；
其中至少一控制信号适于控制相应的外部装置(12)；及
其中无线接口(18)适于经天线(22)将至少一控制信号发送给相应外部装置(12)以控制相应外部装置(12)。
2.根据权利要求1所述的助听器装置，其中所述信号处理单元(38)适于确定包括音频的信号是否源自用户(48)。
3.根据权利要求2所述的助听器装置，其中所述信号处理单元(38)适于仅在包括音频的信号源自用户(48)时从包括音频的信号提取语音信号并基于所述语音信号产生控制信号。
4.根据权利要求2或3所述的助听器装置，其中所述助听器装置(10,10’)包括存储器(36)，其适于存储至少下述之一：i)与用户(48)相关联的至少一参数；ii)与预定用户环境相关联的至少一参数；或者iii)与预定外部装置(12)相关联的至少一参数，以用于改善包括音频的信号是否源自用户(48)的确定。
5.根据权利要求1-4任一所述的助听器装置，其中所述信号处理单元(38)适于将经无线接口(18)接收的数据(52)和/或将控制信号转换为包括音频的信号以经输出变换器(24)呈现给用户(48)。
6.根据权利要求1-5任一所述的助听器装置，其中所述信号处理单元(38)包括语音合成单元(46)，其适于使用语音合成将经无线接口(18)接收的数据(52)和/或将控制信号转换为语音信号以经输出变换器(24)呈现给用户(48)。
7.根据权利要求1-6任一所述的助听器装置，其中所述信号处理单元(38)适于基于包括音频的信号确定置信度(CL)，其中所述置信度(CL)对应于包括音频的信号源自所述助听器装置(10,10’)的用户(48)的可能性，及其中所述信号处理单元(38)适于根据所述置信度(CL)处理信号。
8.根据权利要求1-7任一所述的助听器装置，其中所述信号处理单元(38)包括语音分析单元(44)，其适于识别包括音频的信号中的预定语音信号。
9.根据权利要求8所述的助听器装置，其中所述信号处理单元(38)适于在在包括音频的信号中识别到预定语音信号时启用无线接口(18)，其中无线接口(18)适于在启用的基础上根据语音分析单元(44)识别的特定预定语音信号建立到预定外部装置(12)的连接。
10.一种听力系统，包括：
-根据权利要求1-9任一所述的助听器装置(10,10’)；及
-外部装置(12)，包括
--天线(26)，用于与所述助听器装置(10,10’)无线通信；及
--无线接口(28)，用于经所述天线(26)接收和/或发送数据(52)。
11.根据权利要求10所述的听力系统，其中所述外部装置(12)适于在从所述助听器装置(10,10’)接收到至少一控制信号时执行预定功能。
12.根据权利要求10或11所述的听力系统，其中所述外部装置(12)包括适于确定传感器值的至少一传感器(30)，其中所述外部装置(12)适于在接收到来自所述助听器装置(10,10’)的预定控制信号时将预定传感器的传感器值作为数据(52)经外部装置(12)的天线(26)提供给所述助听器装置(10,10’)。
13.用于在助听器装置和外部装置之间无线接收和/或发送数据以经助听器装置控制外部装置的方法，包括步骤：
-在所述助听器装置(10,10’)处接收包括音频的信号。
-从包括音频的信号提取语音信号。
-通过语音识别分析所提取的语音信号及从所提取的语音信号产生控制信号，其中所述控制信号适于控制所述外部装置(12)；及
-将所述控制信号提供给外部装置(12)以控制外部装置(12)。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括步骤：
-在所述助听器装置(10,10’)处从所述外部装置(12)接收数据(52)；
-从所述数据(52)提取包括音频的信号；及
-将包括音频的信号提供给用户(48)。
15.根据权利要求1-9任一所述的助听器装置的用途，用于向外部装置(12)无线发送控制信号和/或从外部装置(12)接收数据(52)。
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