CN108024189A - 借助助听器识别节拍的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种方法，其中声学输入信号在输入转换器(14)中被转换为电输入信号，其中电输入信号在信号处理单元(16)中被处理为电输出信号，其中电输出信号在输出转换器(18)中被转换为输出信号，其中通过对电输入信号进行分析识别出节拍，并且其中向听力系统佩戴者可感知地输出识别出的节拍。本发明还涉及一种相应的听力系统(10)，借助其在输入信号中识别出节拍并且将其可感知地输出。

Description

借助助听器识别节拍的方法

技术领域

本发明涉及一种用于听力系统的节拍识别的方法以及相应的听力系统。

背景技术

助听器用于为听力损伤人员提供声学环境信号，该声学环境信号为补偿各类听力损伤而被相应地处理和特别地放大。为此，助听器通常包括例如以麦克风形式的输入转换器、具有放大器的信号处理单元以及输出转换器。输出转换器通常实现为微型扬声器并且也被称为听筒或接收器。其尤其产生声学输出信号，其被传导至患者的听觉器官并且在该听觉器官处产生期望的听觉感知。

为了满足数目众多的个体需求，提供了不同结构形式的助听器。在所谓的ITE助听器(In-the-Ear，耳内助听器，也就是IDO即In-dem-Ohr)中，包含包括麦克风和接收器在内的全部功能组件的壳体至少部分地戴在耳道中。CIC助听器(Completely-in-Canal，耳道助听器)类似于ITE助听器，但是整体戴在耳道中。在BTE助听器(Behind-The-Ear，耳后助听器，也称为Hinter-dem-Ohr即HdO)中，具有诸如电池和信号处理单元的组件的壳体戴在耳朵后面。根据构造，接收器可以直接戴在佩戴者的耳道中(所谓的前听筒助听器或接收器在通道内(RIC)助听器)。替换地，接收器布置在壳体本身内，并且柔韧的、也称为管的声音软管将接收器的声学输出信号从壳体传导至耳道(软管助听器)。

为了不取决于助听器类型地实现期望的听觉感知，为语音理解所需的声音信号对于听力损伤的人员来说必须是可感知且可区分的，并且在理想情况下近似自然声音感知。为此，例如使用具有压缩和抑制干扰噪声的助听器，由此优化语音理解力、使音量感知正常化、抑制干扰噪声和改善极高音量或极低音量的输入信号的舒适度或听觉感知。

虽然前面描述的算法使助听器佩戴者获得低干扰或不受干扰的听觉感知，但是不是在任意情况下都能实现。例如对于佩戴助听器的乐师或舞者在识别所播放的音乐的节拍时会出现问题。这归因于，通过为了对声学输入信号进行信号处理而使用的极快速工作的算法、特别是噪声抑制或动态压缩，承载节拍信息的信号分量被掩盖或模糊，并且对于助听器佩戴者不再或仅困难地感知节拍本身。后果是错误应用或“不按节拍”演奏或跳舞。

由DE 10 2007 043 081 A1公知一种用于利用助听器采集外部声源的类型的方法和装置。在该方法的范围内从外部声源输出至少一个识别信号。该识别信号由助听器采集并且为了识别声源的类型在助听器中进行分析。按照DE 10 2007 043 081 A1可以根据识别信号的脉冲频率和脉宽识别出声源的类型。

US 2016/0292270 A1公开了一种方法，借助其根据声学分析关于其拍子(beatsper minute，每分钟的拍击)分析音乐作品。将各个音乐作品的拍子与使用者的当前心率相比较或相关联，并且在音乐作品的拍子和心率之间出现偏差时选择适合于使用者心率的音乐作品。

由US 8213640 B2公知一种方法，其中音乐设备为佩戴助听器的乐师预定音调或信号，其中声音由环境采集并且与预定相比较，并且其中输出相应的比较结果。该方法尤其适用于乐器的调音。在一种变形中，音乐设备是预先给定节拍的节拍器。

发明内容

本发明要解决的第一技术问题是，提供一种方法，其能够使听力系统使用者获得对节拍的更好的感知。

本发明要解决的第二技术问题是，提供一种听力系统，借助其能够实现对节拍的相应更好的感知。

根据本发明，本发明的第一技术问题通过用于听力系统的节拍识别的方法来解决，其中声学输入信号在输入转换器中被转换为电输入信号，其中电输入信号在信号处理单元中被处理为电输出信号，其中电输出信号在输出转换器中被转换为输出信号，其中通过对电输入信号进行分析识别出节拍，并且其中向听力系统佩戴者可感知地输出识别出的节拍。

通过对电输入信号进行相应分析来识别节拍并处理，使得其能够可感知地输出。通过这种方式确保了，在随后的信号处理中不会丢失或模糊节拍信息。分析声学信号的节拍基本上是已知的并且不是本发明的内容。例如在多个电子播放设备中识别并可视地输出声学信号的节拍。节拍识别在此例如包含统计学方法并且观察声音能量的时间曲线和/或其例如分析声音能量在特征性频带中的时间相关性。

为了确保在分析电输入信号的范围内可靠地识别出节拍，优选在未处理的情况下分析该电输入信号。特别地，在未压缩的情况下分析声学输入信号。在另外的替换中，对输入信号进行预处理，以便例如将其减小为有用信号，其中随后分析有用信号中包含的节拍。

听力系统尤其是助听器，其中优选地引入在其中包含的用于分析电输入信号的信号处理单元。但是本发明不限于助听器。而是本发明可以在具有用于对声学信号进行信号处理的能力的任意设备中实现。在该意义上，听力系统例如是智能电话、电视机、计算机、特别是平板电脑、例如具有噪声抑制的听筒系统等。在另外的替换中，将声学输入信号转换为电输入信号和/或在外部设备、例如智能电话或平板电脑中分析电输入信号，其中识别出的节拍或节拍信号的可感知的、特别是可听见的输出通过助听器进行。可以电线连接地、通过无线电无线地或直接将电输入信号以及识别出的节拍或节拍信号传入听力系统或助听器。就此而言，输入转换器是麦克风、接收天线或外部音频设备的连接或输出端口。

在本发明的优选的实施中，借助听力系统本身声学可感知地输出节拍。为此优选地，输出信号中的识别出的节拍分量被放大地输出。优选地在信号处理单元中在用于将输入信号处理为输出信号的其余的算法的范围内，放大识别出的节拍分量。通过输出输出信号中的放大后的节拍分量，能够使听力系统使用者直接且简单地获取在特别是声学输出信号中的节拍。

节拍基本上理解为一系列周期重复的拍击，其在音乐中与特定时间段内的一组特定音符一致。就此而言，本发明的节拍涉及音乐作品的节拍，就像周期重复的任意声学信号一样，例如人的心跳或通过节拍器规定的节拍。对于特定节拍尤其呈现各个拍击的不同重音。

在优选的变形中，识别心跳作为输入信号中的节拍，并且可感知地输出识别出的心跳。在优选的变形中，放大地输出识别出的心跳作为输出信号中的节拍分量。例如用听诊器监控患者的心跳的具有听力损伤的医生或护理人员可以在通过听力系统输出的输出信号中明显感知到患者的心跳，并且例如识别出心律不齐。替换地，还可以使心跳可视化，例如在一起携带的智能电话或在其它相应的输出设备上。在另外的、同样优选的变形中，例如由听力系统采集通过医学监视设备声学重放的心跳，并且为听力系统使用者相应地处理或准备和输出。另外的应用在于运动领域。在此在本发明的范围内例如优选声学地重放自身心跳。在合适的实施中根据声学输入信号采集节拍。替换地，优选通过脉冲测量的通常方法提供节拍。在此，对于应用者的使用在于自身循环功能的声学监视。

在本发明的另外的优选的实施中，输出与识别出的节拍同步的节拍信号。尤其借助识别出的节拍合成地产生或从其中导出同步的节拍信号。在此，输出的类型可以与相应于各个事件的不同情况相匹配。由此，可视化输出与声学输出是一样优选的。进一步优选地，对于助听器佩戴者触觉地、或通过振动信号进行可感知的输出。

在另外的优选的变形中，借助移动通信装置输出与节拍同步的节拍信号。放大的节拍信号例如通过智能电话或平板电脑声学地作为合适的强度、形状和/或频率的可感知的信号输出，或在各个通信装置的显示器上向助听器佩戴者显示。

在另外的、同样优选的变形中，与节拍同步的节拍信号作为语音信号输出。节拍信号的语音输出例如通过听力系统使用者的耳朵中的声音输出装置进行。在乐师的情况中例如通过节拍计数(例如4/4拍：“1，2，3，4，1，2，3，4……”)向助听器佩戴者可感知地输出音乐的节拍。在监控心跳的护理人员的情况下，可以向该护理人员例如声学地输出每分钟的心跳。

进一步的优点在于，为了输出与节拍同步的节拍信号使用触觉时钟发生器。时钟发生器以特定频率发送脉冲。由此，乐师例如可以将这样的时钟发生器带在身上，其通过振动向听力系统使用者可感觉地输出节拍。

优选地，自动识别在对输入信号进行分析的范围内识别出的节拍与预定的节拍的偏差。如果例如在管弦乐队中演奏的、佩戴助听器的乐师在其乐器演奏方式上与管弦乐队的节拍不同，则自动识别该偏差。合适地将此通知乐师并且可以使其演奏与预定节拍匹配。针对患者的心跳，识别所测量的心跳与预定的规律心跳的偏差。由此例如可以识别心律干扰并且采取相应措施进行治疗。

对不同节拍的识别优选地通过如下确保，即，对输入信号进行频率分解或频率滤波。由此，区分并个性化在不同频率范围内出现的节拍。每个单独识别出的节拍合适地被单独且可感知地输出，如在此一般描述的那样。

根据本发明，本发明的第二技术问题通过听力系统来解决，其包括输入转换器，用于将声学输入信号转换为电输入信号；与输入转换器连接的信号处理单元，用于处理电输入信号；与信号处理单元连接的输出转换器，用于将处理后的电输出信号转换为输出信号；以及节拍分析单元，其设计并构造为，用于识别电输入信号中的节拍并且用于向听力系统使用者可感知地输出识别出的节拍。

用于识别节拍的方法和其优选扩展描述的优点在此可以类似地转用到听力系统。

在听力系统的优选的扩展中，节拍分析单元在信号处理单元中实现。在替换的变形中，分析在外部装置、特别是在智能电话、平板电脑或其它设备中进行，其具有用于处理声学输入信号或由此导出的电输入信号的能力。

听力系统理解为助听器本身以及听筒、头戴送受话器或扬声器。在该意义上，听力系统例如是智能电话、电视机、计算机、特别是平板电脑、例如具有噪声抑制的听筒系统等。在另外的替换中，将声学输入信号转换为电输入信号和/或在外部设备、例如智能电话或平板电脑中分析电输入信号，其中识别出的节拍或节拍信号的可感知的、特别是可听见的输出通过助听器进行。可以电线连接地、通过无线电无线地或直接将电输入信号以及识别出的节拍或节拍信号传入听力系统或助听器。就此而言，输入转换器是麦克风、接收天线或外部音频设备的连接或输出端口。

合适地，信号处理单元设计并构造为，输出信号中的节拍分量可以放大地输出。通过输出输出信号中的放大后的节拍分量，该输出信号作为组合音频信号被输出。助听器佩戴者由此在其可听见的音频信号中可感知地听见放大后的节拍分量。

优选地，节拍分析单元设计并构造为用于输出与节拍同步的节拍信号。优选地，借助移动通信装置、诸如智能电话、计算机或平板电脑进行输出。在此，例如通过显示屏的可视化输出或通过扬声器的语音输出是可能的。合适地，借助无线电连接将与节拍同步的节拍信号从节拍分析单元传输到外部设备。

优选替换地，为了输出与节拍同步的节拍信号使用触觉时钟发生器。作为时钟发生器例如使用戴在身体上的振动元件，其向助听器佩戴者可感知地输出识别出的节拍。

听力系统的其它优选的实施由本发明给出。

附图说明

下面对照附图对本发明的实施例作进一步的说明。附图中：

图1示出了对于助听器的节拍识别的示意性方法流程，

图2示出了助听器，具有信号处理单元，用于识别节拍并将其可感知地输出。

具体实施方式

图1示意性示出了助听器识别节拍的方法流程。为了识别并放大声学输入信号中的节拍，对从声学输入信号例如借助麦克风转换的电输入信号进行连续分析(步骤1)。在分析的范围内，基于节拍特征、例如周期地重复的声峰(“拍击(Beats)”)识别节拍(步骤2)。特别地，在此识别信号中所包含的节拍分量或节拍特征。

电输入信号典型地在信号处理单元中被处理并且为助听器佩戴者频率特定地且相应已知的听力情况准备(步骤3)。特别地，在该信号处理(步骤3)的范围内例如进行信号的频率压缩、干扰噪声抑制和/或反馈补偿。在该信号处理之前进行节拍分析。

在电输入信号中识别出的节拍分量或节拍特征例如在信号处理的范围内被放大或在执行前面提到的处理算法之后又添加处理后的信号(步骤4)。最后，由此得到的电输出信号被转换为声学输出信号(步骤5)。声学输入信号的节拍分量或节拍特征包含在输出信号中或对于助听器佩戴者可感知地放大地重放(步骤6)。

图2示出了耳后助听器(HdO助听器)作为助听器10。助听器10包括助听器壳体12，在其中布置作为输入转换器14的两个麦克风14。借助麦克风14接收来自于环境的声音作为声学输入信号并且将其转换为电输入信号。为了识别节拍对未处理的电输入信号进行连续分析。

在信号处理单元16内处理或放大电输入信号。同样，考虑信号处理单元16作为节拍分析单元17，其在还未处理的信号中识别节拍或节拍分量。处理后的输出信号然后在输出转换器18、例如扬声器中被转换为声学输出信号。在一种变形中，给输出信号放大地施加识别出的节拍分量。在另一种变形中，识别出的节拍经由输出转换器18作为语音信号向助听器佩戴者输出。在另一种变形中，识别出的节拍例如通过无线电传导到外部输出设备20、例如智能电话，其可视地或触觉地(例如通过振动)输出节拍。

助听器10、特别是信号处理单元18的供电通过同样集成在助听器壳体12中的电池21进行。

附图标记列表

1 第一方法步骤

2 第二方法步骤

3 第三方法步骤

4 第四方法步骤

5 第五方法步骤

6 第六方法步骤

10 听力系统

12 助听器壳体

14 输入转换器

16 信号处理单元

17 节拍分析单元

18 输出转换器

20 外部设备

21 电池

Claims (14)

1.一种用于听力系统(10)的节拍识别的方法，

-其中声学输入信号在输入转换器(14)中被转换为电输入信号，

-其中电输入信号在信号处理单元(16)中被处理为电输出信号，

-其中电输出信号在输出转换器(18)中被转换为输出信号，

-其中通过对电输入信号进行分析识别出节拍，并且

-其中向听力系统佩戴者可感知地输出识别出的节拍。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在未处理的情况下分析电输入信号。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，输出信号中的识别出的节拍分量被放大地输出。

4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，识别心跳作为节拍，并且其中可感知地、特别是作为输出信号中的放大的节拍分量输出识别出的心跳。

5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，输出与识别出的节拍同步的节拍信号。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，借助移动通信装置输出与识别出的节拍同步的节拍信号。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，与识别出的节拍同步的节拍信号作为语音信号输出。

8.根据权利要求中5至7任一项所述的方法，其中，借助触觉的时钟发生器输出与识别出的节拍同步的节拍信号。

9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，自动识别识别出的节拍与预定的节拍的偏差。

10.一种听力系统(10)，包括输入转换器(14)，用于将声学输入信号转换为电输入信号；与输入转换器(14)连接的信号处理单元(16)，用于处理电输入信号；与信号处理单元(16)连接的输出转换器(18)，用于将处理后的电输出信号转换为输出信号；以及节拍分析单元(17)，其设计并构造为，用于识别电输入信号中的节拍并且用于向听力系统使用者可感知地输出识别出的节拍。

11.根据权利要求10所述的听力系统(10)，其中，节拍分析单元(17)在信号处理单元(16)中实现。

12.根据权利要求10或11所述的听力系统(10)，其中，节拍分析单元(17)设计并构造为，输出信号中的识别出的节拍分量能够被放大地输出。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的听力系统(10)，其中，节拍分析单元(17)设计并构造为，用于输出与识别出的节拍同步的节拍信号。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的听力系统(10)，其中，为了输出与识别出的节拍同步的节拍信号使用触觉的时钟发生器。