CN108347684A - 用于运行双耳式听力设备系统的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行具有第一听力设备(4a)和第二听力设备(4b)的双耳式听力设备系统(2)的方法，其中，将第一听力设备(4a)的第一音频信号(18a)划分为第一高频分量(HF1)和第一低频分量(NF1)，其中，将第二听力设备(4b)的第二音频信号(18b)划分为第二高频分量(HF2)和第二低频分量(NF2)，其中，预先给定第一临时分频(tf1)，预先给定第二临时分频(tf2)，以及其中，根据第一临时分频(tf1)和第二临时分频(tf2)确定分频(tf)，其中，将第一音频信号(18a)在分频(tf)处划分为第一高频分量(HF1)和第一低频分量(NF1)，并且将第二音频信号(18b)在分频(tf)处划分为第二高频分量(HF2)和第一低频分量(NF2)。

Description

用于运行双耳式听力设备系统的方法

技术领域

本发明涉及一种用于运行具有第一听力设备和第二听力设备的双耳式听力设备系统的方法，其中，将第一听力设备的第一音频信号划分为第一高频分量和第一低频分量，以及其中，将第二听力设备的第二音频信号划分为第二高频分量和第二低频分量。

背景技术

在听力设备中，一般将环境的声音信号借助输入转换器转换为电信号，并且在信号处理单元中根据用户的听力需要进行处理，在此特别是与频率有关地进行放大。处理后的信号此时通过输出转换器转换为输出声音信号，其被馈送到用户的耳朵。为了改善声音信号的空间听觉感受以及改善声音信号的空间分辨率，经常使用具有两个听力设备的双耳式听力设备系统，用户分别将听力设备中的一个佩戴在左耳上，一个佩戴在右耳上。在此，听力设备相互传输其由各自的输入转换器产生的输入信号和/或由此通过信号处理导出的其它音频信号以及需要时附加的控制信号，并且根据本地信号以及接收到的信号针对本地输出转换器产生相应的输出信号。

在听力设备运行时，通过将输出声音信号耦合到输入转换器中可以形成声学反馈环，因为输出声音信号因此重新经历信号处理的增益，这可能导致明显的啸叫噪声或者一般地干扰噪声。因此，通常借助内部的电反馈环来抑制声学反馈，在电反馈环中根据经过放大的音频信号例如在自适应滤波器中产生补偿信号，将补偿信号馈送到输入信号，以对声学反馈进行补偿。为了防止由此消除输入信号的强音调信号成分，而导致在输出信号中形成伪音(Artefakt)，在此经常在将放大的音频信号馈送到自适应滤波器之前，使放大的音频信号产生频率失真，以将其与输入信号解相关，这抵消伪音的形成。

EP 2 988 529 A1例如涉及一种用于抑制听力设备中的声学反馈的方法，其中，依据声学反馈自适应地确定分频，并且仅对分频以上的信号分量应用频率改变。在此，一方面将分频选择为尽可能高，以便使如下频率范围最小，在该频率范围内对于听力设备的用户来说能够听到与频率未改变的直达声叠加的由听力设备改变了频率的信号，然而另一方面分频应当至少改变对于声学反馈来说潜在地关键的频率范围的频率。

在双耳式听力设备系统中，可能对于两个听力设备中的每一个形成声学反馈环。然而，为了在每个听力设备本地抑制反馈，由于为了产生输出信号各个信号在两个听力设备之间的传输以及其相互使用，而产生附加的要求。

双耳式听力设备中的频率失真关于对环境的空间感知的改善例如以频率换位(Frequenztransposition)的形式从US 2013/0 051 566 A1中对于本领域技术人员是已知的。然而，对此已知的知识由于不同的目标方向而仅能够非常有限地应用于双耳式听力设备中的声学反馈的抑制。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，给出一种用于运行双耳式听力设备系统的方法，其应当能够在尽可能自然的空间听觉感受下抑制声学反馈。

根据本发明，上述技术问题通过用于运行具有第一听力设备和第二听力设备的双耳式听力设备系统的方法来解决，其中，将第一听力设备的第一音频信号划分为第一高频分量和第一低频分量，其中，将第二听力设备的第二音频信号划分为第二高频分量和第二低频分量，其中，为了将第一音频信号划分为第一高频分量和第一低频分量，预先给定第一临时分频，其中，为了将第二音频信号划分为第二高频分量和第二低频分量，预先给定第二临时分频，以及其中，根据第一临时分频和第二临时分频确定分频，其中，为了抑制声学反馈，将第一音频信号在分频处划分为第一高频分量和第一低频分量，并且将第二音频信号在分频处划分为第二高频分量和第一低频分量。部分本身被视为具有创造性的有利构造是下面的描述的内容。

优选第一音频信号在第一听力设备本地并且第二音频信号在第二听力设备本地产生。特别是，第一和第二音频信号在此分别可以通过相关听力设备的信号处理过程中的中间信号给出。

在听力设备中，为了抑制声学反馈，通常将来自主信号路径的中间信号分支并且馈送到特意设置的反馈抑制装置、例如自适应滤波器，在那里根据中间信号产生补偿信号，将补偿信号又输送到主信号路径中，从而在主信号路径中尽可能抵消基于声学反馈的信号分量。主信号路径在此特别是包括听力设备的输入转换器根据环境的声音信号产生的输入信号，馈送到听力设备的特定于用户的信号处理的包括输入信号的信号分量，其中，特定于用户的信号处理特别是包含与频率有关的放大以及噪声抑制，对应地特定于用户地处理后的信号以及由此导出的输出信号，其通过听力设备的输出转换器转换为针对用户的输出声音信号。

对反馈的抑制在此可能导致声音质量的损失，因为一方面对于特别是音调和/或静止的有用信号，很难在与反馈相关的频率范围内在由于反馈产生的啸叫和有用信号成分之间进行区分，由此有用信号的信号分量也潜在地可能被补偿信号抵消。此外，另一方面，背景噪声的静止信号分量也可能被调制为能听到，这在有用信号不受影响时也有可能影响对听力情形的听觉感受。

由于所提到的原因，经常尝试使对反馈的抑制仅局限于真正存在反馈或即将出现反馈的频率范围。这与听力设备的机械和电声条件有关，通常为自大约2kHz起、个别也自1kHz起的中频到更高的频率。对此，可以生成补偿信号，使得补偿信号仅在相关频率范围内包含信号分量。此时，这可以通过如下方式来实现：反馈抑制装置将对应的从主信号支路分支的中间信号对应地在分频处划分为高频分量和低频分量，并且仅使用高频分量来产生补偿信号。

为了抑制双耳式听力设备系统中的声学反馈，由于交叉反馈的强衰减，通常先验地单独观察每一个本地声学反馈路径，即同一听力设备的分别从输出转换器回到输入转换器的声学反馈路径。如果此时例如由于在用户说话时由于下颌运动等相关听力设备在耳朵中的位置改变，声学反馈路径在本地改变，则优选使对反馈的抑制匹配于改变后的情况，对于抑制的针对本地听觉感受最优的频率范围，这实际上也包含分频的改变。

然而，单纯本地进行的相应的分频的确定、即特别是仅根据本地存在的、同一听力设备的从相应的输出转换器回到输入转换器的声学反馈路径进行的相应的分频的确定，在更新分频时在听觉感受方面可能导致其它问题。也就是说，为了使用户的耳朵不经受不自然地起作用的突然的变化，通常利用一定的稳定的“交替出现”，即例如通过在合适地选择的时间窗中使分频移位到新的值，来进行分频的更新。但是，如果此时对于两个听力设备，相应地更新后的分频的目标值不同，则这可能令人吃惊地导致用户感觉声源好像围绕其旋转，这由于在视觉上感知到其环境保持不变而导致明显的差异。所感觉到的这种错误定位主要由关于频率变化的群运行时间(Gruppenlaufzeit)、即信号传输时间引起，由此可能使耳间时间差失真。

为了消除这种错误地感觉到的声源的旋转，现在在本发明的范围内提出，在第一步骤中首先分别在本地预先给定临时分频的值，并且在第二步骤中根据各个听力设备的两个临时分频确定实际的分频，在实际的分频处不仅将第一音频信号、而且将第二音频信号划分为其各自的高频分量和低频分量。由此可以以有利的方式考虑在本地抑制由两个声学反馈路径产生的反馈的要求以及尽可能现实的空间听觉感知的希望。

适宜的是，对第一音频信号应用对于第一高频分量和第一低频分量分别不同的第一频率失真，由此产生第一频率失真的音频信号，以及对第二音频信号应用对于第二高频分量和第二低频分量分别不同的第二频率失真，由此产生第二频率失真的音频信号。通过应用第一频率失真，由此使第一音频信号的第一高频分量和第一低频分量失真，其中，第一高频分量和第一低频分量以不同的程度失真。

对应的内容针对第二高频分量和第二低频分量适用于第二频率失真。特别是第一频率失真和第二频率失真在此可以分别对第一音频信号和第二音频信号产生相同的作用，也就是说，对第一高频分量应用与对第二高频分量相同的频率失真，并且对第一低频分量应用与对第二低频分量相同的频率失真。特别是，通过第一频率失真和第二频率失真，仅使相应的高频分量频率失真，而相关音频信号的相应的低频分量保持不变。

对要用来产生用于抑制声学反馈的补偿信号的信号分量应用频率失真，使相关信号分量与主信号路径的对应的信号分量解相关。由此能够实现根据频率失真的信号分量产生的补偿信号在很大程度上仅抵消声学反馈，然而由于解相关而不抵消其它音调信号成分。对于在双耳式听力设备系统中抑制声学反馈时频率失真的应用，所提出的分频的确定因此是特别有利的。

优选将第一临时分频从第一听力设备传输到第二听力设备，其中，在接收到第一临时分频之后，将第二临时分频从第二听力设备传输到第一听力设备，以及其中，在第一听力设备中并且在第二听力设备中，分别按照相同的预先给定的规则根据第一临时分频和第二临时分频确定分频。这意味着，在所提及的两个听力设备中的传输过程之后，两个临时分频在本地存在，并且根据例如预先分别存储在两个听力设备中的每一个的存储器中的、对于两个听力设备相同的规则，确定最终的分频，在该分频处分别划分两个音频信号。特别是对此还可以进行其它通信，即例如用于建立用于临时分频的传输通道的通信请求、与本地临时分频的值的传输独立的对临时分频的接收的确认和/或用于进行时间同步的同步请求等。在此，优选仅在确定特别是第一声学反馈路径的本地要求改变之后向第二听力设备传输第一临时分频，因此开始进行同步处理。由此能够显著限制尽可能最好地确定分频所需的在两个听力设备之间的通信的开销和规模。

在此有利地分别根据第一临时分频和第二临时分频中的最小值来确定分频。特别是，在此，将分频直接确定为第一临时分频和第二临时分频中的最小值，或者确定为对于分频的多个预先给定的可能的值(其特别是可以形成可能的值处的离散网格)内的最小值，从而例如根据两个临时分频中的较低的临时分频，将接下来最低的预先给定的可能的值确定为分频(“地板函数(floor function)”)。通过考虑两个临时分频的最小值，能够实现如此确定的分频充分地考虑两个听力设备中的声学状况，并且对于一个听力设备不被确定为过高。根据分频的多个预先给定的可能的值、特别是离散值进行选择，在此使得能够进一步考虑其它边界条件。

在本发明的一个有利构造中，根据环境的声音信号在第一听力设备中通过第一输入转换器产生第一输入信号，其中，在第一听力设备中根据第一输入信号通过第一信号处理产生第一音频信号。特别是，根据声音信号在第二听力设备中通过第二输入转换器产生第二输入信号，其中，在第二听力设备中根据第二输入信号通过第二信号处理产生第二音频信号。在听力设备中，根据环境的声音信号借助输入转换器产生输入信号，通常对输入信号的信号分量进行特定于用户的信号处理，即例如按照频带进行放大和噪声抑制以及在需要时进行动态压缩(Dynamik-Kompression)等。各个频带中的放大因数在此通常依据要校正的用户的听力损失、例如根据音频图来确定。使通过信号处理产生的音频信号的频率失真、由此在双耳式听力设备系统中所提出的分频的确定在此是特别有利的，因为由此使得能够以有利的方式对声学反馈进行校正。

优选在此根据第一音频信号产生第一输出信号，将第一输出信号通过第一听力设备的第一输出转换器转换为第一输出声音信号，其中，根据第一频率失真的音频信号抑制经由从第一输出转换器到第一输入转换器的第一声学反馈路径的声学反馈。特别是，第一输出信号在此根据第一频率失真的音频信号产生。特别是，根据第二音频信号、优选根据第二频率失真的音频信号产生第二输出信号，将第二输出信号通过第二听力设备的第二输出转换器转换为第二输出声音信号，其中，根据第二频率失真的音频信号抑制经由从第二输出转换器到第二输入转换器的第二声学反馈路径的声学反馈。为了抑制声学反馈使用通过这种特定于用户的信号处理产生的音频信号是在听力设备中常见的做法。由此，在抑制声学反馈的过程中对该音频信号应用频率失真也是适宜的，因此在双耳式听力设备系统中所提出的用于确定分频的方法是特别有利的。

适宜的是，根据外部触发事件更新分频。作为触发事件，在此优选包括环境的声音信号的变化、第一反馈路径和/或第二反馈路径的变化、用户输入、由于用户输入而产生的第一输出信号的变化以及通过听力设备或者双耳式听力设备系统的听力情形的改变的分类。由此实现，每当外部状况发生改变，即环境的声音信号和/或特别是第一声学反馈路径发生改变时，调整分频，使得分频总是匹配于当前存在的状况。然而，如果外部状况、特别是第一声学反馈路径保持稳定，则不需要进行调整，从而不进行更新。由此可以节省电池电力，因为不存在不需要的更新过程，更新过程还与用于传输过程的发送功率相关联。

在本发明的另一个有利构造中，根据内部触发事件更新分频。特别是，在此可以通过周期性的编码器值(Geberwert)形成内部触发事件，从而例如以规则的时间间隔将分频暂时设置为预先给定的、优选低的值、特别优选尽可能最低的值，以便即使在低频也针对相应的反馈路径得到有效估计值。随后，又根据先前描述的方法来更新分频。

本发明还涉及一种具有第一听力设备和第二听力设备的双耳式听力设备系统，其中，双耳式听力设备系统被配置为执行前面描述的方法。针对方法以及针对其扩展给出的优点在此可以相应地转用于双耳式听力设备系统。

附图说明

下面，根据附图详细说明本发明的实施例。在此，

图1以框图示意性地示出了具有两个听力设备和用于同步分频的协议的双耳式听力设备系统。

具体实施方式

在图1中以框图示出了双耳式听力设备系统2。双耳式听力设备系统2包括第一听力设备4a和第二听力设备4b。根据环境的声音信号6，在第一听力设备4a中借助第一输入转换器8a产生第一输入信号10a，并且在第二听力设备4b中借助第二输入转换器8b产生第二输入信号10b。第一输入转换器8a和第二输入转换器8b在此分别通过麦克风给出。现在，在两个听力设备4a,4b中，将各自的输入信号10a,10b与第一和第二补偿信号12a,12b混合，并且将由此产生的第一和第二已补偿信号14a,14b馈送到第一和第二信号处理16a,16b，其由此分别产生中间信号，这里将中间信号称为第一和第二音频信号18a,18b。根据第一和第二音频信号18a,18b产生第一输出信号20a和第二输出信号20b，其由第一输出转换器22a和第二输出转换器22b分别转换为第一和第二输出声音信号24a,24b。第一和第二输出转换器22a,22b在此分别由扬声器给出。通过将第一输出声音信号24a耦合到第一输入转换器8a中形成第一声学反馈路径26a，经由其发生声学反馈。类似的情况适用于第二输出声音信号24b到第二输入转换器8b的第二声学反馈路径26b。

为了抑制经由第一和第二声学反馈路径26a,26b的声学反馈，现在分别在第一和第二自适应滤波器28a,28b中产生第一和第二补偿信号12a,12b。为了将第一和第二自适应滤波器28a,28b各自的输入参量充分地与第一和第二输入信号10a,10b解相关，对第一音频信号18a和第二音频信号18b进行第一频率失真30a和第二频率失真30b。

在此由恒定量值的频率偏移给出的第一频率失真30a在此仅应用于分频tf以上的第一音频信号18a，分频tf将第一音频信号18a划分为第一高频分量HF1和第一低频分量NF1。所产生的第一频率失真的音频信号32a(其包括第一音频信号18a的频率偏移的第一高频分量HF1)现在一方面被馈送到用于产生第一补偿信号12a的第一自适应滤波器28a，另一方面作为第一输出信号20a被引导到第一输出转换器22a。类似的内容在分频tf以及由此产生的第二高频和第二低频分量HF2,NF2方面适用于第二频率失真30b。

在许多情况下，仅在特别需要抑制声学反馈的频带中产生相应的补偿信号12a,12b。对于改善的没有伪音的抑制，为了进行解相关，在要抑制反馈的整个频率范围上应用频率失真30a,30b。也就是说，通过确定分频tf，在此不仅确定相应的频率失真30a,30b的应用范围，而且确定两个补偿信号12a,12b的频率范围，由此确定声学反馈的抑制的应用范围。

此时，如果在两个声学反馈路径26a,26b中的一个中发生了物理变化，由此传输函数发生了变化，则这种变化直接作用于通过相应的自适应滤波器28a,28b对反馈的对应的校正。为此，此时在两个听力设备4a,4b中分别需要分频，其中，相应地最佳的分频(即在对相应的输出声音信号24a,24b中的声音印象的影响尽可能最小的情况下对声学反馈进行尽可能最大的抑制)分别与本地的情况有关，由此实际上需要选择两个不同的分频，然后其可能分别在听力设备4a,4b在本地交替出现(überblenden)。然而，不同的分频的这种交替出现对于双耳式听力设备系统2的用户来说可能产生用户周围的声源似乎改变其位置的不利的听觉感受。

此时，为了抵消这种听觉印象，在第一声学反馈路径26a发生物理变化时，首先第一听力设备4a向第二听力设备4b传输第一临时分频tf1。第二听力设备4b接收第一临时分频tf1，并且在其一侧借助也可能轻微改变的第二声学反馈路径26b确定第二临时分频tf2，将第二临时分频tf2传输到第一听力设备4a。如果自最后更新分频tf起在第二声学反馈路径26b中没有发生变化，则也可以传输当前的分频tf作为第二临时分频tf2的值。

两个听力设备4a,4b此时分别具有第一和第二临时分频tf1,tf2。为了实现均匀的听觉感受，并且尽管如此仍然确保在两个听力设备4a,4b处对反馈的充分的抑制，此时将第一临时分频tf1和第二临时分频tf2中的最小值确定为分频tf。然后，如所描述的，将第一音频信号18a在分频tf处划分为第一高频分量HF1和第一低频分量NF1，其中，将第一高频分量HF1的频率偏移，并且作为第一频率失真的音频信号32a馈送到第一自适应滤波器28a，用于产生第一补偿信号12a。类似的内容关于相同的分频tf适用于第二音频信号18b和第二频率失真的音频信号32b。

虽然通过优选实施例进一步详细示出并描述了本发明，但是本发明不局限于该实施例，本领域技术人员可以由此得出其它变形，而不脱离本发明的保护范围。

附图标记列表

2 双耳式听力设备系统

4a,4b 第一/第二听力设备

6 环境的声音信号

8a,8b 第一/第二输入转换器

10a,10b 第一/第二输入信号

12a,12b 第一/第二补偿信号

14a,14b 第一/第二已补偿信号

16a,16b 第一/第二信号处理

18a,18b 第一/第二音频信号

20a,20b 第一/第二输出信号

22a,22b 第一/第二输出转换器

24a,24b 第一/第二输出声音信号

26a,26b 第一/第二声学反馈路径

28a,28b 第一/第二自适应滤波器

30a,30b 第一/第二频率失真

32a,32b 第一/第二频率失真的音频信号

HF1,HF2 第一/第二高频分量

NF1,NF2 第一/第二低频分量

tf 分频

tf1,tf2 第一/第二临时分频

Claims (10)

1.一种用于运行具有第一听力设备(4a)和第二听力设备(4b)的双耳式听力设备系统(2)的方法，

其中，将第一听力设备(4a)的第一音频信号(18a)划分为第一高频分量(HF1)和第一低频分量(NF1)，

其中，将第二听力设备(4b)的第二音频信号(18b)划分为第二高频分量(HF2)和第二低频分量(NF2)，

其中，为了将第一音频信号(18a)划分为第一高频分量(HF1)和第一低频分量(NF1)，预先给定第一临时分频(tf1)，

其中，为了将第二音频信号(18b)划分为第二高频分量(HF2)和第二低频分量(NF2)，预先给定第二临时分频(tf2)，以及

其中，根据第一临时分频(tf1)和第二临时分频(tf2)确定分频(tf)，

其中，为了抑制声学反馈，将第一音频信号(18a)在分频(tf)处划分为第一高频分量(HF1)和第一低频分量(NF1)，并且将第二音频信号(18b)在分频(tf)处划分为第二高频分量(HF2)和第一低频分量(NF2)。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中，对第一音频信号(18a)应用对于第一高频分量(HF1)和第一低频分量(NF1)分别不同的第一频率失真(30a)，由此产生第一频率失真的音频信号(32a)，以及

其中，对第二音频信号(18b)应用对于第二高频分量(HF2)和第二低频分量(NF2)分别不同的第二频率失真(30b)，由此产生第二频率失真的音频信号(32b)。

3.根据权利要求1或根据权利要求2所述的方法，

其中，将第一临时分频(tf1)从第一听力设备(4a)传输到第二听力设备(4b)，

其中，在接收到第一临时分频(tf1)之后，将第二临时分频(tf2)从第二听力设备(4b)传输到第一听力设备(4a)，以及

其中，在第一听力设备(4a)中并且在第二听力设备(4b)中，分别按照相同的预先给定的规则根据第一临时分频(tf1)和第二临时分频(tf2)确定分频(tf)。

4.根据权利要求3所述的方法，

其中，分别根据第一临时分频(tf1)和第二临时分频(tf2)中的最小值来确定分频(tf)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其中，根据环境的声音信号(6)在第一听力设备(4a)中通过第一输入转换器(8a)产生第一输入信号(10a)，以及

其中，在第一听力设备(4a)中根据第一输入信号(8a)通过第一信号处理(16a)产生第一音频信号(18a)。

6.根据权利要求5所述的方法，

其中，根据第一音频信号(18a)产生第一输出信号(20a)，将第一输出信号(20a)通过第一听力设备(4a)的第一输出转换器(22a)转换为第一输出声音信号(24a)，以及

其中，根据第一频率失真的音频信号(32a)抑制经由从第一输出转换器(22a)到第一输入转换器(8a)的第一声学反馈路径(26a)的声学反馈。

7.根据权利要求6所述的方法，

其中，根据外部触发事件更新分频(tf)。

8.根据权利要求7所述的方法，

其中，作为外部触发事件，包括环境的声音信号(6)的变化、第一反馈路径和/或第二反馈路径(26a,26b)的变化、用户输入、由于用户输入而产生的第一输出信号(24a)的变化以及通过听力设备(4a,4b)或者双耳式听力设备系统(2)的听力情形的改变的分类。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，

其中，根据内部触发事件更新分频(tf)。

10.一种具有第一听力设备(4a)和第二听力设备(4b)的双耳式听力设备系统(2)，其中，双耳式听力设备系统(2)被配置为执行根据上述权利要求中任一项所述的方法。