CN108769884A - 双耳电平和/或增益估计器及包括双耳电平和/或增益估计器的听力系统 - Google Patents

双耳电平和/或增益估计器及包括双耳电平和/或增益估计器的听力系统 Download PDF

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Abstract

本申请公开了双耳电平和/或增益估计器及包括双耳电平和/或增益估计器的听力系统，其中所述听力系统包括：左和右听力装置；双耳电平和/或增益估计器，用于提供左和右双耳电平修改估计量和/或左和右双耳增益修改估计量；所述双耳电平和/或增益估计器包括左和右电平估计器，每一电平估计器包括快速电平估计器和慢速电平估计器；快速双耳电平比较单元，用于接收相应的左和右快速电平估计器的快速电平估计量并提供快速双耳电平比较估计量；及快速双耳电平和/或增益增强器，用于分别根据用户的左和右耳处的快速双耳电平比较估计量提供相应的左和右双耳电平和/或增益修改估计量。

Description

双耳电平和/或增益估计器及包括双耳电平和/或增益估计器 的听力系统
技术领域
本申请涉及听力装置如助听器领域。
背景技术
当听有噪声环境中的语音时，通过人头上的两只耳朵提供的双耳线索很重要，以能够从多个声源之中挑选出一个讲话者/声源。耳朵之间的距离将提供1)耳间时间差(ITD)，或对于低频直接提供为信号中的相移，或对于较高频率提供为包络中的时间差；及2)较高频率下的耳间电平差(ILD)，因头部阴影效应引起(提供随频率而变的衰减)。
这些双耳线索总的来说对于空间感知很重要，而且对于使竞争话音如餐桌处的两个讲话者无掩蔽很重要。在后一情形下，ITD相移和瞬变包络线索已被发现对于给定讲话者针对一个或多个竞争话音的背景的“空间无掩蔽”很重要。
为补偿听力损失，现代数字助听器采用动态范围压缩(或者压缩放大)，藉此，较轻声的信号相较更大声的信号被放大得更多。动态范围压缩使用当前信号电平的估计量设定助听器的增益，在一个或多个频道(或频带)中。为提供良好的声音质量和语音可懂度，用户趋于首选慢时间常数，即仪器的几乎线性的性态，但另一方面突然的瞬变和大声的声音需要被快速衰减以避免不舒适。
发明内容
本发明涉及听力系统中的电平估计，例如与压缩放大有关，尤其涉及包括左和右听力装置如助听器的双耳听力系统。本发明具体涉及前述系统中的双耳电平估计(其中“双耳电平估计”标示一只耳朵处的电平估计量受或者可能受另一只耳朵处的电平估计量的影响)。
双耳听力系统
背景噪声中的语音理解仍是来自助听器用户的主要抱怨之一。尽管现代助听器在所有环境中均提供适当的可听度，但助听器在将用户前面的多个讲话者彼此分开方面并未帮助用户太多。此外，如果目标在前平面，定向助听器不提供任何益处，因为它们抑制来自后面的声源。
在空间听音情形下，从听者的角度看，讲话者处于不同的角度(参见例如图1中的声源S1(θ1),S2(θ1)和用户U)。
为解决该情形并理解两个讲话者之一或另一个，听者必须使两个语音流(图1中的s1(n),s2(n)，n表示时间)分离。这是一个复杂的、正常听力人员能够很好地进行的过程。当人们遭受听力损失时，该情形变得艰难得多。其原因多种多样。首先，由于具有听力损失的人对耳间时间差(ITD)线索和耳间电平差(ILD)线索具有更差的使用，因而定位能力明显下降。其次，频率选择性随着听力损失降低。第三，对于老年人，出现一般认知衰退即突触病变以及短期记忆降低。所有这些导致将声音分离为可分辨且可懂的流时的主要问题。本发明目标在于帮助该问题。目标在于使来自右侧的声音主要呈现给右耳及使来自左侧的声音主要呈现给左耳。换言之，串扰将明显减少。该想法是，如果一讲话者被相当清楚地呈现给一只耳朵，而其它令人分心的声音被呈现给另一只耳朵，聚焦于该讲话者将变得明显容易得多。然而，这并未将你与环境隔离开来，因为存在简单地变为注意另一耳朵的可能性，从而“窃听”你周围正在进行的其它对话。
本发明的目标是增加在背景噪声中听的能力，和/或增加分离声源的能力，例如通过增加耳间电平差。这例如通过将在一只耳朵处获得的电平估计量从呈现给对侧耳朵的信号减去而实现。因而，从右边到达的信号在右耳中将被强调及在左耳中将被抑制，反之亦然，从而产生扩大的好耳效应。除可听度和分离之外，这还可能导致更好的水平定位。
只要在对侧耳朵/装置上在一频带中存在较低的能量，所提出的解决方案根本上增加类似频带中的听力装置增益(增大信号)。因而，来自右边的声音在左耳上将被减小，产生增强很多的ILD(反之亦然)。在实施例中，左和右听力装置之间的、频带中的相对快速电平差(例如通过具有快速(低)增高/释放时间常数的电平估计器检测)被放大，而左和右听力装置之间的、频带中的相对慢速电平差(例如通过具有慢速(高)增高/释放时间常数的电平估计器检测)保持不变。
两个信号源例如表示相应的讲话者S1、S2，每一信号源提供单独的语音流(参见图1中的s1(n),s2(n))，这两个信号源被假设展现时间段，其中信号源之一相较另一信号源占优使得能对每一语音流单独地确定双耳电平修改估计量，因而增强两个语音流。
应注意，本发明中提出的双耳电平修改聚焦于因调制变化引起的变化，而非聚焦于因空间运动引起的变化。调制变化为对分离很重要的快速事件，而运动是对定位很重要的较慢事件。
本发明中提及的电平和增益的双耳修改为相较于对应的单耳值的修改。双耳修改可被视为在给定耳朵处的给定听力装置中应用(或使用)的、优先于基于(例如所涉及耳朵处的声压级的)局部值单独确定的电平和增益值的电平和增益的修改(由双耳考虑引起)。
在本申请的一方面，本发明提供一种双耳听力系统。该双耳听力系统包括：
-左和右听力装置如助听器，适于分别佩戴在用户的左和右耳处或中，或者适于分别完全或部分植入在用户的左和右耳处的头部中。
左和右听力装置中的每一个包括：
--输入单元，用于提供表示来自用户的左和右耳处的环境的声音的相应电输入信号；
--输出单元，用于基于所述电输入信号的处理后版本提供可由用户感知并代表来自环境的所述声音的相应输出刺激；
-双耳电平和/或增益估计器，用于提供左和右双耳电平修改估计量和/或左和右双耳增益修改估计量。
所述双耳电平和/或增益估计器包括：
--左和右电平估计器，每一电平估计器包括：
---快速电平估计器，配置成提供电输入信号的快速电平估计量；
---慢速电平估计器，配置成提供电输入信号的慢速电平估计量；
其中所述慢速电平估计器的增高和/或释放时间大于所述快速电平估计器的增高和/或释放时间。
--快速双耳电平比较单元，用于接收相应的左和右快速电平估计器的快速电平估计量并提供快速双耳电平比较估计量；及
--快速双耳电平和/或增益增强器，用于分别根据用户的左和右耳处的快速双耳电平比较估计量提供相应的左和右双耳电平和/或增益修改估计量。
从而提供一种改进的双耳听力系统。
本发明的目标在于增强两侧的快速增高(如快速电平变化)以呈现最好的可能快速耳间时间线索如耳间时域包络差(ITED)(例如在较低频率下，例如低于1.5kHz)，从而改善听觉空间中多个讲话者的分离。另一目标是处理快速耳间线索如来自任一侧的短语音段。
给定听力装置处的左和右双耳电平和/或增益修改估计量被确定为快速双耳电平比较估计量(ΔFLEi)的(可能随频率而变的)函数f，BL/GMEi(k)＝f(ΔFLEi(k))，i＝1,2为助听器指数(左、由)及k＝1,…,K为频率指数。总的来说，快速双耳电平和/或增益增强器可配置成根据听力学概念和/或用户的听觉能力按需衰减、恢复或者放大双耳线索。总的来说，函数f不同于单位函数，至少在一个或多个(如大部分或者所有)频率。
在实施例中，左和右快速双耳电平比较估计量通过直接比较左和右电平估计量的值或者通过比较左和右电平估计量的函数值(如对数和/或绝对值，和/或绝对值平方值)进行确定。在实施例中，ΔFLE(1,2)＝FLE1/FLE2，及ΔFLE(2,1)＝FLE2/FLE1＝1/ΔFLE(1,2)。在实施例中，ΔFLE(1,2)＝a(log(FLE1)-log(FLE2))，及ΔFLE(2,1)＝a(log(FLE2)-log(FLE1))＝-ΔFLE(1,2)，其中a为(例如实数)常数，log为对数函数。在后一情形下，按需包括适当的线性到对数及对数到线性转换单元。在实施例中，ΔFLE(1,2)＝20log10(FLE1)-20log10(FLE2)[dB]，及ΔFLE(2,1)＝20log10(FLE2)-20log10(FLE1)[dB]＝-ΔFLE(1,2)。
在实施例中，左和右快速双耳电平比较估计量被确定为左和右快速电平估计器的快速电平估计量之间的代数比，其中，例如FLE1和FLE2表示相应电平估计量的(线性)值。在实施例中，左和右快速双耳电平比较估计量(ΔFLE1,ΔFLE2)被确定为左和右快速电平估计器(FLD1,FLD2)的快速电平估计量(FLE1’,FLE2’)之间的代数差ΔFLE(用运算符号计算)，其中例如FLE1’和FLE2’表示相应电平估计量的对数值。
在实施例中，快速双耳电平比较单元及快速双耳电平和/或增益增强器在工作时连接并形成双耳电平控制单元的一部分，其接收左和右快速电平估计量并提供左和右双耳电平和/或增益修改估计量。
在实施例中，快速双耳电平和/或增益增强器配置成根据用户左和右耳处的快速双耳电平比较估计量的放大版提供相应的左和右双耳电平和/或增益修改估计量。在实施例中，“根据相应的左和右电平估计器的快速电平估计量提供相应的左和右双耳电平修改估计量”意为，对于左和右听力装置的左和右电输入信号中的每一信号，基于快速电平估计量确定的正电平差被使得更正(提供更大的合成估计电平或增益)，及基于快速电平估计量确定的负电平差被使得更负(提供更小的合成电平或增益)，在所涉及的听力装置中或者提供给所涉及听力装置。在实施例中，相应的左和右双耳电平或增益修改估计量通过放大左和右快速电平估计器的快速电平估计量之间的差而提供左双耳电平修改估计量(BLME1)及放大右和左快速电平估计器的快速电平估计量之间的差而提供右双耳电平修改估计量(BLME2)进行确定。
在实施例中，听力系统配置成放大左和右听力装置之间的快速电平差，同时保持左和右听力装置之间的慢速电平差不变。
在实施例中，双耳听力系统包括合成电平和/或增益估计器(例如体现为左和右合成电平和/或增益比较单元)，配置成根据左和右双耳电平和/或增益修改估计量及电输入信号的相应左和右输入电平估计量提供相应的合成左和右电平估计量和/或合成左和右增益。
在实施例中，电输入信号的相应左和右输入电平估计量由电输入信号得到相应慢速电平估计量构成或者包括电输入信号的相应慢速电平估计量。左和右输入电平估计量例如可指根据本发明的(左和右)快速和慢速电平估计量(例如图3A中的FLE1,SLE1和FLE2,SLE2)。
在实施例中，左和右合成电平和/或增益估计单元配置成分别根据左和右双耳电平修改估计量及左和右输入电平估计量提供合成左和右电平估计量和/或合成左和右增益。在实施例中，合成左和右电平估计量被确定为双耳电平修改估计量及左和右输入电平估计量的代数和(如左和右慢速电平估计量)。在实施例中，左和右合成电平和/或增益估计单元包括相应的电平到增益转换器，用于基于合成左和右电平估计量提供合成增益。
在实施例中，左和右合成电平和/或增益估计单元中的每一个包括：
-压缩放大单元，用于根据相应的左和右慢速电平估计量从压缩放大算法确定主要增益；
-组合单元，用于将合成左和右增益提供为相应的主要增益及相应的双耳增益修改估计量的组合(针对相应的左和右听力装置，例如参见图5)。
在实施例中，组合单元包括求和单元(参见图5中的(GCU1,GCU2))。在实施例中，合成左和右增益分别形成为主要增益与双耳增益修改估计量的和(参见图5中的求和单元“+”(GCU1,GCU2))。在实施例中，压缩放大算法适应用户的听觉能力，例如适应用户的听力受损。
在实施例中，双耳听力系统包括相应的组合单元，用于分别将合成左和右增益应用于左和右电输入信号或者源自其的信号。在实施例中，双耳听力系统例如左和右听力装置中的每一个包括用于分别将合成左和右增益应用于左和右电输入信号的组合单元。在实施例中，组合单元包括相乘单元(例如参见图5中的“X”(参见CU1,CU2))。在实施例中，只要适当，双耳听力系统包括线性到对数转换单元或者对数到线性转换单元，例如用于简化双耳听力系统的处理。
在实施例中，双耳电平和/或增益估计器还包括慢速双耳电平比较单元，配置成接收相应的左和右慢速电平估计器的慢速电平估计量并提供慢速双耳电平比较估计量；及包括慢速双耳电平增强器，用于根据慢速双耳电平比较估计量提供相应的左和右双耳电平(和/或增益)修改估计量。在实施例中，双耳电平和/或增益估计器(BLGD)例如相应的左和右电平估计器(LD1,LD2)配置成根据相应左和右电平估计器(LD1,LD2)的快速电平估计量及慢速电平估计量((FLE1,SLE1),(FLE2,SLE2))提供左和右双耳电平修改估计量(BLME11,BLME12,BLME21,BLME22)，例如参见图4B。在实施例中，快速左和右双耳电平比较估计量(ΔFLE1,ΔFLE2)被确定为左和右快速电平估计器的快速电平估计量(FLE1,FLE2)(或者相应电平估计量的对数值)之间的代数比或者差ΔFLE。对于左听力装置(＝图中的HD1)，ΔFLE1＝FLE1-FLE2；及对于右听力装置(＝图中的HD2)，ΔFLE2＝FLE2-FLE1＝-ΔFLE1。对应地，在实施例中，慢速左和右双耳电平比较估计量被确定为左和右慢速电平估计器(SLD1,SLD2)的慢速电平估计量(SLE1,SLE2)(或者相应电平估计量的对数值)之间的代数比或者差ΔSLE。对于左听力装置，ΔSLE1＝SLE1-SLE2；及对于右听力装置，ΔSLE2＝SLE2-SLE1＝-ΔSLE1。
在实施例中，左和右慢速电平估计器可配置，因为慢速电平估计器的增高和/或释放时间可根据相应的控制信号控制。在实施例中，相应的控制信号取决于第一左和右双耳电平修改估计量和/或取决于相应左和右电平估计器的相应快速和慢速电平估计量之间的差。
在实施例中，可配置的电平估计器包括WO2003081947A1中描述的电平估计器(参见图7A、7B)。在实施例中，WO2003081947A1中描述的电平估计器被修改以包括根据本发明的双耳电平修改估计量作为控制输入(参见图7A中非必需的虚线输入信号BLMEx1)。
在实施例中，左和右听力装置中的每一个包括相应的天线和收发器电路，以使得包括电平估计量和/或增益估计量的信息信号、和/或电输入信号、或者源自其的信号可在左和右听力装置之间和/或在左和右听力装置与辅助装置之间交换。可进行交换的电平估计量例如可包括部分或所有左和右、慢速和快速电平估计量。可进行交换的电输入信号(或者其部分，例如所选频带)例如可包括左和右听力装置的部分或所有电输入信号(或源自其的信号)。
在实施例中，左和右听力装置的输入单元中的每一个包括时域到时频域转换单元，例如分析滤波器组，用于将时频表示的相应电输入提供为在多个(K个)子频带中的子频带信号。在实施例中，左和右电平估计器配置成确定多个子频带Kx中的快速和慢速电平估计量，其中Kx小于或等于K(Kx≤K)。在实施例中，合成电平估计量和/或合成增益基于子频带(例如在Kx或K个子频带中)确定。在实施例中，色听力系统包括适当的频带转换单元(例如从K个频带转换到Kx个频带(如频带求和单元)和/或从Kx个频带转换到K个频带(频带分布单元)，K≥Kx)。
在实施例中，给定听力装置HDi(i＝1(左),2(右))在给定子频带RLEi(k)(k为子频带指数，k＝1,…,K或Kx，其中K或Kx为电平被(个别)估计的子频带数量)中的合成电平估计量被确定为听力装置HDi的电输入信号的第一估计的电平LEi(k)如慢速电平估计量SLEi加上电平差BLMEi(k)(i＝1,2)，电平差为两个听力装置的第二电平估计量LEi’(k)如快速电平估计量(FLEi,i＝1,2)之间的估计的电平差ΔLEi(k)的函数f(例如，ΔLE1(k)＝ΔFLE1(k)＝FLE1(k)-FLE2(k)；及ΔLE2(k)＝ΔFLE2(k)＝FLE2(k)-FLE1(k))。换言之，RLEi(k)＝SLEi(k)+BLMEi(k)，其中BLMEi(k)＝f(ΔFLEi(k)),i＝1,2。根据本发明的实施例，对于ΔFLEi(k)>0，BLMEi(k)>ΔFLEi(k)；及对于ΔFLEi(k)<0，BLMEi(k)<ΔFLEi(k)；至少对于一些频带如对于大部分或所有频带。在实施例中，在双耳电平修改中仅考虑高于下阈频的频带。在实施例中，下阈频等于1.5kHz，因为来自头部阴影的ILD线索仅在高于约1.5kHz时存在。
在实施例中，左和右听力装置的输出单元中的每一个包括时频域到时域转换单元，例如合成滤波器组，用于将相应的子频带输出信号转换为时域中的输出信号。
在实施例中，双耳听力系统如左和右听力装置中的每一个包括信号处理器，用于将一个或多个信号处理算法应用于电输入信号或者电输入信号的相应处理后的版本。在实施例中，信号处理单元包括组合单元，用于将合成左和右增益分别应用于左和右电输入信号或者其处理后版本。
在实施例中，双耳听力系统包括辅助装置，配置成使能与左和右听力装置交换数据。在实施例中，左和右听力装置仅包括输入和输出单元及到处理单元的适当有线或无线接口，例如体现在辅助装置中。在实施例中，辅助装置包括双耳电平和/或增益估计器。
在实施例中，左和右听力装置(的每一个)构成或包括助听器、耳麦、头戴式耳机、耳朵保护装置或者其组合。
在实施例中，双耳听力系统包括辅助装置如遥控器、智能电话、或者其它便携或可佩戴电子装置如智能手表等。
在实施例中，该双耳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(包括电平估计量或者与电平估计量有关的数据)，可能及音频信号)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，辅助装置是或包括智能电话或者类似的通信装置。
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听力装置的功能的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)。
在本说明书中，智能电话可包括(A)移动电话与(B)个人计算机的结合：
-(A)移动电话，包括传声器、扬声器、和到公用电话交换网(PSTN)的(无线)接口；
-(B)个人计算机包括处理器、存储器、操作系统(OS)、用户接口(如键盘和显示器，例如集成在触敏显示器中)和无线数据接口(包括网页浏览器)，使用户能下载和执行实施特定功能特征(例如显示从因特网取回的信息，遥控另一装置(如听力装置)，组合来自智能电话的多个不同传感器(如照相机、扫描仪、GPS、传声器、加速计、陀螺仪等)和/或外部传感器的信息以提供特殊特征等)的应用程序(APP)。
听力装置
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器。
听力装置包括输出单元，用于基于处理后的电信号提供由用户感知为声学信号的刺激。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)。
听力装置包括用于提供表示声音的电输入信号的输入单元。在实施例中，输入单元包括用于将输入声音转换为电输入信号的输入变换器如传声器。在实施例中，输入单元包括用于接收包括声音的无线信号并提供表示该声音的电输入信号的无线接收器。在实施例中，听力装置包括定向传声器系统，其适于对来自环境的声音进行空间滤波从而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，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。这可以例如现有技术中描述的多种不同方式实现。
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，听力装置包括(可能标准化的)电接口(例如连接器的形式)，用于从另一装置如通信装置或另一听力装置接收有线直接电输入信号。在实施例中，直接电输入信号表示或包括音频信号和/或控制信号和/或信息信号。在实施例中，听力装置包括用于对所接收的直接电输入进行解调的解调电路，以提供表示音频信号和/或控制信号的直接电输入信号，例如用于设置听力装置的运行参数(如音量)和/或处理参数。总的来说，听力装置的发射器和天线及收发器电路建立的无线链路可以是任何类型。在实施例中，无线链路在功率约束条件下使用，例如由于听力装置包括便携式(通常电池驱动的)装置。在实施例中，无线链路为基于近场通信的链路，例如基于发射器部分和接收器部分的天线线圈之间的感应耦合的感应链路。在另一实施例中，无线链路基于远场电磁辐射。在实施例中，经无线链路的通信根据特定调制方案进行安排，例如模拟调制方案，如FM(调频)或AM(调幅)或PM(调相)，或数字调制方案，如ASK(幅移键控)如开-关键控、FSK(频移键控)、PSK(相移键控)如MSK(最小频移键控)或QAM(正交调幅)。
在实施例中，听力装置与另一装置之间的通信在基带(音频频率范围，例如在0和20kHz之间)中。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70GHz，例如位于从50MHz到70GHz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，听力装置为便携装置，如包括本机能源如电池例如可再充电电池的装置。
在实施例中，听力装置包括输入单元(例如包括输入变换器(如传声器系统和/或直接电输入(如无线接收器)))和输出单元(例如包括输出变换器)之间的正向或信号通路。在实施例中，信号处理器位于该正向通路中。在实施例中，信号处理器适于根据用户的特定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，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。每一音频样本因此使用Nb比特量化(导致音频样本的2Nb个不同的可能的值)。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个或128个音频数据样本。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，听力装置如传声器单元和/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，至少其部分个别进行处理。在实施例中，助听器适于在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，听力装置包括多个检测器，其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对全带信号起作用(时域)。在实施例中，多个检测器中的一个或多个对频带拆分的信号起作用((时-)频域)。
在特定实施例中，听力装置包括话音活动检测器(VAD)，用于估计输入信号(在特定时间点)是否(或者以何种概率)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(或主要)包括其它声源(例如噪声如人工产生的噪声)的时间段分离，从而使噪声电平的估计量能在分类为“无话音”的时间段期间提供。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，用于估计给定输入声音(如话音，如语音)是否(或者以何种概率)源自听力系统用户的话音。
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、反馈估计/抵消等。
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用户耳朵处或者完全或部分位于耳道中的听力仪器，例如头戴式耳机、耳麦、耳朵保护装置或其组合。
双耳电平和/或增益估计器
一方面，本发明还提供双耳电平和/或增益估计器，用于提供左和右双耳电平修改估计量和/或左和右双耳增益修改估计量。所述双耳电平和/或增益估计器包括：
-左和右电平估计器，每一电平估计器包括：
--快速电平估计器，配置成提供电输入信号的快速电平估计量；
--慢速电平估计器，配置成提供电输入信号的慢速电平估计量；
其中所述慢速电平估计器的增高和/或释放时间大于所述快速电平估计器的增高和/或释放时间。所述双耳电平和/或增益估计器还包括
-快速双耳电平比较单元，用于接收相应的左和右快速电平估计器的快速电平估计量并提供快速双耳电平比较估计量；及
-快速双耳电平和/或增益增强器，用于分别根据用户的左和右耳处的快速双耳电平比较估计量提供相应的左和右双耳电平和/或增益修改估计量。
在实施例中，双耳电平和/或增益估计器配置成响应于输入信号的慢速和快速电平变化(估计量)提供分开的(独立的)修改估计量。在实施例中，提供具有慢速和快速双耳线索的单独修改的双耳电平和/或增益估计器。
应用
一方面，提供如上所述的、“具体实施方式”部分中详细描述的和权利要求中限定的听力装置的应用。在实施例中，提供在包括音频分布的系统中的应用。在实施例中，提供在包括一个或多个听力仪器的系统、头戴式耳机、耳麦、主动耳朵保护系统等中的应用，例如在免提电话系统、远程会议系统、广播系统、卡拉OK系统、教室放大系统等中的用途。
方法
一方面，本申请还提供估计双耳听力系统的左和右听力装置如助听器的左和右电输入信号的电平的方法，左和右听力装置适于分别佩戴在用户的左和右耳处或中，或者适于分别完全或部分植入在用户的左和右耳处的头部中。所述方法包括：
-提供表示分别来自用户的左和右听力装置处的环境的声音的相应左和右电输入信号(IN1,IN2)；
-基于所述电输入信号(IN1,IN2)的处理后版本提供可由用户感知为来自环境的所述声音的表示的相应左和右输出刺激；
-提供所述电输入信号(IN1,IN2)的相应左和右快速电平估计量(FLE1,FLE2)；
-提供所述电输入信号(IN1,IN2)的相应左和右慢速电平估计量(SLE1,SLE2)，其中所述慢速电平估计量的增高和/或释放时间大于所述快速电平估计量的增高和/或释放时间；
-基于电输入信号的相应的左和右快速电平估计量提供快速双耳电平比较估计量；及
-分别根据用户的左和右耳处的快速双耳电平比较估计量提供相应的左和右双耳电平和/或增益修改估计量。
当由对应的过程适当代替时，上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的或权利要求中限定的听力系统的部分或所有结构特征可与本发明方法的实施结合，反之亦然。方法的实施具有与对应听力系统一样的优点。
在实施例中，所述方法包括：分别根据左和右双耳电平修改估计量提供分别提供左和右电输入信号的合成左和右电平估计量和/或提供合成左和右增益以应用于左和右电输入信号。
在实施例中，提供用于独立于彼此压缩、保持或扩大快速和慢速耳间电平线索的相应快速和慢速耳间增益变化。
在实施例中，相应的左和右双耳电平修改估计量通过放大左和右快速电平估计量之间的差从而提供左双耳电平修改估计量及通过放大右和左快速电平估计量之间的差从而提供右双耳电平修改估计量进行确定。
计算机可读介质
本发明进一步提供保存包括程序代码的计算机程序的有形计算机可读介质，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。
计算机程序
此外，本申请提供包括指令的计算机程序(产品)，当该程序由计算机运行时，导致计算机执行上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的及权利要求中限定的方法(的步骤)。
数据处理系统
一方面，本发明进一步提供数据处理系统，包括处理器和程序代码，程序代码使得处理器执行上面描述的、“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。
APP
另一方面，本发明还提供称为APP的非短暂应用。APP包括可执行指令，其配置成在辅助装置上运行以实施用于上面描述的、“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或(例如双耳)听力系统的用户接口。在实施例中，该APP配置成在移动电话如智能电话或另一使能与所述听力装置或听力系统通信的便携装置上运行。
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助听器例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输出变换器如扬声器)、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如振动器、或作为可连接的或者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元件一起设置在壳体中，或者本身可以是外部单元(可能与柔性引导元件如圆顶件组合)。
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(如信号处理器，例如包括可配置(可编程)的处理器，例如数字信号处理器)、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。信号处理器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、听觉脑干、听觉中脑、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电路可适于施加输入信号的随频率和电平而变的压缩放大。定制的随频率和电平而变的增益(放大或压缩)可在验配过程中通过验配系统基于用户的听力数据如听力图使用验配基本原理(例如适应语音)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)的接口上传到听力装置，并由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广播系统、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、教室放大系统等的一部分或者与它们交互。
本发明的实施例如可用在如助听器、耳机、耳朵保护装置等应用中。
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1示出了根据本发明的双耳听力系统的应用情形，其中佩戴该听力系统的用户面向两个竞争声源。
图2A示出了根据本发明实施例的包括双耳电平和/或增益估计器的听力系统的计划效果，其中声源相对于用户位于左前四分之一平面中。
图2B对应地示出了如图2A中所示的情形，但声源相对于用户位于右前四分之一平面中。
图3A示出了根据本发明第一实施例的包括双耳电平和/或增益估计器的双耳听力系统。
图3B示出了根据本发明第二实施例的包括双耳电平和/或增益估计器的双耳听力系统。
图3C示出了根据本发明第三实施例的包括双耳电平和/或增益估计器的双耳听力系统。
图4A示出了根据本发明第四实施例的包括双耳电平和/或增益估计器的双耳听力系统。
图4B示出了根据本发明第五实施例的包括双耳电平和/或增益估计器的双耳听力系统。
图5示出了根据本发明第六实施例的包括双耳电平和/或增益估计器的双耳听力系统的一部分。
图6A示出了用于根据本发明实施例的双耳电平和/或增益估计器的一般示例性双耳影响函数。
图6B示出了用于根据本发明的双耳电平控制单元的示例性双耳快速电平影响函数。
图7A示出了用在根据本发明的双耳电平和/或增益估计器中的电平估计器的示例性结构。
图7B示意性地示出了用于根据输入信号确定图7A的电平估计器的增高和释放时间的示例性方案(影响函数)。
图8A示出了根据本发明的双耳听力系统实施例的示例性应用场合，该场合包括用户、双耳助听器系统和辅助装置。
图8B示出了运行APP的辅助装置，其使用户能影响双耳听力系统的双耳电平和/或增益估计器的功能。
图9示出了根据本发明的双耳电平和/或增益估计器的实施例。
图10A示出了根据本发明的双耳听力系统的第一分割部分。
图10B示出了根据本发明的双耳听力系统的第二分割部分。
图10C示出了根据本发明的双耳听力系统的第三分割部分。
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。
电平估计已在大量现有技术文献中涉及。一个这样的例子为WO2003081947A1，其描述了自适应电平估计器，其中增高和/或释放时间根据输入信号的动态性质(自适应)确定(例如参见图7A、7B)。在WO2003081947A1中，电平估计针对全带信号(一个频带)进行，但也可在多个频带中个别地实施。
与双耳线索有关，左和右听力装置中不协调的压缩的副作用将减少ILD线索，从而可能使困难情形下需要的无掩蔽线索降级。该问题可通过在两个助听器之间交换电平估计量进行处理，例如“耦合压缩”。保留ILD线索的双耳“双压缩方案”在EP2445231A1中描述。
图1示出了根据本发明的双耳听力系统的应用情形，其中佩戴左和右听力装置HD1,HD2的用户U面向两个竞争声源S1,S2，例如(竞争)讲话者。声源1(S1)相对于用户的视向LOOK-DIR位于左前四分之一平面中，前-后定界纵向(参见图中的标示VERT-DIR)平面通过用户的左和右耳(左耳、右耳)并垂直于由用户鼻子确定的视向LOOK-DIR。使用同一坐标系统，声源2(S2)位于右前四分之一平面中。来自两个声源S1,S2的声音的到达方向DoA相对于视向LOOK-DIR分别标示为θ1和θ2及方向REF-DIRS1和REF-DIRS2。左和右听力装置HD1,HD2中的每一个包括相应的前和后传声器(分别为FML,RML和FMR,RMR)。每一听力装置中的前和后传声器之间的距离被标示为ΔLM(如8-10mm)，及左和右听力装置之间的距离被标示为LE2E，其由耳-耳距离确定(如20-25cm)。(直接)来自第一和第二声源S1和S2的声音信号在图1中由记为s1(n)和s2(n)的曲线标示，及它们到左和右听力装置的传播在图1中由相应的有箭头的线(虚线(S1)和点线(S2))标示。标示声音从声源到听力装置的传播的(直接)通路的有箭头的线(不令人惊奇地)表明，左耳(左耳、HD1)表示针对第一声源S1的“好耳”，右耳(右耳、HD2)表示针对第二声源S2的“好耳”。针对给定声源的好耳是从该声源接收具有更好信噪比例如具有更高信号电平的声音的耳朵(相较于另一只耳朵)。
图1的场合期望声源S1,S2被理想地定位成点源，但在实践中，定位成使得来自给定声源的声音的到达方向可在听力装置中可靠地检测(例如在水平面中估计的角度范围Δθ内(例如使得REF-DIRS1＝θ1+/-Δθ，其中Δθ例如小于或等于10°，或者≤5°))。在实施例中，声源S1,S2定位成相对于用户的视向处于四分之一平面内，例如左前(0°≤θ≤90°)和右前(-90°≤θ≤0°)四分之一平面及左后(90°≤θ≤180°)和右后(-180°≤θ≤-90°)四分之一平面(或者后半平面(90°≤θ≤270°))。角度测度假定在用户的视向(图1中的LOOK-DIR)θ≤0°及在逆时针方向θ为正值。
为说明本发明的目标，图1的场合被拆分为图2A和2B中的两个分开的情形，其中在每一相应的图中仅示出了一个声源，即图2A中的声源1(S1)和图2B中的声源2(S2)。
听力系统包括双耳电平和/或增益估计器(图3A中的BLGD)，用于分别提供左和右听力装置HD1,HD2处接收的左和右电输入信号(图3A中的IN1,IN2)的合成左和右电平估计量RLE1,RLE2。双耳电平和/或增益估计器包括左和右电平估计器(图3A中的LD1,LD2)，每一电平估计器包括配置成提供电输入信号IN1,IN2的快速电平估计量FLE1,FLE2的快速电平估计器(图3A中的FLD1,FLD2)及配置成提供电输入信号IN1,IN2的慢速电平估计量SLE1,SLE2的慢速电平估计器(3A中的SLD1,SLD2)。在本说明书中，快速和慢速意为慢速电平估计器的增高和/或释放时间大于快速电平估计器的增高和/或释放时间。
在实施例中，左和右电平估计器配置成确定在多个子频带中的快速(FLE1,FLE2)和慢速电平估计量及合成电平估计量(RLE1,RLE2)。
总的来说，由大脑用于识别声音的到达方向的耳间电平差(ILD1,ILD2)通过观察到的、左和右耳处接收的声音电平之间的电平差表示(在未受助情形下)。在实施例中，观察到的ILD通过双耳听力系统增强(正ILD被使得更正，而负ILD被使得更负)。这样的“ILD增强”的实施例在图2A、2B中示出。
在实施例中，给定听力装置HDi(i＝1(左),2(右))在给定子频带RLEi(k)(k为子频带指数，k＝1,…,K，其中K为电平被(个别)估计的子频带数量)中的合成电平估计量被确定为听力装置HDi的电输入信号INi的第一估计的电平LEi(k)如慢速电平估计量SLEi加上电平差BLMEi(k)(i＝1,2)，电平差为两个听力装置的第二电平估计量LEi’(k)如快速电平估计量(FLEi,i＝1,2)之间的估计的电平差ΔLEi’(k)的函数。在图2A、2B的实施例中，ΔLE1’(k)＝ΔFLE1(k)＝FLE1(k)-FLE2(k)，及ΔLE2’(k)＝ΔFLE2(k)＝FLE2(k)-FLE1(k))。在实施例中，RLEi(k)＝SLEi(k)+BLMEi(k)，其中BLMEi(k)＝f(ΔFLEi(k)),i＝1,2及f为函数。根据本发明的实施例，对于ΔFLEi(k)>0，BLMEi(k)>ΔFLEi(k)；及对于ΔFLEi(k)<0，BLMEi(k)<ΔFLEi(k)。
图2A示出了根据本发明实施例的包括双耳电平和/或增益估计器的听力系统的计划效果，其中声源S1相对于用户U位于左前四分之一平面(0°≤θ≤90°)中。
图2B对应地示出了如图2A中所示的情形，但声源S2相对于用户U位于右前四分之一平面(-90°≤θ≤0°)中。
图3A示出了根据本发明实施例的包括左和右听力装置HD1,HD2及双耳电平和/或增益估计器BLGD的双耳听力系统。
左和右听力装置HD1,HD2如助听器适于分别佩戴在用户的左和右耳处或中，或者适于分别完全或部分植入在用户的左和右耳处的头部中。在实施例中，左和右听力装置HD1,HD2为简单的耳机，其包括稍多于传声器和扬声器的部件及双耳电平和/或增益估计器的连接。左和右听力装置中的每一个包括用于提供表示来自环境的声音的相应电输入信号IN1,IN2的输入单元IU1,IU2及用于基于电输入信号IN1,IN2的处理后版本提供可由用户感知为来自环境的声音的表示的相应输出刺激的相应输出单元OU1,OU2。左和右听力装置中的每一个适于在正向通路中处理表示声音的电输入信号IN1,IN2，正向通路例如包括用于在K个频带中处理电输入信号并基于其提供处理后的信号OUT1,OUT2的信号处理器SP1,SP2。在实施例中，输入信号的大部分如全部处理可在辅助装置中结合双耳电平和/增益估计器BLGD进行。左和右听力装置HD1,HD2的正向通路还包括相应的输出单元OU1,OU2。图3A实施例的相应输入单元IU1,IU2中的每一个包括输入变换器IT如传声器、及用于(数字化并)将时域信号转换到K个子频带中的子频带信号的时域到时频域转换单元t/f。对应地，每一相应的输出单元OU1,OU2包括时频域到时域转换单元f/t，用于将K个处理后的子频带信号OUT1,OUT2转换为时域信号，及包括用于将时域信号转换为可由用户感知为声音的输出刺激的输出变换器OT。
双耳听力系统还包括双耳电平和/或增益估计器BLGD，例如完全或部分位于左和右听力装置HD1,HD2的每一个中或者位于与左和右听力装置通信的辅助装置中(参见图3B和3C)。双耳电平和/或增益估计器BLGD包括相应的电平估计器LD1,LD2，用于提供电输入信号IN1,IN2或者源自其的信号的相应电平估计量。在图3A、3B和3C的实施例中，相应的电平估计器LD1,LD2包括分开的快速和慢速电平估计器(分别为FLD1,FLD2和SLD1,SLD2)，配置成分别提供电输入信号IN1,IN2的快速和慢速电平估计量(FLE1,FLE2和SLE1,SLE2)。慢速电平估计器SLD1,SLD2的增高和/或释放时间大于快速电平估计器FLD1,FLD2的增高和/或释放时间。
在实施例中，电平估计器LD1,LD2适于使得用于确定慢速电平估计量SLE1,SLE2的增高和/或释放时间常数τatt,τrel可根据电输入信号IN1,IN2配置。电平估计器LD1,LD2例如可包括结合图7A、7B所示和所述的功能元件。包括可配置的电平估计器LD1,LD2的实施例在图4A、4B中示出。
左和右听力装置HD1,HD2及双耳电平和/或增益估计器BLGD还可包括天线和收发器电路Rx/Tx1,Rx/Tx2等，其配置成在左和右听力装置之间建立无线链路WL以使得例如包括电平估计量的信息信号和/或与增高和/或释放时间有关的数据可根据双耳听力系统的实际分割在左和右听力装置HD1,HD2之间和/或在左和右听力装置与辅助装置AD(例如包括双耳电平和/或增益估计器BLGD，参见图3A中的点线框；或者例如包括双耳电平控制单元BLCNT，参见图3B中的点线框)之间交换。在实施例中，左和右听力装置HD1,HD2及双耳电平和/或增益估计器BLGD为通过有线或无线链路连接的三个分开的单元(例如参见图3A)。在实施例中，左和右听力装置HD1,HD2中的每一个包括双耳电平和/或增益估计器BLGD的分开的部分，双耳听力系统包括通过有线或(在此)无线链路连接的两个分开的单元HD1,HD2(例如参见图3C)。
双耳电平和/或增益估计器还包括双耳电平控制单元BLCNT，用于接收左和右听力装置HD1,HD2的电平估计器LD1,LD2的快速电平估计量FLE1,FLE2。在其基础上，双耳电平控制单元BLCNT配置成提供左和右听力装置HD1,HD2的电输入信号IN1,IN2的双耳电平和/或增益修改估计量信号BL/GME1,BLME2。该双耳电平控制单元BLCNT包括快速双耳电平比较单元FBLCU，用于比较相应的左和右快速电平估计量FLE1,FLE2并提供快速比较度量ΔFLE如代数差。该双耳控制单元BLCNT还包括“双耳影响函数”，在此为快速双耳电平和/或增益影响函FBL/G-IF数，用于将用户相应耳朵处的电平和/或增益的双耳修改确定为快速比较度量ΔFLE如实际(估计)的快速电平差ΔFLE(i,j)＝FLEi-FLEj,i,j＝1,2的函数，i≠j(例如参见图6A、6B)。
双耳电平和/或修改估计量信号BL/GME1,BL/GME2被转发给左和右听力装置，例如经无线链路WL(或者通过其它手段，如导线，取决于系统的分割)，或者在辅助装置AD中进一步处理。
双耳电平和/或增益估计器BLGD(或者左和右听力装置HD1,HD2，例如相应的信号处理器SP1,SP2)还可包括相应的合成电平和/或增益估计单元RLG1,RLG2，配置成分别根据左和右双耳电平和/或增益修改估计量BL/GME1,BL/GME2提供合成左和右电平或增益估计量RLE/G1,RLE/G2和/或合成左和右增益RG1,RG2。在图3A的实施例中，左和右合成电平和/或增益估计单元RLG1,RLG2例如配置成分别根据左和右双耳电平修改估计量BLME1,BLME2及左和右慢速电平估计量SLE1,SLE2提供合成左和右电平估计量RLE1,RLE2和/或合成左和右增益RG1,RG2。
在图3A、3B和3C的实施例中，左和右听力装置HD1,HD2中的每一个包括相应的组合单元(在此形成信号处理器SP1,SP2的一部分)，配置成在左和右听力装置HD1,HD2的信号处理器SP1,SP2的处理算法中将相应的合成增益估计量RG1,RG2应用于电输入信号IN1,IN2和/或应用电输入信号IN1,IN2的合成电平估计量RLE1,RLE2。
在实施例中，合成电平估计量RLE1,RLE2被提供给左和右听力装置的相应信号处理器SP1,SP2并用在正向通路的处理中，例如以将压缩放大应用于相应的电输入信号IN1,IN2。在另一实施例中，左和右合成电平和/或增益估计单元RLG1,RLG2包括相应的电平-增益单元(压缩器)，用于实施压缩放大算法并提供合成增益RG1,RG2，从而应用于正向通路中的相应输入信号(在此在相应的信号处理器SP1,SP2中)。
在图3A、3B和3C的实施例中，左和右听力装置HD1,HD2的输入单元IU1,IU2中的每一个可包括多个输入变换器IT(如一个或多个传声器)和(例如对应的)多个分析滤波器组t/f，以将相应的电输入信号IN1,IN2提供为K个频带中的子频带信号。在实施例中，在提供两个以上输入变换器如传声器的情形下，输入单元IU1,IU2还可包括波束形成器(如GSC，例如MVDR波束形成器)，用于将波束成形信号提供为两个以上输入信号的加权组合。在该情形下，相应的电输入信号IN1,IN2可以是相应的波束成形信号。左和右听力装置HD1,HD2的输出单元OU1,OU2中的每一个包括合成滤波器组f/t，以将相应的K个处理后的子频带信号OUT1,OUT2提供为时域信号；及输出变换器OT(如包括一个或多个扬声器或振动器，或者电极阵列)，用于基于相应的处理后的时域信号产生可由用户感知为声音的刺激。
3B和3C的实施例功能上与图3A的实施例类似，但表示双耳听力系统的不同分割。图3A的实施例例如可表示包括左和右听力装置HD1,HD2及包含双耳电平和/或增益估计器的所有或大部分的辅助装置AD的分割。图3B的实施例表示包括左和右听力装置HD1,HD2及包含双耳电平控制单元BLCNT的辅助装置AD的分割。这具有随来自两侧(左和右)的输入而变的参数FLE1,FLE2在一个分开的辅助装置中确定的优点，其提供左和右听力装置的相应双耳电平和/或增益修改估计量BL/GME1,BL/GME2。图3C的实施例表示包括左和右听力装置HD1,HD2的分割，其中可省掉辅助装置AD。该实施例的代价在于在左和右听力装置中具有分开的双耳电平控制单元BLCNT1,BLCNT2。
在图3A、3B和3C的实施例中，双耳电平和/或增益估计器BLGD假定在K个子频带提供相应电输入信号(或者正向通路的其它信号)的电平估计量。作为备选，双耳电平和/或增益估计器BLGD可配置成在较小数量的子频带中提供电平估计量(例如参见图4A、4B，其中电平估计量在Kx<K个子频带中提供(因此分别需要频带减小单元(K->Kx)和频带分布单元(Kx->K)))。在图3C的实施例中，假定电平估计量FLE1,FLE2(参见图3C)在K个子频带中在左和右听力装置HD1,HD2之间交换。在图3B的实施例中，假定电平估计量FLE1,FLE2和另外的双耳修改信号BL/GME1,BL/GME2在K个子频带中在左和右听力装置HD1,HD2与双耳控制单元BLCNT之间交换。在实施例中，信号(或部分信号)的交换可在较少的频带中进行，以减少无线链路的带宽需要(和/或在听力系统中节能)。
图4A和4B示出了根据本发明实施例的包括双耳电平和/或增益估计器的双耳听力系统。
图4A和4B的双耳听力系统实施例的分割与图3B的实施例类似，包括左和右听力装置HD1,HD2及包含双耳电平控制单元BLCNT的辅助装置AD。根据所涉及应用的需要，可实施其它分割(例如参见图10A、10B、10C)。
在图4A和4B的实施例中，左和右电平估计器LD1,LD2配置成在多个子频带Kx中确定快速和慢速电平估计量，其中Kx小于或等于K(Kx≤K)。在图4A和4B的实施例中，合成电平估计量和/或合成增益基于子频带确定(在此在Kx个子频带中)。在图4A和4B的实施例中，左和右听力装置HD1,HD2包括相应的频带减小单元(K->Kx)和频带分布单元(Kx->K)以调整正向通路中的频带数量K与电平/增益估计通路中的频带数量Kx之间可能的差。在实施例中，Kx<K。在实施例中，Kx＝K。在实施例中，Kx>K。
在图4A和4B的实施例中，电平估计器LD1,LD2适于使得用于确定慢速电平估计量SLE1,SLE2的增高和/或释放时间常数τatt,τrel可根据电输入信号配置。电平估计器LD1,LD2例如可包括结合图7A、7B所示和所述(及WO2003081947A1中描述)的功能元件。
图4A的实施例功能上与图3B的实施例相同。图4A实施例的双耳控制单元BLCNT包括快速双耳电平比较单元FBLCU，用于比较相应的左和右快速电平估计量FLE1,FLE2并提供快速比较度量ΔFLE如代数差。双耳控制单元BLCNT还包括“双耳影响函数”，在此为快速双耳电平影响函数FBL-IF，用于将用户相应耳朵处的电平的双耳修改确定为快速比较度量ΔFLE如实际(估计)的快速电平差ΔFLE(i,j)＝FLEi-FLEj,i,j＝1,2的函数，i≠j(参见图6)。快速双耳电平影响函数FBL-IF提供相应的双耳(快速)电平和/或增益修改估计量信号BL/GME1,BL/GME2，其被馈给相应的左和右合成电平和/或增益估计单元RLG1,RLG2。双耳控制单元BLCNT例如可体现在连接到左和右听力装置HD1,HD2的辅助装置AD中(参见图3B和10B)，例如经听力装置与辅助装置之间的无线链路WL。从而可交换有关信号(FLE1,FLE2和BL/GME1,BL/GME2)。
图4B示出了根据本发明第三实施例的包括双耳电平和/或增益估计器的双耳听力系统。
在图4B的实施例中，快速和慢速输出FLE1/FLE2,SLE1/SLE2跨两只耳朵进行比较以获得ILD线索的相对快速和相对慢速估计量。这两个差之后用在两个“双耳影响函数”中，其为将用户相应耳朵处的电平的双耳修改确定为实际(估计)的电平差的函数的(例如分段线性)影响函数(例如参见下面的图6B)。来自这些(快速和慢速)影响函数的输出(分别为BLME11,BLME21和BLME12,BLME22)引导两侧的慢速电平估计器SLD1,SLD2与本地(单耳)快速和慢速电平估计量(分别为FLE1,SLE1和FLE2,SLE2)结合，以修改快速ILD线索和/或慢速ILD线索。该功能可用于根据听力学想法按需衰减、恢复或增强双耳线索。
在图4B的实施例中，左和右听力装置HD1,HD2配置成将电输入信号IN1,IN2的相应(单耳)快速电平估计量FLE1,FLE2传给双耳电平控制单元BLCNT，并从双耳电平控制单元BLCNT接收相应的双耳(快速)电平修改BLME11,BLME21。左和右听力装置HD1,HD2的电平估计器LD1,LD2配置成使用双耳(快速)电平修改BLME11,BLME21来修改相应慢速电平估计器SLD1,SLD2的时间常数τsld1,τsld2，参见将相应控制信号SLC1,SLC2提供给慢速电平估计器SLE1,SLE2的相应时间常数控制器SL-CNT1,SL-CNT2。左和右听力装置HD1,HD2还配置成将电输入信号IN1,IN2的相应(单耳)慢速电平估计量SLE1,SLE2传给双耳电平控制单元BLCNT，及从双耳电平控制单元BLCNT接收相应的双耳(慢速)电平修改BLME12,BLME22。图4B实施例的双耳控制单元BLCNT包括慢速双耳电平比较单元SBLCU，用于比较相应的左和右慢速电平估计量SLE1,SLE2并提供慢速比较度量ΔSLE如代数差。双耳控制单元BLCNT还包括“双耳影响函数”，在此为慢速双耳电平影响函数SBL-IF，用于将用户相应耳朵处的电平的双耳修改确定为慢速比较度量ΔSLE如实际(估计)的慢速电平差ΔSLE(i,j)＝SLEi-SLEj,i,j＝1,2的函数，i≠j(参见图6B)。慢速双耳电平影响函数SBL-IF提供相应的双耳(慢速)电平修改信号BLM12,BLME22，其被馈给相应的左和右合成电平和/或增益估计单元RLG1,RLG2。如同图4A实施例那样，图4B实施例的双耳控制单元BLCNT例如可体现在连接到左和右听力装置HD1,HD2的辅助装置AD中，例如经听力装置与辅助装置之间的无线链路WL。从而可交换有关信号(FLE1,FLE2,SLE1,SLE2和BLME11,BLME21,BLME12,BLME22)。
在图4A和4B的实施例中，左和右听力装置HD1,HD2及包括双耳控制单元BLCNT的辅助装置AD因而可包括适当的天线和收发器电路(在HD1和HD2中分别为Rx/Tx1,Rx/Tx2)，配置成在左和右听力装置与辅助装置之间建立无线链路WL以使得包括电平估计量等的信息信号可在左和右听力装置HD1,HD2与辅助装置AD之间交换。作为备选，听力装置和辅助装置可通过电缆或其它通信技术互连。
图5示出了根据本发明实施例的包括双耳电平和/或增益估计器BLGD1,BLGD2的双耳听力系统的一部分。图5中的双耳电平和/或增益估计器被示为两个部分BLGD1,BLGD2，每一部分配置成分别接收表示用户左和右耳处(如由相应传声器)拾取的声音的左和右电输入信号IN1,IN2。在实践中，两个部分可形成相应的左和右听力装置的一部分，例如图3C和10C中所示。作为备选，两个部分可按其它方式进行分割，例如参见图10A、10B。双耳电平和/或增益估计器BLGD1,BLGD2包括左和右电平估计器LD1,LD2，每一电平估计器提供相应的左和右电输入信号IN1,IN2的相应左和右快速和慢速电平估计量FLE1,SLE1和FLE2,SLE2，如结合图3A、3B、3C或者图4A、4B所述。双耳电平和/或增益估计器BLGD1,BLGD2还包括快速双耳电平比较单元FBLCU1,FBLCU2，在此实施为相应的求和单元“+”，用于接收左和右电平估计器LD1,LD2的相应快速电平估计量FLE1,FLE2及用于根据其提供相应的左和右快速双耳电平比较估计量ΔFLE1,ΔFLE1，在此提供为两个输入信号之间的代数差。双耳电平和/或增益估计器BLGD1,BLGD2还包括相应的快速双耳增益增强器FBG-IF1,FBG-IF2，分别根据用户左和右耳处的相应快速双耳电平比较估计量ΔFLE1,ΔFLE1提供相应的左和右双耳增益修改估计量BGME1,BGME2。左快速双耳增益修改估计量BGME1通过放大左和右快速电平估计器的快速电平估计量之间的差进行确定(BGME1＝A1·(FLE1-FLE2)，其中A1为大于1的正相乘因子)，及右快速双耳增益修改估计量BGME2通过放大右和左电平估计器的快速电平估计量之间的差进行确定(BGME2＝A2·(FLE2-FLE1)，其中A2为大于1的正相乘因子，等于或不同于A1)。相应的左和右双耳电平和/或增益估计器BLGD1,BLGD2还包括相应的左和右合成电平和/或增益估计单元RLG1,RLG2，配置成分别根据左和右双耳增益修改估计量BGME1,BGME2及左和右电输入信号IN1,IN2的慢速电平估计量SLE1,SLE2提供合成左和右增益估计量。左和右合成电平和/或增益估计单元RLG1,RLG2中的每一个包括相应的压缩器单元COMP1,COMP2(电平-增益转换单元)，例如，用于实施适应用户需要的压缩放大算法。相应的压缩器单元COMP1,COMP2根据输入信号IN1,IN2的相应慢速电平估计量SLE1,SLE2提供相应的主要增益MG1,MG2。左和右合成电平和/或增益估计单元RLG1,RLG2中的每一个还包括相应的增益组合单元GCU1,GCU2(在此为求和单元“+”)，用于组合(在此相加)相应的左和右主要增益MG1,MG2及左和右双耳增益修改估计量BGME1,BGME2以提供合成增益RG1,RG2。相应左和右听力装置HD1,HD2的正向通路中的每一个包括组合单元(在此为相乘单元“X”)，用于将相应的合成(双耳修改的压缩器)增益应用于左和右电输入信号IN1,IN2或者其进一步处理版本以提供相应的输出信号OTT1,OUT2(其不必须是听力装置的输出信号，而是可在呈现给用户之前在正向通路中进一步处理)。
双耳电平和/或增益估计器BLGD(例如分割为BLGD1和BLGD2)，包括左和右电平估计器LD1,LD2及双耳电平控制单元BLCNT，例如可按上面所述及图4A、4B或者图5中所示进行实施。
双耳电平和/或增益估计器BLGD例如可体现在分开的处理单元中，例如根据本发明的听力系统的遥控器，或者在左和右听力装置HD1,HD2之间分布，非必须地，在左和右听力装置HD1,HD2与辅助装置AD之间分布，如图3A、3B、3C、4A、4B、5、10A、10B、10C中所示。
在实施例中，左和右合成电平和/或增益估计单元RLG1,RLG2中的每一个包括相应的电平-增益单元(压缩器)，用于实施压缩放大算法并提供合成增益RG1,RG2以应用于相应的左和右电输入信号IN1,IN2。这具有根据用户需要提供左和右电输入信号的电平的适当动态电平调整的优点，包括增强的耳间电平差形式的空间线索。
图6A示出了用于根据本发明实施例的双耳电平和/或增益估计器的一般示例性双耳影响函数。图6A示出了用在快速双耳电平和/或增益增强器中以根据用户左和右耳处的电平比较估计量ΔLE(如快速双耳电平比较估计量ΔFLE)确定相应的左和右双耳电平和/或增益修改估计量BL/GME1,BL/GME2的示例性影响函数FBL/G-IF。水平轴指左-右电平差ΔLE并假定按对数刻度如按dB计。图6A示出了双耳影响函数对电平比较估计量ΔLE的分段线性相依性，对于递增的电平比较估计量ΔLE的值，展现恒定不变或者递增的双耳影响函数的值。作为备选，其可以是平滑(如单调)曲线，例如S形如C形曲线。双耳影响函数包括最小和最大限制值(二者在图6A中标示为最大变化和对应的ΔLE值作为阈值)，例如反映希望保持用户听得见且不会令人不舒适的信号。图6A的示例性双耳影响函数在电平比较估计量的零点周围的范围中(ΔLE＝0)为零，在ΔLE的负和正“零阈值”之间(两个阈值在图6A中均记为“阈值”)。双耳影响函数的对应于正和负ΔLE值的值分别对应于最靠近和最远离当前活动声源的那一侧。双耳影响曲线的大于1的斜率α对应于测得的(或者估计的)双耳电平差ΔLE(如对应于耳间电平差ILD)的放大，而双耳影响曲线的小于1的斜率α对应于双耳电平差ΔLE的压缩。图6A的示例性双耳影响函数被示为关于坐标系统的中心(0,0)对称(180°旋转对称)。然而，并不必须如此。不同的阈值可具有不同的值，例如相较双耳电平差的负值更多地增强(或抑制)正值。
图6B示出了用于根据本发明的双耳电平控制单元的示例性双耳快速电平影响函数。该图示出了双耳电平修改估计量(BLMEi[dB])作为快速双耳电平比较估计量(ΔFLEi[dB])的函数。
图6A和6B的示例性双耳快速电平影响函数BLMEi在分别在正和负轴上的第一和第二阈值(拐点)之间展现大于1的斜率α。在正范围中，其中斜率α>1及ΔFLETH+2>ΔFLEi>ΔFLETH+1，快速双耳电平比较估计量ΔFLEi被放大，使得BLMEi>ΔFLEi。对于高于第二正阈值ΔFLETH+2的ΔFLEi值，双耳快速电平影响函数BLMEi恒等于最大阈值BLMETH+。对应地，在负范围中，其中斜率α>1及ΔFLETH-1>ΔFLEi>ΔFLETH-2，快速双耳电平比较估计量ΔFLEi被放大，使得BLMEi<ΔFLEi(例如参见图2A、2B)。对于低于第二负阈值ΔFLETH-2的ΔFLEi值，双耳快速电平影响函数BLMEi恒等于最小阈值BLMETH-。在图6B所示的例子中，ΔFLE1的给定值将导致BLME1的值。由于曲线的对称性，ΔFLE2＝-ΔFLE1，及BLME2＝-BLME1。如上面指出的，这样的对称可以也可不存在。
ΔFLETH+1的示例性阈值例如可以是ΔFLETH+1的+/-1dB，ΔFLETH+1例如可以是BLMETH+的+/-10dB，BLMETH-例如可以是+/-20dB。斜率α的示例性的值因而可以是1.9。
图7A示出了用在根据本发明的双耳电平和/或增益估计器中的电平估计器的示例性结构。
图7B示意性地示出了用于根据输入信号确定图7A的电平估计器的增高和释放时间的示例性方案(影响函数)。
图7A的可配置的电平估计器LDx针对慢速变化的电平使用慢速电平估计器SLDx，与快速电平估计器FLDx并行以检测信号中的快速变化。“慢速电平估计器”和“快速电平估计器”中的“慢速”和“快速”分别指电平估计中使用的时间常数τslow和τfast(其中τslow>τfast)。“慢速电平估计器”SLDx实施为可配置的(或者受引导的)电平估计器。来自两个检测器的输出SLEx,FLEx(在控制单元中)进行比较，如果电平差大于如预先确定的阈值，快速检测器FLDx用于快速适当地移动慢速检测器SLDx(通过减小时间常数)，因此称为“受引导”。时间常数控制器TC-CNTx提供用于控制或提供慢速电平估计器SLDx的时间常数τatt,τrel的控制信号TCCx。如图7A中所示的电平估计器LDx例如在WO2003081947A1中描述(针对一个频带)。在图7A中所示的双耳电平和/或增益估计器实施例中，及在图4A、4B所示的第一和第二电平估计器LD1和LD2中，电平估计在Kx个频带中提供(即每一动态电平估计器提供Kx个电平估计量作为输出)。电平估计器LDx可配置以在适当数量的频带中提供电平估计量。
电平估计器LDx适于提供其输入信号INx(的量值│INx│)的电平的估计量SLEx。慢速电平检测器的增高和/或释放时间常数τatt,τrel可根据输入信号INx(│INx│)动态配置。快速和慢速电平估计器均接收输入信号INx(│INx│)。慢速电平估计器SLDx配置成提供输入信号的电平的估计量SLEx。
时间常数控制单元TC-CNTx的另一(非必需的)输入BLMEx1在图7A中示出，用于提供对慢速电平估计量的双耳影响。这结合图4B进行讨论。在实施例中，当前的双耳电平修改BLMEx1在相应的左和右听力装置中被加到当前的快速电平估计量FLEx与慢速电平估计量SLEx之间的差(图7B中的ΔL)。这例如可导致影响函数中对应的电平偏差(相较于图7B中所示)。
图7B示意性地示出了用于根据输入信号INx(│INx│)确定图7的电平估计器LDx的增高和释放时间常数τatt,τrel的示例性方案，也称为时间常数影响函数，在此体现在时间常数-电平差函数τ(ΔL)中。图7B中的粗实线示出了根据快速电平估计器FLDx的电平估计量FLEx与慢速电平估计器SLDx的电平估计量SLEx之间的差ΔL(单位[dB])，慢速电平估计器SLDx的增高和释放时间常数τatt,τrel(单位如ms)的示例性相干性，ΔL＝FLEx-SLEx。图7B实施了一种策略，其中，在(数值上)相对小(正或负)电平差ΔL时，相对大的增高和释放时间常数τslow被应用于慢速电平估计器SLDx。对于大于ΔL+ th1(或小于ΔL- th1)的电平差，增高时间(或释放时间)随ΔL的值增大(或减小)而减少，直到电平差的阈值ΔL+ th2(ΔL- th2)为止。对于大于ΔL+ th2(或小于ΔL- th2)的电平差，增高(或释放)时间常数被保持在恒定的最小值τfast。在图7B的曲线图中，粗实线τ(ΔL)曲线的路线关于0对称。然而，并不必须如此。同样，粗实线τ(ΔL)曲线还表明对于同样数值的电平差，增高和释放时间具有相等大小。也不必须如此。在实施例中，释放时间通常大于增高时间，或者至少针对电平差的大负值ΔL(ΔL<ΔL- th1)的释放时间常数可大于针对对应的电平差的大正值ΔL(ΔL>ΔL+ th1)的增高时间常数。这由虚线标示，其图示展现比粗实线曲线情形大的“快速释放时间”τrel,fast的备选释放时间路线τrel(ΔL)。同样，对于相对小的电平差(例如对于0≥ΔL≥ΔL- th1和0≤ΔL≤ΔL+ th1)，释放时间可通常大于增高时间。该曲线呈现梯形形式，包括拐点之间的多个线性段。也可实施其它(例如曲线)函数形式。对于给定动态电平估计器的所有频带，时间常数-电平差函数τ(ΔL)可一样。作为备选，对于一些或者所有频带(或者频道)，该函数可不同。在实施例中，对于图4A、4B的第一和第二电平估计器LD1、LD2，时间常数-电平差函数τ(ΔL)相等。然而，对于图4A、4B的第一和第二电平估计器LD1、LD2，时间常数-电平差函数τ(ΔL)可不同(例如适应特定用户的需要)。
图8A和8B示出了根据本发明的听力系统的实施例的示例性应用场合。图8A示出了用户U、双耳助听器系统和辅助装置AD。图8B示出了运行用于控制双耳听力系统(尤其是电平估计)的APP的辅助装置AD。APP为包括可执行指令的非短暂应用，其配置成在辅助装置AD的处理器上执行以实施用于听力系统(包括听力装置HD1,HD2)的用户接口UI。在所示实施例中，APP配置成在智能电话或使能与听力系统通信的另一便携装置上运行。在实施例中，双耳助听器系统包括辅助装置AD(和用户接口UI)。在实施例中，包括用户接口UI的辅助装置AD适于拿在用户U的手中。
在图8A中，记为IA-WL的无线链路(如左和右装置之间的感应链路)和记为WL-RF的无线链路(如辅助装置AD与左HD1之间及辅助装置AD与右HD2之间的RF链路(例如基于蓝牙或者一些其它标准化或专有方案))通过对应的天线和收发器电路(在图8A中，在左和右听力装置中分别标示为RF-IA-Rx/Tx-1和RF-IA-Rx/Tx-2)实施在装置HD1,HD2中。无线链路配置成使能在听力装置HD1,HD2之间及在听力装置HD1,HD2与辅助装置AD之间交换音频信号和/或信息或控制信号(包括电平估计量和与电平估计量有关的数据如增益)(参见信号CNT1,CNT2)。
图8B示出了辅助装置运行使用户能影响双耳听力系统的双耳电平和/或增益估计器的功能的APP。辅助装置AD的示例性用户接口UI的屏幕在图8B中示出。用户接口包括显示器(如触敏显示器)，其显示包括第一和第二听力装置如助听器HD1,HD2的听力系统的用户在包括两个以上声源S1,S2的多声源环境中的情形。在屏幕中心的方框中，定义该系统的电平估计的配置的多个可能选择。经用户接口的显示器(在标题“双耳或单耳电平估计”下面，配置电平估计器)，用户U被指令
按压以选择对电平估计(LE)的作用
-双耳决策
--快速LE
--快速和慢速LE
-单耳决策
用户应按压“启动”以开始所选的配置。
这些指令将提示用户基于双耳决策或者单耳决策(即给定耳朵处的输入信号的合成电平估计量是否受另一耳朵处的电平估计量的影响(＝根据本发明的双耳决策)或者两只耳朵处的电平估计量是否独立(单耳，仅取决于本地电平估计量))选择电平估计。填充的正方形和粗体书写表明用户已选择电平估计将基于双耳决策，其中电平估计量在两个听力装置之间交换并用于使本地电平估计器的合成估计量有资格(如本发明中提出的)。在双耳决策模式下，进一步的选项是选择双耳修改将仅基于快速电平检测(快速LE，例如参见图3A、3B、3C和图4A)还是基于快速及慢速电平检测(快速和慢速LE，例如参见图4B)。当电平估计器已被配置时，所选组合的启动可通过按压“启动”开始。
用户接口UI例如可配置成将“双耳决策”和“快速LE”选择为默认选择。
在实施例中，该APP和系统配置成允许关于电平估计的其它可能选择，例如关于快速和慢速电平估计器中使用的频带数量。
APP的其它屏幕(或者APP或功能)可经辅助装置底部的启动元件(箭头和圆圈)访问。
图9示出了根据本发明的双耳电平和/或增益估计器的实施例，配置成接收表示用户左和右耳处(如通过相应传声器)拾取的声音的左和右电输入信号IN1，IN2。在图9的实施例中，左和右电输入信号IN1，IN2在K个子频带中提供。双耳电平和/或增益估计器BLGD包括左和右电平估计器LD1,LD2。左和右电平估计器中的每一个包括A)快速电平估计器FLD1,FLD2，配置成提供相应的左和右电输入信号IN1,IN2的相应左和右快速电平估计量FLE1,FLE2；及B)慢速电平估计器SLD1,SLD2，配置成提供相应电输入信号的慢速电平估计量SLE1,SLE2。慢速电平估计器SLD1,SLD2的增高和/或释放时间τsld1,τsld2大于快速电平估计器FLD1,FLD2的增高和/或释放时间τfld1,τfld2。双耳电平和/或增益估计器BLGD还包括双耳电平控制单元BLCNT，用于接收相应左和右快速电平估计器FLD1,FLD2的快速电平估计量FLE1,FLE2并根据其提供相应左和右双耳电平修改估计量BLME1,BLME2。左双耳电平修改估计量BLME1通过放大左和右快速电平估计器的快速电平估计量之间的差进行确定(BLME1＝A1·(FLE1-FLE2)，其中A1为大于1的正相乘因子)，及右双耳电平修改估计量BLME2通过放大右和左电平估计器的快速电平估计量之间的差进行确定(BLME2＝A2·(FLE2-FLE1)，其中A2为大于1的正相乘因子)。双耳电平和/或增益估计器BLGD还包括相应的左和右合成电平和/或增益估计单元RLG1,RLG2，配置成分别根据左和右双耳电平修改估计量BLME1,BLME2及左和右电输入信号IN1,IN2的慢速电平估计量SLE1,SLE2提供合成左和右电平估计量RLE1,RLE2(和/或合成左和右增益RG1,RG2)。
双耳电平和/或增益估计器BLGD，包括左和右电平估计器LD1,LD2及双耳电平控制单元BLCNT，例如可按上面所述及图4A、4B或者图5中所示进行实施。
双耳电平和/或增益估计器BLGD例如可体现在分开的处理单元中，例如根据本发明的听力系统的遥控器，或者在左和右听力装置HD1,HD2之间分布，非必须地，在左和右听力装置HD1,HD2与辅助装置AD之间分布，如图3A、3B、3C、4A、4B、5、10A、10B、10C中所示。
在实施例中，左和右合成电平和/或增益估计单元RLG1,RLG2中的每一个包括相应的电平-增益单元(压缩器)，用于实施压缩放大算法并提供合成增益RG1,RG2以应用于相应的左和右电输入信号IN1,IN2。这具有根据用户需要提供左和右电输入信号的电平的适当动态电平调整的优点，包括增强的耳间电平差形式的空间线索。
图10A、10B和10C示出了根据本发明的包括左和右听力装置HD1,HD2及双耳电平和/或增益修改估计器BLGD的双耳听力系统的不同示例性分割。
图10A和10B的实施例均表示包括左和右听力装置HD1,HD2及包含双耳电平和/或增益估计器BLGD的全部或大部分的辅助装置AD的分割。这具有随来自两侧(左和右)的输入而变的参数在一个分开的辅助装置AD中确定的优点，其提供左和右听力装置的相应双耳电平和/或增益修改估计量BL/GME1,BL/GME2(图10B)甚至将增益修改估计量应用于正向通路的信号(参见图10A)。从而功耗任务被从左和右听力装置卸下。在图10A的实施例中，信号处理也在辅助装置中进行(参见从双耳电平和/或增益估计器BLGD接收合成双耳电平和/或增益估计量RLE/G1,RLE/G2的信号处理器SP)。在图10A的实施例中，左和右听力装置HD1,HD2仅包括相应的输入和输出单元(IU1,IU2和OU1,OU2)。这简化了左和右听力装置，代价是需要左和右听力装置与辅助装置之间的音频通信链路，其使能交换输入音频信号IN1,IN2和输出音频信号OU1,OU2。在图10B的实施例中，只有双耳电平和/或增益估计器BLGD位于辅助装置AD中，而听力装置的正向通路的信号处理装置左和右听力装置HD1,HD2的相应信号处理器SP1,SP2中进行。另一方面，这简化了对左和右听力装置与辅助装置之间的无线通信链路的需要，其仅需要交换输入音频信号IN1,IN2及合成双耳电平和/或增益估计量RLE/G1,RLE/G2。图10B的实施例在功能和分割方面均类似于图3A的实施例。
图10C示出了根据本发明的双耳听力系统的第三分割。图10C的实施例表示包括左和右听力装置HD1,HD2的分割，其中辅助装置AD可被摒弃(如图3C中更详细图示的)。这样做的代价是在左和右听力装置中必须具有分开的双耳电平和/或增益修改单元BLGD1,BLGD2。另一方面，其放松了对左和右听力装置之间的链路WL/W的要求，其仅需要交换适当的电平估计量(例如相应的快速电平估计量FLE1,FLE2)。如所指明的，链路可以是无线链路或者基于有线连接。
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。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 (14)

1.一种双耳听力系统，包括：
-左和右听力装置，适于分别佩戴在用户的左和右耳处或中或者适于分别完全或部分植入在用户的左和右耳处的头部中；左和右听力装置中的每一个包括：
--输入单元，用于提供表示来自用户的左和右耳处的环境的声音的相应电输入信号；
--输出单元，用于基于所述电输入信号的处理后版本提供可由用户感知并代表来自环境的所述声音的相应输出刺激；
-双耳电平和/或增益估计器，用于提供左和右双耳电平修改估计量和/或左和右双耳增益修改估计量；所述双耳电平和/或增益估计器包括：
--左和右电平估计器，每一电平估计器包括：
---快速电平估计器，配置成提供电输入信号的快速电平估计量；
---慢速电平估计器，配置成提供电输入信号的慢速电平估计量；
其中所述慢速电平估计器的增高和/或释放时间大于所述快速电平估计器的增高和/或释放时间；
-快速双耳电平比较单元，用于接收相应的左和右快速电平估计器的快速电平估计量并提供快速双耳电平比较估计量；及
-快速双耳电平和/或增益增强器，用于分别根据用户的左和右耳处的快速双耳电平比较估计量提供相应的左和右双耳电平和/或增益修改估计量。
2.根据权利要求1所述的双耳听力系统，其中快速双耳电平和/或增益增强器配置成根据用户左和右耳处的快速双耳电平比较估计量的放大版提供相应的左和右双耳电平和/或增益修改估计量。
3.根据权利要求1或2所述的双耳听力系统，包括合成电平和/或增益估计器或者左和右合成电平和/或增益比较单元，配置成根据左和右双耳电平和/或增益修改估计量及电输入信号的相应左和右输入电平估计量提供相应的合成左和右电平估计量和/或合成左和右增益。
4.根据权利要求3所述的双耳听力系统，其中电输入信号的相应左和右输入电平估计量是或包括电输入信号的相应慢速电平估计量。
5.根据权利要求3所述的双耳听力系统，其中左和右合成电平和/或增益估计单元中的每一个包括：
-压缩放大单元，用于根据相应的左和右慢速电平估计量从压缩放大算法确定主要增益；
-组合单元，用于将合成左和右增益提供为所述主要增益及所述双耳增益修改估计量的组合。
6.根据权利要求3所述的双耳听力系统，包括相应的组合单元，用于分别将合成左和右增益应用于左和右电输入信号或者源自其的信号。
7.根据权利要求1所述的双耳听力系统，其中双耳电平和/或增益估计器还包括慢速双耳电平比较单元，配置成接收相应的左和右慢速电平估计器的慢速电平估计量并提供慢速双耳电平比较估计量；及包括慢速双耳电平增强器，用于根据所述慢速双耳电平比较估计量提供相应的左和右双耳电平和/或增益修改估计量。
8.根据权利要求7所述的双耳听力系统，其中左和右慢速电平估计器可配置，因为慢速电平估计器的增高和/或释放时间可根据相应的控制信号控制。
9.根据权利要求1所述的双耳听力系统，其中左和右听力装置中的每一个包括相应的天线和收发器电路，以使得包括电平估计量和/或增益估计量的信息信号、和/或电输入信号、或者源自其的信号可在左和右听力装置之间和/或在左和右听力装置与辅助装置之间交换。
10.根据权利要求1所述的双耳听力系统，其中左和右听力装置的输入单元中的每一个包括时域到时频域转换单元，用于将时频表示的相应电输入信号提供为在多个子频带中的子频带信号。
11.根据权利要求1所述的双耳听力系统，其中左和右听力装置的输出单元中的每一个包括时频域到时域转换单元，用于将相应的子频带输出信号转换为时域中的输出信号。
12.根据权利要求1所述的双耳听力系统，其中左和右听力装置构成或包括助听器、耳麦、头戴式耳机、耳朵保护装置或者其组合。
13.估计双耳听力系统的左和右听力装置的左和右电输入信号的电平的方法，其中左和右听力装置适于分别佩戴在用户的左和右耳处或中或者适于分别完全或部分植入在用户的左和右耳处的头部中，所述方法包括：
-提供表示分别来自用户的左和右听力装置处的环境的声音的相应左和右电输入信号；
-基于所述电输入信号的处理后版本提供可由用户感知为来自环境的所述声音的表示的相应左和右输出刺激；
-提供所述电输入信号的相应左和右快速电平估计量；
-提供所述电输入信号的相应左和右慢速电平估计量，其中所述慢速电平估计量的增高和/或释放时间大于所述快速电平估计量的增高和/或释放时间；
-基于电输入信号的相应的左和右快速电平估计量提供快速双耳电平比较估计量；及
-分别根据用户的左和右耳处的快速双耳电平比较估计量提供相应的左和右双耳电平和/或增益修改估计量。
14.根据权利要求13所述的方法，包括提供用于独立于彼此压缩、保持或扩大快速和慢速耳间电平线索的相应快速和慢速耳间增益变化。
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