CN109891913B - 用于通过保留耳间水平差异来促进耳间水平差异感知的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

双耳听力系统(“系统”)增强和/或保留第一与第二信号之间的耳间水平差异。系统包括分别与用户的第一和第二耳相关联的第一和第二音频检测器。音频检测器检测被呈现给用户的音频信号,并且生成第一和第二信号,以分别表示在第一和第二耳处检测到的音频信号。系统还包括第一声音处理器,其经由通信链路从第一音频检测器接收第一信号并从第二声音处理器接收第二信号。第一声音处理器比较第一和第二信号以生成增益处理参数,并且在用户的第一耳处将表示第一信号的经增益处理的输出信号呈现给用户之前基于增益处理参数来对信号执行增益处理操作。

Description

用于通过保留耳间水平差异来促进耳间水平差异感知的系统 和方法
相关申请
本申请要求享有于2016年8月24日提交的美国临时专利申请第62/379,223号的优先权。该临时专利申请的内容特此通过引用方式全部并入本文。
技术领域
本公开涉及用于通过保留或增强耳间水平差异来促进耳间水平差异感知的系统和方法。
背景技术
可以解决声源的空间位置的一种方式是通过听者感知收听者的两耳中的每个耳处的声音的耳间水平差异(“ILD”)。例如,如果听者感知到声音在他或她的左耳处具有相对高的水平(即,相对大声),而在他或她的右耳处具有相对低的水平(即,相对安静),听者可以基于每个耳处的声音之间的ILD来确定声源的空间位置是听众的左侧。ILD的相对幅度可以进一步向听者指示声源是位于中心的略左侧(在相对小的ILD的情况下)还是在更左侧(在较大的ILD的情况下)。以这种方式,听者可以使用ILD线索以及其他类型的空间线索(例如,耳间时间差异(“ITD”)线索等)来定位他们周围的世界中的各种声源,以及将声源与噪声和/或其他声源隔离和/或区分开。
遗憾的是,许多双耳听力系统(例如,耳蜗植入系统、助听器系统、耳机系统、混合听力系统等)未被配置为在提供给依赖于双耳听力系统的用户的声音表示中保留ILD线索,并且作为结果,用户可能难以定位其周围的声源或者将特定声源与其他声源或用户周围环境中的噪声隔离和/或区分开。甚至试图将ILD线索编码成提供给用户的声音表示的双耳听力系统在使得用户能够成功且容易地定位他们周围的声源方面的用途也是有限的。例如,一些双耳听力系统已经尝试检测、估计和/或计算ILD和/或ITD空间线索,然后转换和/或再现空间线索以将它们作为ILD线索呈现给用户。遗憾的是,对ILD和/或ITD空间线索的检测、估计、转换和再现往往是困难的、处理密集的并且容易出错的。例如,在用于检测、估计、转换和/或再现这些空间线索的技术中,噪声、失真、信号处理误差和伪像等都可能难以控制和考虑。作为结果,当由于这些困难将不完美的空间线索呈现给双耳听力系统的用户时,用户可能不准确地定位声源或者由于冲突或错误的空间线索而被迷惑、混淆和/或受误导。例如,当声源实际静止时,用户可能感知到声源正在四处移动。
此外,每个耳处的独立信号处理(例如,由每个耳处的相应声音处理器执行的各种类型的增益处理,例如自动增益控制、噪声消除、风消除、混响消除、脉冲消除等)即使在没有误差或伪像的情况下检测、估计、转换和/或再现空间线索的情况下也可能劣化空间线索。例如,可以检测到来自用户左侧的声音在左耳处具有相对高的水平而在右耳处具有相对低的水平,但是该水平差异可能在将声音的表示在每个耳处呈现给用户之前随着每个耳处的增益处理的各个阶段独立地处理信号(例如,包括通过调整信号水平)而劣化。
发明内容
本公开的一方面涉及一种双耳听力系统,包括:第一音频检测器,当被呈现给用户的音频信号由所述第一音频检测器在所述用户的第一耳处检测到时,所述第一音频检测器生成表示所述音频信号的第一信号;第二音频检测器,其生成表示由所述第二音频检测器在所述用户的第二耳处检测到的所述音频信号的第二信号;第一声音处理器,其与所述第一耳相关联,并且直接耦合到所述第一音频检测器;以及第二声音处理器,其与所述第二耳相关联,并且直接耦合到所述第二音频检测器;其中,在所述第一声音处理器在所述第一耳处将表示所述第一信号的经增益处理的输出信号呈现给所述用户之前对表示所述第一信号和所述第二信号中的至少一个的信号执行增益处理操作时,所述第一声音处理器通过以下步骤来促进对所述第一信号与所述第二信号之间的耳间水平差异(“ILD”)的感知:直接从所述第一音频检测器接收所述第一信号,经由互连所述第一声音处理器和所述第二声音处理器的通信链路从所述第二声音处理器接收所述第二信号,比较所述第一信号和所述第二信号,基于所述第一信号和所述第二信号的所述比较来生成增益处理参数,以及在将表示所述第一信号的所述经增益处理的输出信号呈现给所述用户之前,基于所述增益处理参数来对所述表示所述第一信号和所述第二信号中的至少一个的信号执行所述增益处理操作,其中:所述第一声音处理器比较所述第一信号和所述第二信号,并且在所述第一信号和所述第二信号在时域中时生成所述增益处理参数;所述比较是将所述第一信号的幅度与所述第二信号的幅度进行比较,以确定所述第一信号的幅度与所述第二信号的幅度之中的最大幅度,并且所述生成是根据所述比较基于所述第一信号和所述第二信号中的无论哪个具有所述最大幅度的信号来生成所述增益处理参数;以及所述第一声音处理器在所述时域中并且使用所述增益处理参数来执行所述增益处理操作。
本公开的另一方面涉及一种双耳听力系统,包括:第一音频检测器,其与用户的第一耳相关联,并且当音频信号被呈现给所述用户时,根据第一拾音模式在所述第一耳处检测所述音频信号,以及当所述音频信号被呈现给所述用户时,生成表示由所述第一音频检测器在所述第一耳处检测到的所述音频信号的第一信号;第二音频检测器,其与所述用户的第二耳相关联,并且当所述音频信号被呈现给所述用户时,根据第二拾音模式在所述第二耳处检测所述音频信号,所述第二拾音模式形成所述第一拾音模式的镜像等同物,以及当所述音频信号被呈现给所述用户时,生成表示由所述第二音频检测器在所述第二耳处检测到的所述音频信号的第二信号;第一声音处理器,其与所述用户的所述第一耳相关联,并且直接耦合到所述第一音频检测器;以及第二声音处理器,其与所述用户的所述第二耳相关联,并且直接耦合到所述第二音频检测器;其中,当所述第一声音处理器在呈现表示第一方向信号的经增益处理的输出信号之前对表示所述第一信号和所述第二信号中的至少一个的信号执行增益处理操作时,所述第一声音处理器通过以下步骤来促进对所述第一信号与所述第二信号之间的耳间水平差异(“ILD”)的感知:直接从所述第一音频检测器接收所述第一信号,经由互连所述第一声音处理器和所述第二声音处理器的通信链路从所述第二声音处理器接收所述第二信号,在所述第一信号和所述第二信号在时域中的同时,检测所述第一信号的幅度与所述第二信号的幅度,在所述第一信号和所述第二信号在所述时域中的同时,比较所述第一信号的检测到的幅度和所述第二信号的检测到的幅度以确定所述第一信号的幅度与所述第二信号的幅度之中的最大幅度,基于所述第一信号和所述第二信号的所述比较并且在所述第一信号和所述第二信号在所述时域中的同时,根据所述比较针对所述第一信号和所述第二信号中的无论哪个具有所述最大幅度的信号来生成增益处理参数,基于所述增益处理参数,对表示所述第一信号和所述第二信号中的至少一个的信号执行所述增益处理操作,基于使用所述第一信号和所述第二信号的第一波束形成操作,根据与所述第一拾音模式和所述第二拾音模式不同的端射方向拾音模式来生成所述第一方向信号,其用于表示在所述第一耳处检测到的所述音频信号的空间滤波,以及基于所述增益处理操作的所述执行并且基于所述第一方向信号的所述生成,在所述用户的所述第一耳处将表示所述第一方向信号的所述经增益处理的输出信号呈现给所述用户。
本公开的又一方面涉及一种促进对耳间水平差异(“ILD”)的感知的方法,当第一声音处理器在用户的第一耳处将表示第一信号的经增益处理的输出信号呈现给所述用户之前对表示所述第一信号和第二信号中的至少一个信号的信号执行增益处理操作时,所述方法促进对所述第一信号与所述第二信号之间的所述耳间水平差异的感知,所述方法包括:在音频信号由第一音频检测器在所述第一耳处检测到时,由与所述第一耳相关联的所述第一声音处理器并且直接从所述第一音频检测器接收所述第一信号,所述第一信号表示被呈现给所述用户的音频信号;在所述音频信号由第二音频检测器在所述用户的第二耳处检测到时,由所述第一声音处理器从与所述第二耳相关联的第二声音处理器并且经由互连所述第一声音处理器和所述第二声音处理器的通信链路接收所述第二信号,所述第二信号表示所述音频信号;由所述第一声音处理器比较所述第一信号和所述第二信号;由所述第一声音处理器并且基于所述第一信号和所述第二信号的所述比较,生成增益处理参数;以及在将表示所述第一信号的所述经增益处理的输出信号呈现给所述用户之前,由所述第一声音处理器并且基于所述增益处理参数对所述表示所述第一信号和所述第二信号中的至少一个的信号执行所述增益处理操作,其中:由所述第一声音处理器,比较所述第一信号和所述第二信号,并且在所述第一信号和所述第二信号在时域中时生成所述增益处理参数;所述比较是将所述第一信号的幅度与所述第二信号的幅度进行比较,以确定所述第一信号的幅度与所述第二信号的幅度之中的最大幅度,并且所述生成是根据所述比较基于所述第一信号和所述第二信号中的无论哪个具有所述最大幅度的信号来生成所述增益处理参数;以及由所述第一声音处理器在所述时域中并且使用所述增益处理参数来执行所述增益处理操作。
附图说明
附图示出了各种实施例,并且是说明书的一部分。所示实施例仅是示例,并且不限制本公开内容的范围。在整个附图中,相同或相似的附图标记标识相同或相似的元素。
图1示出了根据本文描述的原理的用于促进双耳听力系统的用户的耳间水平差异(“ILD”)感知的示例性双耳听力系统的示例性组件。
图2示出了根据本文描述的原理的示例性耳蜗植入系统。
图3示出了根据本文描述的原理的人耳蜗的示意性结构。
图4示出了根据本文描述的原理的关于示例性声源的空间位置定位在特定朝向的图1的双耳听力系统的示例性实施方式。
图5-6示出了根据本文描述的原理的被包括在图1的双耳听力系统的实施方式内的声音处理器的示例性框图,所述声音处理器执行同步的增益处理以保留ILD线索。
图7示出了根据本文描述的原理的呈现给图1的双耳听力系统的用户的示例性高频声音的ILD。
图8示出了根据本文描述的原理的与诸如图7所示的高频声音之类的高频声音相关联的示例性端射拾音模式和对应的ILD幅度曲线。
图9示出了根据本文描述的原理的呈现给图1的双耳听力系统的用户的示例性低频声音的ILD。
图10示出了根据本文描述的原理的与诸如图9所示的低频声音之类的低频声音相关联的示例性拾音模式和对应的ILD幅度曲线。
图11示出了根据本文描述的原理的被包括在图1的双耳听力系统的实施方式内的声音处理器的示例性框图,所述声音处理器被配置为执行波束形成操作以增强ILD线索。
图12示出了根据本文描述的原理的当ILD由图11所示的双耳听力系统的实施方式增强时与诸如图9所示的低频声音之类的低频声音相关联的示例性端射拾音模式和对应的ILD幅度曲线。
图13-15示出了根据本文描述的原理的被包括在图1的双耳听力系统的实施方式内的声音处理器的其他示例性框图,所述声音处理器被配置为执行波束形成操作以增强ILD线索。
图16-17示出了根据本文描述的原理的被包括在图1的双耳听力系统的实施方式内的声音处理器的示例性框图,所述声音处理器被配置为执行同步的增益处理以保留ILD线索并且执行波束形成操作以增强ILD线索。
图18-19示出了根据本文描述的原理的用于促进双耳听力系统的用户的ILD感知的示例性方法。
具体实施方式
本文描述了用于促进双耳听力系统的用户的耳间水平差异(interaural leveldifference)(“ILD”)感知(例如,通过增强和/或保留ILD)的系统和方法。例如,如下面将更详细地说明和描述的,由用户(例如,耳蜗植入物或助听器患者、耳机用户等)使用的双耳听力系统(例如,耳蜗植入系统、助听器系统、耳机系统、包括这些的组合的混合听力系统等)可以包括第一音频检测器(例如,麦克风),在音频信号在由第一音频检测器在用户的第一耳处检测到时,所述第一音频检测器根据第一拾音模式(polar pattern)(例如,模仿耳的自然拾音模式的拾音模式、方向拾音模式等)来生成表示呈现给用户的音频信号(例如,来自用户听觉距离内的一个或多个声源的声音或声音组合)的第一信号。另外,双耳听力系统可以包括第二音频检测器,其根据第二拾音模式(例如,形成第一拾音模式的镜像等同物的拾音模式)生成表示由第二音频检测器在用户的第二耳处检测到的音频信号的第二信号。
双耳听力系统还可以包括:第一声音处理器,其与第一耳相关联并且直接耦合到第一音频检测器;以及第二声音处理器,其与第二耳相关联并且直接耦合到第二音频检测器。第一声音处理器和第二声音处理器还可以通过通信链路(例如,无线音频传输链路)的方式彼此通信地耦合,通过所述通信链路,可以在声音处理器之间交换表示由第一麦克风在第一耳处检测到的音频信号的第一信号和表示由第二麦克风在第二耳处检测到的音频信号的第二信号。通过均处理第一信号和第二信号,声音处理器可以以保留和/或增强ILD线索以促进用户的ILD感知的方式将音频信号的表示呈现给用户。
例如,第一声音处理器可以通过以下步骤来增强第一信号与第二信号之间的ILD:直接从第一音频检测器接收第一信号;经由互连第一和第二声音处理器的通信链路从第二声音处理器接收第二信号;基于使用第一信号和第二信号的第一波束形成操作,根据与第一和第二拾音模式不同的端射方向拾音模式来生成表示在第一耳处检测到的音频信号的空间滤波的第一方向信号;以及在用户的第一耳处将表示第一方向信号的输出信号呈现给用户。
类似地,在一些示例中,第二声音处理器可以通过以下步骤与第一声音处理器并行地进一步增强第一与第二信号之间的ILD:直接从第二音频检测器接收第二信号;经由互连第一和第二声音处理器的通信链路从第一声音处理器接收第一信号;基于使用第一和第二信号的第二波束形成操作,根据端射方向拾音模式来生成表示在第二耳处检测到的音频信号的空间滤波的第二方向信号;以及在用户的第二耳处将表示第二方向信号的输出信号呈现给用户。在其他示例中,第二声音处理器可以处理不对称地来自第一声音处理器的声音(例如,不进一步增强ILD)。例如,第二声音处理器可以呈现仅表示第二信号、第一和第二信号的非方向组合、与第一方向信号不对称的方向信号的输出信号、和/或可以服务于特定实施方式的任何其他输出信号。
在相同或其他示例中,当第一声音处理器在第一耳处将表示第一信号的经增益处理的输出信号呈现给用户之前对表示第一和第二信号中的至少一个信号的信号执行增益处理操作(例如,自动增益控制操作、噪声消除操作、风消除操作、混响消除操作、脉冲消除操作等)时,第一声音处理器可以在第一与第二信号之间保留ILD。例如,第一声音处理器可以通过以下步骤来保留ILD:直接从第一音频检测器接收第一信号;经由互连第一和第二声音处理器的通信链路从第二声音处理器接收第二信号;比较第一和第二信号;基于第一和第二信号的比较来生成增益处理参数;在将表示第一信号的经增益处理的输出信号呈现给用户(例如,在用户的第一耳处)之前,基于增益处理参数,对信号执行增益处理操作。
类似地,并且与第一声音处理器并行地,当第二声音处理器在第二耳处将表示第二信号的另一经增益处理的输出信号呈现给用户之前对表示第一和第一信号中的至少一个信号的另一信号执行另一增益处理操作时,第二声音处理器可以保留第一与第二信号之间的ILD。例如,第二声音处理器可以类似地通过以下步骤来保留ILD:直接从第二音频检测器接收第二信号;经由互连第一和第二声音处理器的通信链路从第一声音处理器接收第一信号;比较(例如,由独立于第一声音处理器对第一和第二信号的比较)第一信号和第二信号;基于第一和第二信号的比较来生成(例如,独立于由第一声音处理器执行的生成)增益处理参数(例如,由第一声音处理器独立生成的相同增益处理参数);以及在将另一经增益处理的输出信号呈现给用户(例如,在用户的第二耳处)之前,基于增益处理参数,对另一信号执行另一增益处理操作。
下面将提供波束形成操作、增益处理操作以及增强和保留ILD线索以促进双耳听力系统的用户的ILD感知的各种其他方面的示例。
通过执行本文描述的操作,双耳听力系统可以增强和/或保留ILD空间线索,从而为用户提供各种益处,所述益处允许用户更容易、准确和/或成功地定位声源(即,在空间上定位声源)、分离声音、隔离声音和/或感知声音,特别是当声音由多个声源生成时(例如,在具有大量背景噪声的环境中,在多个人在同时说话的情况下等)。此外,即使在避免上面关于由双耳听力系统编码ILD空间线索的先前尝试描述的问题的同时,双耳听力系统也可以提供这些益处。
作为本文描述的双耳听力系统的益处的一个示例,双耳听力系统可以通过使用波束形成操作生成端射方向拾音模式来增强在每个耳处检测到的声音之间的ILD(例如,甚至当声音具有低频率时),所述端射方向拾音模式包括在每个耳处的静态相对的面向侧面的波瓣(即,端射方向拾音模式的第一和第二波瓣,其均从用户的相应耳径向向外指向,如将在下面描述和说明的)。因为端射方向拾音模式可以静态地面向侧面(例如,而不是试图定位和/或以其他方式分析声源以试图将方向拾音模式瞄准声源),所以可以最小化处理资源,同时可以消除线索估计误差和不期望的噪声和伪像(artifact),以使得用户将不面对诸如上述那些之类的迷惑性和误导性场景。
作为另一示例性益处,双耳听力系统可以通过比较在两耳处检测到的信号来同步与每个耳相关联的声音处理器之间的增益处理,以独立地生成相同的增益处理参数,通过所述增益处理参数在每个耳处执行增益处理操作。通过以这种方式同步增益处理,可以保留ILD线索(即,可能不倾向于上述劣化),这是因为信号在被呈现给用户之前可以以相同的方式(即,根据相同的增益处理参数)来处理。换言之,通过同步声音处理器之间的增益处理,可以一起放大和/或衰减信号水平,以使得即使在对信号执行各种类型的增益处理时,信号水平之间的差异也保持恒定(即,被保留)。
另外,在一些示例中,用户可以享受来自本文描述的方法和系统的某些附带益处,其可以以不同于与上述ILD线索相关联的目标改进的各种方式促进听力。例如,作为本文描述的波束形成的结果,可以在每个耳处降低某些噪声以产生类似于增强的头部阴影益处的影响,以聚焦来自源的声音并调出该区域中的其他声音。这种降噪可以增加由用户听到或经历的声音的信噪比,并且可以由此增加用户感知、理解和/或享受声音的能力。
现在将参考附图更详细地描述各种实施例。所公开的方法和系统可以提供上述益处中的一个或多个益处和/或将在本文中变得显而易见的各种附加和/或替代益处。
图1示出了用于促进系统100的用户的ILD感知(例如,对音频信号内的ILD线索的感知)的示例性双耳听力系统100(“系统100”)的示例性组件。在各种实施方式中,系统100可以包括一种或多种不同类型的听力系统或者由一种或多种不同类型的听力系统来实现。例如,如下面将更详细描述的,系统100可以包括以下各项或者由以下各项来实现:耳蜗植入系统、助听器系统、耳机系统(例如,用于军事、工业、音乐演唱会和/或其他涉及大声的声音的情况的听力保护)、包括这些类型的听力系统中的至少两种的混合系统(例如,用于一耳的耳蜗植入系统,以及用于另一耳的助听器系统等)和/或可以服务于特定实施例的任何其他类型的听力系统。
如图所示,系统100可以包括但不限于声音检测设施102、声音处理设施104和存储设施106,它们选择性地且通信地彼此耦合。应当认识到,尽管设施102至106被示出为图1中的单独设施,但设施102至106可以被组合成较少的设施,例如组合成单个设施,或者可以分成更多的设施,如可以用于特定实施方式的。现在将更详细地描述设施102至106中的每个设施。
声音检测设施102可以包括用于捕获(例如,使用系统100)被呈现给与系统100相关联的用户的音频信号的任何硬件和/或软件。例如,声音检测设施102可以包括一个或多个音频检测器,例如麦克风(例如,来自Advanced Bionics的全向麦克风、T-MICTM麦克风等)以及与麦克风相关联的硬件装备和/或软件(例如,被配置为对由麦克风检测到的原始音频数据进行滤波、波束形成或以其他方式预处理的硬件和/或软件)。结合这些音频检测器,一个或多个麦克风可以与用户的每个耳相关联,例如通过如上所述地定位在用户的耳附近。声音检测设施102可以在用户的双耳处检测被呈现给用户的音频信号(例如,包括来自用户周围世界的声音的信号),并且可以将两个单独的信号(即,表示在每个耳处检测到的音频信号的单独信号)提供给声音处理设施104。用于实现声音检测设施102的音频检测器的示例将在下面更详细地描述。
声音处理设施104可以包括用于执行以下操作的任何硬件和/或软件:接收由声音检测设施102生成和提供的信号(即,表示在用户的双耳处检测到的被呈现给用户的音频信号的信号),通过使用如本文描述的波束形成操作为每个耳生成相应的面向侧面的方向信号来增强信号之间的ILD,和/或通过同步用于执行增益处理操作的增益处理参数(否则将劣化如本文描述的ILD)来保留信号之间的ILD。
声音处理设施104可以以可以服务于特定实施方式的任何方式实现。在一些示例中,声音处理设施104可以包括两个声音处理器或者由两个声音处理器实现,每个声音处理器与用户的一耳相关联并且经由通信链路通信地彼此耦合。
作为一个示例,每个声音处理器可以被包括在双耳耳蜗植入系统内,并且可以与用户内的耳蜗植入物通信地耦合。下面将关于图2描述和说明示例性耳蜗植入系统。在涉及被包括在耳蜗植入系统内的声音处理器的实施方式中,声音处理器可以通过引导耳蜗植入物基于输出信号将电刺激提供给用户的耳蜗内的一个或多个位置来在用户的耳处将输出信号(例如,已经经过声音处理器内的同步增益处理的一个或多个阶段的经增益处理的输出信号)呈现给用户。例如,输出信号可以表示由声音检测设施102提供的信号,并且在某些实施方式中,可以是由声音处理设施104基于波束形成操作生成的方向信号(例如,面向侧面的方向信号)。
作为另一示例,每个声音处理器可以被包括在双耳助听器系统内,并且可以与电声换能器通信地耦合,所述电声换能器被配置为再现表示由用户所占据的环境内的听觉刺激物的声音(例如,被呈现给用户的音频信号)。在涉及被包括在助听器系统内的声音处理器的实施方式中,声音处理器可以通过引导电声换能器基于输出信号再现表示由用户占据环境内的听觉刺激物的声音来在用户的耳处将输出信号(例如,已经在声音处理器内经历了同步增益处理的一个或多个阶段的经增益处理的输出信号)呈现给用户。例如,输出信号可以表示由声音检测设施102提供的信号,并且在某些实施方式中,可以是由声音处理设施104基于波束形成操作生成的方向信号(例如,面向侧面的方向信号)。
作为又一示例,每个声音处理器可以被包括在双耳耳机系统内,并且可以与电声换能器通信地耦合,所述电声换能器被配置为生成要由用户听到的声音(例如,被呈现给用户的音频信号;模拟声音;预先录制的声音等)。在涉及被包括在耳机系统内的声音处理器的实施方式中,声音处理器可以通过引导电声换能器基于输出信号生成要由用户听到的声音来在用户的耳处将输出信号(例如,已经在声音处理器内经历了同步增益处理的一个或多个阶段的经增益处理的输出信号)呈现给用户。例如,输出信号可以表示由声音检测设施102提供的信号,并且在某些实施方式中,可以是由声音处理设施104基于波束形成操作生成的方向信号(例如,面向侧面的方向信号)。
声音处理设施104的某些实施方式可以包括被包括在第一类型的第一听力系统(例如,耳蜗植入系统、助听器系统或耳机系统)内的第一声音处理器和被包括在第二类型的第二听力系统内(例如,与第一类型不同的类型的听力系统)的第二声音处理器二者。在这些实施方式中,每个声音处理器可以通过在每个耳处使用的相应听力系统在用户的相应耳处将相应的输出信号呈现给用户,如上所述。例如,通过引导耳蜗植入物基于输出信号将电刺激提供给用户的耳蜗内的一个或多个位置,第一输出信号可以由耳蜗植入系统类型的第一听力系统呈现给用户的第一耳。同时,通过引导电声换能器基于输出信号再现表示由用户占据的环境内的听觉刺激物的声音,第二输出信号可以由助听器系统类型的第二听力系统而呈现给用户的第二耳。
无论使用何种类型(或多种类型)的听力系统,声音处理设施104的处理资源都可以以可以服务于特定实施方式的任何方式分布。例如,虽然在一些示例中,声音处理设施104可以包括在用户的每个耳处的声音处理资源(例如,在每个耳处使用耳后声音处理器),但是在其他示例中,声音处理设施104可以由单个声音处理单元(例如,身体佩戴单元)实现,所述单个声音处理单元被配置为处理在与用户的每个耳相关联的麦克风处检测到的信号,或者由位于其他地方的另一类型的声音处理器(例如,在植入用户内的头戴式耳机内等等)实现。因此,如本文所使用的,如果组件执行耳所位于的用户的一侧(例如,左侧或右侧)的操作,则本文描述的声音处理器、麦克风或耳蜗植入系统的另一组件可以与用户的耳“相关联”。例如,在一些实施方式中,声音处理器可以通过作为佩戴在耳后的耳后声音处理器而与特定耳相关联。在其他示例中,声音处理器可以不佩戴在耳上,而是可以植入用户内、部分地或完全地实现在佩戴在头部上但不佩戴在耳上或接触耳的耳机中、实现在身体佩戴的单元中等等。同样在这些示例中,如果声音处理器针对用于耳所在的用户的一侧或与耳所在的用户的一侧相关联的信号执行处理操作,则声音处理器可以与耳相关联,而不论声音处理器是如何实现或在何处实现的。
存储设施106可以维护系统管理数据108和/或在特定实施方式中由设施102或104接收、生成、管理、维护、使用和/或发送的任何其他数据。系统管理数据108可以包括音频信号数据、波束形成数据(例如,波束形成参数、系数等)、增益处理数据(例如,增益处理参数等)等,如可以由设施102或104在特定实施方式中使用的。
如上所述,系统100可以包括一个或多个耳蜗植入系统(例如,双耳耳蜗植入系统、具有用于一耳的耳蜗植入系统的混合听力系统等)。为了说明,图2示出了示例性耳蜗植入系统200。如图所示,耳蜗植入系统200可以包括被配置为位于耳蜗植入患者(即,耳蜗植入系统的用户)外部的各种组件,包括但不限于麦克风202、声音处理器204和头戴式耳机206。耳蜗植入系统200还可以包括被配置成植入患者内的各种组件,包括但不限于耳蜗植入物208(也称为可植入的耳蜗刺激器)和引线210(也称为耳蜗内电极阵列),其上设置有多个电极212。如下面将更详细描述的,附加的或替代的组件可以被包括在可以服务于特定实施方式的耳蜗植入系统200内。现在将更详细地描述图2所示的组件。
麦克风202可以被配置为检测被呈现给患者的音频信号。麦克风202可以以任何合适的方式实现。例如,麦克风202可以包括麦克风,例如来自Advanced Bionics的T-MICTM麦克风。麦克风202可以与患者的特定耳相关联,例如通过位于特定耳附近(例如,在耳道入口附近的耳的外耳内)。在一些示例中,麦克风202可以通过附接到耳钩的吊杆或杆而被保持在耳道入口附近的耳的外耳内,所述耳钩被配置为选择性地附接到声音处理器204。另外或替代地,麦克风202可以通过以下麦克风来实现:设置在头戴式耳机206内的一个或多个麦克风、设置在声音处理器204内的一个或多个麦克风、具有基本上全向拾音模式的一个或多个全向麦克风、一个或多个波束形成麦克风(例如,被组合以生成面向前方的心形拾音模式的全向麦克风)和/或可以服务于特定实施方式的任何其他合适的一个麦克风或多个麦克风。
麦克风202可以实现为或被包括作为用于在音频检测器检测到音频信号时生成表示被呈现给用户的音频信号(即,声音)的信号的音频检测器内的组件。例如,如果麦克风202实现音频检测器,则麦克风202可以通过将音频信号中的声能转换为电信号中的电能来生成表示音频信号的信号。在麦克风202连同其他组件(未在图2中明确示出)被包括作为音频检测器内的组件的其他示例中,可以进一步对由麦克风202生成的信号(例如,如上所述生成的电信号)进行滤波(例如,以降低噪声、根据特定患者的听力来强调或淡化某些频率等)、进行波束形成(例如,以在特定方向上(例如,在患者前方)“瞄准”麦克风的拾音模式)、进行增益调整(例如,以放大或衰减信号以准备由声音处理器204处理)和/或由可以服务于特定实施方式的音频检测器内包括的其他组件以其他方式进行预处理。虽然本文描述的麦克风202和其他麦克风可以被示出和描述为检测音频信号并提供表示音频信号的信号,但是将理解的是,本文描述的麦克风中的任何麦克风(例如,包括麦克风202)可以表示可以执行这些类型的预处理中的任何预处理的相应的音频检测器或与之相关联(例如,实现或被包括在内),即使为了清楚起见而没有明确地示出或描述音频检测器也是如此。
声音处理器204(即,被包括在声音处理器204内的一个或多个组件)可以被配置为引导耳蜗植入物208生成表示一个或多个音频信号(例如,由麦克风202检测到的、通过辅助音频输入端口的方式输入的一个或多个音频信号等等)的电刺激(在本文中也称为“刺激电流”)并且将所述电刺激应用于与患者的听觉通路(例如,听觉神经)相关联的一个或多个刺激部位。示例性刺激部位包括但不限于耳蜗、耳蜗核、下丘和/或听觉通路中的任何其他核内的一个或多个位置。虽然为了简单起见,本文将电刺激描述为应用于患者的耳蜗中的一个或两个耳蜗,但是应当理解,刺激电流也可以应用于听觉通路中的其他合适的核。为此,声音处理器204可以根据所选择的声音处理策略或程序来处理一个或多个音频信号,以生成用于控制耳蜗植入物208的适当刺激参数。声音处理器204可以包括耳后(“BTE”)单元、身体佩戴设备和/或可以服务于特定实施方式的任何其他声音处理单元,或者由以上各项实现。例如,声音处理器204可以由被包括在EAS系统中的电声刺激(“EAS”)声音处理器实现,所述EAS系统被配置为将电刺激和声刺激提供给患者。
在一些示例中,声音处理器204可以通过头戴式耳机206与耳蜗植入物208之间的无线通信链路214的方式将刺激参数(例如,以被包括在前向遥测序列中的数据字的形式)和/或功率信号无线地发送到耳蜗植入物208。应当理解,通信链路214可以包括双向通信链路和/或一个或多个专用单向通信链路。在相同或其他示例中,声音处理器204可以将诸如由麦克风202检测到的音频信号之类的信息发送(例如,无线发送)到另一声音处理器(例如,与患者的另一耳相关联的声音处理器)。例如,如下面将更详细描述的,可以通过无线音频传输链路(未在图1中明确示出)的方式将信息发送到另一声音处理器。
头戴式耳机206可以通信地耦合到声音处理器204,并且可以包括外部天线(例如,线圈和/或一个或多个无线通信组件),其被配置为促进声音处理器204选择性地无线耦合到耳蜗植入物208。另外或替代地,可以使用头戴式耳机206来选择性地和无线地将任何其他外部设备耦合到耳蜗植入物208。为此,头戴式耳机206可以被配置为固定到患者的头部并且被定位以使得被容纳在头戴式耳机206内的外部天线通信地耦合到被包括在耳蜗植入物208内或以其他方式与耳蜗植入物208相关联的对应的可植入天线(其也可以由线圈和/或一个或多个无线通信组件实现)。以这种方式,可以经由通信链路214(其可以包括可以服务于特定实施方式的双向通信链路和/或一个或多个专用单向通信链路)在声音处理器204与耳蜗植入物208之间无线发送刺激参数和/或功率信号。
耳蜗植入物208可以包括可以与本文描述的系统和方法相关联地使用的任何类型的可植入刺激器。例如,耳蜗植入物208可以由可植入的耳蜗刺激器实现。在一些替代实施方式中,耳蜗植入物208可以包括脑干植入物和/或任何其他类型的有源植入物或听觉假体,其可以被植入患者内并且被配置为将刺激施加到沿着患者听觉通路定位的一个或多个刺激部位。
在一些示例中,耳蜗植入物208可以被配置为根据由声音处理器204发送到所述耳蜗植入物208的一个或多个刺激参数来生成表示由声音处理器204处理的音频信号(例如,由麦克风202检测到的音频信号)的电刺激。耳蜗植入物208可以进一步被配置为经由沿着引线210设置的一个或多个电极212(例如,通过由电极212形成的一个或多个刺激通道的方式)将电刺激施加到患者内的一个或多个刺激部位。在一些示例中,耳蜗植入物208可以包括多个独立的电流源,其均与由电极212中的一个或多个电极212定义的通道相关联。以这种方式,不同的刺激电流水平可以通过多个电极212的方式同时(也称为“并发地”)施加到多个刺激部位。
图3示出了引线210可以插入其中的人耳蜗300的示意性结构。如图3所示,耳蜗300呈螺旋形状,从基部302开始并终止于顶点304。在耳蜗300内部存在听觉神经组织306,其在图3中由X表示。听觉神经组织306以张力学(tonotopic)方式组织在耳蜗300内。换言之,相对低的频率被编码在耳蜗300的顶点304处或附近(称为“顶端区域”),而相对高的频率被编码在基部302处或附近(称为“基底区域”)。因此,沿着耳蜗300的长度的每个位置与不同的感知的频率相对应。因此,耳蜗植入系统200可以被配置为将电刺激施加到耳蜗300内的不同位置(例如,沿着听觉神经组织306的不同位置),以将收听感觉提供给患者。例如,当引线210正确地插入到耳蜗300中时,电极212中的每个电极212可以位于耳蜗300内的不同耳蜗深度处(例如,在听觉神经组织306的不同部分处),以使得施加到一个电极212的刺激电流可以使患者感知与施加到不同电极212(例如,位于耳蜗300内的听觉神经组织306的不同部分处的电极212)的相同刺激电流不同的频率。
为了说明系统100(例如,系统100的一个或多个组件)如何可以用于促进系统100的用户的ILD感知,图4示出了关于示例性声源的空间位置以特定朝向定位的系统100的示例性实施方式400。具体而言,如图4所示,系统100的实施方式400可以与具有两耳404(即,左耳404-1和右耳404-2)的用户402相关联。用户402可以是例如耳蜗植入患者、助听器患者、耳机用户等。在图4中,从用户402上方的角度查看用户402(即,用户402正面向页面的顶部)。
如图所示,系统100的实施方式400可以包括两个声音处理器406(即,与左耳404-1相关联的声音处理器406-1和与右耳404-2相关联的声音处理器406-2),其均与相应的麦克风408(即,与声音处理器406-1相关联的麦克风408-1和与声音处理器406-2相关联的麦克风408-2)直接通信地耦合。如图所示,声音处理器406还可以通过通信链路410的方式彼此互连(例如,通信地耦合)。实施方式400还示出声音处理器406可以均与植入用户402内的相应的耳蜗植入物412(即,与声音处理器406-1相关联的耳蜗植入物412-1和与声音处理器406-2相关联的耳蜗植入物412-2)相关联。然而,将理解,对于不涉及耳蜗植入系统的系统100(例如,助听器系统、耳机系统、没有耳蜗植入系统的混合系统等)的实施方式而言,可以不存在耳蜗植入物412。
在某些示例中,系统100的实施方式400的元素中的每个元素可以类似于上面关于耳蜗植入系统200描述的元素。具体而言,声音处理器406可以均类似于耳蜗植入系统200的声音处理器204,麦克风408可以均类似于耳蜗植入系统200的麦克风202(例如,并且,因此,可以实现可以执行如上所述的音频信号的附加预处理的相应音频检测器,或被包括在所述音频检测器内),并且耳蜗植入物412可以均类似于耳蜗植入系统200的耳蜗植入物208。另外,实施方式400可以包括可以服务于特定实施方式的未在图4中明确示出的另外的元素。例如,类似于耳蜗植入系统200的头戴式耳机206的相应的头戴式耳机、类似于通信链路214的相应无线通信链路、具有一个或多个电极的与具有一个或多个电极212的引线210类似的相应引线等等可以被包括在实施方式400的各种其他元素内或与之相关联。
在其他示例中(例如,系统100的实施方式400不包括任何耳蜗植入系统和/或未由任何耳蜗植入系统实现的示例),实施方式400的元素可以执行与上面关于耳蜗植入系统200描述的类似的功能,但是是在适合于被包括的或者确实实现实施方式400的听力系统的一个或多个类型的上下文中。例如,如果实施方式400包括双耳助听器系统或由其实现,则声音处理器406可以均被配置为通过引导电声换能器基于输出信号再现表示听觉刺激物的声音来呈现表示由用户402占据的环境内的听觉刺激物的输出信号。类似地,如果实施方式400包括双耳耳机系统或由其实现,则声音处理器406可以均被配置为通过引导电声换能器基于输出信号生成声音来呈现要由用户402听到的声音的输出信号。
此外,无论使用何种类型(或多种类型)的听力系统,麦克风408都可以由以下麦克风实现:诸如来自Advanced Bionics的T-MICTM麦克风之类的麦克风、一个或多个具有全向或者基本上全向拾音模式的全向麦克风、一个或多个指向麦克风(例如,物理面向前方指向的麦克风、被处理以形成面向前方指向的拾音模式的全向麦克风等)、和/或可以服务于特定实施方式的任何其他合适的一个或多个麦克风。如上所述,麦克风408可以表示音频检测器或者与其相关联(例如,实现其或被包括在其中),所述音频检测器可以在提供表示音频信号的信号之前对由麦克风408生成的原始信号执行预处理。另外,在一些示例中,麦克风408可以分别设置在声音处理器406中的每个声音处理器406内。在其他示例中,每个麦克风408可以与每个相应的声音处理器406分离并且与其通信地耦合。
如本文所使用的,全向麦克风是指针对所有频率和/或特别针对低频被配置为同样良好地检测来自所有方向的音频信号的麦克风。因此,完美全向的麦克风将具有全向拾音模式(即,被绘制为完美的圆形拾音模式),以指示无论声源关于全向麦克风所位于的角度如何都同样良好地检测声音。“基本上”全向拾音模式将也可以是圆形的,但是由于制造中的瑕疵和/或由于麦克风附近的声音干扰(例如,来自用户402的头部的声音干扰,本文中称为用户402的“头部阴影”)而可以不是完美的圆形。下面将更详细地描述和说明由全向麦克风的头部阴影干扰引起的基本上全向拾音模式。
同样不考虑所使用的听力系统的一个或多个类型,实施方式400可以包括通信链路410,其可以表示将声音处理器406-1和声音处理器406-2互连的通信链路。例如,通信链路410可以包括无线音频传输链路、有线音频传输链路等,被配置为使声音处理器406之间的由麦克风408生成的信号相通。下面将更详细地描述通信链路410的使用示例。
在操作中,实施方式400可以通过使用用户402左侧的元素(即,与左耳404-1相关联并且以“-1”结尾的实施方式400的元素)和用户402右侧的元素(即,与右耳404-2相关联并以“-2”结尾的实施方式400的元素)独立地检测、处理和输出音频信号来促进用户402的ILD感知。具体而言,如下面将更详细描述的,当实施方式400在操作中时,声音处理器406-1可以直接从麦克风408-1(例如,直接从与麦克风408-1相关联的音频检测器)接收第一信号并且通过通信链路410的方式从声音处理器406-2接收第二信号(即,该声音处理器406-2直接从麦克风408-2进行接收)。声音处理器406-1然后可以增强第一信号与第二信号之间的ILD(例如,特别是对于信号的低频分量)和/或保留第一信号与第二信号之间的ILD,这是因为在耳404-1处向用户402呈现表示第一信号的经增益处理的输出信号之前声音处理器406-1对表示第一信号和第二信号中的至少一个信号的一个或多个信号执行增益处理操作。现在将描述保留或增强第一信号与第二信号之间的ILD的示例。
声音处理器406-1可以通过以下步骤来保留ILD:比较第一信号和第二信号;基于第一信号和第二信号的比较来生成增益处理参数;以及基于增益处理参数并且在耳404-1处将表示第一信号的经增益处理的输出信号呈现给用户402之前,对一个或多个信号执行一个或多个增益处理操作。与声音处理器406-1执行的操作并行(例如,独立于其但与其并发地),声音处理器406-2可以类似地直接从麦克风408-2(例如,直接从与麦克风408-2相关联的音频检测器)接收第二信号并且通过通信链路410的方式从声音处理器406-1接收第一信号。声音处理器406-2然后可以通过以下步骤来保留ILD:类似地比较第一信号和第二信号;基于声音处理器406-2的比较来生成增益处理参数(即,由声音处理器406-1生成的相同增益处理参数);以及基于增益处理参数并且在将另一经增益处理的输出信号在耳404-2处呈现给用户402之前,对声音处理器406-2内的对应信号执行一个或多个其他增益处理操作(即,相同的增益处理操作)。
声音处理器406-2可以与声音处理器406-1执行并行操作,但是在这样的意义上可以独立于声音处理器406-1这样做:除了可以通过通信链路410传送的由麦克风408生成的第一和第二信号之外,不在声音处理器406之间共享任何特定参数或通信。换言之,虽然两个声音处理器406都可以访问来自麦克风408的第一和第二信号二者,但是声音处理器406-2可以例如独立于由声音处理器406-1执行的第一信号和第二信号的比较而执行第一信号和第二信号的比较。类似地,声音处理器406-2还可以独立于声音处理器406-1对增益处理参数的生成而生成增益处理参数,但是应当理解,因为每个增益处理参数基于来自麦克风408的第一信号和第二信号的并行比较,所以由每个声音处理器406独立生成的增益处理参数将是相同的。使用独立生成的增益处理参数,声音处理器406-2还独立地对声音处理器406-2内的信号执行增益处理操作,所述信号与声音处理器406-1内的类似信号相对应。在每个声音处理器406中处理的信号可以基于相同的检测到的声音,信号可以不相同,这是因为例如由于ILD,一个信号可以具有高于另一信号的水平。因此,ILD可以在每个声音处理器406中的对应信号之间被保留,这是因为所执行的任何增益处理操作被配置为使用相同的增益处理参数来例如以相同的量放大和/或衰减信号。
为了说明,图5示出了被包括在系统100的实施方式500内的声音处理器406的示例性框图,所述声音处理器406执行同步增益处理以保留如上所述的ILD线索。具体而言,在实施方式500内,声音处理器406(即,声音处理器406-1和406-2)可以从相应的麦克风408(即,麦克风408-1和408-2)接收输入,并且可以独立地生成增益处理参数,所述增益处理参数用于在将经增益处理的输出信号呈现给用户(例如,用户402)之前对一个或多个信号执行增益处理操作。
如图所示,声音处理器406可以包括相应的无线通信接口502(即,声音处理器406-1的无线通信接口502-1以及声音处理器406-2的无线通信接口502-2),其均与相应的天线504(即,无线通信接口502-1的天线504-1以及无线通信接口502-2的天线504-2)相关联以生成通信链路410,声音处理器406通过所述通信链路410如上所述地彼此互连。
图5还示出声音处理器406可以均包括相应的幅度检测模块506和508(即,声音处理器406-1中的幅度检测模块506-1和508-1以及声音处理器406-2中的幅度检测模块506-2和508-2)、信号比较模块510(即,声音处理器406-1中的信号比较模块510-1以及声音处理器406-2中的信号比较模块510-2)、参数生成模块512(即,声音处理器406-1中的参数生成模块512-1以及声音处理器406-2中的参数生成模块512-2)、以及增益处理模块514(即,声音处理器406-1中的增益处理模块514-1以及声音处理器406-2中的增益处理模块514-2)。麦克风408和通信链路410均在上面被描述。现在图5中示出的其他组件(即,组件502到514)将均被详细描述。
无线通信接口502可以使用天线504将无线信号(例如,音频信号)发送到其他设备(例如,发送到其他声音处理器406中的其他无线通信接口502)并且/或者从其他这样的设备接收无线信号,如图5所示。在一些示例中,通信链路410可以表示在两个声音处理器406上的两个无线通信接口502之间在两个方向上行进的信号。虽然图5示出了使用天线504传输无线信号的无线通信接口502,但是应当理解,在某些示例中,可以采用可以服务于特定实施方式的没有天线504的有线通信接口。
无线通信接口502可以特别适于无线发送音频信号(例如,由麦克风408输出的信号,其表示由麦克风408检测到的音频信号)。例如,如图5所示,无线通信接口502-1可以被配置为以极小延时发送信号516-1(例如,由麦克风408-1输出的表示由麦克风408-1检测到的音频信号的信号),以使得信号516-1在无线通信接口502-2从本地麦克风(即,麦克风408-2)接收信号516-2(例如,由麦克风408-2输出的表示由麦克风408-2检测到的音频信号的信号)大约相同的时间(例如,在几微秒或几十微秒内)由无线通信接口502-2接收。类似地,无线通信接口502-2可以被配置为以极小延时并发地将信号516-2发送到无线通信接口502-1(即,同时从无线通信接口502-1接收信号516-1)。无线通信接口502可以采用可以服务于特定实施方式的任何通信流程和/或协议(例如,无线通信协议)。
幅度检测模块506和508可以被配置为检测或确定从麦克风408进来的信号的幅度或其他特性(例如,频率、相位等)。例如,每个幅度检测模块506可以检测到由同侧(即,本地)麦克风408检测到的信号(即,对于幅度检测模块506-1而言是信号516-1,并且对于幅度检测模块506-2而言是信号516-2)的幅度,而每个幅度检测模块508可以检测由经由无线通信接口502接收的对侧(即,相对)麦克风408检测到的信号(即,对于幅度检测模块508-1而言是信号516-2,并且对于幅度检测模块508-2而言是信号516-1)的幅度。在一些示例中,幅度检测模块506和508可以分别输出信号518和520,其可以表示信号516-1和516-2的幅度或其他特性。如图所示,信号518可以均表示同侧信号516的幅度或其他特性,而信号520可以均表示对侧信号516的幅度或其他特性。幅度检测模块506和508可以读取、分析和/或以任何合适的方式准备信号516以促进信号516彼此的比较。在一些示例中,可以不使用幅度检测模块506和508,并且可以直接将信号516彼此进行比较。
信号比较模块510可以均被配置为比较信号518和520(即,在信号比较模块510-1的情况下为信号518-1和520-1,并且在信号比较模块510-2的情况下为信号518-2和520-2),或者在某些示例中,直接比较信号516-1和516-2。信号比较模块510可以执行可以服务于特定实施方式的任何比较。例如,信号比较模块510可以比较信号518和520以确定哪个信号具有较大的幅度(即,最大幅度)、较小的幅度(即,最小幅度)、最接近预定值的幅度等等。在这些示例中,信号比较模块510可以用作复用器以将所选择的信号(例如,无论信号516中的哪个信号被确定为具有较大的幅度、较小的幅度等等)传递通过。在其他示例中,信号比较模块510可以处理和/或组合输入信号以输出与信号516、518和520不同的信号。例如,信号比较模块510可以输出作为输出信号516-1和516-2的平均值、相应信号518和520的平均值和/或可以服务于特定实施方式的这些信号中的任何信号的任何其他组合(例如,不均匀组合)的信号。
在任何情况下,如上所述,虽然信号比较模块510可以在每个相应的声音处理器406中彼此独立地操作,但是信号比较模块510可以均被配置为执行相同的比较,并且因此独立地生成相同的信号522(即,信号522-1和522-2)。更具体而言,因为信号518-1和520-2二者都表示信号516-1的幅度或其他特性,并且因为信号518-2和520-1二者都表示信号516-2的幅度或其他特性,所以信号比较模块510可以均生成相同的信号522。
因此,例如,如果声音从用户的左侧发出,则信号516-1的幅度可以大于信号516-2的幅度。如此,幅度检测模块506-1和508-2将分别生成信号518-1和520-2,其指示大于分别由幅度检测模块506-2和508-1生成的信号518-2和520-1的幅度。如果信号比较模块510被配置为确定最大幅度,则信号比较模块510-1因此可以输出信号522-1以表示信号516-1和/或信号518-1,而信号比较模块510-2可以输出信号522-2以表示信号516-1和/或信号520-2。换言之,信号522-2可以与信号522-1相同。
参数生成模块512(即,参数生成模块512-1和512-2)可以均基于输入到参数生成模块512的相应信号522来生成增益参数。因为信号522可以出于上述原因而是相同的,所以参数生成模块512可以同样生成相同的增益参数524(即,增益参数524-1和524-2)。增益参数524可以是可以由增益处理模块514用于分析、确定、放大、衰减或以其他方式处理相应信号516的任何类型的增益的任何合适的参数。例如,如果增益处理模块514被配置为将自动增益控制(“AGC”)增益应用于相应信号516以放大相对安静的信号和/或衰减相对大声的信号以充分利用听力系统的全动态输出范围,增益参数524可以表示AGC增益参数,相应的信号516将通过AGC增益参数被放大或衰减。如果增益参数524不相同,则将单独地处理每个信号516的增益(即,将应用不同的增益)以最大化听力系统的动态输出范围,作为结果,信号516之间的ILD可能劣化。然而,通过如上所述地使增益参数524同步为相同的,可以将相同量的增益应用于每个信号516,从而保留信号516之间的ILD。
增益处理模块514(即,增益处理模块514-1和514-2)可以基于增益参数524来对相应的信号516执行可以服务于特定实施方式的任何类型的增益处理或信号处理。例如,如上所述,增益参数524可以是AGC增益参数,并且增益处理模块514可以将由AGC增益参数定义的AGC增益应用于信号516中的一个或多个信号或从信号516导出的其他信号。在另一示例中,增益参数524可以表示噪声消除增益参数,并且增益处理模块514可以将由噪声消除增益参数定义的噪声消除增益应用于信号516中的一个或多个信号或者从信号516导出的其他信号。在又一示例中,增益参数524可以表示风消除增益参数,并且增益处理模块514可以将由风消除增益参数定义的风消除增益应用于信号516中的一个或多个信号或从信号516导出的其他信号。在又一示例中,增益参数524可以表示混响消除增益参数,并且增益处理模块514可以将由混响消除增益参数定义的混响消除增益应用于信号516中的一个或多个信号或者从信号516导出的其他信号。在又一示例中,增益参数524可以表示脉冲消除增益参数,并且增益处理模块514可以将由脉冲消除增益参数定义的脉冲消除增益应用于信号516中的一个或多个信号或从信号516导出的其他信号。
应当理解,尽管图5中仅明确示出了增益处理的一个阶段,可以通过增益处理的两个或更多个阶段来执行上述增益处理操作中的两个或更多个增益处理操作,每个所述阶段与如上所述地在声音处理器406之间同步的一个或多个增益处理参数(例如,增益参数524和/或附加增益处理参数)相关联。
基于增益处理的一个或多个阶段的执行,增益处理模块514可以生成输出信号526(即,输出信号526-1和526-2)。输出信号526可以以可以服务于特定实施方式的任何方式使用(例如,与由声音处理器406实现的听力系统的类型一致)。例如,输出信号526可以用于引导电声换能器在助听和/或耳机型听力系统中再现声音,或者可以用于引导耳蜗植入物将电刺激应用于耳蜗植入型听力系统中,如上所述。
在图5中,已经示出并描述了声音处理器406,其用于比较信号516(例如,或者比较信号518和520,其可以从信号516导出)并且在信号516均都在时域中同时生成增益参数524。换言之,可以在声音处理器406内处理信号516,而不考虑被包括在信号中的不同频率分量,以使得每个信号被视为整体,并且每个频率分量与每个其他频率分量相同地进行处理。这样,每个声音处理器406(例如,增益处理模块514)还可以在时域中并使用增益处理参数来执行增益处理操作。
然而,在其他示例中,声音处理器406可以通过将信号516中的每个信号分成多个频域信号来将信号516转换到频域中,每个所述频域信号表示与相应信号516相关联的多个频带中的特定频带。这样,由信号比较模块510对信号516(即,或者信号518和520)的比较可以涉及将来自信号516-1被分成的多个频域信号的对应的频域信号与每个信号516-1被分成的多个频域信号中的每个频域信号进行比较。来自信号516-1被分成的多个频域信号的每个频域信号可以表示多个频带中的与信号516-1被分成的多个频域信号中的每个对应频域信号相同的特定频带。因此,每个声音处理器406可以为每个频带生成个别的增益处理参数,并且可以通过基于用于每个频带的对应的个别增益处理参数针对每个频域信号执行个别的增益处理操作来执行一个或多个增益处理操作。
为了说明,图6示出了被包括在系统100的实施方式600内的声音处理器406的另一示例性框图,所述声音处理器406执行同步的增益处理以保留如上所述的ILD线索。实施方式600包括与上面关于图5中的实施方式500描述的类似的组件(例如,无线通信接口502和天线504)、幅度检测模块606和608(分别类似于幅度检测模块506和508)、信号比较模块610(类似于信号比较模块510)、参数生成模块612(类似于参数生成模块512)和增益处理模块614(类似于增益处理模块514)。
然而,实施方式600还包括未被包括在实施方式500中的附加组件。频域转换模块602和604(即,频域转换模块602-1和602-2以及频域转换模块604-1和604-2)直列地被包括在麦克风408与幅度检测模块606和608之间。频域转换模块602和604可以用于在根据上述操作处理信号516之前将信号516转换到频域中。换言之,频域转换模块602和604可以将信号516分为多个频域信号,每个所述频域信号表示多个频带中的特定频带。例如,每个信号516可以被分为64个不同的频域信号,每个所述频域信号表示信号516的不同频率分量。在该示例中,每个频率分量可以与多个64个频带中的一个频带相对应。在其他示例中,可以使用可以服务于特定实施方式的其他合适数量的频带。
频域转换模块602和604可以以服务于特定实施方式的任何方式将信号516转换到频域中(即,将信号516分成多个频域信号,每个所述频域信号表示多个频带中的特定频带)。例如,频域转换模块602和604可以使用快速傅里叶变换(“FFT”)将信号516转换到频域中。FFT可以提供用于将信号转换到频域中的特定实际优点,这是因为FFT硬件模块(例如,专用FFT芯片、微处理器或包括FFT模块的其他芯片等)可以是紧凑的、通常可用的、相对便宜的等等。作为另一示例,频域转换模块602和604可以使用多个带通滤波器将信号516转换到频域中,每个所述带通滤波器与多个频带内的一个特定频带相关联。
如图6所示,实施方式600可以执行如上面关于实施方式500描述的类似操作,并且可以具有类似的数据流。通常,以‘6’开头的信号(即,信号“6xx”)与上述以‘5’开头的信号(即,信号“5xx”)相对应。然而,因为信号516-1和516-2在开始时(例如,通过频域转换模块602和604)分别被转换成频域信号616-1和616-2,所以实施方式600中的各种信号(例如,信号616-1和616-2、信号618-1和618-2、信号620-1和620-2、信号622-1和622-2、增益参数624-1和624-2以及输出信号626-1和626-2)使用空心块箭头而不是线性箭头进行示出,以指示这些信号在频域而不是时域中。这样,将理解,对于多个频带内的每个频带,可以针对频域信号执行上面关于配置500描述的处理中的一些或全部。换言之,例如,示出增益参数624(即,增益参数624-1和624-2)的箭头可以分别表示多个(例如,64个)个别增益参数,每个频带一个。同样地,增益处理模块614(即,增益处理模块614-1和614-2)可以均执行频域内的增益处理操作,以基于个别增益参数624个别地处理每个频带。
上面对图5和图6的描述已经描述并给出了系统100如何在上面关于图4的配置400描述的第一信号与第二信号之间保留ILD的示例。另外或替代地,如上面关于图4提及的,可以增强第一信号与第二信号之间的ILD,特别是对于信号的低频分量。例如,返回图4,声音处理器406-1可以通过以下方式来增强ILD:根据端射方向拾音模式来生成表示在耳404-1处检测到的音频信号的空间滤波的第一方向信号,并且通过然后在耳404-1处将表示第一方向信号的输出信号呈现给用户402。
如本文所使用的,“端射方向拾音模式”可以指具有成双的、镜像的、面向外的波瓣的拾音模式。例如,如下面将更详细地描述和说明的(例如,参见图8),两个麦克风可以沿着连接麦克风的轴来放置(例如,可以与沿着通过用户头部从耳传递到耳的轴线放置在用户的每个耳处的诸如耳蜗植入物和助听器之类的相互对侧听力仪器相关联)。通过对在两个麦克风处检测到的音频信号进行空间滤波以便使第一波瓣在垂直于第一耳的方向上从第一耳径向向外静态指向(即,沿着轴线从第一耳向外指向),并且使第二波瓣在垂直于第二耳的方向上从第二耳径向向外静态指向(即,沿着轴线从第二耳向外指向),这些麦克风可以根据端射方向拾音模式来形成方向信号。因为轴穿过两个麦克风(例如,从用户的耳到耳),所以垂直于用户的第一耳的方向可以与垂直于用户的第二耳的方向完全相反。换言之,端射方向拾音模式的波瓣可以彼此远离地指向(例如,如将在图8中所示的)。
如下面将更详细地描述和说明的,声音处理器406-1可以基于使用第一信号和第二信号的第一波束形成操作来生成第一方向信号。由声音处理器406-1生成的端射方向拾音模式可以不同于第一和第二拾音模式(例如,基本上全向拾音模式),这是因为端射方向拾音模式可以沿着穿过耳404的轴线从耳404-1和404-2径向向外地指向(例如,具有成双的面向侧面的心形拾音模式)。
与声音处理器406-1执行的操作并行(例如,并发地等),声音处理器406-2可以类似地通过通信链路410的方式直接从麦克风408-2接收第二信号并且从声音处理器406-1接收第一信号。然后,声音处理器406-2可以通过以下方式来增强ILD:根据端射方向拾音模式来生成表示在耳404-2处检测到的音频信号的空间滤波的第二方向信号,以及在耳404-2处将表示第二方向信号的另一输出信号呈现给用户402。类似于声音处理器406-1,声音处理器406-2可以基于使用第一和第二信号的第二波束形成操作来生成第二方向信号。
换言之,即使麦克风408中的每个麦克风可以是具有全向(或基本上全向)拾音模式的全向麦克风,声音处理器406也可以对由麦克风408生成的第一和第二信号执行波束形成操作以生成具有相反(例如,完全相反)面向的波瓣(例如,心形波瓣)端射方向拾音模式。在一些示例中,端射方向拾音模式可以是静态的,以使得端射方向拾音模式的波瓣保持静态地指向垂直于沿着穿过耳404的轴线的每个相应耳404(即,穿过放置在耳404中的每个耳处的麦克风)的方向。因此,例如,端射方向拾音模式的第一波瓣可以是直接面向用户402左侧的静态心形拾音模式,而端射方向拾音模式的第二波瓣可以是第一波瓣(即,面向用户402正右侧的心形拾音模式)的镜像等同物(例如,面向完全相反方向的等同物)。如现在将描述的,端射方向拾音模式的指向性可以增强由用户402感知的ILD,特别是在低频率(例如,小于1.0kHz的频率)处,其中,来自用户402的头部阴影的ILD效应否则可能是极小的。
为了说明,图4示出了发出声音416的声源414,所述声源414可以被包括在由系统100的实施方式400(例如,由麦克风408)接收的音频信号(例如,表示空中声音的声学音频信号)内或以其他方式与其相关联。如图4所示,用户402可以被定向为直接面向声源414的空间位置。因此,声音416(即,表示声音416的音频信号的一部分)可以到达用户402的两耳404处,具有大致相同的水平以使得由麦克风408-1在耳404-1处检测到的声音416与由麦克风408-2在耳404-2处检测到的声音之间的ILD可以非常小或不存在,并且由麦克风408生成第一和第二信号可以大致相同。
作为对比,图7示出了可以从可以最大化ILD的角度(即,在用户402正的左侧)呈现给用户402的示例性高频声音的ILD。如图所示,图7示出了发出声音704的声源702,所述声源702可以被包括在由系统100(例如,由麦克风408)接收的音频信号内或以其他方式与其相关联。图7示出了声源702周围(例如,从其发出)的同心圆,表示声音704通过空气朝向用户402的传播。(虽然图7的尺寸约束不允许将整个圆绘制得更远离声源702,但应当理解,更远离声源702到达页面边界的曲线也表示同心圆,并且在本文中将被如此指代。)与声音704相关联的圆相对靠近在一起,以说明声音704是相对高频的声音(例如,大于1kHz的声音)。
在图7中,表示声音704的圆的粗细表示与空间中的各个点处的声音704相关联的水平(例如,强度水平、音量水平等)。例如,相对粗的线指示声音704在空间中的该点处具有相对高的水平(例如,大声的音量),而相对细的线指示声音704在空间中的该点处具有相对低的水平(例如,安静的音量)。
如图7所示,用户402可以被定向为面向垂直于声源702的空间位置。更具体而言,声源702在用户402的正左侧。因此,如图所示,声音704(例如,或声音704的高频分量)可以在左耳404-1处具有较高水平(即,由较粗线指示的较大声的音量)并且在右耳404-2处具有较低水平(即,由较细线指示的较安静的音量)。这是由于用户402的头部干扰头部阴影706内的声音704,在所述头部阴影706内声音704的声波可能被部分地或完全地阻挡穿过声波正在其中行进的空气介质。
与头部阴影706相关联的声音的这种干扰或阻挡可以使用户402能够基于ILD线索来定位声音。具体而言,因为声音704从用户402的正左侧发出,所以到达耳404-1的声音704的音量和到达耳404-2的声音704的音量存在非常大的差异(即,ILD)。这个大的ILD(其中,耳404-1听到显著大于耳404-2听到的水平)可以由用户402解释为指示声音704从他或她的正左侧发出,因此,声源702位于他或者她的左侧。在声源702位于左侧但不位于正左侧的其他示例中,耳404-1仍然可以听到高于耳404-2的水平的声音704,但是差异可能不那么显著。例如,如图所示,表示声音704的圆朝向头部阴影706的边缘较粗,而越靠近中间越细。因此,在该示例中,由于ILD的较小幅度,用户402可以将声源702定位为稍微偏向他或她的左侧而不是正左侧。
对于具有无辅助听力的人(即,不使用听力系统的人),检测由头部阴影引起的ILD线索可以是用于定位高频声音的有效策略,这是因为头部阴影效应(即,头部阻挡声音的能力)对于高频声音和/或高频声音分量特别明显。(然而,需要注意的是,诸如感知和解释耳间时间差异(“ITD”)线索之类的其他定位策略可能被无辅助听力的人更多地依赖用于定位低频声音的声源。)
图8示出了示例性端射拾音模式802(例如,分别用于用户402的左耳和右耳的面向左侧的波瓣802-L和右向波瓣802-R的组合)和与高频声音相关联的对应的ILD幅度曲线804,所述高频声音例如图7所示的高频声音704。在图8中,示出小版本的用户402(a smallversion of user 402)的朝向键(orientation key)被包括在端射拾音模式802上方,以指示用于端射拾音模式802的朝向约定(即,用户402正面向0°,用户402的左侧处于90°,用户402的右侧处于270°等等)。拾音模式802的波瓣802-L和802-R均示出了关于发出声音的角度在特定耳(例如,用户402的耳404之一)(例如,由麦克风408之一)检测到声音的水平。在图8中,假设麦克风408是全向麦克风(即,在自由空间中具有全向拾音模式)。然而,如图所示,波瓣802-L和802-R均示出了在垂直于耳404的方向上从耳404径向向外指向的面向侧面的心形拾音模式。这是因为:用户402的头部的头部阴影,以及头部阴影对于高频声音所具有的显著影响(例如,如由图7中的头部阴影706所示)。
因此,例如,用于左耳404-1的面向左侧的波瓣802-L指示从正左侧(即,90°)发出的声音可以在没有任何衰减的情况下被检测,而从正右侧(即,270°)发出的声音可以在极端衰减的情况下被检测,或者可以被完全阻挡。在90°和270°之间,其他声音与不同的衰减水平相关联。例如,对于从用户402正前方(0°)、用户402正后方(180°)或相对于用户402左侧的任何角度(即,大于0°并且小于180°)发出的任何声音,衰减非常小)。然而,对于从用户402的头部阴影阻挡声音的角度(即,大于180°且小于360°)发出的声音,随着接近用户402的正右侧(270°),声音水平快速下降,在所述证右侧处水平可能完全衰减或被阻止。
用于右耳404-2的右向波瓣802-R在端射方向拾音模式802内形成于面向左侧的波瓣802-L的镜像等同物。换言之,右向波瓣802-R与面向左侧的波瓣802-L正好相反,并且在耳404之间对分头部的平面上与面向左侧的波瓣802-L对称。因此,如图所示,从正右侧(即,270°)发出的声音可以在没有任何衰减的情况下被检测,而从正左侧(即,90°)发出的声音可以在极度衰减的情况下被检测,或者可以被完全阻挡。
ILD幅度曲线804示出了在左耳处和右耳处检测到的声音水平之间的差异相对于声音发出的角度的幅度(即,绝对值)。因此,如图所示,ILD幅度曲线804在0°、180°和360°(同样标记为°0以指示返回到头部的前部)附近非常低(例如,0dB)。这是因为在0°和180°处(即,在用户402正前方以及在用户402正后方),很少或没有ILD并且两耳检测到相同水平的声音。相反,ILD幅度曲线804在90°和270°附近相对高(例如,大于25dB)。这是因为在90°和270°处(即,分别在用户402正左侧和正右侧),存在非常大的ILD并且一耳检测到远高于另一耳的声音。
如上所述,无辅助听力的人对于具有相对低频率声音通常不依赖于ILD,这是因为头部的影响很不明显,使得ILD较难以察觉(由于较低波长的低频声波)。为了说明,图9示出了呈现给用户402的示例性低频声音的ILD。如图所示,图9示出了发出声音904的声源902,其同样可以被包括在由系统100的实施方式400(例如,由麦克风408)接收的音频信号内或以其他方式与其相关联。如同图7,图9示出了声源902周围(例如,从其发出)的同心圆,表示声音904通过空气朝向用户402的传播。然而,在图9中,与声音904相关联的圆相隔相对远,以说明声音904是相对低频的声音(例如,小于1kHz的声音)。
与图7中的声源702一样,图9中的声源902位于用户402的正左侧,以示出耳404-1与耳404-2之间的最大ILD,在所述耳404-1处声音904可以在没有任何干扰的情况下以最大水平接收,在所述耳404-2处用户402头部的头部阴影将声音904衰减到最小水平。然而,如图9所示,由用户402的头部引起的头部阴影906对于低频声音904而言不如头部阴影706对于高频声音704明显。例如,如图所示,与声音904相关联的圆的粗细不像与头部阴影706内的声音704相关的圆的粗细一样在头部阴影906内变得那么细或那么快速地减小。如上所述,这是因为,相对长的波长的低频声波对于例如用户402的头部的大小的对象较不受影响(即,没有同样显著地被其阻挡)。
因此,与每个耳404相关联的拾音模式(例如,其中全向麦克风408放置在每个耳404处)对于低频声音显示出远不如对于高频声音显著的ILD。为了说明,图10示出了示例性拾音模式1002(即,分别用于用户402的左耳和右耳的拾音模式1002-L和1002-R)以及与图9所示的诸如低频声音904之类的低频声音相关联的对应ILD幅度曲线1004。类似于图8中的端射方向拾音模式802的波瓣802-L和802-R,拾音模式1002形成彼此的镜像等同物并且指示由于用户402的头部阴影,相对于其他角度声音可以在某些角度被衰减。然而,与端射拾音模式802形成对比,拾音模式1002仍然基本上是全向的(即,除了来自头部阴影906的轻微失真之外几乎是圆形的),这是因为头部阴影906对于低频声音904远不如头部阴影706对于高频声音704显著。
ILD幅度曲线1004示出了在左耳和右耳处检测到的声音水平关于声音发出的角度之间的差异的大小。如图所示,虽然ILD幅度曲线1004具有与ILD幅度曲线804类似的基本形状(即,示出0°和180°附近的最小ILD并且示出90°和270°附近的最大ILD),但是与ILD幅度曲线804中示出的接近30dB形成对比,没有任何在ILD幅度曲线1004中绘制的ILD上升到约5dB以上。换言之,图10示出了低频声音通常不生成对于定位声源是可容易感知和/或有用的ILD线索。
如上所述,系统100可以用于增强ILD线索以促进双耳听力系统的用户的ILD感知,特别是对于诸如声音904之类的相对低频的声音,其在自然环境下可以不与显著的ILD相关联,如图10所示。
为了说明,图11示出了被包括在系统100的实施方式1100内的声音处理器406的示例性框图,所述声音处理器406执行波束形成操作以增强ILD线索。具体而言,在实施方式1100内,声音处理器406可以从相应麦克风408接收信号,并且可以使用来自麦克风408的信号执行波束形成操作,以根据与麦克风408的拾音模式(例如,自然的、基本上全向拾音模式)不同的端射方向拾音模式来生成表示由麦克风408检测到的音频信号的空间滤波的方向信号。如上所述,将理解,麦克风408可以表示可以执行未明确示出的其他预处理的音频检测器或与其相关联。例如,在其中特别在信号的低频分量之间增强ILD的实施方式中,由麦克风408表示或与麦克风408相关联的音频检测器可以对由麦克风408生成的信号执行低通滤波,以便消除空间混叠。在一些示例中,然后可以将经滤波的信号与互补的高通滤波的非波束形成的输入信号组合。
虽然麦克风408可以根据基本上全向拾音模式(例如,如图10所示)来检测音频信号(例如,音频信号的低频分量),但是声音处理器406可以基于与基本上全向拾音模式相关联的信号执行波束形成操作,以生成与指向(例如,面向侧面的心形)拾音模式相关联的方向信号。以这种方式,系统100甚至可以增强由麦克风408-1在耳404-1处检测到的信号的低频分量与由麦克风408-2在耳404-2处检测到的信号的低频分量之间的ILD。本质上,通过执行波束形成操作以生成方向信号并将方向信号呈现给用户402,系统100可以在数学上模拟用户402的“较大”头部,或者换言之,投射出具有即使对于低频声音也可较容易感知且有用的ILD的较明显的头部阴影的头部。
为此,声音处理器406可以包括无线通信接口502,每个所述无线通信接口502与相应的天线504相关联以生成通信链路410,如上所述。图11还示出了声音处理器406可以均包括相应的频域转换模块1102和1104(即,声音处理器406-1中的频域转换模块1102-1和1104-1以及声音处理器406-2中的频域转换模块1102-2和1104-2)、波束形成模块1106(即,声音处理器406-1中的波束形成模块1106-1以及声音处理器406-2中的波束形成模块1106-2)、以及组合功能1108(即,声音处理器406-1中的组合功能1108-1和声音处理器406-2中的组合功能1108-2)。麦克风408、具有天线504的无线通信接口502和通信链路410均在上面被描述。现在图11中示出的其他组件(即,组件1102到1108)将均被描述。
与上面关于图6描述的频域转换模块602和604一样,频域转换模块1102和1104紧接在麦克风408之后直列地被包括,以在根据下面将描述的操作处理信号之前将由麦克风408生成的信号转换到频域中。在图11的示例中,由麦克风408生成的信号是信号1110(即,信号1110-1和1110-2)。因此,频域转换模块1102和1104可以将信号1110中的每个信号1110分成多个频域信号,每个所述频域信号表示与信号1110相关联的多个频带中的特定频带。例如,每个信号1110可以被分成64个不同的频域信号,每个所述频域信号表示信号1110的不同频率分量。在该示例中,每个频率分量可以与多个64个频带中的一个频带相对应。在其他示例中,可以使用可以服务于特定实施方式的其他合适数量的频带。
与频域转换模块602和604一样,频域转换模块1102和1104可以以服务于特定实施方式的任何方式将信号1110转换到频域中(即,将信号1110分成多个频域信号,每个所述频域信号表示多个频带中的特定频带)。例如,频域转换模块1102和1104可以通过以下方式将信号1110转换到频域中:使用快速傅立叶变换(“FFT”)、使用多个带通滤波器(每个所述带通滤波器与多个频带内的一个特定频带相关联)、或使用其任何组合或任何其他合适的技术。如图6所示,图11中的频域中的信号使用块状箭头而不是线性箭头示出。
因此,信号1112(即,信号1112-1和1112-2)和信号1114(即,信号1114-1和1114-2)包括多个频域信号,每个所述频域信号表示与信号1110-1(在信号1112-1和1114-2的情况下)或信号1110-2(在信号1112-2和1114-1的情况下)相关联的特定频带。换言之,信号1112均表示每侧的同侧信号1110的频域版本,而信号1114表示每侧的对侧信号1110的频域版本。在两个声音处理器406中,波束形成模块1106使用信号1114(即,表示由对侧麦克风408检测到的音频信号的频域信号)来执行波束形成操作以生成信号1116(即,信号1116-1和1116-2)。信号1116可以在组合功能1108内与相应信号1112(即,表示由同侧麦克风408检测到的音频信号的频域信号)组合,以生成相应的方向信号1118,其可以作为输出信号呈现给用户402(例如,在耳机型听力系统中,例如,或在其他类型的听力系统中,如下面将更详细描述的)。
波束形成模块1106可以执行可以服务于特定实施方式的任何波束形成操作,以促进方向信号的生成,其中,端射方向拾音模式在垂直于耳404的方向上从耳404径向向外指向。例如,波束形成模块1106可以向被包括在信号1114中的每个信号1114内的多个频域信号中的每个频域信号应用与实现端射方向拾音模式的多个波束形成系数相关联的相位调整和/或幅度调整。换言之,波束形成模块1106可以生成信号1116,以使得当信号1116在组合功能1108中与对应信号1112组合(即,添加、减去等)时,信号1116将建设性地和/或破坏性地干扰信号1112以放大和/或衰减信号1112的分量,以根据预先配置的端射方向拾音模式(例如,具有面向侧面的心形波瓣)来输出表示信号1112的空间滤波的方向信号1118。
另外,连同实现端射方向拾音模式,波束形成系数还可以被配置为实现用户头部的逆传递函数以反转头部对在相应的耳处(即,如果耳在头部阴影中)检测到的音频信号的影响。换言之,连同衰减传播经过用户402的头部的音频信号的水平(例如,音量水平),头部还可以以其他方式影响声波(例如,通过扭曲或修改特定频率以改变由头部阴影中的耳感知到的声音。因此,波束形成模块1106可以被配置为通过实现头部的逆传递函数、从而反转方向信号1118中的影响来校正头部对声音产生的影响。
在图11中,以及将在下面描述的其他图中,波束形成模块(例如,图11中的波束形成模块1106、将在下面描述的其他波束形成模块等)被示出为仅对对侧信号(例如,图11中的相应信号1114)执行波束形成操作。然而,在某些实施方式中,波束形成模块可以附加地或替代地对同侧信号(例如,图11中的相应信号1112)执行波束形成操作。这样,在某些实施方式中,波束形成模块可以与相应的组合功能(例如,图11中的组合功能1108)组合,并且可以接收同侧信号(例如,信号1112)和对侧信号(例如,信号1114)二者作为输入。
为了说明,在图11中,波束形成模块1106-1可以在功能上与组合功能1108-1组合,并且可以接收信号1112-1和1114-1二者作为输入,而波束形成模块1106-2可以在功能上与组合功能1108-2组合并且可以接收信号1112-2和1114-2二者作为输入。这种类型的配置可以允许图11和/或本文中的其他图明确示出的配置可能不支持的其他类型的实施方式。例如,通过对同侧信号执行波束形成操作,可以使用包括方向信号具有宽边方向拾音模式(即,具有向内心形波瓣的方向拾音模式)的实施方式来增强ILD。
组合功能1108可以均将来自信号1116内的多个频域信号的相应频域信号(即,与多个波束形成系数相关联的相位调整和/或幅度调整已被应用于的来自波束形成模块1106的输出信号)与来自信号1112内的多个频域信号的对应频域信号进行组合。如上所述,通过以这种方式组合信号1112和1116,组合功能1108可以建设性地和破坏性地干扰信号1112(例如,使用信号1116),以使得从组合功能1108输出的信号是方向信号1118,其符合期望的方向拾音模式和/或反转头部的其他影响中的一些或全部其他影响。
例如,方向信号1118可以符合图12所示的端射方向拾音模式。具体而言,图12示出当ILD由系统100的实施方式1100增强时示例性端射拾音模式1202(例如,面向左侧的波瓣1202-L和面向右侧的波瓣1202-R的组合)和与低频声音(或声音的低频分量)相关联的对应ILD幅度曲线1204。
通过执行关于图11描述的波束形成操作,可以根据端射方向拾音模式1202对所有频率的声音进行空间滤波。例如,甚至是通常可以根据如上关于图10所述的基本上全向拾音模式来接收的低频声音和/或声音的低频分量也可以如同声音或声音的分量根据端射方向拾音模式1202被接收那样呈现给用户(即,类似于关于图8描述的高频声音的端射方向拾音模式802)。
连同组合信号1112和1116,与组合功能1108相关联的电路或计算资源可以进一步执行可以服务于特定实施方式的其他操作。例如,与组合功能1108相关联的电路或计算资源可以明确地计算由每个声音处理器406接收的信号之间的ILD、进一步处理或增强所计算的ILD(例如,关于特定频率范围)、和/或执行任何可以服务于特定实施方式的其他操作。
另外,虽然图11示出了方向信号1118均被呈现给相应的耳404(即,“到耳404-1的听觉呈现”和“到耳404-2的听觉呈现”),但应当理解,可以在某些实施方式中在耳404处的听觉呈现之前执行附加的后置滤波。例如,可以在未在图11中明确示出的附加处理块中处理方向信号1118,以在相应耳处呈现信号之前进一步增强可以服务于特定实施方式的波束形成器输出。另外,在一些示例中,信号1118-1可以在声音处理器406之间交换(例如,通过无线通信接口502的方式),或者可以都由两个声音处理器生成,以使得方向信号1118-1和1118-2二者可供每个声音处理器406用于执行附加处理以组合方向信号1118和/或以其他方式处理和增强最终将在耳404处呈现的信号。
即使在用于检测声音的麦克风使用非全向拾音模式(例如,具有面向前方的方向拾音模式的麦克风)的示例中,本文描述的波束形成操作也可以帮助增强ILD。在任一情况下,如上所述,ILD被增强以模拟ILD,所述ILD将由即使在低频下也投射显著的头部阴影的头部造成。因此,尽管可以使用全向(或基本上全向)麦克风来生成完美(或接近完美)的如图12所示的面向侧面的心形拾音模式,但非全向麦克风(例如,具有面向前方的方向拾音模式的麦克风)可以用于生成不匀称(例如,“花生形”)拾音模式,其具有基本的心形,但具有与0°(在用户前方)附近的波瓣相比在180°(在用户后方)附近的减小的波瓣。
ILD幅度曲线1204示出了在左耳处和右耳处检测到的声音水平之间的差异关于声音发出的角度的幅度。如图所示,由于由系统100执行的ILD的增强,ILD幅度曲线1204(对于低频声音)与上述ILD幅度曲线804类似或相同。例如,ILD幅度曲线1204在0°、180°和360°附近非常低(例如,0dB),而在90°和270°附近相对高(例如,大于25dB)。
图13-15示出了被包括在系统100的替代实施方式内的声音处理器406的另外的示例性框图,所述声音处理器406被配置为执行波束形成操作以增强ILD线索。图13-15在许多方面与图11类似,但是示出了可以在本发明的精神内对实现1100添加的某些特征和/或进行的某些修改。
例如,图13示出了系统100的实施方式1300,其中,时域而不是频域用于执行波束形成操作。具体而言,如图所示,图13包括与关于图11描述的组件类似的各种组件,例如波束形成模块1302(即,波束形成模块1302-1和1302-2)和组合功能1304(即,组合功能1304-1和1304-2),以及先前关于其他实施方式描述的其他组件。如图所示,每个声音处理器406可以基于相应的波束形成操作生成相应的方向信号,而由麦克风408-1和408-2生成的信号(即,分别是信号1306-1和1306-2)在时域中。在一些示例中,相应的波束形成模块1302可以生成信号1308(即,分别为信号1308-1和1308-2),所述信号1308当与相应组合功能1304内的同侧信号组合(即,将信号1306-1与信号1308-1组合,并且将信号1306-2与信号1308-2组合)时,可以生成相应的方向信号1310(即,信号1310-2和1310-2)。如关于图11对于频域所描述的那样,波束形成模块1302还可以将实现端射方向拾音模式的时间延迟和幅度调整中的至少一个应用于相应的对侧信号(即,用于波束形成模块1302-1的信号1306-2以及用于波束形成模块1302-2的信号1306-1),而组合功能1304可以组合对侧信号,实现端射方向拾音模式的时间延迟和幅度调整中的至少一个已经与同侧信号一起被应用于所述对侧信号以生成相应的方向信号1310。虽然未在图13中明确示出,但还将理解,在某些实施方式中,可以使用可以用于特定实施方式的时域和频域二者来处理信号。
图14和图15示出了对实施方式1100的修改,其可以用于针对其他类型的听力系统配置实施方式1100。例如,尽管图11示出了方向信号1118被呈现给耳404(例如,通过引导电声换能器)(如可以在某些类型的听力系统(例如,耳机听力系统等)中完成的),图14示出了实施方式1400,其中,附加增益处理模块1402(即,增益处理模块1402-1和1402-2)可以在将输出信号1404(即,信号1404-1和1404-2)输出之前执行增益处理操作(例如,AGC操作、噪声消除操作、风消除操作、混响消除操作、脉冲消除操作等)。例如,实施方式1400可以用在助听器型听力系统中,其中,输出信号1404然后将用于引导电声换能器在用户402的相应耳404处生成声音。
类似地,图15示出了实施方式1500,其中,附加增益处理模块1402可以在将输出信号1404输出到相应的耳蜗植入物412之前执行增益处理操作以引导耳蜗植入物412基于输出信号1404来将电刺激提供给用户402的相应耳蜗内的一个或多个位置。因此,实施方式1500可以用在耳蜗植入型听力系统中。
如上所述,系统100可以被配置为增强由麦克风在用户的每个耳处检测到的信号之间的ILD(即,即使对于相对不受用户的头部阴影影响的低频声音)和/或保留ILD,同时在将信号呈现给用户之前对信号执行增益处理操作。上述示例主要聚焦于在单独进行ILD的增强和ILD的保留。然而,应当理解,系统100的某些实施方式可以被配置为既保留又增强ILD,如上所述和所示。
更具体而言,在某些实施方式中,系统100可以包括与用户的第一耳相关联的第一音频检测器(例如,麦克风),其当音频信号被呈现给用户时根据第一拾音模式(例如,模拟第一耳的自然拾音模式的基本上全向拾音模式)在第一耳处检测音频信号,并且当音频信号被呈现给用户时,生成表示由第一耳处的第一音频检测器检测到的音频信号的第一信号。类似地,系统100还可以包括与用户的第二耳相关联的第二音频检测器,其当音频信号被呈现给用户时根据第二拾音模式(例如,形成第一拾音模式的镜像等同物)在第二耳处检测音频信号,并且当音频信号被呈现给用户时,生成表示由第二耳处的第二音频检测器检测到的音频信号的第二信号。系统100还可以包括:第一声音处理器,其与用户的第一耳相关联并且通信地直接耦合到第一音频检测器;以及第二声音处理器,其与用户的第二耳相关联并且通信地直接耦合到第二音频检测器。
在这些实施方式内,第一声音处理器可以既保留又增强第一信号与第二信号之间的ILD,这是因为在呈现表示第一方向信号的经增益处理的输出信号之前由第一声音处理器对表示第一和第二信号中的至少一个信号的信号执行增益处理操作。
例如,第一声音处理器可以通过以下步骤来保留或增强ILD:直接从第一音频检测器接收第一信号;经由互连第一和第二声音处理器的通信链路从第二声音处理器接收第二信号;检测第一信号的幅度和第二信号的幅度(例如,在第一信号和第二信号在时域中的同时);比较(例如,在第一和第二信号在时域中的同时)检测到的第一信号的幅度和检测到的第二信号的幅度,以确定第一信号的幅度与第二信号的幅度之中的最大幅度;基于第一和第二信号的比较(例如,并且在第一和第二信号在时域中的同时),根据比较针对第一和第二信号中的无论哪个具有最大幅度的信号生成增益处理参数;基于增益处理参数,对表示第一信号和第二信号中的至少一个信号的信号执行增益处理操作;基于使用第一信号和第二信号的第一波束形成操作,根据端射方向拾音模式(例如,不同于第一和第二拾音模式,并且具有沿着穿过耳的轴线的相反方向从用户的耳径向向外指向的成双的波瓣)来生成第一方向信号,以表示在第一耳处检测到的音频信号的空间滤波;以及基于增益处理操作的执行和第一方向信号的生成,在用户的第一耳处将表示第一方向信号的经增益处理的输出信号呈现给用户。系统100可以以可以服务于诸如上面描述和示出的之类的特定实施方式的任何方式执行这些操作。
同样在这些实施方式内,当在呈现表示第二方向信号的另一经增益处理的输出信号之前由第二声音处理器对表示第一信号和第二信号中的至少一个信号的另一信号执行另一增益处理操作时,第二声音处理器可以类似地保留或增强第一与第二信号之间的ILD。
例如,第二声音处理器可以通过以下步骤来保留或增强ILD:直接从第二音频检测器接收第二信号;经由互连第一和第二声音处理器的通信链路从第一声音处理器接收第一信号;独立于由第一声音处理器检测第一信号的幅度和第二信号的幅度,检测第一信号的幅度和第二信号的幅度(例如,当第一信号和第二信号在时域中时);独立于第一声音处理器对第一信号和第二信号的比较(例如,并且在第一信号和第二信号在时域中的同时),将检测到的第一信号的幅度和检测到的第二信号的幅度进行比较以确定第一信号的幅度与第二信号的幅度之中的最大幅度;独立于第一声音处理器生成增益处理参数并且基于第二声音处理器对第一信号和第二信号的比较,根据第二声音处理器的比较针对第一和第二信号中的无论哪个具有最大幅度的信号生成增益处理参数;基于增益处理参数,对表示第一信号和第二信号中的至少一个信号的另一信号执行另一增益处理操作;基于使用第一和第二信号的第二波束形成操作,根据端射方向拾音模式来生成第二方向信号以表示在第二耳处检测到的音频信号的空间滤波;基于另一增益处理操作的执行并且基于第二方向信号的生成,在用户的第二耳处将表示第二方向信号的另一经增益处理的输出信号呈现给用户。系统100可以以可以服务于诸如上面描述和示出的之类特定实施方式的任何方式执行这些操作。
为了说明,图16-17示出了被包括在系统100的实施方式内的声音处理器406的示例性框图,所述声音处理器406被配置为执行同步增益处理以保留ILD线索以及执行波束形成操作以增强如上所述的ILD线索。由于空间约束并且为了描述的简单和清楚起见,图16-17均仅示出了一个声音处理器(即,声音处理器406-1)。然而,应当理解的是,与先前描述的其他框图一样,图16-17中的声音处理器406-1可以通过经由无线通信接口502与声音处理器406-1通信地耦合的声音处理器406-2的对应实施方式来补充。
图16示出了实施方式1600,其中,声音处理器406-1使用与上述组件和信号类似的组件和信号生成表示方向信号的经增益处理的输出信号1602。在图16中,在进行波束形成操作(例如,使用波束形成模块1106-1和组合功能1108-1)之前,信号1110被转换到频域(即,由频域转换模块1102和1104),以与上述类似的方式生成方向信号1118-1。如上面进一步描述的,将理解,在某些实施方式中,波束形成操作可以在时域而不是频域中执行。
如图所示,还可以在时域中并发地比较和/或处理信号1110(例如,由幅度检测模块506-1和508-1、信号比较模块510-1和参数生成512-1),以与上述类似的方式生成至少一个增益参数524-1。如上面进一步描述的,将理解,在某些实施方式中,可以在频域而不是时域中执行参数生成操作。
如图所示,增益处理模块514-1然后可以针对每个频域信号使用相同的增益参数524-1以对被包括在由方向信号1118-1表示的多个频域信号内的多个频域信号中的每个频域信号执行一个或多个增益处理操作,以生成经增益处理的输出信号1602,其可以在耳404-1处被呈现给用户402。
因此,如图16所示,在通过在生成第一方向信号之后并且在呈现表示第一方向信号的经增益处理的输出信号(例如,经增益处理的输出信号1602)之前对第一方向信号(例如,方向信号1118-1)执行增益处理操作来对信号1110执行一个或多个增益处理操作时,声音处理器406-1可以保留信号1110之间的ILD。
然而,作为对比,在其他示例中,当通过在生成第一方向信号并呈现表示第一方向信号的经增益处理的输出信号之前对信号1110中的每个信号1110个别地执行增益处理操作来对信号1110执行一个或多个增益处理操作时,声音处理器406-1可以保留信号1110之间的ILD。
为了说明,图17示出了实施方式1700,其中,声音处理器406-1使用单独的增益处理模块1702(即,增益处理模块1702-1和1702-2)来处理时域中的每个信号1110,以生成信号1704(即,信号1704-1和1704-2),所述信号1704由频域转换模块1102-1和1104-1以与上述类似的方式转换到频域。因此,波束形成模块1106-1处理多个频域信号1706,以生成频域信号1708并与信号1710组合(即,以与上述类似的方式在组合功能1108-1内),以生成经增益处理的输出信号1712,去与上述增益处理输出信号1602一样表示方向信号。
如图所示,还可以通过相同的组件并且以与上面关于图16所述的类似方式来并发地比较和/或处理(例如,在时域中)信号1110,以生成增益参数524-1。两个增益处理模块1702可以接收增益参数524-1,以使得由增益处理模块1702执行的增益处理操作可以均基于相同的增益参数524-1。
图18示出了用于促进双耳听力系统的用户的ILD感知的示例性方法1800。具体而言,图18所示的操作中的一个或多个操作可以由系统100和/或其任何实施方式执行,以增强由麦克风在系统100的用户的每个耳处生成的第一信号与第二信号之间的ILD。虽然图18示出了根据一个实施例的示例性操作,但是其他实施例可以省略、添加、重新排序和/或修改图18所示的操作中的任何操作。在一些示例中,图18所示的操作中的一些或所有操作可以由声音处理器(例如,声音处理器406之一)执行,而另一声音处理器并行地执行类似的操作。
在操作1802中,在音频信号由第一音频检测器在第一耳处根据第一拾音模式检测到时,与用户的第一耳相关联的第一声音处理器可以接收表示被呈现给用户的音频信号的第一信号。第一声音处理器可以直接与第一音频检测器通信地耦合,并且可以直接从第一音频检测器接收第一信号。可以以本文描述的方式中的任何方式执行操作1802。
在操作1804中,在音频信号由第二音频检测器在用户的第二耳处根据第二拾音模式检测到时,第一声音处理器可以接收表示音频信号的第二信号。可以以本文描述的方式中的任何方式执行操作1804。例如,第一声音处理器可以经由互连第一和第二声音处理器的通信链路从与用户的第二耳相关联的第二声音处理器接收第二信号。
在操作1806中,第一声音处理器可以根据端射方向拾音模式来生成表示在第一耳处检测到的音频信号的空间滤波的方向信号。可以以本文描述的方式中的任何方式执行操作1806。例如,第一声音处理器可以基于使用第一信号和第二信号的波束形成操作来生成方向信号。另外,生成方向信号所依据的端射方向拾音模式可以与第一和第二拾音模式不同。
在操作1808中,第一声音处理器可以在用户的第一耳处将表示第一方向信号的输出信号呈现给用户。可以以本文描述的方式中的任何方式执行操作1808。
图19示出了用于促进双耳听力系统的用户的ILD感知的示例性方法1900。具体而言,图19所示的操作中的一个或多个操作可以由系统100和/或其任何实施方式执行,以在用户的第一耳处将经增益处理的输出信号呈现给用户之前在对信号执行增益处理操作时保留由音频检测器在系统100的用户的每个耳处生成的第一信号与第二信号之间的ILD。虽然图19示出了根据一个实施例的示例性操作,但是其他实施例可以省略、添加、重新排序和/或修改图19所示的操作中的任何操作。在一些示例中,图19所示的操作中的一些或所有操作可以由声音处理器(例如,声音处理器406之一)执行,同时另一声音处理器并行地执行类似的操作。
在操作1902中,当音频信号由第一音频检测器在第一耳处检测到时,与用户的第一耳相关联的第一声音处理器可以接收表示被呈现给用户的音频信号的第一信号。第一声音处理器可以直接与第一音频检测器通信地耦合,并且可以直接从第一音频检测器接收第一信号。可以以本文描述的方式中的任何方式执行操作1902。
在操作1904中,当音频信号由第二音频检测器在用户的第二耳处检测到时,第一声音处理器可以接收表示音频信号的第二信号。可以以本文描述的任何方式执行操作1904。例如,第一声音处理器可以经由互连第一和第二声音处理器的通信链路从与用户的第二耳相关联的第二声音处理器接收第二信号。
在操作1906中,第一声音处理器可以比较第一和第二信号。可以以本文描述的方式中的任何方式执行操作1906。
在操作1908中,第一声音处理器可以基于操作1906中的第一信号和第二信号的比较来生成增益处理参数。可以以本文描述的方式中的任何方式执行操作1908。
在操作1910中,第一声音处理器可以在将表示第一信号的经增益处理的输出信号在用户的第一耳处呈现给用户之前对信号执行增益处理操作。可以以本文描述的方式中的任何方式执行操作1910。例如,第一声音处理器可以基于增益处理参数对表示第一信号和第二信号中的至少一个信号的信号执行增益处理操作。
在之前的描述中,已经参考附图描述了各种示例性实施例。然而,将显而易见的是,可以对其进行各种修改和改变,并且可以实现附加的实施例,而不脱离在所附权利要求中阐述的本发明的范围。例如,本文描述的一个实施例的某些特征可以与本文描述的另一实施例的特征组合或可以代替所述另一实施例的特征。因此,描述和附图被认为是说明性的而不是限制性的。

Claims (19)

1.一种双耳听力系统,包括:
第一音频检测器,当被呈现给用户的音频信号由所述第一音频检测器在所述用户的第一耳处检测到时,所述第一音频检测器生成表示所述音频信号的第一信号;
第二音频检测器,其生成表示由所述第二音频检测器在所述用户的第二耳处检测到的所述音频信号的第二信号;
第一声音处理器,其与所述第一耳相关联,并且直接耦合到所述第一音频检测器;以及
第二声音处理器,其与所述第二耳相关联,并且直接耦合到所述第二音频检测器;
其中,所述双耳听力系统通过以下步骤来促进对所述第一信号与所述第二信号之间的耳间水平差异(“ILD”)的感知:
由所述第一声音处理器,直接从所述第一音频检测器接收所述第一信号,
由所述第一声音处理器,经由互连所述第一声音处理器和所述第二声音处理器的通信链路从所述第二声音处理器接收所述第二信号,
由所述第一声音处理器,比较所述第一信号和所述第二信号,
由所述第一声音处理器,基于所述第一信号和所述第二信号的所述比较来生成增益处理参数,
在将表示所述第一信号的经增益处理的输出信号呈现给所述用户之前,由所述第一声音处理器,基于所述增益处理参数来对所述第一信号执行增益处理操作,以及
由所述第二声音处理器,基于与所述增益处理参数相同的增益处理参数来对所述第二信号执行另一增益处理操作,
其中,即使当所述第一声音处理器独立于所述第二声音处理器执行操作时,所述双耳听力系统也能够保留所述ILD。
2.如权利要求1所述的双耳听力系统,其中:
所述第一声音处理器被包括在耳蜗植入系统内,并且与所述用户内的耳蜗植入物通信地耦合;以及
所述第一声音处理器通过引导所述耳蜗植入物基于表示所述第一信号的所述经增益处理的输出信号将电刺激施加于所述用户的耳蜗内的一个或多个位置来在所述用户的所述第一耳处将表示所述第一信号的所述经增益处理的输出信号呈现给所述用户。
3.如权利要求1所述的双耳听力系统,其中:
所述第一声音处理器被包括在助听器系统内,并且与电声换能器通信地耦合,所述电声换能器被配置为再现表示由所述用户占据的环境内的听觉刺激物的声音;以及
所述第一声音处理器通过引导所述电声换能器基于所述经增益处理的输出信号再现表示由所述用户占据的所述环境内的所述听觉刺激物的声音来在所述用户的所述第一耳处将表示所述第一信号的所述经增益处理的输出信号呈现给所述用户。
4.如权利要求1所述的双耳听力系统,其中:
所述第一声音处理器被包括在耳机系统内,并且与电声换能器通信地耦合,所述电声换能器被配置为生成要由所述用户听到的声音;以及
所述第一声音处理器通过引导所述电声换能器基于所述经增益处理的输出信号生成要由所述用户听到的声音来在所述用户的所述第一耳处将表示所述第一信号的所述经增益处理的输出信号呈现给所述用户。
5.如权利要求1所述的双耳听力系统,其中,所述双耳听力系统通过以下步骤来促进对所述第一信号与所述第二信号之间的所述ILD的感知:
由所述第二声音处理器,直接从所述第二音频检测器接收所述第二信号;
由所述第二声音处理器,经由互连所述第一声音处理器和所述第二声音处理器的所述通信链路从所述第一声音处理器接收所述第一信号;
由所述第二声音处理器,独立于所述第一声音处理器对所述第一信号和所述第二信号的所述比较,比较所述第一信号和所述第二信号;
由所述第二声音处理器,基于由所述第二声音处理器对所述第一信号和所述第二信号的所述比较并且独立于由所述第一声音处理器对所述增益处理参数的所述生成,生成相同的增益处理参数;以及
由所述第二声音处理器,在将所述另一经增益处理的输出信号呈现给所述用户之前,基于所述相同的增益处理参数来对所述第二信号执行所述另一增益处理操作。
6.如权利要求5所述的双耳听力系统,其中:
所述第一声音处理器被包括在从耳蜗植入系统、助听器系统和耳机系统中选择的第一类型的第一听力系统内;
所述第二声音处理器被包括在从所述耳蜗植入系统、所述助听器系统和所述耳机系统中选择的第二类型的第二听力系统内,所述第二听力系统的所述第二类型与所述第一听力系统的所述第一类型不同;
表示所述第一信号的所述经增益处理的输出信号由所述第一类型的第一听力系统在所述用户的所述第一耳处被呈现给所述用户;以及
表示所述第二信号的所述另一经增益处理的输出信号由所述第二类型的第二听力系统在所述用户的所述第二耳处被呈现给所述用户。
7.如权利要求1所述的双耳听力系统,其中:
所述增益处理参数是自动增益控制(“AGC”)增益参数;以及
所述第一声音处理器通过应用由所述AGC增益参数定义的AGC增益来执行所述增益处理操作。
8.如权利要求1所述的双耳听力系统,其中:
所述增益处理参数是噪声消除增益参数;以及
所述第一声音处理器通过应用由所述噪声消除增益参数定义的噪声消除增益来执行所述增益处理操作。
9.如权利要求1所述的双耳听力系统,其中:
所述增益处理参数是风消除增益参数;以及
所述第一声音处理器通过应用由所述风消除增益参数定义的风消除增益来执行所述增益处理操作。
10.如权利要求1所述的双耳听力系统,其中:
所述增益处理参数是混响消除增益参数;以及
所述第一声音处理器通过应用由所述混响消除增益参数定义的混响消除增益来执行所述增益处理操作。
11.如权利要求1所述的双耳听力系统,其中:
所述增益处理参数是脉冲消除增益参数;以及
所述第一声音处理器通过应用由所述脉冲消除增益参数定义的脉冲消除增益来执行所述增益处理操作。
12.如权利要求1所述的双耳听力系统,其中:
所述第一声音处理器通过将所述第一信号和所述第二信号中的每个信号分成多个频域信号而进一步将所述第一信号和所述第二信号转换到频域中来促进对所述第一信号与所述第二信号之间的所述ILD的感知,每个所述频域信号表示与所述第一信号和所述第二信号相关联的多个频带中的特定频带;
所述第一信号和所述第二信号的所述比较包括将所述第一信号被分成的所述多个频域信号中的每个频域信号与来自所述第二信号被分成的所述多个频域信号的对应的频域信号进行比较,来自所述第一信号被分成的所述多个频域信号的每个频域信号表示所述多个频带中的与所述第二信号被分成的所述多个频域信号中的每个对应的频域信号相同的特定频带;
所述第一声音处理器通过针对所述多个频带中的每个频带生成个别的增益处理参数来生成所述增益处理参数;以及
所述第一声音处理器通过基于用于所述多个频带中的每个频带的个别增益处理参数中的对应的增益处理参数针对来自所述第一信号被分成的所述多个频域信号的每个频域信号执行个别的增益处理操作来执行所述增益处理操作。
13.如权利要求1所述的双耳听力系统,其中,互连所述第一声音处理器和所述第二声音处理器的所述通信链路是无线音频传输链路。
14.如权利要求1所述的双耳听力系统,其中:
所述第一音频检测器根据第一拾音模式来生成所述第一信号;
所述第二音频检测器根据第二拾音模式来生成所述第二信号,所述第二拾音模式形成所述第一拾音模式的镜像等同物;
所述第一声音处理器通过以下步骤来进一步增强所述第一信号与所述第二信号之间的所述ILD:
基于使用所述第一信号和所述第二信号的第一波束形成操作,根据与所述第一拾音模式和所述第二拾音模式不同的端射方向拾音模式来生成表示在所述第一耳处检测到的所述音频信号的空间滤波的第一方向信号,以及
通过基于所述增益处理操作的所述执行并且基于所述第一方向信号的所述生成在所述用户的所述第一耳处将表示所述第一方向信号的经增益处理的输出信号呈现给所述用户来呈现表示所述第一信号的所述经增益处理的输出信号。
15.一种双耳听力系统,包括:
第一音频检测器,其与用户的第一耳相关联,并且
当音频信号被呈现给所述用户时,根据第一拾音模式在所述第一耳处检测所述音频信号,以及
当所述音频信号被呈现给所述用户时,生成表示由所述第一音频检测器在所述第一耳处检测到的所述音频信号的第一信号;
第二音频检测器,其与所述用户的第二耳相关联,并且
当所述音频信号被呈现给所述用户时,根据第二拾音模式在所述第二耳处检测所述音频信号,所述第二拾音模式形成所述第一拾音模式的镜像等同物,以及
当所述音频信号被呈现给所述用户时,生成表示由所述第二音频检测器在所述第二耳处检测到的所述音频信号的第二信号;
第一声音处理器,其与所述用户的所述第一耳相关联,并且直接耦合到所述第一音频检测器;以及
第二声音处理器,其与所述用户的所述第二耳相关联,并且直接耦合到所述第二音频检测器;
其中,当所述第一声音处理器在呈现表示第一方向信号的经增益处理的输出信号之前对表示所述第一信号和所述第二信号中的至少一个的信号执行增益处理操作时,所述第一声音处理器通过以下步骤来促进对所述第一信号与所述第二信号之间的耳间水平差异(“ILD”)的感知:
直接从所述第一音频检测器接收所述第一信号,
经由互连所述第一声音处理器和所述第二声音处理器的通信链路从所述第二声音处理器接收所述第二信号,
在所述第一信号和所述第二信号在时域中的同时,检测所述第一信号的幅度与所述第二信号的幅度,
在所述第一信号和所述第二信号在所述时域中的同时,比较所述第一信号的检测到的幅度和所述第二信号的检测到的幅度以确定所述第一信号的幅度与所述第二信号的幅度之中的最大幅度,
基于所述第一信号和所述第二信号的所述比较并且在所述第一信号和所述第二信号在所述时域中的同时,根据所述比较针对所述第一信号和所述第二信号中的无论哪个具有所述最大幅度的信号来生成增益处理参数,
基于所述增益处理参数,对表示所述第一信号和所述第二信号中的至少一个的信号执行所述增益处理操作,
基于使用所述第一信号和所述第二信号的第一波束形成操作,根据与所述第一拾音模式和所述第二拾音模式不同的端射方向拾音模式来生成所述第一方向信号,其用于表示在所述第一耳处检测到的所述音频信号的空间滤波,以及
基于所述增益处理操作的所述执行并且基于所述第一方向信号的所述生成,在所述用户的所述第一耳处将表示所述第一方向信号的所述经增益处理的输出信号呈现给所述用户。
16.如权利要求15所述的双耳听力系统,其中,当所述第一声音处理器对所述表示所述第一信号和所述第二信号中的至少一个的信号执行所述增益处理操作时,所述第一声音处理器通过在生成所述第一方向信号并且呈现表示所述第一方向信号的所述经增益处理的输出信号之前对所述第一信号和所述第二信号中的每个信号个别地执行所述增益处理操作来促进对所述第一信号与所述第二信号之间的所述ILD的感知。
17.如权利要求15所述的双耳听力系统,其中,在所述第一声音处理器对所述表示所述第一信号和所述第二信号中的至少一个的信号执行所述增益处理操作时,所述第一声音处理器通过在生成所述第一方向信号之后并且在呈现表示所述第一方向信号的所述经增益处理的输出信号之前对所述第一方向信号执行所述增益处理操作来促进对所述第一信号与所述第二信号之间的所述ILD的感知。
18.如权利要求15所述的双耳听力系统,其中,当所述第二声音处理器在呈现表示第二方向信号的另一经增益处理的输出信号之前对表示所述第一信号和所述第二信号中的至少一个的另一信号执行另一增益处理操作时,所述第二声音处理器通过以下步骤来促进对所述第一信号与所述第二信号之间的所述ILD的感知:
直接从所述第二音频检测器接收所述第二信号,
经由互连所述第一声音处理器和所述第二声音处理器的通信链路从所述第一声音处理器接收所述第一信号,
独立于由所述第一声音处理器对所述第一信号的幅度和所述第二信号的幅度的所述检测,在所述第一信号和所述第二信号在所述时域中的同时检测所述第一信号的幅度和所述第二信号的幅度,
独立于由所述第一声音处理器对所述第一信号和所述第二信号的所述比较并且在所述第一信号和所述第二信号在所述时域中的同时,比较所述第一信号的检测到的幅度和所述第二信号的检测到的幅度,以确定所述第一信号的幅度与所述第二信号的幅度之中的所述最大幅度,
独立于由所述第一声音处理器对所述增益处理参数的所述生成并且基于由所述第二声音处理器对所述第一信号和所述第二信号的所述比较,根据所述第二声音处理器的所述比较针对所述第一信号和所述第二信号中的无论哪个具有所述最大幅度的信号生成所述增益处理参数,
基于所述增益处理参数,对表示所述第一信号和所述第二信号中的至少一个的所述另一信号执行所述另一增益处理操作,
基于使用所述第一信号和所述第二信号的第二波束形成操作,根据所述端射方向拾音模式来生成所述第二方向信号,其用于表示在所述第二耳处检测到的所述音频信号的空间滤波,
基于所述另一增益处理操作的所述执行并且基于所述第二方向信号的所述生成,在所述用户的所述第二耳处将表示所述第二方向信号的所述另一经增益处理的输出信号呈现给所述用户。
19.一种促进对耳间水平差异(“ILD”)的感知的方法,所述方法促进对第一信号与第二信号之间的所述耳间水平差异的感知,所述方法包括:
在音频信号由第一音频检测器在第一耳处检测到时,由与所述第一耳相关联的第一声音处理器并且直接从所述第一音频检测器接收所述第一信号,所述第一信号表示被呈现给用户的音频信号;
在所述音频信号由第二音频检测器在所述用户的第二耳处检测到时,由所述第一声音处理器从与所述第二耳相关联的第二声音处理器并且经由互连所述第一声音处理器和所述第二声音处理器的通信链路接收所述第二信号,所述第二信号表示所述音频信号;
由所述第一声音处理器比较所述第一信号和所述第二信号;
由所述第一声音处理器并且基于所述第一信号和所述第二信号的所述比较,生成增益处理参数;
在将表示所述第一信号的经增益处理的输出信号呈现给所述用户之前,由所述第一声音处理器并且基于所述增益处理参数对所述第一信号执行所述增益处理操作;以及
由所述第二声音处理器,基于与所述增益处理参数相同的增益处理参数来对所述第二信号执行另一增益处理操作,
其中,即使当所述第一声音处理器独立于所述第二声音处理器执行操作时,所述ILD也被保留。
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