CN109391890A - 用于运行听力设备的方法和听力设备 - Google Patents

Abstract

本发明给出一种用于针对使用者运行听力设备(2)的方法。在该方法中测量使用者的神经元信号并且由此确定使用者的倾听努力(H)。从神经元信号确定倾听努力(H)的强度(I)以及倾听方向(R)，其中强度(I)和倾听方向(R)形成听力矢量(V)。依据倾听方向(R)调整或设置听力设备(2)的运行模式(B)，以减小倾听努力(H)的强度(I)。此外还给出一种相应的听力设备(2)。

Description

用于运行听力设备的方法和听力设备

技术领域

本发明涉及一种用于运行听力设备的方法以及相应的听力设备。

背景技术

听力设备通常用于再现使用者的耳朵的方向上声音信号。为此，听力设备佩戴在耳朵中或者耳朵上并且具有听筒，通过其实现声音输出。特别地，听力设备用于供应听力受损使用者。这种听力设备通常具有多个麦克风，以接收来自环境的声音信号，以及具有信号处理单元，其合适地修改、特别是放大所接收的声音信号并且然后转发给听筒以进行输出。

这种听力设备的对于使用者的使用基本上取决于听力设备的如下能力：输出声音信号，使得该声音信号在具体的情况下尽可能最佳地对应于使用者的需要。这通过设置听力设备的多个运行参数来实现，这些运行参数然后在运行中定义听力设备的特性。

为了感知声音信号，通常需要一定程度的努力。这种努力也被称为倾听努力(listening effort)。在此，例如在包含多个竞争性的声音源的环境中倾听努力较大，并且例如在安静的环境中倾听努力较小。此外，倾听努力的定义在Bernarding等人的文献“Neurodynamic evaluation of hearing aid features using EEG correlates oflistening effort”,Cognitive Neurodynamics,2017,DOI10.1007/s11571-017-9425-5中给出。其中，倾听努力被定义为用于处理声音信号、即听觉刺激的使用者的精神上的努力，尤其是在困难的环境中、即在具有干扰影响或者多个声音信号的环境中。也就是，倾听努力不是反射类型的行为，而是使用者主动想要的和做出的努力。由此形成持续的且振荡的活动，更准确地说形成EEG活动。

对于听力受损的人，与听力正常的人相比，倾听努力有时在相同的情况下要明显更大，从而更快地出现疲劳。听力受损的人甚至可能试图回避或者避免需要较高倾听努力的情况，这可能导致减少的社交活动以及最终导致降低的生活质量。因此，为听力受损或者仅是听力减弱的人提供使倾听努力最小的听力设备是值得力求的。

在EP 2 357 851 A1中描述了一种方法，其中首先在特定的训练情况中借助脑电图(简称EEG)确定倾听努力。然后通过调整听力设备参数尝试使倾听努力最小。在此，从EEG中导出然后用作对于倾听努力的度量的值。还是在Bernarding等人的文献中(引文出处同上)，从EEG中导出针对倾听努力的值。在那里，听力设备以不同的运行模式运行并且针对这些运行模式分别确定倾听努力，参见其中的第三节“Hearing aid fitting”和第8页上的图3。

发明内容

在这种背景下，本发明要解决的技术问题是，提供一种用于运行听力设备的改进的方法和一种相应的听力设备。在此，听力设备的使用者的倾听努力应该被尽可能强地减小。

上述技术问题根据本发明通过具有根据本发明的特征的方法以及通过具有根据本发明的特征的听力设备来解决。本发明还给出有利的实施、扩展和变形。在此，结合方法的实施合适地也适用于听力设备，反之亦然。

该方法用于运行听力设备。听力设备被设计为由使用者使用。在该方法的范围内测量使用者的神经元信号并且由此确定使用者的倾听努力。在此，特别地仅从神经元信号确定倾听努力的强度以及倾听方向。强度和倾听方向形成听力矢量，其中强度对应于听力矢量的长度，并且倾听方向对应于听力矢量的方位。听力矢量也被称为倾听努力矢量。在特殊情况下依据倾听方向并且在一般情况下依据听力矢量调整或者设置听力设备的运行模式，以减小倾听努力的强度。因此，依据倾听努力，调整当前运行模式或者切换到其它运行模式。

本发明的主要优点特别是在于：不仅确定了倾听努力的强度，还确定了倾听方向，即，使用者想倾听的方向。使用该倾听方向以优化听力设备的运行。也就是，在神经元信号中包含使用者的意图，从而可以并且也从听力矢量中提取使用者的意愿。该意愿一方面表现为强度，其说明了使用者对要倾听特定东西的兴趣，并且另一方面表现为倾听方向，其说明了使用者的兴趣指向何处。意愿，或者更准确地说是倾听意愿或者倾听兴趣通过确定倾听方向被更精确地确定。倾听方向的知识由此能够明显有明确目标地和符合要求地设置听力设备。对于给出的、使用者所处的情况，由此找到最佳的运行模式，从而有利地减小倾听努力，更准确地说减小其强度。这减轻了使用者的负担并且整体上导致生活质量的提高。

特别地，核心概念是：倾听努力不是如在EP 2 357 851 A1中或者如在Bernarding等人的文献中(引文出处同上)被确定为仅说明倾听努力的强度的纯标量，而是与此相对地将倾听努力表示为矢量对象，即作为除了包含倾听努力的强度的信息还包含关于倾听努力的方向的信息的矢量。由此，该矢量是听力矢量，其说明了听力设备的使用者在哪个方向上以及用何种努力来倾听。听力矢量的长度是使用者尝试倾听的努力的度量，听力矢量的方位是使用者想要去听的方向的度量。特别地，听力矢量在此仅、即唯一地从神经元信号中导出，而不是来自于关于使用者的外部信号，例如声音信号。

特别地，在此通过测量神经元信号有针对性地测量使用者大脑的持续的或者振荡的活动(英文oscillatory activity)。相应地，神经元信号不是特定刺激的结果，也不是事件相关的信号或者电势(英文event related potential)。也就是，这种特定刺激不会产生能从中获得倾听意图的神经元信号，而是仅产生对特定刺激，即事件相关的信号，的反射类型的反应。使用事件相关的信号作为特定刺激的结果例如在Hanson,Odame的文献“Towardsa Brain-Machine System for Auditory Scene Analysis”,2015,Wearable ElectronicSensors,S.299ff.DOI:10.1007/978-3-319-18191-2_13中描述。由此，信号与特定的刺激相关，而在本申请的范围中，测量持续的或者振荡的活动，即持续的或者振荡的电势，其尤其不是由特定刺激产生，而是包含使用者的具体的倾听意图。

此外，特别是仅从神经元信号确定倾听努力的强度和倾听方向，即概括地说，倾听努力。有利地，不需要特别是外部信号的附加测量，并且因此合适地也不会为了确定倾听努力而执行该附加测量。重要的是，弃用以处理神经元信号为目的的附加的麦克风分析。因此，本申请的内容与例如O’Sullivan等人的文献“Neural decoding of attentionalselection in multi-speaker environments without access to clean sources”,2017,Journal of Neural Engineering,DOI:10.1088/1741-2552/aa7ab4中描述的方法相反，在该文献中执行麦克风分析以分析所测量的EEG信号。在此，为了解决鸡尾酒会问题使用如下知识：EEG信号跟随所跟踪的声音源的包络线，但这不对应于倾听意图的确定，也就是不对应于倾听努力的确定。

倾听努力特别地是外部倾听努力(英文，external/perceptual listeningeffort)即，针对外部对象、例如环境中的具体的声音源的倾听努力，不同于针对内部对象的内部倾听努力、例如对特定表达或者语言的解释或者理解。外部和内部的倾听努力的定义在Strauss和Francis的文献“Toward a Taxonomic Model of Attention in EffortfulListening”,2017,Cognitive,Affective&Behavioral Neurosci-ence,DOI10.3758/s13415-017-0513-0中给出。在那里，倾听努力被表示为内部和外部的倾听努力的二维空间中的矢量，即，在那里的矢量的方位说明了内部倾听努力与外部倾听努力的关系，但是仍没有关注倾听方向。作为外部倾听努力的附加或者替换，还确定内部倾听努力并且有益地用以调整或者设置运行模式。

在该方法的范围中尝试设置听力设备，使得减小倾听努力的强度。为此，依据听力矢量设置或者调整运行模式。换言之，使用所确定的倾听方向作为用于减小倾听努力的附加信息。每个运行模式由针对听力设备的多个运行参数的具体的值来定义。这些运行参数例如是放大系数、压缩系数、滤波器带宽等。倾听努力的减小，即强度的减小，通过调整听力设备的运行参数来实现。在此，调整在由此匹配的确定的运行模式的范围内进行，或者运行参数被调整为，使得甚至设置另外的运行模式。通过倾听方向的附加知识，这些运行参数现在被明显有明确目标地设置。在此，倾听方向有针对性地包含在减小方案中，而不是一般地尝试仅减小倾听努力的强度。利用该方位，听力矢量包含针对意图的度量，更准确地说包含针对使用者的倾听意图的度量。也就是，在听力矢量中，使用者的倾听意图被编码。想要的倾听方向的知识然后能够减小参数空间，在该参数空间中尝试通过合适地选择运行参数来使倾听努力的强度最小。

优选地，通过借助控制器(英文closed-loop control，闭环控制器)调整听力设备的多个运行参数来调整运行模式，其中运行参数被用作调节量并且其中倾听努力的强度被用作控制量。该控制的目的是，倾听努力的强度被最小化。一直调整运行参数，直到强度呈现最小值。控制器合适地是听力设备的控制单元的一部分。然而替换地，外置该控制器也是合适的。于是，控制器在外部设备上实现，由此节省了听力设备的计算功率。控制器明确地考虑了倾听方向，即倾听方向的知识一同引入控制器。特别地，倾听方向在此不是控制量，也不是调节量，因为倾听方向作为使用者的倾听意图不能通过听力设备来设置。然而，倾听方向有利地用作用于设置或者调整运行参数的目标量，也就是优选地由此简化了倾听方向上的倾听。通过考虑倾听方向，控制总体上更有效，因为利用倾听方向存在附加的边界条件或者目标条件，这简化了运行参数的最佳设置。

使用者期望的倾听方向的知识特别适合于关于听力设备的方向特性调整运行模式。在一种优选的实施中，运行模式是定向倾听运行，其中来自优选方向的声音信号相对于来自其它方向的声音信号被放大地输出。现在，通过将倾听方向设置为优选方向来调整定向倾听运行。在没有倾听方向的知识的条件下，则必须基于其它信息，例如通过麦克风分析或者通过加速传感器等来估计该定向倾听运行。但是，这些方法本质上仅基于外部信息，也就是始终存在所设置的优选方向是否实际上是使用者想要的方向的不确定性。与此相对，在听力矢量中本质上包含使用者的倾听意图。通过测量和分析神经元信号直接确定实际上想要的倾听方向，因为神经元信号恰好依据使用者想要的倾听方向给出。因此，在方向倾听中的优选方向的选择明显更不容易出错。

合适地，上面描述的定向倾听运行的调整与上面描述的另外的控制结合。然后，倾听方向合适地是在针对运行参数中的一个、特别是定向倾听运行中的优选方向的控制或者调节中的引导量。通过将倾听方向设置为对于方向倾听的优选方向，然后特别有利地通过控制器使倾听努力的强度最小。这是基于以下考虑，即，在使用者想要的且主动力求的倾听方向上，倾听有针对性地变得容易。

在听力设备中，方向特性特别是从听力设备的麦克风信号的特定的处理中产生。换言之：听力设备特别是具有多个麦克风，其在运行中分别产生麦克风信号，并且麦克风信号借助控制单元被修改为，特别是彼此结合为，使得来自优选方向的声音信号相对于其它声音信号被放大。在此，麦克风信号的处理依据倾听方向进行。

特别地，在方向倾听中形成方向波束(Richtkeule)，其具有定向角度(Richtwinkel)和宽度，其中定向角度和宽度在细节上特别是取决于麦克风信号的处理。定向角度，即方向波束的取向，和宽度在定向倾听运行的范围中是可调整的，从而定向倾听运行就此而言是可调整的并且然后通过依据听力矢量调整定向角度或宽度或两者来调整定向倾听运行。特别地，定向角度被合适地设置为，使得示出倾听方向上的方向波束。

但是，倾听方向的确定不仅仅在方向波束的取向中是有利的，而且还能够确定究竟是否想要方向倾听，也就是究竟是否应该设置定向倾听运行。在一种有利的实施中，运行模式是全向倾听运行，如果倾听方向的确定失败，则设置全向倾听运行。如果使用者不想在特定的方向上倾听，则倾听方向的确定必然失败并且不能确定倾听方向。就此而言，在此识别使用者对全向、即在所有方向上不聚焦的倾听的意愿。在这种情况下，设置全向倾听运行，其中不设置优选方向，而是其中特别是将来自所有方向的声音信号均匀地输出给使用者。

还可以想到，使用者虽然可能不希望全向的倾听运行，但是由于其它情况或错误，确定倾听方向失败，例如对于听力设备的错误定位使得神经元信号的测量出现错误。由此，在此例如出于安全原因，全向倾听运行也是有利的。

在一种合适的实施中，听力矢量根据倾听方向与五个方向类别中的一个相关联，即“前”、“后”、“左”、“右”或者“不聚焦”，并且这些方向类别中的每一个与运行模式相关联，即“向前倾听”、“向后倾听”、“向左倾听”、“向右倾听”或者“全向倾听”，并且设置与听力矢量所属的方向类别相关联的运行模式。减少到提及的五个类别显著简化了运行模式的调整和设置。此外，通过该简化提供了对于确定倾听努力和特别是倾听方向的相应较大的容差范围，从而即使不准确地确定倾听努力，却仍然可以可靠地设置足够合适的运行模式。

在听力设备中使用听力矢量时，二维听力矢量，即仅处于一个平面上的听力矢量已经是合适的。该平面是使用者的听力平面并且水平地延伸，从而倾听方向相应地被限于左、右、前和后。但是在一种优选的实施中，听力矢量是三维的并且因此描述听力空间中的倾听方向。在一种合适的实施中，利用这种听力矢量除了上面描述的方向左、右、前、后和不聚焦之外还描绘了方向上和下。

在一种特别优选的实施中，听力矢量不是被离散地映射到上述几个方向，而是被高分辨地确定。换言之：围绕使用者的三维空间被划分为多个方向，其中每个方向对应于三维空间中的空间角度，并且其中每个方向与运行模式相关联，以用于在各自的方向上倾听，也就是用于优选地输出来自所属空间角度的声音信号。因此，听力矢量超出三维空间地被连续地示出，从而实现特别高的方向分辨。然后设置与对应于听力矢量的方向相关联的运行模式。也就是，空间的划分和听力矢量的显示不限于左、右、前、后、上和下六个空间方向，而是被明显更精细地分辨。在上面描述的、具有六个特定方向的粗略的分辨中，三维空间被分为六个空间角度。反之，在高分辨的划分中，三维空间被分为明显多于六个空间角度，优选地至少分为100个空间角度。在方向倾听中，特别是如上面描述的那样，优选方向被准确地设置在倾听方向上，并且不是仅仅近似地映射到有限数量的方向类别。

但是，倾听方向的知识不仅在调整和设置定向倾听运行时是有利的，而且通常也用于调整对听力设备进行控制的任意算法。因此，优选地通过特别是依据倾听方向来调整降噪、放大、压缩、音频流、耳鸣算法或者自身语音识别，来调整运行模式。上面列出的算法并不详尽，但是特别优选地调整所提及的算法。各个算法的特性由听力设备的运行参数中的一个或多个来确定。就此而言，通过调整运行参数，一般也实现与此相关的算法的调整。相应的算法用于特别是在听力设备内的信号处理，并且确定以何种方式修改麦克风信号并且最后进行输出。在此，相应的算法被有利地调整为，使得倾听努力的强度被减小。

特别地，放大确定以何种方式来放大麦克风信号以及通常情况下的输入信号。放大优选地是取决于频率的。放大优选地在方向倾听的范围内被调整，也就是调整为使得来自优选方向的信号被强烈地放大。一般地，合适地提高放大以减小倾听努力的强度，但是有利地仅针对来自倾听方向的声音信号进行放大。

在音频流中，通过音频流算法选择信号源。例如，听力设备作为信号源具有麦克风或者麦克风阵列、数据传输接口、拾音线圈和音频接口或者这些的一部分。音频流算法现在选择这些信号源中的一个，以用于向使用者输出。在倾听方向的知识中，现在可以更好地选择。例如，使用者通过音频接口听音乐，在此期间例如使用者接近使用者现在想要倾听的交谈对象。然后通过确定在交谈对象的方向上示出的倾听方向来识别该意图。然后通过选择麦克风作为信号源并且通过特别是关闭音频接口来调整音频流。音频流的调整例如通过如下方式有助于减小倾听努力的强度，即，从多个信号源中选择对于其来说强度最小的那个信号源。

耳鸣算法例如是耳鸣掩蔽器或者所谓的耳鸣噪声器。耳鸣算法通常修改输入信号，使得在耳鸣频率范围内滤波、即衰减输入信号，或者将附加的信号、诸如噪声信号混入输入信号。

为了减小倾听努力的强度，也合适地调整自身语音识别。自身语音识别识别出使用者的自身的语音并且将其从输入信号中滤出。由此使使用者更好地理解其它声音信号。

在减小倾听努力的强度的情况下，原则上存在如下可能性，即，该强度没有被完全消除，并且保留剩余的强度，使得使用者必须继续努力进行倾听。在一种有利的实施中，调整或者设置运行模式，并且如果强度不低于下强度边界值，则在此或随后向使用者输出提示。这是基于如下考虑：减小到高于下强度边界值的强度仍然需要强大的努力，其可能导致使用者的相应的疲劳或者刺激。因此向使用者输出提示，即，不能进一步优化运行模式的设置或者调整。然后，使用者可以决定如何继续处理。在一种合适的变形中，提示包括变换环境或者情况的建议，例如变换到安静区域、降低背景音乐或者电视音量或者暂停通话。提示以及特别是建议特别地也被称为指导或咨询。基本思想在此是向使用者提出提示和建议，其有助于进一步减小倾听努力的强度，但是其不在听力设备的影响范围内。

根据倾听努力特别是自动地进行运行模式的调整和设置。但是合适地，所选择的调整或设置是可阻止的，并且然后被阻止并且可以说覆盖。也就是，忽略对运行模式的所描述的意图引起的、取决于意图的调整或者设置。这是基于如下考虑：在特定的情况下偏离使用者的倾听意图并且取而代之进行偏离地调整或设置是更有利的。

在一种合适的实施中，运行模式的调整和设置通过使用者的手动输入是可阻止的并且也通过这种手动输入来阻止。因此，这允许使用者覆盖倾听努力的自动识别的结果和取决于此的调整或者设置的结果。

替换地或者附加地，如果存在特定的关键情况，则阻止运行模式的调整或者设置，该关键情况通过使用者的倾听意图起初未对准、但是对于使用者来说重要的关键刺激来突出，因此尽管缺乏倾听意图也应该输出给使用者。因此，在关键情况出现的情况下，不顾倾听努力、特别是倾听方向，和尤其不顾倾听意图向使用者输出关键刺激，并且由此阻止在正常调整或者设置的范围内的无意的抑制。由此，重要的声音信号不受阻碍地转发给使用者。关键刺激例如是接近车辆的声响或者来自环境的、例如警报器或者广播的警告信号。这种关键刺激不顾使用者目前的倾听意图对于使用者是重要的，并且应该尽可能地不被抑制。相应的关键情况例如是横穿马路，紧急情况或者在站台上等待。关键情况或者关键刺激或者两者例如通过附加传感器或者借助麦克风分析来识别。

在一种优选的实施中，借助EEG确定倾听努力，其中借助电极阵列测量神经元信号。电极阵列具有多个触点或者测量触点，这些触点布置在使用者的头部上并且产生EEG信号，从EEG信号中确定听力矢量。在此，触点也相应地被称为电极。神经元信号是生物电信号并且尤其是使用者的脑电波。电极阵列的触点分别是单独的电气触点或者极，其安装在使用者的头部上，例如头皮上。然后，在每两个触点之间测量电势差，其作为传感器信号被转发到分析单元。电极阵列被设计为多级的，以便测量作为在使用者的头部的不同的位置上的两个单独的触点之间的电势差的传感器信号。因此，在多于两个触点的情况下，相应地产生多个传感器信号，其被转发到分析单元。

在一种变形中，分析单元是控制单元的一部分。在一种特别有利的变形中，分析单元是外部分析单元并且是外部设备的一部分，以便在听力设备外部进行分析并且以这种方式节省听力设备中的计算功率。外部设备例如是使用者的智能手机或计算机或者是服务器。

分析尤其借助所测量的神经元信号的数学整理来进行。在一种合适的实施中，为此提取每个单个的传感器信号的相位，并且然后通过形成分布的重心来研究这些相位的分布。然后，引入在特定的情况中的该重心和一般地相位的布置(英文phase clustering，相位聚类)，以用于分析神经元信号以及用于确定听力矢量。优选地，整理如在Bernarding等人的文献中(引文出处同上)在章节“Data analysis(数据分析)”中所描述的那样进行。

为了产生传感器信号，电极阵列被设计为至少双极的，也就是具有至少两个触点，然后在这些触点之间测量电势差。原则上具有多于两个触点的电极阵列也是合适的。对于神经元心理学研究或者临床环境中的EEG测量，例如使用32个触点或者甚至128个触点，这些触点分布地布置在整个头部。然后将其中一个触点合适地用作参考触点，该参考触点提供参考电势，相对于该参考电势利用其它触点分别以双极布置的方式进行测量。特别有利的是如下实施：电极阵列具有恰好一个测量触点和一个参考触点，也就是总共仅有两个触点，这两个触点被集成在听力设备的壳体内并且因此分别特别靠近使用者的耳朵布置。

在一种合适的实施中，EEG信号是信号样本，并且通过将测量的信号样本与多个事先已知的信号样本相比较来确定听力矢量。信号样本尤其是空间信号样本，其由电极阵列的实施以及特别是由触点的布置给出。每个触点在头部上的特定位置处进行测量，使得触点的测量值与这个位置相关联并且由此测量值是空间分布的并且形成信号样本。信号样本例如由上面描述的相位组成，也就是，信号样本是矩阵，其作为条目包含相位或者通常包含触点的优选整理后的传感器信号。信号样本然后与事先已知的信号样本相比较，对于这些事先已知的信号样本分别已知听力矢量。比较例如是简单的图像比较，其中信号样本作为图像彼此进行比较。事先已知的信号分布例如在训练方法中或者在拟合会话中被确定。替换地或者附加地，通过外部数据库获得事先已知的信号样本。

在此，电极阵列被设计为尽可能紧凑的。为此，在合适的实施中，电极阵列仅布置在使用者的耳朵的区域内，更准确地说是布置在耳廓的区域内。换言之：电极阵列优选地距离耳朵最多5cm、特别优选地最多2cm布置。由此保证了电极阵列仅分布在使用者头部的一小部分上，并且因此特别适合日常使用。

在一种优选的实施中，电极阵列仅具有最多五个、特别优选地具有恰好两个触点。触点数量的这种限制有助于电极阵列的紧凑性并且有助于听力设备和这种方法的日常使用。触点数量的减少尤其相比于临床环境特别是基于这样的观察：对于听力矢量的足够精确的确定，有限数量的触点是完全足够的。特别是结合上面描述的将听力矢量分类为少量的种类、特别是仅分为五类，可以实现以及因此有利地执行触点数量的有利减少和神经元信号的简化测量。因为对精度的要求由于仅仅粗略的分类而相应地较低，所以也不必特别精确地测量神经元信号，从而合适地使用仅具有少量的触点的相应紧凑的电极阵列。

电极阵列的触点优选地分别被设计为外部触点，也就是设计为布置在使用者的头部外部的触点。替换地，一个或多个触点的实施也适合作为植入物。如上所述，相应的触点优选地被集成在听力设备的壳体中。这特别是能够不仅在听觉学专家使用昂贵的仪器的情况下在拟合会话的范围中实现EEG测量，而且还可以在日常生活中、即在听力设备的正常运行中不被察觉地和不可见地实现EEG测量。然而作为独立的电极阵列的实施也是合适的，独立的电极阵列通过信号线或者无线地特别是连接到听力设备。

优选地，在使用者的听觉皮层上、也就是特别是至少在听觉皮层附近，测量神经元信号。在乳突(Mastoid)上、也就是在颞骨的疣体部分(Warzenteil des)上，测量神经元信号是特别合适的，因为听觉皮层紧邻乳突并且同时相关的触点安装在耳朵附近，并且因此可以在很大程度上不被察觉地佩戴。研究表明，即使利用在听觉皮层附近的单个触点也可以至少粗略地确定倾听方向。然是，多个触点导致更准确的结果。

原则上，神经元信号仅单侧地测量并且以这种形式也用于确定听力矢量。但是，一种实施是优选的，其中，神经元信号在使用者的头部上在两侧来测量，特别是如上面描述的，分别在听觉皮层附近在两侧进行测量。在此产生右测量值和左测量值，并且通过比较右测量值和左测量值确定倾听方向。在第一变形中，为此通过分别相对于参考触点或者相对于单个共同的参考触点测量两个触点，来测量至少两个电势差。两个测量值然后分别作为关于参考触点的电势差给出。在另一个变形中，两个测量值分别作为其中一个触点上的信号给出，并且测量信号彼此直接进行比较，从而弃用独立的参考触点。例如形成两个测量值的差或者比例。

在一种特别优选的实施中，类似于利用左和右测量值的上述方法，在使用者的头部的两侧确定倾听努力的强度，从而测量左强度和右强度并且由强度确定倾听方向。这基于如下认知：倾听努力的强度根据声音源的位置在头部的两侧是不同的，并且因此可以通过在两侧测量各自的神经元信号，通过比较左和右强度来确定倾听方向，并且倾听方向被优选地确定。相应地，通常通过确定头部的不同的位置上的强度来确定偏侧性(Lateralisierung)，即，强度的空间依赖关系，从其中导出倾听方向。合适地，在两侧的测量在双耳听力设备中进行，其中，每个单设备首先特别是与其它单设备无关地在一侧上测量倾听努力的强度。然后在其中一个单设备中的控制单元中或者在外部设备中合并并且比较两个强度，例如形成两个强度的差或者比例。

在一种特别优选的实施中，听力设备是双耳听力设备，并且具有两个单设备，用于佩戴在使用者的头部的不同的侧上。但是原则上，仅用于供应使用者的一个耳朵的(仅具有一个单设备的)单耳听力设备也是合适的。合适地，由此每个单设备具有相应的电极阵列，用于测量各个侧上的神经元信号。作为借助两个电极阵列进行单独测量的替换，两个单设备共同使用单个电极阵列。合适地，通过共同分析两侧的神经元信号来确定听力矢量。但是原则上如下实施也是合适的，其中首先通过两个单设备冗余地确定听力矢量并且然后将两个听力矢量彼此比较或者进行平均，以确定单个听力矢量。

在一种合适的实施中，基于对附加传感器的传感器信号的分析，调整或者设置运行模式，其中通过将倾听方向用作附加特征，将传感器信号分类。这基于如下考虑：听力设备的各种附加传感器的分析从听力矢量的附加知识以及尤其从倾听方向中受益。通常，传感器信号由控制单元来分类，以从传感器信号中获得关于环境或者当前情况的信息。分类根据在传感器信号中找到的特征进行。在此，也可以相应地共同研究多个附加传感器的多个传感器信号。结果和结果的正确性决定性地取决于特征的可识别性和可辨别性，以便执行尽可能无误的分类。听力矢量现在提供附加特征，即，倾听努力的强度和倾听方向，其结合传感器信号可以实现更精确的分类。附加传感器例如是麦克风或者加速传感器等。

优选地，运行模式的设置或者调整在优化的范围内执行，并且以这种方式为了减小倾听努力的强度已经调整或者设置的运行模式作为优化的运行模式被存储，简短地说：调整或者设置被存储。然后当相同的或者至少类似的情况重新出现时，即特别是当作为优化的最初诱因的相同的听力矢量再次出现时，自动地再次设置、选择或产生优化的运行模式。以这种方式，在已知的情况下，首先有利地弃用神经元信号的测量和相应的分析，而且援引已经执行的且存储的优化。这例如在拟合会话的范围中或者在训练方法中进行。在一种合适的变形中，优化由使用者自身例如借助特别的训练程序执行。

在一种合适的实施中，执行特定于使用者的优化，也就是，运行模式被特定于使用者地优化。在此，针对给出的倾听方向找到对于使用者来说倾听努力的强度最小的运行模式。该运行模式由此是关于使用者特定的且独特的优化的运行模式。如果重新确定相同的倾听方向，则存储并重新设置该运行模式。也就是总的来说，特别是针对每个倾听方向找到适合使用者的、优化的运行模式。

在另一个合适的实施中，执行特定于情况的优化，也就是，运行模式被特定于情况地，即尤其是特定于环境地优化。在给出的环境情况中确定听力矢量，并且确定在给出的环境情况中倾听努力的强度最小的运行模式。该运行模式由此在重复地识别出环境情况时被重新设置。由此在听力设备的运行中，例如借助附加传感器或者在麦克风分析的范围内，首先确定当前的环境情况，简称情况，并且然后设置已经针对该环境情况优化的运行模式(如果已经确定了该运行模式的话)。环境情况例如是音乐会或者鸡尾酒会或者与对方的交谈等。

两个前面提及的实施的结合是特别合适的，从而同时实现特定于使用者的和特定于环境的优化，并且由此在特定的环境中再次识别出特定的倾听方向时设置为此优化的运行模式。

此外，数据交换也是有利的，其中针对使用者的优化的结果以及通常运行模式的调整或者设置对于其它使用者来说也是可用的。为此，调整后的或者设置后的运行模式与附加信息一起被传输到外部数据库并且以这种方式可供其它使用者使用。

在一种有利的实施中，使用者属于使用者中的一类。不同的使用者例如根据听力损伤的类型、年龄、倾听习惯或者类似的参数进行分类。然后在给出的环境情况中确定倾听努力的强度最小的运行模式，并且该运行模式被存储在外部数据库中，以便对于相同类型的其它使用者或者在相同的环境情况中或者在两者结合的情况下进行设置。

相反地，通过从外部数据库中提取针对恰好该类别的使用者或者针对恰好该环境情况的运行模式或者提取针对这两者的运行模式，并且被用作用于使强度最小化的起始点，使用者属于使用者中的一类并且在一个合适的实施中，在给出的环境情况中设置听力设备。因此，听力设备从外部数据库调用针对类似使用者或者针对类似环境情况或者针对两者的优化结果并且建议使用者使用该优化结果。优化结果由此也被用作针对另外的、尤其是特定于使用者的优化的起始点。在此，分析系统也是有利的，其中使用者分析从外部数据库中下载的运行模式，从而在未来例如基于使用者类别，较早地向其它使用者建议更好地分析的运行模式。

听力设备优选地是所谓的BTE设备，其佩戴在耳后。这包括所谓的RIC设备，其中听筒置于耳道中，但是其余的听力设备佩戴在耳道外部。但是，其它构型，诸如ITO(在耳内)或者CIC(完全在耳道中)原则上也是合适的。但是本发明不限于供应听力受损者的听力设备。在同样合适的实施中，听力设备是头戴耳机或者用于声音输出的类似设备。重要的是，听力设备具有用于声音输出的听筒。

优选地，在听力设备的正常运行中，也就是特别是在佩戴和正常使用听力设备的使用者的日常生活中，连续地确定倾听努力。同样地，依据听力矢量连续地调整或者设置运行模式。特别地，在此连续地测量并且由此可以说是监视神经元信号，以便对变化立即做出反应。特别地，如上面已经描述的，在此测量连续的或者振荡的活动、特别是使用者的EEG活动，并且不仅仅是反射类型的或者事件相关的活动。相应地，在背景测量或者背景监视的范围中，并且优选地持续地，即连续地确定并且因此监视倾听努力。该方法不仅仅用于听觉学专家在拟合会话中的听力设备的初始设置，而且在正常运行中实施，以便连续地且符合要求地实现关于倾听努力的运行模式的优化。

附图说明

下面根据附图更详细地解释本发明的实施例。在此分别示意性地：

图1示出了使用者的耳朵和听力设备，

图2示出了用于运行听力设备的方法，

图3示出了EEG测量的多个测量结果，和

图4示出了神经元信号的测量的多个分析。

具体实施方式

图1示出了听力设备2，其佩戴在未进一步示出的使用者的耳朵O后面。听力设备2在此是具有壳体4的BTE听力设备，其佩戴在耳朵O后面，并且声音软管6从其出发延伸至耳道中。此外，听力设备2还具有多个麦克风8，其从使用者的环境中采集声音信号。该声音信号然后借助控制单元10进行修改，尤其是放大，并且然后经由听筒12输出。修改后的声音信号然后从听筒12出发经由声音软管6到达耳朵O。为了可靠地支承声音软管6，在声音软管6的末端上安装置于耳道中的未详细示出的耳塞(Ohrstück)。此外，图1还示出了外部设备14，其例如是智能手机或者服务器。听力设备2和外部设备14被设计为用于例如借助无线通信进行彼此之间的数据传输。

图1仅示出了双耳听力设备2的单设备。因此听力设备2具有如图1所示的两个相应的单设备，其然后相应地佩戴在使用者的头部的不同侧。但是在一种变形中，听力设备是单耳听力设备2并且仅具有一个单设备。

图2示出了，如何在听力设备2的运行中测量使用者的神经元信号并且由此确定使用者的倾听努力H。从神经元信号确定倾听努力H的强度I和倾听方向R，其中强度I和倾听方向R形成听力矢量V，并且其中依据倾听方向R调整或者设置听力设备2的运行模式B，以便减小倾听努力H的强度I。

在听力设备2的运行的范围中，首先借助麦克风8从环境中获得声音信号并且将其转换为麦克风信号16。该麦克风信号与一个或多个附加传感器20的信号18共同构成输入端22。麦克风信号16现在通过算法A1、A2修改并且被转发到输出端24并且借助听筒12输出。麦克风信号16的修改相应地取决于算法A1、A2。该算法A1，A2共同构成运行模式B。现在在运行中，依据听力矢量V以及特别是倾听方向B来调整该算法A1、A2，以便倾听努力H的强度I保持为尽可能小。

在图1中，借助EEG确定倾听努力H，其中借助电极阵列26测量神经元信号。电极阵列26具有多个触点28，其也被称为测量触点或者电极，这些触点布置在使用者的头部并且其产生EEG信号，从EEG信号中确定听力矢量V。在此，测量使用者的脑电波作为神经元信号。电极阵列26的触点28分别是安装在使用者的头部、例如头皮上的单个的电气触点或者极。触点28在图1中集成在听力设备2的壳体4中并且靠近使用者的头部的耳朵O。然后在每两个触点28之间测量电势差，其作为传感器信号被转发到分析单元。该分析单元在此是控制单元10的一部分或者是外部设备14的一部分。

借助对所测量神经元信号进行数学整理，来进行分析。图3示例性地示出了利用多个触点28从EEG中获得的测量结果。测量结果分别示出了从上方观察的使用者的头部，视线方向在附图中分别通过信号样本的上边缘处的尖端标出。从触点28的各个传感器信号中分别提取相位并且然后在信号样本30中空间地示出相位。图3示出四个不同的信号样本30，其属于不同的听力矢量V。在此，分别在相对于使用者的正中面的特定角度处存在使用者想要倾听的声音源，也就是关于该声音源存在倾听意图。因此，从使用者意图的、即想要的倾听方向R提取信号样本30。从左到右，相对于正中面的角度为-90°、-30°、+30°和+90°。可以清楚地看到信号样本30之间的区别。然后，通过与事先已知的信号样本30进行比较，来确定听力矢量V。

尽管如图3所示的信号样本30由于大的数据量非常适合用于确定听力矢量H，但是这种信号样本需要许多触点28。相反，在图1的实施例中使用特别少的触点28，即，每个单设备仅使用两个触点28。因此，电极阵列26仅分布在使用者的头部的小部分上，并且因此特别适合日常使用。

图4示出了四种测量，其中在头部上分别在使用者的乳突上分别在两侧测量神经元信号。在左侧的测量分别用L表示，在右侧的测量分别用R表示。在垂直方向上分别描绘倾听努力A的强度I。如图3所示，四个测量通过声音源相对于使用者的正中面的位置来区分。从左至右，声音源相对于正中面以角度-90°、-30°、+30°和+90°布置。可以清楚地看到，也可以从强度I的测量中导出倾听方向R。因此，测量可以偏侧并且与倾听方向R相关联。通常，从图4可以看到，在声音源侧的强度I大于在相对侧的强度。同样清楚的是，倾听方向R不仅可以定性地确定，而且也可以定量地确定。此外，从图4还可以看到，为了确定倾听方向R，在乳突上测量就已经足够了，从而如图1所示的紧凑的电极阵列26已经足够用于确定听力矢量V。

使用者的意图的倾听方向R的知识在此被用于关于听力设备2的方向特性来调整运行模式B。因此，运行模式B是定向倾听运行，其中来自优选方向的声音信号相对于来自其它方向的声音信号被放大地输出。现在通过将倾听方向R设置为优选方向来调整定向倾听运行。然后，算法A1例如是麦克风算法，其修改并混合麦克风8的麦克风信号16，使得产生特定的方向特性。该方向特性由方向波束定义，其具有定向角度和宽度，其中定向角度和宽度在细节上特别是取决于麦克风信号16的处理，即取决于算法A1。由此，在定向倾听运行的范围中以如下方式调整定向角度(也就是方向波束的取向)和宽度，即，调整算法A1并且因此调整运行模式B，使得在结果中依据听力矢量V调整定向角度或者宽度或者两者，更准确地说，定向角度被设置为使得在倾听方向R上显示方向波束。

但是，倾听方向R的知识不仅如上面所述在调整和设置定向倾听运行中是有利的，而且通常也适用于对听力设备2进行控制的任何算法A1、A2的调整。这在图2中由另外的算法A2表示，其例如是降噪、放大、压缩、音频流、耳鸣算法或者自身语音识别。

附图标记列表

2 听力设备

4 壳体

6 声音软管

8 麦克风

10 控制单元

12 听筒

14 外部设备

16 麦克风信号

18 信号

20 附加传感器

22 输入端

24 输出端

26 电极阵列

28 触点

30 信号样本

A1，A2 算法

B 运行模式

H 倾听努力

I 倾听努力的强度

O 耳朵

R 倾听方向

V 听力矢量

Claims (22)

1.一种用于针对使用者运行听力设备(2)的方法，

-其中测量使用者的神经元信号并且由此确定使用者的倾听努力(H)，

-其中从神经元信号确定倾听努力(H)的强度(I)以及倾听方向(R)，

-其中强度(I)和倾听方向(R)形成听力矢量(V)，

-其中依据倾听方向(R)调整或设置听力设备(2)的运行模式(B)，以减小倾听努力(H)的强度(I)。

2.根据上述权利要求所述的方法，其特征在于，通过借助控制器调整听力设备(2)的多个运行参数来调整运行模式(B)，其中运行参数被用作调节量并且其中倾听努力的强度被用作控制量。

3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述运行模式(B)是定向倾听运行，其中来自优选方向的声音信号相对于来自其它方向的声音信号被放大地输出，并且通过将倾听方向(R)设置为优选方向来调整定向倾听运行。

4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述运行模式(B)是全向倾听运行，如果倾听方向(R)的确定失败，则设置全向倾听运行。

5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述听力矢量(V)根据倾听方向(R)与五个方向类别中的一个相关联，即“前”、“后”、“左”、“右”或“不聚焦”，

这些方向类别中的每一个与运行模式(B)相关联，即“向前倾听”、“向后倾听”、“向左倾听”、“向右倾听”或“全向倾听”，

设置与听力矢量(V)所属的方向类别相关联的运行模式(B)。

6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，围绕使用者的三维空间被划分为多个方向，其中每个方向对应于三维空间中的空间角度，并且其中每个方向与运行模式(B)相关联，以便在相应的方向上倾听，

听力矢量超出三维空间地被连续地示出，

设置与对应于听力矢量(V)的方向相关联的运行模式(B)。

7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过调整降噪、放大、压缩、音频流、耳鸣算法或自身语音识别来调整运行模式(B)。

8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，调整或设置运行模式(B)，并且如果强度(I)不低于下强度边界值，则在此或随后向使用者输出提示。

9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，运行模式的调整或设置能够通过使用者的手动输入来阻止。

10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，如果存在特定的关键情况，则阻止运行模式的调整或设置，所述关键情况通过不顾倾听努力向使用者输出的关键刺激来突出。

11.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助EEG确定倾听努力(H)，其中借助电极阵列(26)测量神经元信号，所述电极阵列具有多个触点(28)，所述触点布置在使用者的头部上并且产生EEG信号，从所述EEG信号中确定听力矢量(V)。

12.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述EEG信号是信号样本(30)，并且通过将测量的信号样本(30)与多个事先已知的信号样本(30)相比较来确定听力矢量(V)。

13.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述触点(28)仅布置在围绕使用者的耳朵(O)最多5cm、优选地最多2cm的范围内。

14.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在使用者的头部的两侧上分别在听觉皮层处测量神经元信号，其中产生右测量值和左测量值，并且通过比较右测量值和左测量值来确定倾听方向(R)。

15.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，基于对附加传感器(20)的传感器信号(18)的分析来调整或设置运行模式(B)，其中通过将倾听方向(R)用作附加特征，将传感器信号(18)分类。

16.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，执行特定于使用者的优化，其中针对给出的倾听方向(R)找到对于使用者来说倾听努力(H)的强度(I)最小的运行模式(B)，并且如果重新确定相同的倾听方向(R)，则存储并重新设置所述运行模式(B)。

17.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，执行特定于情况的优化，其中在给出的环境情况中确定听力矢量(V)，并且确定在该环境情况中倾听努力(H)的强度(I)最小的运行模式(B)，并且其中在重复地识别出环境情况时重新设置所述运行模式(B)。

18.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用者属于使用者中的一类，并且在给出的环境情况中确定倾听努力(H)的强度(I)最小的运行模式(B)，并且所述运行模式(B)被存储在外部数据库中，以便对于相同类型的其它使用者或者在相同的环境情况中或者在两者结合的情况下进行设置。

19.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过从外部数据库中提取针对恰好该类别的使用者或者针对恰好该环境情况的运行模式(B)或者提取针对这两者的运行模式，并且被用作用于使强度(I)最小化的起始点，使得使用者属于使用者中的一类并且在给出的环境情况中设置听力设备(2)。

20.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助外部分析单元(14)确定所述倾听努力(H)。

21.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在听力设备(2)的正常运行中连续地确定所述倾听努力(H)，并且依据所述听力矢量(V)连续地调整或设置所述运行模式(B)。

22.一种听力设备(2)，其具有控制单元(10)，所述控制单元(10)被设计为，用于实施上述权利要求中任一项所述的方法。