CN110446149A - 用于运行助听器的方法和助听器 - Google Patents

Abstract

根据本发明，为了运行具有加速度传感器(6)的助听器(1)，所述加速度传感器在常规的佩带状态下定位在助听器佩带者的头部(9)上并且设计用于在两个相互垂直的测量轴线(x,y,z)上进行测量，从加速度传感器(6)的加速度信号导出至少一个主特征(at(t),I,K,D)，主特征与相对于头部(9)切向取向的加速度(at)相关联。根据所述或相应的主特征(at(t),I,K,D)，在考虑可从加速度信号本身导出的、预设的和超出切向取向的加速度(at)的表明运动的加速度值的存在的至少一个标准的情况下确定头部(9)的偏转运动的存在。

Description

用于运行助听器的方法和助听器

技术领域

本发明涉及一种用于运行助听器的方法和一种尤其是设计用于实施该方法的助听器。

背景技术

助听器尤其是以听力设备的形式用于给具有听力减退的人员至少部分地补偿听力减退。为此，常见的助听器通常包括用于从周围环境采集噪声的至少一个麦克风和信号处理处理器，其用于处理采集的噪声并且尤其是依据个体化的听力减退(尤其是特定于频率地)增强和/或减弱采集的噪声。由信号处理处理器在(大多以扬声器形式的)输出转换器上将处理后的麦克风信号为了输出而进一步传导至相应的助听器佩带者的听觉器官。根据听力减退的类型，也使用所谓的骨传导听筒或耳蜗植入件作为输出转换器，以用于以机械或电的方式对听觉器官进行刺激。但术语助听器也理解为另外的助听器，例如头戴耳机、所谓的耳鸣罩或头戴送受话器。

听力设备尤其是经常具有所谓的分类器，其用于尤其是根据采集的噪声推断出特定的、预定义的“听力情况”。然后依据识别的听力情况改变信号处理。因为经常由于当前的听力减退而损害助听器佩带者的语音理解，所以存储在信号处理处理器中的(信号处理)算法大多与突出并且针对相应的助听器佩带者以尽可能可理解的形式反映采集的麦克风信号中的第三方的语音表达相协调。为了识别对话情况，在分类器中经常执行语音识别算法。然而，这种算法在如下情况下是不精确的，在这些情况下，在助听器佩带者的周围环境附近有多个人员在说话，但不是所有人员都参与相同的对话。在该情况下，对参与相同对话的人员的声学鉴别通常是困难的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，能够实现助听器的改善的运行。

根据本发明，上述技术问题通过具有根据本发明的特征的方法来解决。此外根据本发明，上述技术问题通过具有根据本发明的特征的助听器来解决。在说明书和随后的描述中说明本发明的有利的和部分有创造性的实施方式和扩展方案。

根据本发明的方法用于运行助听器，其具有(优选仅一个)加速度传感器。在此，该加速度传感器在常规的佩带状态下定位在助听器佩带者的头部上。此外，加速度传感器设计用于在至少两个相互垂直的测量轴线(也被称为“测量方向”)上进行测量。根据本方法，从加速度传感器的加速度信号导出至少一个主特征，主特征与相对于助听器佩带者的头部切向(以及优选近似水平)取向的加速度相关联。根据所述个或相应的主特征，随后在考虑可从加速度信号本身导出的、预设的和超出切向取向的加速度的表明运动的加速度值的存在的至少一个标准的情况下，确定头部的偏转运动的存在。

“与相对于助听器佩带者的头部切向取向的加速度相关联”在此和随后理解为，主特征直接反映该切向取向的加速度，或者主特征包含关于该切向取向的加速度的至少一个信息。

“偏转运动”在此和随后尤其是理解为头部围绕纵向轴线(其优选至少近似与竖直线重合)的转动运动。在此和随后，作为针对头部的基本运动的另外的术语尤其是使用针对围绕优选水平的和尤其是由助听器佩带者的耳朵连接而成的“点头轴线”上下取向的运动的“点头”或“点头运动”，以及针对头部围绕优选水平的和尤其是在中性视线方向(也被称为“零度视线方向”)上取向的“侧倾轴线”朝侧面取向的倾斜的“侧倾”或“侧倾运动”。

“加速度传感器”在此和随后尤其是理解为如下传感器，在其中集成了用于沿至少两个测量轴线(即在二维测量中)、优选沿三个相互垂直的测量轴线(三维测量)进行测量的传感器元件。因此，这种加速度传感器优选是独立的和设计用于连接至评估单元的构件。

根据本发明，优选当从加速度信号可以看出相对于头部切向取向的加速度时还不能推断出偏转运动，而是只有当在考虑至少一个附加标准的情况下才推断出偏转运动的存在。因此在该情况下提高了实际存在偏转运动的可能性。因此可以避免或至少减小对加速度信号的错误解释。此外有利地能够实现的是，仅(唯一的)加速度传感器被考虑用于检测偏转运动，从而可以省去常规地使用的测量系统的使用和与之相连的相对高的能量消耗，测量系统使用多个传感器、例如具有回转仪的加速度传感器和/或磁场传感器(也被称为“惯性测量单元”)的组合。此外，识别的偏转运动可以被用于支持对听力情况的分析。

在合适的方法变型方案中，作为主特征，考虑切向取向的加速度(随后也简称为“切向加速度”)的时间变化。在该情况下，作为预设的标准，考虑和因此观察切向加速度在预设的运动时间窗内的时间变化是否相继具有两个相反取向的局部极值(即例如局部最大值和局部最小值)。在此尤其是观察，在时间变化中，切向加速度在这两个极值中是否呈现具有相反的符号的值。这基于如下认识，在头部偏转时，切向加速度首先示出“实际的”加速度，并且随后示出随时间变化具有分别相关联的偏差(相应的极值)的“负的”加速度(即在头部减速时)。尤其是依据与相对于实际运动方向的切向方向相关联的测量轴线的取向，切向加速度因此例如首先呈现正的值，并且在头部减速时“切换”为负的值。在头部沿相反的方向偏转时，切向加速度的值相应地从负切换为正。在该方法变型方案中，运动时间窗优选匹配于尤其是在小组对话中常见的头部转动运动的持续时间，并且优选具有在0.25至2或1.5秒之间、尤其是0.5至1秒之间的值。当识别出切向加速度的值的足够明显的改变时，优选“打开”运动时间窗(即开始对其进行监控)。有利地，通过运动时间窗实现对主特征、尤其是切向加速度时间变化的观察的(时间上的)限制，从而不考虑“加速事件”，加速事件由于其相对长的持续时间高可能性地不与头部转动(即不与偏转)相关联。

尤其是在此和随后，只有当时间变化的基本改变可以与常见的测量值波动、例如噪声或与细微的运动(其通常不导致时间变化的足够明显的改变)区分时，才推断出时间变化的极值。例如，为此实施阈值比较。

在之前描述的方法变型方案的合适的扩展方案中，作为附加特征，从加速度信号导出尤其是关于助听器佩带者的头部的偏转轴线(其通常至少近似与竖直线重合)径向地(并且尤其是也水平地)取向的加速度的时间变化。在该情况下，作为预设的标准，尤其是考虑在预设的(和之前描述的)运动时间窗内，径向取向的加速度(随后简称为“径向加速度”)的时间变化是否呈现局部极值。也就是说，在该方法变型方案中观察两个标准、即，切向加速度是否示出之前描述的加速和减速，以及径向加速度同样是否示出加速。从这种实际出现的径向加速度(其尤其是与在偏转运动时必然出现的离心力相关联)，尤其是结合切向加速度两个局部极值，可以有利地导出不仅存在沿着测量轴线中的一个的直线运动、而且实际存在头部的偏转运动的相对高的可能性。

在另外的合适的方法变型方案中，相对于之前描述的方法变型方案附加地或替换地，根据切向加速度以及必要时径向加速度的时间变化确定运动强度。在该情况下，作为预设的标准，考虑运动强度的大小、优选考虑确定的运动强度的值的大小。例如为此实施阈值比较，以便比较确定的运动强度的值与预设的阈值。当运动强度具有特定的、尤其是预设的大小时，在该情况下因此尤其是推断出存在偏转运动。在此可选地，当运动强度明显超过和/或低于预设的(预计的)大小时，不能推断出存在偏转运动。在该方法变型方案中尤其是确定偏转运动的存在的可能性，运动强度与预计的大小偏差得越远(尤其是超过或低于该预计的大小)，偏转运动的可能性值就越小。

在此优选地，作为运动强度的度量，确定运动持续时间和/或包含在切向加速度和径向加速度中(尤其是相应的测量值变化中)的总能量或平均能量。

在另外的合适的方法变型方案中，作为主特征，确定切向加速度和径向加速度的时间导数之间的相关性系数。尤其是首先将切向加速度(优选其时间变化)对时间进行求导，并且随后与径向加速度(优选与其时间变化)相关联。在该情况下，作为预设的标准，考虑相关性系数的值的大小、即尤其是绝对值大小。例如在此也进行相关性系数与尤其是预设的阈值的阈值比较。该方案基于如下认识，在头部的偏转运动中，切向加速度的改变(即时间导数)通常呈现局部极值，其在时间上紧密地与径向加速度的局部极值重合，或者甚至与其重叠。因此，该相关性系数有利地是针对偏转运动的存在的相对简单地检验的提示。因此有利地，从相关性系数的高的绝对值可以简单地推断出对于偏转运动的存在的高可能性。相反地，相关性系数的相对小的大小(例如小于0.5或小于0.3)指出相对不协调的或无目的性的头部运动或非运动的头部。

在之前描述的方法变型方案的有利的扩展方案中，根据相关性系数、优选根据符号确定偏转方向。也就是说，考虑确定的相关性系数的符号作为针对助听器佩带者沿该方向转动其头部的方向的指示。这尤其是以如下为基础，使用的加速度传感器针对每个测量轴线具有正的和负的测量方向。如果例如加速度传感器在助听器的常规的佩带状态下布置在助听器佩带者的左耳上，并且与切向加速度相关联的测量轴线在助听器佩带者的视线方向上以其正方向引导，则切向加速度的时间变化在向左的偏转运动时(尽管存在实际的加速度)首先示出负的值。相应相反地，时间变化在向右的偏转运动时首先呈现正的值。因此，在可选的方法变型方案中，仅主特征就足以能够尤其是以稳健的方式、即以相对小的易出错性推断出存在偏转运动以及其偏转方向。

在另外的合适的方法变型方案中，相对于之前描述的方法变型方案附加地或替换地，作为主特征，考虑图表的曲线，在图表中相对于径向加速度绘制切向加速度。也就是说，首先确定该曲线。在该情况下，作为预设的标准，尤其是考虑该曲线的几何形状。有利地，在这种曲线中已经包含两个对于偏转运动重要的测量轴线的信息。因此可选地可以省去对附加的特征的确定。

特别优选地，在之前描述的情况下，作为预设的标准，检验图表的之前描述的曲线是否接近椭圆形状。因为如之前描述的那样，在偏转运动时，针对切向加速度和针对径向加速度采集随时间改变的测量值，所以在之前描述的图表中的加速度传感器的在时间上相继的测量值位于沿一个方向弯曲的轨迹上。在头部的有意的和“理想的”偏转运动中，即在刚好在由与切向加速度和径向加速度相关联的两个测量轴线撑开的、尤其是水平布置的平面中延伸的规律的运动中，加速度传感器的测量值描述了倒圆的、半月形的形状。基于头部的偏转平面的大多存在的解剖结构引起的“倾斜位置”和导致大多固定的偏差的其他影响(例如重力)，曲线在有意的偏转运动中经常具有至少一个椭圆形的、必要时“敞开的”(即开始和结束点不重合)形状。在没有方向性的头部运动中，之前描述的曲线相反地具有其他形状、例如锯齿形的走向(即具有变换的弯曲方向)。因此，椭圆形在此和随后尤其是理解为，曲线具有沿一个转动方向弯曲的和近似闭合的(即尤其是以与曲线长度相比很小的偏移处于敞开的)形状，或者至少由多个这种弯曲的和必要时直线区段连接而成的曲线区段组成。

在优选的扩展方案中，根据之前描述的曲线的转动方向确定偏转方向，曲线尤其是可以从各个测量值的时间序列看出。因此，在该情况下，在可选的方法变型方案中，仅主特征就足以能够以尤其是稳健的方式、即以相对小的易出错性确定存在偏转运动以及其偏转方向。

在优选的方法变型方案中，在与随后的尤其是类似的时间窗重叠的时间窗内，以浮点的方式确定所述或相应的主特征以及必要时附加地确定的附加特征。相应的时间窗的长度在此是大约0.25至2秒、尤其是大约0.5至1.5秒。在此优选地使用随后的时间窗与之前的时间窗的大约0.25-1秒、尤其是最大0.75秒的重叠。(相应的)时间窗的长度在此由如下认识得到，即，头部的常见的、有意的偏转运动持续大约0.5秒至1秒。尤其地，在该方法变型方案中，由加速度传感器以大约10-60赫兹、优选大约15-20赫兹的频率分别输出与两个或三个测量轴线相关联的两个或三个测量值。测量值组(即相应的两个或三个测量值)尤其是临时存储在缓冲存储器中，缓冲存储器可以容纳这些测量值组中的八个。缓冲存储器的所谓“更新速率”在此优选是大约2赫兹。由此可以省去对所述或相应的主特征的在时间上连续的确定。如果在该时间窗内没有检测到测量值中的一个的改变，则例如可以禁止所述或相应的主特征的确定。由此有利地可以节约计算开销。

在另外的优选的方法变型方案中，当尤其是根据一个或多个之前描述的方法变型方案检测到存在偏转运动时，从加速度信号仅确定偏转角度的值。这一方面对于节约计算开销来说是合适的。另一方面，由此以有利的方式可以避免的是，尤其是固定的影响或缓慢改变的干扰参量(例如地球的重力场、倾斜的头部姿态等)作用于偏转角度的确定。优选地，即为了确定偏转角度，对切向加速度、尤其是其时间变化进行(两次)积分，其中，众所周知，之前描述的影响或干扰参量由于积分而特别强地起作用，尤其是在相对长的积分时间段中。由于仅当实际存在偏转运动时才确定偏转角度，所以切向加速度的时间变化的待积分的区段的时间长度可以保持特别短，从而之前描述的影响仅稍微起作用，并且可以特别有效地避免结果的漂移。

在优选的方法变型方案中，从加速度信号、尤其是从切向加速度和径向加速度、可选地也从积分的切向加速度(尤其是其时间变化)过滤、即去除恒定的和/或线性的测量值分量。在简单的、但合适的变型方案中，例如使用高通滤波器。在另外的简单的变型方案中，与相应的测量轴线相关联的测量值的时间上的(尤其是浮点式)平均值与单测量值相减。由此，可以以简单的方式去除或至少减小固定的(例如重力)或通过加速度传感器采集的仅相对慢地改变的影响。附加地或替换地，从测量值、尤其是从相应的时间变化或可选地从积分的切向加速度去除线性趋势，其方法是尤其是使用所谓的“去趋势(Detrending)”。

原则上优选地，优选在“纯粹的”加速度信号中尤其是补偿重力，其方法尤其是，将加速度信号输送至高通滤波器。由此，可以至少大部分地减小重力的影响。相对于高通滤波附加地或替换地，确定头部相对于重力场的点头角度和侧倾角度。随后，根据该角度确定所谓的“方向余弦矩阵”，借助该矩阵将当前的包含在加速度信号中的测量数据(即与相应的测量轴线相关联的测量值)从特定于助听器佩带者的坐标系变换、尤其是旋转到“全球的”与地球相关的坐标系。在该坐标变换之后，测量数据被清除重力场的影响或者至少在高通滤波之后剩余的残留，并且随后将测量数据反变换回初始的坐标系(即与助听器佩带者相关的坐标系)。由此有利地可以至少大部分地去除重力场的影响。

附加地或替换地，可选地，例如借助“去趋势”也使积分的切向加速度清除这种(固定的或缓慢改变的)影响。该变型方案基于如下思想：基于偏转运动的相对短的持续时间，剩余的漂移相对小，或者至少作为近似恒定的或线性的影响包含在待观察的时间窗内(时间窗尤其是在之前描述的缓冲器内描绘)。因此，积分的切向加速度可以以简单的方式被清除(可选地剩余的)恒定的和/或线性的测量值分量。

在合适的方法变型方案中，分类算法被应用到所述或相应的主特征和必要时附加特征，以便确定偏转运动的存在或至少确定偏转运动的存在的可能性。也就是说，所述或相应的主特征以及必要时附加特征被输送至分类算法，分类算法用于实施之前描述的关于满足与相应的主特征(以及必要时附加特征)相关联的标准的观察。可选地，分类算法也设计用于除了确定存在偏转运动外，还确定偏转方向(即在头部偏转时的旋转或转动方向)、持续时间和/或偏转运动或至少头部运动的强度。在此，作为分类算法例如使用“高斯混合模式模型”、神经网络、“支持向量机”等。在此可选地使用经常在助听器中原本存在的分类器(在分类器中，除了常见的分类算法以外优选还实施相应的之前描述的分类算法)。优选地，分类器和因此还有分类算法关于相应的主特征或附加特征的表明存在偏转运动的相应的表现(即相应的标准)进行训练。可选地、尤其是在神经网络的情况下，分类器也自学习地进行建模。

在另外的合适的方法变型方案中，根据偏转运动本身、优选根据在偏转运动中被覆盖的偏转角度的确定的值确定助听器佩带者的空间兴趣范围。也就是说，超过预设的时间段地观察，尤其是从零度视线方向出发助听器佩带者的其头部沿哪些视线方向转向，时间段优选又是具有例如20秒至2分钟、尤其是大约30秒至1分钟的持续时间的浮点式的时间段。优选地以如下方式确定该兴趣范围，以统计学地评估在预设的时间段内确定的偏转角度(即具体地，各个值)和尤其是建立直方图。因为人员和因此还有助听器佩带者通常通过头部转动(即头部的偏转)将其视线方向转向当前的兴趣范围，所以可以从统计学的评估、例如关于之前的偏转运动的直方图看出助听器佩带者具有相对大的兴趣或至少之前具有相对大的兴趣的范围。

在特别的合适的方法变型方案中，关于助听器佩带者的头部的偏转运动的信息、尤其是之前描述的空间兴趣范围被考虑用于针对对话情况调整信号处理算法。例如可以从偏转运动，尤其是从由此建立的直方图导出助听器佩带者的当前的主要兴趣位于哪个空间视线范围内，并且因此在那里也存在潜在的对话伙伴。特别合适地，该信息和当前的分类器的信息一起使用，也就是说，之前描述的运动分析的信息(即确定存在偏转运动)和声学分析(即声学分类器)的信息统一，这也被称为“合并”。例如，声学分类器考虑用于原则上确定存在对话情况，并且必要时附加地确定相关的声学信号(通常是来自第三方的语音信号)从哪些空间方向到达助听器，并且因此到达助听器佩带者。在该情况下，关于头部的偏转运动的信息优选被用于进一步限制空间范围，助听器佩带者的对话伙伴以高可能性位于空间范围内。这例如对于如下情况是特别合适的，即，助听器佩带者处于声学上不唯一的对话情况中，在该对话情况中平行进行至少两个对话，但助听器佩带者仅参加两个对话中的一个。这例如出现在餐厅、酒吧等中，即尤其是人员在助听器佩带者的一侧相互交谈，但助听器佩带者仅与其前方的或其另外一侧的人员对话。在该情况下通常可能合适的是，声学分类器适当地将所有进入的语音信号理解为对话。因此，通过头部的偏转运动可以确定的是，助听器佩带者实际上看向哪里，并且由此推断出哪些语音信号以相对高的可能性不属于对话。

在有利的方法变型方案中，尤其是根据头部的点头运动、助听器佩带者的竖直运动和/或根据助听器佩带者的(可选地借助额外的“运动分类器”识别的)前进运动参照助听器佩带者的之前描述的零度视线方向。这种可从加速度信号导出的运动尤其是用于识别运动、例如点头、喝水、站立、行动(如绑鞋带、行走、慢跑、开车、骑车等)。也表示独立的发明的方法变型方案在此基于如下认识：即使在小组对话或演讲情况(在其中，助听器佩带者在相对长的时间段中看向黑板或银幕)下也以高可能性通常利用沿零度视线方向取向的头部尤其是进行运动、如点头和喝水。参照在此用于尤其是在建立之前描述的直方图的情况下避免或至少补偿例如可以通过偏转运动的错误的未识别导致的漂移。此外，以高可能性假设的是，利用笔直取向的头部实施行动、如站立和绑鞋带。相同的情况适用于如行走、慢跑、开车、骑车等的行动，其中，助听器佩带者以高可能性仅相对少地将其头部朝侧面转动。可选地，为了检测在此描述的运动、尤其是行动，诸如行走、慢跑、开车、骑车、绑鞋带(其中，尤其是助听器佩带者的整个身体处于运动中)，考虑“运动分类器”。优选通过相应的分类算法形成该运动分类器，运动分类器又合适地聚焦于助听器佩带者的整个身体的运动。

在另外的合适的方法变型方案中，作为用于确定偏转运动(尤其是是否存在偏转运动)的附加标准，考虑输出之前描述的、尤其是聚焦于助听器佩带者的整个身体的运动的运动分类器。因此例如假设的是，在借助运动分类器识别的行动，例如骑车、开车和慢跑中，助听器佩带者参加小组对话的可能性是相对低的。众所周知，分别在相对“快速的”运动情况下进行行动，在其中，助听器佩带者以相对高的可能性将其(尤其是视觉的)注意力大部分向前聚焦。在查询运动分类器的信息(输出)的情况下，在此可以封锁或至少校验对主特征和必要时附加特征的评估。如果助听器佩带者处于静止中，则头部的多次偏转运动尤其是在声学分类的对话情况下，以高可能性指出助听器佩带者参加与多个人员的对话。运动分类器的信息在此可以例如同样涉及之前描述的(聚焦于偏转运动的)分类算法和/或运动信息和声学信息的合并。

在优选的方法变型方案中，加速度传感器在助听器中或上的这种布置考虑的是，加速度传感器的至少一个测量轴线相对于头部至少近似切向地、优选平行于助听器佩带者的自然的零度视线方向地取向。优选地，该测量轴线在此也水平地取向。两个另外的测量轴线在此优选(在直立的身体姿态中)竖直或水平地，并且沿之前描述的点头轴线布置。通过该布置，与测量轴线相关联的各个测量值有利地已经与切向加速度和径向加速度相关联。

尤其是在之前描述的助听器是双耳系统的一部分的情况下，相应在两个助听器中的每一个中单独地、即单耳地实施之前描述的用于检测偏转运动和必要时用于确定偏转角度的方法，并且随后“双耳地”同步两个单耳决定。

在可选的方法变型方案中，两个单耳加速度信号被组合为双耳信号，例如由两个加速度信号形成差，并且之前描述的方法被应用于双耳传感器信号。

根据本发明的助听器包括(尤其是唯一的)加速度传感器，其在助听器的常规的佩带状态下布置在助听器佩带者的头部上，并且设计用于在至少两个、可选地三个测量轴线上进行测量。此外，助听器包括(信号处理)处理器，其在程序和/或电路技术上设计用于尤其是自动地实施之前描述的、根据本发明的方法。因此，处理器设计用于从加速度传感器的加速度信号导出至少一个与切向加速度相关联的主特征，并且根据所述或相应的主特征，在考虑至少一个预设的标准的情况下确定存在头部的偏转运动。因此，助听器同样具有从之前描述的方法特征得到的相同的所有优点和特征。

在优选的设计方案中，处理器至少在核心中通过具有微处理器和数据存储器的微控制器形成，在其中以运行软件(固件)的形式在程序技术上实施用于执行根据本发明的方法的功能，从而必要时在与助听器佩带者的交互中，在实施运行软件时自动执行该方法。替换地，处理器通过不可编程的电子构件、例如ASIC形成，在其中利用电路技术部件实施用于执行根据本发明的方法的功能。

连词“和/或”在此和随后尤其是理解为，可以共同地以及相互替换地构造借助该连词相关联的特征。

附图说明

随后借助实施例详细阐述本发明。附图中：

图1以示意性的电路图示出了助听器，

图2以从上方看的视图示出了具有常规佩带在耳朵上的助听器的助听器佩带者的头部，

图3以示意性的流程图示出了由助听器的处理器实施的用于运行助听器的方法，

图4、图5分别以示意性的图表关于时间绘制由加速度信号导出的特征，

图6、图7分别以示意性的图表示出了加速度的变化，在图表中相对于切向加速度绘制径向加速度，

图8以示意性的图表示出了助听器佩带者的头部的偏转角度的时间变化，和

图9以示意性的极坐标图示出了偏转角度的直方图。

在所有附图中，彼此对应的部分和参量总是设有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出了一种助听器1、具体地示出了所谓的耳后助听器。助听器1包括(助听器)壳体2，在壳体中布置有多个电子部件。助听器1包括两个麦克风3作为电子部件，麦克风设计用于检测来自助听器1的周围环境的噪声。此外，助听器1包括信号处理器4作为电子部件，信号处理器设计用于处理借助麦克风3采集的噪声，并且为了输出至助听器佩带者的听觉器官而输出至扬声器5。为了采集助听器1的空间位置，助听器此外包括与信号处理器4连接的加速度传感器6。为了给这些电子部件供应能量，此外在壳体2中布置有电池7，电池在该实施例中具体地通过蓄电池形成。为了将由扬声器5产生的声音引导至助听器佩带者的听觉器官，将声音软管8连接至壳体2，声音软管在头部9上、具体地在助听器佩带者的耳朵上的常规的佩带状态下(参见图2)利用耳适配件10导入助听器佩带者的耳道中。

加速度传感器6设计用于三维测量，并且为此具有三个相互垂直的测量轴线x、y和z(参见图2)。加速度传感器6在此布置在助听器1的壳体2中，从而在头部9上的常规的佩带状态下并且在助听器佩带者的直立的身体姿态的情况下，测量轴线z与竖直方向重合。在该情况下，测量轴线x相对于头部9切向地并且向前、即沿零度视线方向12取向。在此，测量轴线y径向远离头部9地取向。在助听器佩带者的直立的身体姿态的情况下，两个测量轴线x和y也位于水平平面内。基于该布置，与测量轴线x相关联的测量值反映了相对于头部9切向取向的加速度(随后也被称为“切向加速度at”)。与测量轴线y相关联的测量值相应地反映了相对于头部9径向取向的加速度(随后被称为“径向加速度ar”)。

信号处理器4设计用于借助实施为信号处理器4中的算法的声学分类器，根据借助麦克风3采集的噪声推断出对话情况(即至少两个人员的交谈)，并且因此相应地调整信号处理。为此例如调节借助两个麦克风3形成的定向麦克风的开口角度，从而使所有从周围环境到达麦克风3的语音分量、具体地这些语音分量的源位置位于定向麦克风的开口区域内。为了在这种对话情况中还可以更精密地调整信号处理、具体地可以调节开口角度，从而仅实际参与对话的人员(其分别是语音分量的源位置)位于定向麦克风的开口区域内，由信号处理器4实施随后详细阐述的方法。

在第一方法步骤20中，由加速度传感器6确定的测量值存储在缓冲存储器(其集成在信号处理器4中)中，所述测量值以相应三个测量值为一组被输出，三个测量值中的各一个测量值与测量轴线x、y和z中的一个相关联。缓冲存储器在此构造用于以浮点的方式临时存储八个这种测量值组。在随后的方法步骤30中，从与各自的测量轴线x、y和z相关联的测量值导出(即“提取”)多个特征。在另外的方法步骤40中，这些特征被输送至分类器，在分类器中(在该实施例中以高斯混合模式模型的形式)实施分类算法。该分类器根据在方法步骤30中导出的特征确定助听器佩带者是否转动其头部9、即至少近似围绕测量轴线z旋转。头部9的这种“侧向旋转”在此和随后被称为“偏转运动”。

因此，在该实施例中示出的加速度传感器6的布置和取向中，测量轴线z是所谓的偏转轴线。相应地，测量轴线x是侧倾轴线，助听器佩带者围绕侧倾轴线朝侧面倾斜其头部9，并且测量轴线y是点头轴线，助听器佩带者围绕点头轴线向下或向上倾斜其头部9(“点头”；类似于英语术语“yaw”、“roll”和“pitch”)。

平行于之前描述的方法步骤30和40地，在方法步骤50中，存储在缓冲存储器中的加速度传感器6的测量值被清除固定的和与头部运动的持续时间相比仅缓慢改变的影响。在此借助高通滤波器去除呈现为固定的重力的影响。在实施例中通过缓冲的测量值的时间平均值减去相应的“单测量值”来去除导致测量值偏差的另外的影响、例如实际的偏转轴线与测量轴线z的竖直线和/或实际取向的解剖导致的偏差。借助所谓的“去趋势”来去除线性作用的影响(即线性趋势)。

针对如下情况、即在方法步骤55中分类器输出存在头部9的偏转运动的结果，在另外的方法步骤60中从确定的测量值、具体地从切向加速度at确定偏转角度W的值。也就是说，确定助听器佩带者将其头部9转动了多远(参见图8)。

在方法步骤70中，根据是否存在偏转运动并且头部9转动了何种偏转角度W的信息实施统计学的分析。在此确定在预设的时间窗内助听器佩带者多频繁地转动其头部9。此外，根据与各个偏转运动相关联的偏转角度W的值建立直方图，从直方图可以看出的是，助听器佩带者在预设的时间窗内相对于零度视线方向12沿哪个方向转动其头部9(参见图9)。根据各个方向的频繁性分布，也可以从直方图看出助听器佩带者的兴趣范围的空间分布。

在另外的方法步骤80中，信息处理器4使用在方法步骤60和70中产生的信息，以便附加地调整信号处理。具体地，在该方法步骤80中借助加速度传感器6合并之前描述的声学分类器和之前描述的“运动分析”的信息，以便因此能够实现使信号处理更精密地匹配于对话情况。在实施例中，具体地，依据借助加速度传感器6确定的信息、即偏转角度W和直方图进一步调整、必要时相对于仅由声学分类器建议的调节进一步限制定向麦克风的开口角度、定向麦克风的定向锥的取向和所谓的“缺口”(也被称为“notch”)的位置。

在第一实施例中，在方法步骤30中确定切向加速度at的时间变化at(t)作为主特征。确定径向加速度ar的时间变化ar(t)作为附加特征。在方法步骤40中，作为针对存在偏转运动的标准考虑，切向加速度at在一秒的持续时间的预设的时间段(随后被称为“运动时间窗Zb”)内的时间变化at(t)是否呈现具有相反的符号的两个局部极值Mt，相反的符号表示两个相反的加速度、即实际的加速和减速。此外，在标准的范围内也考虑，径向加速度ar在运动时间窗Zb内的时间变化ar(t)是否呈现局部极值Mr，其表示具有相对于头部9径向取向的加速度分量的头部运动。在图4中示例性地示出了分别针对头部9向右(参见0.5-1.5秒)和向左(参见2-3秒)的偏转运动的时间变化at(t)和ar(t)。在向右的偏转运动时，时间变化at(t)因此基于测量轴线x向前的取向首先经过表示偏转运动开始的“正的”极值Mt，并且随后经过表示头部9减速直到偏转运动结束的“负的”极值Mt。平行地，时间变化ar(t)基于测量轴线y向外的取向，基于离心力同样示出在运动时间窗Zb内的正的极值Mr。在向左的偏转运动时，其相应相反地表现，如从图4的右半边可以得到的那样。如果在方法步骤40中识别出主特征和附加特征(即如在0.5至1.5秒之间或在2至3秒之间)的这种表现，则在方法步骤55中分类器输出存在偏转运动。在没有时间变化ar(t)的极值Mr、即没有实际存在的径向加速度ar的情况下，例如仅存在头部9或助听器佩带者的笔直的向前取向的运动。

在另外的实施例中，在方法步骤30中确定切向加速度at、具体地其时间变化at(t)的时间导数与径向加速度ar、具体地其时间变化ar(t)的时间导数之间的相关性系数K作为主特征。这在图5中详细示出。如从图5看到的那样，从切向加速度at的时间导数得到的切向加速度at的改变、具体地该改变的时间极值Md在头部9的偏转运动中至少近似在时间上与径向加速度ar的极值Mr重合。因此，从相关性系数K的值、具体地从其绝对值(高度)可以得到是否主要存在偏转运动。此外，从相关性系数K的符号可以看出偏转运动的方向。针对在图5中在0.5-1.5秒之间示出的向右的偏转运动，相关性系数K的值是大约-0.75。针对在2-3秒之间示出的向左的偏转运动，相关性系数K是大约0.8。

在另外的实施例中，根据图6和图7阐述，在方法步骤30中建立图表的曲线D作为主特征，在图表中相对于切向加速度at绘制径向加速度ar。在随后的方法步骤40中，作为标准考虑曲线D的形状。具体地观察曲线D是否可以接近椭圆的形状。在此，在图6中针对向右的偏转运动，并且在图7中针对向左的偏转运动绘制也作为之前的图4或图5的基础的测量值。相应的开始点和结束点(通过设置在尖部上的三角形标记结束点)之间的所示的偏差在此通过倾斜的头部姿态引起。由此，曲线D的形状也与理想的圆形形状不同，并且更确切的说相应于卵形或椭圆形。如果曲线D具有这种形状，则分类器在方法步骤40中推断出存在偏转运动，并且向方法步骤55输出相应的结果。

在又一另外的实施例中(未详细示出)，在方法步骤30中确定运动强度I作为主特征。在此通过包含在切向和径向加速度中的能量描绘该运动强度。在此根据切向和径向加速度at或ar的相应的向量的平均向量范数来估计运动强度I。例如在此通过切向和径向加速度at或ar的产生的向量的向量长度的在时间上离散的总和来估计能量。

图8示例性示出了在方法步骤60中确定的偏转角度W的值的时间变化。

图9示例性示出了在方法步骤70中确定的以极坐标图形式的直方图。具体地，从该直方图可以根据画线区域的径向长度看出，助听器佩带者多频繁或多长时间将其头部9转向到特定的角度范围内。由此又可以导出空间兴趣范围，其在方法步骤80中用于相应地调节定向麦克风的开口角度。在该具体的示例中存在助听器佩带者与两个人员(一个直接彼此相对，一个向左错开大约20-25度)的交谈。

在可选的实施例中，在方法步骤90中(参见图3中的虚线图示)使用所谓的运动分类器，以便根据在方法步骤30中确定的特征推断出助听器佩带者的运动情况、即推断出整个身体的运动状态或包括身体的行动。例如，在方法步骤90中确定助听器佩带者是否处于静止中，或者例如骑自行车。针对助听器佩带者处于静止中的情况，助听器佩带者参加与多个第三方人员的对话的可能性也是更高的。针对助听器佩带者骑自行车的情况，其参加这种对话的可能性是相对低的。在该情况下，可选地，禁止在方法步骤40和随后的方法步骤60-80中确定偏转运动。

在另外的可选的实施例中，在方法步骤55中，由分类器也输出偏转运动的(时间上的)持续时间，以及可选地也输出偏转运动的大小、具体地输出运动强度I。

在未详细示出的另外的实施例中，在另外的方法步骤中，当进行近似纯粹的例如表明喝水的点头运动时，总是“重置”、即参照零度视线方向12。由此可以特别精密和稳健地建立直方图，因为即使在未识别偏转运动的情况下也总是又可以“找到”零度视线方向12，并且因此阻止偏转角度W的各个值求和并且因此错误地呈现零度视线方向12发生改变。

本发明的主题不限于之前描述的实施例。而是可以由本领域技术人员从之前的描述中导出本发明的另外的实施方式。尤其是根据不同的实施例描述的本发明的单个特征和其设计变型方案也可以以其他的方式相互组合。例如在另外的实施例中，在方法步骤40中检验所有之前描述的特征、具体地主特征和附加特征是否满足相应的标准。

附图标记列表

1 助听器

2 壳体

3 麦克风

4 信号处理器

5 扬声器

6 加速度传感器

7 电池

8 声音软管

9 头部

10 耳适配件

12 零度视线方向

20 方法步骤

30 方法步骤

40 方法步骤

50 方法步骤

55 方法步骤

60 方法步骤

70 方法步骤

80 方法步骤

at 切向加速度

ar 径向加速度

at(t) 时间变化

ar(t) 时间变化

K 相关性系数

D 曲线

I 运动强度

Mt、Mr、Md 极值

W 偏转角度

Zb 运动时间窗

x、y、z 测量轴线

Claims (20)

1.一种用于运行助听器(1)的方法，所述助听器具有加速度传感器(6)，所述加速度传感器在常规的佩带状态下定位在助听器佩带者的头部(9)上，并且设计用于在两个相互垂直的测量轴线(x,y,z)上进行测量，其中根据本方法，

-从加速度传感器(6)的加速度信号导出至少一个主特征(at(t),I,K,D)，所述主特征与相对于头部(9)切向取向的加速度(at)相关联，

-根据所述或相应的主特征(at(t),I,K,D)，在考虑至少一个标准的情况下确定头部(9)的偏转运动的存在，所述标准是可从加速度信号本身导出的、预设的和超出切向取向的加速度(at)的表明运动的加速度值的存在的标准。

2.根据权利要求1所述的方法，考虑切向取向的加速度(at)的时间变化(at(t))作为主特征，并且其中，考虑切向取向的加速度(at)在预设的运动时间窗(Zb)内的时间变化(at(t))是否相继具有两个相反取向的局部极值(Mt)作为预设的标准。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，从加速度信号导出相对于头部(9)径向取向的加速度(ar)的时间变化(ar(t))作为附加特征，并且其中，考虑在预设的运动时间窗(Zb)内径向取向的加速度(ar)的时间变化(ar(t))是否呈现局部极值(Mr)作为预设的标准。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，根据切向和必要时径向取向的加速度(at,ar)的时间变化确定运动强度(I)作为主特征，并且其中，考虑运动强度(I)的大小作为预设的标准。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，确定运动持续时间和/或包含在切向和径向取向的加速度(at,ar)内的总能量或平均能量作为运动强度(I)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，确定切向取向的加速度(at)和径向取向的加速度(ar)的时间导数之间的相关性系数(K)作为主特征，并且其中，考虑相关性系数(K)的大小作为预设的标准。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，根据相关性系数(K)、尤其是根据符号确定偏转方向。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，考虑图表的曲线(D)作为主特征，在所述图表中相对于径向加速度(ar)绘制切向加速度(at)，并且其中，考虑所述曲线(D)的几何形状作为预设的标准。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，检验图表的曲线(D)是否接近椭圆形状作为预设的标准。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，根据曲线(D)的转动方向确定偏转方向。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，在与随后的时间窗重叠的时间窗内以浮点的方式确定所述或相应的主特征(at(t),I,K,D)以及必要时附加特征(ar(t))。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，当检测到存在偏转运动时，从加速度信号仅确定偏转角度(W)的值。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，从加速度信号过滤恒定的和/或线性的测量值分量。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中，分类算法被应用到所述或相应的主特征(at(t),I,K,D)和必要时附加特征(ar(t))，以便确定偏转运动的存在或至少确定偏转运动的存在的可能性。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中，在预设的时间段中，根据偏转运动确定助听器佩带者的空间兴趣范围。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其中，关于助听器佩带者的头部(9)的偏转运动的信息被考虑用于针对小组对话情况调整信号处理算法。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，其中，根据头部(9)的点头运动、助听器佩带者的竖直运动和/或根据助听器佩带者的前进运动参照助听器佩带者的零度视线方向(12)。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其中，考虑运动分类器的输出作为用于确定偏转运动的附加标准。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的方法，其中，考虑加速度传感器(6)在助听器(1)中或上的这种布置，使得加速度传感器(6)的测量轴线(x,y,z)中的一个相对于头部(9)至少近似切向地取向。

20.一种助听器(1)，具有加速度传感器(6)和处理器(4)，所述加速度传感器在常规的佩带状态下定位在助听器佩带者的头部(9)上并且设计用于在两个相互垂直的测量轴线(x,y,z)上进行测量，所述处理器设计用于执行根据权利要求1至19中任一项所述的方法。