CN112492494A - 用于运行听力设备的方法和听力设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行听力设备(2)的方法，其中，听力设备(2)具有至少一个麦克风(4，6)，其接收输入声音信号(ES)并且将其转换为电输入信号(E1)，其中，听力设备(2)具有信号处理器(8)，其根据用户的听力图修改电输入信号(E1)，并且由此产生第一电输出信号(A1)，其中，听力设备(2)具有主动降噪器(12)，主动降噪器产生第二电输出信号(A2)用于抑制干扰分量，其中，听力设备(2)具有听筒(14)，听筒将第一电输出信号(A1)和第二电输出信号(A2)转换为输出声音信号(AS)，用于输出至用户，其中，主动降噪器(12)与信号处理器(8)并行地运行。此外涉及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和适用于该方法的听力设备。
背景技术
听力设备用于将声响输出至听力设备的用户。用户为此将听力设备佩戴在耳朵上或耳朵中。为了输出声响，听力设备具有听筒以及至少一个麦克风，以便接收来自环境的声响，并且将其输出至用户。在此由听力设备附加地对声响进行修改，以便补偿用户的听力损失。听力设备因此也被称为助听器。
例如在EP 1 129 600 B1、EP 1 129 601 B1、EP 1 251 714 B2、EP 2 023 664B1、WO 2018/141559 A1、US 7,574,012 B2中描述了听力设备。
附加地，听力设备可以具有主动降噪器、例如ANC(active noise cancelling，主动降噪)或AOR(active occlusion reduction，主动闭塞减小)。ANC抑制来自环境的声响、特别是噪声，即干扰分量，从而为用户建立了安静的倾听情况。以类似的方式，AOR也建立安静的倾听情况。在ANC中，从外部环境进入用户的耳道中的声响被抑制。与之不同地，在AOR中，通过用户本身形成的或由耳道内的驻波产生的声响被抑制。当耳道通过耳塞相对于环境几乎或完全被封闭时，尤其是这样的情况。因此，AOR主要是内部的降噪，其抑制耳道内的噪声，而ANC是外部的降噪，其抑制耳道外的噪声。但是，在这两种情况下，都是在耳道内通过产生反相的信号进行实际的降噪，该反相的信号在耳道中与噪声在声学上叠加，并且随后消除噪声。总体上，在两种情况下，这种通常被用户觉得是干扰的声响都被抑制，并且由此建立了安静的倾听情况。
在EP 1 542 500 B1中描述了一种听力设备，其具有对有用信号进行信号处理的信号处理器，其中，有用信号已经提前通过噪声抑制被消除噪声。
用于补偿听力损失的常规的听力设备运行与ANC或AOR的组合由于目标不同而在处理输入信号时不能够容易地实现。听力设备为了补偿听力损失通常放大环境声响，而至少一部分环境声响被ANC或AOR抑制。因为应当通过听力设备的共同的听筒输出各种信号修改的结果，所以在那里可能产生不利的干涉效应。
发明内容
基于该背景，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种更好的用于运行听力设备的方法。在该方法中，听力设备的信号处理器为了补偿听力损失应当尽可能最佳地与主动降噪器组合。此外应当提供一种相应的适用于实施该方法的听力设备。
上述技术问题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。优选的设计方案、扩展方案和变形方案也是本发明的内容。结合方法的实施方案合适地也适用于听力设备，反之亦然。如果随后描述方法步骤，则尤其以如下方式给出用于听力设备的有利的设计方案，即，听力设备被构造为用于实施方法步骤中的一个或多个。适宜地，为此必要时使用的部件是听力设备的组成部分。
该方法用于运行听力设备。听力设备具有至少一个麦克风、尤其是外部麦克风，其接收输入声音信号并且将其转换为电输入信号。听力设备此外具有信号处理器，其根据用户的听力图修改电输入信号，并且由此产生第一电输出信号。优选在修改单元中修改输入信号，修改单元是信号处理器的一部分。听力设备此外具有主动降噪器，其产生第二电输出信号，用于抑制干扰分量。第一和第二电输出信号分别也仅简称为输出信号。听力设备此外具有听筒，听筒将第一电输出信号和第二电输出信号转换为尤其共同的输出声音信号，用于输出至用户。因此，输出声音信号是声学的输出信号。第二电输出信号尤其被构造为，使得在输出声音信号中抑制干扰分量。干扰分量例如是环境声响，并且通常不是有用信号。干扰分量要么是已经提到的输入声音信号的一部分，要么是借助附加的麦克风接收的另外的输入声音信号的一部分。
主动降噪器当前也仅简称为降噪器。主动降噪器优选是ANC(“active noisecancelling”的缩写)或AOR(“active occlusion reduction”的缩写)或这两者。主动降噪器与信号处理器并行地运行。
因此，在听力设备中，在用于运行听力设备的方法的范围内，以如下方式为听力设备的用户产生输出声音信号，即，首先借助一个或多个麦克风接收来自环境的一个或多个输入声音信号。相应的麦克风从声学的输入声音信号产生电输入信号，电输入信号被进一步传导至信号处理器。信号处理器修改输入信号并且由此产生第一电输出信号。该输出信号因此是经修改的输入信号。修改尤其与用户的个体化的听力损失有关，并且根据相应同样个体化的听力图进行修改。该听力图例如在使用的准备阶段中在拟合会话的范围内确定。听力图适宜地被构造为，使得在听力设备运行时，为用户强调有用部分、尤其是语音。听力图适宜地存储在尤其是听力设备的一部分的存储器中，并且对于信号处理器来说在运行中是可访问的。由信号处理器从听力图例如推导出与频率有关的放大因子，利用放大因子放大输入信号。替换地或附加地，将一个或多个滤波器应用于输入信号，以便例如频率选择性地修改该输入信号。输出信号最后被进一步传导至听筒，听筒由输出信号驱动并且输出相应的声学的输出声音信号。包括接收输入声音信号、从输入声音信号产生输入信号、对输入信号进行修改、由此产生输出信号并且随后产生输出声音信号的流程总体上代表了听力设备功能，该听力设备功能是听力设备的核心功能。
根据原理，听力设备功能也输出包含在输入声音信号中的干扰分量，所述干扰分量相应也被修改为输出声音信号中的干扰分量。原则上可能的和有利的是，通过信号处理器例如借助相应的滤波器等来减少干扰分量。然而这种通过信号处理器实施的干扰分量的减少以电子水平进行，并且根据原理不采集经过听力设备进入耳道内或在耳道内形成的那些干扰分量，而是仅采集也由听力设备的麦克风接收并且进一步传导至信号处理器的那些干扰分量。就此，通过信号处理器实施的干扰分量的减少与当前实施的主动降噪互补，并且因此在有利的设计方案中附加地实施。
信号处理器为了修改输入信号需要一定的处理时间。处理时间因此尤其是由于修改单元导致的延迟。处理时间最佳地是尽可能小的，以便尽可能避免延迟的输出。因为至少一部分输入声音信号通常进入耳道内，所以该部分与输出声音信号叠加。基于信号处理，输入声音信号和输出声音信号于是在时间上错开一个时间位移。如果信号处理的处理时间太长，则该时间位移可以由用户感知到，并且通常觉得是干扰的。对于处理时间的上限的参考值是10ms，超过该参考值的值通常对于用户来说是不可接受的。因此相应地，基本目标是，尽可能快地实施信号处理，并且尽可能大地减少处理时间并且相应尽可能大地减少时间位移。可能的和有利的是1ms或更少的处理时间，其通常是不可感知的，并且导致用户的相应好的听觉体验。
主动降噪器关于信号路径原则上与在听力设备功能中的信号处理器类似地运行。在降噪器中，同样首先借助一个或多个麦克风接收来自环境的一个或多个输入声音信号、即声学的输入信号，其中，麦克风不一定与针对听力设备功能的麦克风相同。在此，输入声音信号通常也具有干扰分量。相应的麦克风从输入声音信号产生电输入信号，在电输入信号中相应也包含干扰分量，并且电输入信号被进一步传导至降噪器。降噪器对输入信号进行分析，并且由此产生电输出信号、尤其已经提到的第二电输出信号，其于是与输入信号或其至少一部分、特别是干扰分量相反。降噪器的输出信号因此原则上尤其是反相的输入信号。输出信号最后被进一步传导至听力设备的听筒，听筒由输出信号驱动，并且输出相应的输出声音信号，该输出声音信号关于输入声音信号是相应反相的，并且由此消除、即作为结果抑制了干扰分量。包括接收输入声音信号、从输入声音信号产生输入信号、对输入信号进行分析、由此产生用于抑制干扰分量的输出信号并且随后产生输出声音信号的流程总体上代表了降噪功能。
现在，主动降噪器与信号处理器的不同之处尤其在于，降噪器旨在修改声音信号，并且为此对听筒相应进行控制，相反地，信号处理器旨在修改电信号，从而输出特定的声音信号。因此，由降噪器实际抑制的干扰分量原则上位于听力设备外部。通过与信号处理器的输出声音信号相同的听筒，输出降噪器的输出声音信号。利用第一和第二电输出信号来对听筒进行控制，即将两个输出信号叠加，并且共同地输送至听筒，听筒随后由此产生相应的输出声音信号。听筒因此总体上借助共同的输出信号被有效地控制，并且输出共同的输出声音信号。于是，该输出声音信号一方面包含由信号处理器根据听力图针对用户个体化地产生的用户分量，并且另一方面包含抑制分量，其在耳道中抑制干扰分量、即例如来自环境或用户的、干扰的声音信号。通过降噪器对干扰分量的消除在声学空间中、即在听力设备外部直接通过叠加声波来实现，而不是在电信号空间中通过消除电信号来实现。
在主动降噪器中，当前两个变型方案是特别优选的，这两个变型方案优选相互组合，但这两个变型方案也是彼此独立的，并且可以单独有利地使用。第一变型方案是ANC，即主动噪声抑制，在主动噪声抑制中对环境声响进行抑制，所述环境声响从外部并且经过可能存在的听力设备的耳塞进入耳道中并且成为干扰分量。输入信号在此要么利用与用于信号处理器的输入信号相同的麦克风产生，要么借助其他的、附加的麦克风产生。第二变型方案是AOR、即主动闭塞减小，在主动闭塞减小中，抑制耳道中的声响、主要是固有声响，即由用户本身产生的声音信号或在几乎封闭的耳道内的驻波。在此，尤其借助内部麦克风并且不利用产生用于信号处理器的输入信号的那个麦克风产生用于降噪器的输入信号。第一变型方案也被称为“前馈(feed-forward)”抑制，第二变型方案也被称为“反馈(feedback)”抑制。两个变型方案之间的差异尤其在于用于接收输入声音信号的麦克风相对于耳道的布置。在ANC中，麦克风向外指向并且通常布置在耳道的外部，相反地，在AOR中，麦克风向内指向并且布置在耳道内。尤其通过听力设备的耳塞来定义“内部”和“外部”之间的界限，耳塞位于耳道内部并且与在耳塞的另一侧的位于外部环境不同、在该耳道内部限制出一个位于内部体积。尤其通过相应的听筒为此向内朝耳道指向，在两种情况下都向内进行输出。
在主动降噪器中，主动降噪器的尽可能小的处理时间也是有利的。这以如下方式得到，即输出声音信号根据原理必须以特定的方式与输入声音信号叠加，以便获得最大的效果、即最大的消除。直至输出声音信号的输出的任何延迟都导致该输出声音信号与输入声音信号之间的附加的相移，结果是，叠加是非最佳的，并且消除是相应不完全的。该问题随着频率的升高而增大，因为对于更高的频率，相同的延迟导致更强的相移。用于主动降噪器的可实现并且也适当的处理时间(无论是ANC还是AOR)处于50μs至150μs的范围内。
在组合听力设备功能与降噪功能时产生在该形式下在单独实现相应的功能时没有出现的特殊问题。主要从两个功能的不同目标以及其在输入声音信号和/或输出声音信号方面的叠加产生所述问题。通常，听力设备如描述的那样被构造为，使得听力设备基于听力设备功能根据输入声音信号输出特定的且通常放大的输出声音信号。与之不同地，降噪器被构造为，使得降噪器应当消除声音信号。如果在ANC的范围内抑制外部的声音信号，则降噪器和信号处理器都基于相同的输入声音信号或至少基于基本上类似的输入声音信号，并且因此相关联，使得在听筒处产生可以说矛盾的控制和输出，这导致在输出声音信号中的不利的干涉效应。相反地，如果在AOR的范围内消除内部的声音信号，则该内部的声音信号也包含信号处理器的输出声音信号，并且降噪器有效地抑制听力设备功能。
相反地，所描述的问题在例如经典的媒体播放设备中不存在，在经典的媒体播放设备中，数字或模拟的音频信号被转换为输出声音信号并且被输出。在ANC中，音频信号与输入声音信号没有任何关联，从而在此根据原理不会出现干扰效应。AOR也能够无问题地实现。虽然转换后的音频信号包含在内部所接收的输入声音信号中，但是纯音频信号是已知的，并且因此可以将其与电输入信号比较，以便随后根据相应的比较将多余信号鉴别为干扰分量，并且随后借助对听筒的相应的控制有针对性地消除多余信号。
为了在听力设备中实现听力设备功能和降噪功能，当前使信号处理器和主动降噪器并行地运行。要理解的是，信号处理器和主动降噪器彼此独立地运行，即在听力设备内部形成两个彼此独立的处理块。信号处理器和主动降噪器被分别构造为电子电路，并且两个电路布置在微芯片的不同的位置上或甚至布置在不同的微芯片上。用于实现一方面听力设备功能和另一方面降噪功能的两个电路因此在物理上是分开的。主动降噪器刚好不是信号处理器的组成部分，并且不是信号处理器的子功能，而是相对于其原则上独立地工作。因此，通过并行的运行，主动降噪器不干预信号处理器对输入信号的修改，并且相反地，信号处理器也不干预降噪器的输出信号的产生。换言之：纯粹地通过信号处理器产生输出信号不受主动降噪器的影响，并且相反地，纯粹地通过主动降噪器产生输出信号不受信号处理器的影响。听力设备功能和降噪功能因此尤其是实现为听力设备中的并行的过程。
特别优选的是如下设计方案，在该设计方案中，听力设备具有延迟单元，用于调节在第一输出信号与第二输出信号之间并且因此尤其也在其通过听筒的相应的转换之间的时间差。听力设备因此具有可调节的时间差。在此，“可调节”理解为，可以调节出针对时间差的至少两个不同的值。在特别简单的、适当的设计方案中，针对时间差预设固定的值，并且该值因此是可调节的，其方法是，激活或禁用延迟单元，即要么添加要么不添加固定预设的时间差。如下设计方案也是适当的，在该设计方案中，尤其在运行听力设备期间可以在预设的范围内调节时间差。延迟单元集成到信号处理器或降噪器中，或布置在两者的外部。其组合也是可能的和适当的，其方法是，延迟单元具有多个子单元，这些子单元彼此分离地构造并且共同产生时间差。通过延迟单元和可调节的时间差而可能的是，使第一和第二电输出信号相对于彼此延迟，从而有利地减小了上面描述的在信号处理器和主动降噪器同时运行时的缺点。延迟单元因此尤其用于减小输出信号之间的关联性。
时间差优选被调节为，使得第一和第二输出信号之间的关联性最小化。为了控制延迟单元并且尤其为了调节时间差，听力设备优选具有关联性测量单元，其确定第一和第二输出信号之间的关联性并且控制延迟单元，从而调节出使关联性最小的时间差。
在适宜的设计方案中，延迟单元具有环形缓冲器，并且被构造为这种环形缓冲器。环形缓冲器的特征尤其在于，输出信号依次存储在环形缓冲器中，并且也以其到达的顺序又被输出，然而在特定的时间点并且由此以特定的时间延迟、即时间差输出。环形缓冲器因此是用于输出信号的中间存储器。
当前，在不失一般性的前提下假定，信号处理器具有比降噪器更长的处理时间。然而原则上，所描述的方案也可以类似地应用于降噪器相反地具有比信号处理器更长的处理时间的听力设备，从而适宜地将时间差添加到降噪器的处理时间，或应用于信号处理器和降噪器具有类似的处理时间(即尤其是相互的偏差不大于50％)的听力设备。
特别适当的是如下设计方案，在所述设计方案中，在2ms至5ms的范围内调节时间差。该范围示出了很小的关联性与一方面因此很小的干涉和另一方面听力设备功能的很小的延迟之间的良好的妥协。在信号处理器的1ms的示例性的延迟时间中，信号处理器的处理时间和时间差之和是最高6ms，从而又实现良好的听觉体验。同时，时间差是足够大的，以便充分减小两个输出信号的关联性。
在特别优选的设计方案中，听力设备具有两个运行模式、即抑制模式和正常模式，在抑制模式中，主动降噪器被激活，并且在正常模式中，主动降噪器被禁用。在此，延迟单元的时间差被调节为，使得与在正常模式中相比，在抑制模式中，在信号处理器的输入信号与其输出信号之间的延迟更大。因此在该设计方案中，在正常模式中，可调节的时间差被选择为尽可能小，以便确保尽可能好的听觉体验，其中，主要以如下方式能够实现总体上很小的时间差，即降噪器被禁用，并且因此不能够出现干涉和关联效应。优选地，在正常模式中也禁用延迟单元，并且可调节的时间差因此是0ms。在抑制模式中，有意地将附加的时间差添加至信号处理器的处理时间，从而减小可能出现的干涉和关联效应。
如下设计方案也是特别适宜的，在所述设计方案中，听力设备具有多个运行模式，在多个运行模式中，信号处理器具有相应不同的处理时间，并且其中，根据运行模式并且因此根据相应的处理时间调节通过延迟单元添加的时间差。适宜地，在相应的运行模式中(并且如果降噪器被激活的话)，时间差设定得越大，则相应的处理时间越小。例如基于附加功能得到不同的处理时间，附加功能在一个运行模式中被激活，在另外的运行模式中相反地被禁用。
在具有带有特别小的处理时间的信号处理器的听力设备中，延迟单元和附加的时间差是特别有利的。在优选的设计方案中，听力设备的信号处理器具有最大2ms、特别优选最大1ms的处理时间。在此，处理时间说明了由于对输入信号的修改导致的时间延迟。通常，延迟时间总体上对应于信号处理器的输入信号与输出信号之间的延迟，其中，在逻辑上不包括延迟单元的可能附加的时间差，特别是如果延迟单元集成到信号处理器中的话。尤其以如下方式实现这种很小的延迟时间，即信号处理器的计算密集型的附加功能被禁用，从而仅或占优势地通过根据听力图对输入信号进行的修改来确定处理时间。
可以以不同的方式实现信号处理器和主动降噪器的并行的运行。尤其关于随后的三个方面产生不同的适当的设计方案：首先，通过选择麦克风和其与信号处理器和降噪器的相应的连接。第二，通过两个输出信号的组合的方式。第三，通过延迟单元的具体的设计、布置和控制。随后说明这三个方面的一些适当的设计方案。在此，关于三个提到的方面的不同的设计方案原则上可以彼此独立地并且任意地相互组合。
听力设备优选具有至少一个外部麦克风，所述外部麦克风产生输入信号，所述输入信号既被进一步传输至信号处理器又被进一步传输至降噪器。信号处理器基于输入信号产生第一输出信号，并且降噪器基于输入信号产生第二输出信号。在适宜的扩展方案中，听力设备具有两个外部麦克风、即第一外部麦克风和第二外部麦克风。外部麦克风分别产生输入信号，所述输入信号被进一步传输至信号处理器和降噪器。信号处理器因此基于外部麦克风的两个输入信号产生第一输出信号，并且降噪器基于外部麦克风的相同的两个输入信号产生第二输出信号。
替换地，如下设计方案也是有利的，在所述设计方案中，听力设备具有至少两个外部麦克风、即第一外部麦克风和第二外部麦克风，其中，两个外部麦克风分别产生输入信号、即第一输入信号和第二输入信号，其中一个输入信号被进一步传输至信号处理器，而另外的输入信号被进一步传输至降噪器。尤其地，两个输入信号的任何一个都不既被进一步传输至信号处理器又被进一步传输降噪器。信号处理器基于一个输入信号产生第一输出信号，并且降噪器基于另外的输入信号产生第二输出信号。在适宜的设计方案中，听力设备具有三个外部麦克风，即第一外部麦克风、第二外部麦克风和第三外部麦克风。外部麦克风分别产生输入信号，输入信号分别要么被进一步传输至信号处理器，要么被进一步传输至降噪器。优选地，第一和第二麦克风的输入信号被进一步传导至信号处理器，并且第三麦克风的输入信号被进一步传导至降噪器。信号处理器因此基于第一和第二外部麦克风的两个输入信号产生第一输出信号，并且降噪器基于第三外部麦克风的输入信号产生第二输出信号。
相对于输入信号既被进一步传输至信号处理器又被进一步传输至降噪器的设计方案，在为此替换地提到的设计方案中有利地，信号处理器和降噪器使用不同的外部麦克风的输入信号，从而已经在输入侧存在更小的关联性。但通常还存在一定的关联性，因为此外麦克风由于听力设备的大小而相互比较靠近，例如彼此相距不超过1cm，并且至少接收类似的输入声音信号。
在之前提到的具有一个或多个外部麦克风的设计方案中假定，降噪器是ANC。替换地或附加地，在同样适当的设计方案中，降噪器是AOR。在这种设计方案中，听力设备具有产生输入信号的内部麦克风，输入信号被输送至降噪器，降噪器随后根据内部麦克风的输入信号产生第二输出信号。内部麦克风也被称为耳道麦克风。
具有外部麦克风的设计方案可以与具有内部麦克风的设计方案任意组合，从而降噪器不仅是ANC，而且也是AOR，并且不仅根据外部麦克风的至少一个输入信号，而且还根据内部麦克风的输入信号产生第二输出信号。
在有利的设计方案中，第一输出信号和第二输出信号在信号处理器和降噪器的外部相互组合，尤其相互相加，并且被进一步传导至听筒，听筒最后产生并输出相应的输出声音信号。
与之不同地，在同样适当的替换的设计方案中，降噪器具有音频输入端，信号处理器的第一输出信号经由音频输入端被传输至降噪器，从而对于降噪器来说，第一输出信号是另外的输入信号。然后在降噪器中，根据麦克风的输入信号产生第二输出信号，并且将其与第一输出信号组合，从而降噪器输出信号处理器和降噪器的共同的输出信号。共同的输出信号被进一步传导至听筒，听筒最后产生并输出相应的输出声音信号。
在具有在后面连接的组合的设计方案中，两个输出信号简单地综合为共同的输出信号，而在具有音频输入端的设计方案中，第一输出信号附加地穿过降噪器，并且在那里与第二输出信号组合，以便相应产生共同的输出信号。也就是，第一和第二输出信号的组合一次在降噪器的外部进行，一次在降噪器的内部进行。
在有利的设计方案中，延迟单元完全集成到信号处理器中，并且尤其布置在其输出端处，从而输入信号首先被修改，并且在其后才经过延迟单元并被延迟，并且最后作为延迟的输出信号被输出。由此，修改单元尤其布置在延迟单元之前。
作为完全集成到信号处理器的替换，在同样有利的设计方案中，延迟单元被划分为多个子单元，其中一个第一子单元集成到信号处理器中，并且另外的第二子单元集成到降噪器中。在此，在信号处理器中的子单元适宜地如已经描述的那样布置在其输出端处，并且在降噪器中的子单元布置在其音频输入端处，从而信号处理器的延迟的输出信号在进入降噪器时进一步被延迟。在该设计方案中，与在媒体播放设备中类似地，信号处理器提供用于降噪器的输入信号，在媒体播放设备中音频信号经由音频输入端被传输至降噪器。但与之不同地，如进一步在上面已经描述的那样，由信号处理器产生的输入信号与同样被传输至降噪器的麦克风的输入信号相关联，因为它们基于相同的或类似的输入声音信号。
在具有带有多个子单元的延迟单元的有利的设计方案中，其中一个子单元、优选在信号处理器中的子单元产生固定预设的时间差，并且另外的子单元、优选在降噪器中的子单元产生在预设的范围内可调节的时间差。因此总体上，延迟单元的时间差共同由固定的部分、即预设的时间差和灵活的部分、即可调节的时间差组成。有利地，通过固定的部分产生标准时间差，随后根据需求将灵活的部分添加到标准时间差，或根据需求从标准时间差减去灵活的部分。例如，根据听力设备的部件的退化、温度改变、耳道中的体积或湿度的改变等来调节灵活的部分。通常，灵活的部分用于在运行时对听力设备或其周围环境(尤其耳道)的改变做出反应，并且据此最佳地调节时间差。替换地或附加地，灵活的部分有利地用于对通过接通或切断信号处理器中的附加功能而改变的延迟时间做出反应。
作为具有在两个子单元中的固定的和灵活的部分的设计方案的替换，如下设计方案也是有利的，在所述设计方案中，延迟单元完全集成到信号处理器中，并且尤其布置在其输出端处，从而输入信号首先被修改，并且在其后才经过延迟单元并被延迟，并且最后作为延迟的输出信号被输出，并且其中，延迟单元产生在预设的范围内可调节的时间差，从而延迟单元的时间差因此是灵活的，如之前已经描述的灵活的部分那样。然而，现在直接在信号处理器中产生灵活的部分，并且尤其不添加附加的固定的部分。类似地例如根据听力设备的部件的退化、温度改变、耳道中的体积或湿度的改变等来调节灵活的部分。因此通常，可调节的时间差用于在运行时对听力设备或其周围环境(尤其耳道)的改变做出反应，并且据此最佳地调节时间差。
优选以如下方式调节时间差，即降噪器利用控制信号控制延迟单元，或将降噪器的输出信号反馈回延迟单元中并且因此将输出信号直接用作用于延迟单元的控制信号，或将控制信号和输出信号两者用作用于延迟单元的控制信号
所描述的听力设备是所谓的单耳听力设备，并且仅用于供应一侧、即用户的一只耳朵。然而适宜地，将两个这样的听力设备组合为双耳听力设备，所述双耳听力设备具有两个单耳听力设备作为用于相应的侧的单个设备。
附图说明
随后根据附图详细阐述本发明的实施例。在附图中分别示意性地：
图1示出了用于运行听力设备的方法；
图2示出了听力设备；
图3示出了图2的听力设备的变型方案；
图4示出了图2的听力设备的另外的变型方案；
图5示出了图2的听力设备的另外的变型方案；
图6示出了图2的听力设备的另外的变型方案。
具体实施方式
图1以流程图的形式示出了一种用于运行听力设备2的方法。分别在图2至图6中示出为此适当的听力设备2的不同的变型方案。然而，本发明并不局限于具体示出的变型方案，但是这些变型方案代表了优选的实施方式。
通常，听力设备2具有至少一个麦克风4、6，麦克风在方法步骤V1中接收输入声音信号ES，并且将其转换为电输入信号E1。听力设备2此外具有信号处理器8，该信号处理器在方法步骤V2中根据用户的听力图修改电输入信号E1，并且由此产生第一电输出信号A1。在此在修改单元10中修改输入信号E1，修改单元是信号处理器8的一部分。听力设备2此外具有主动降噪器12，该主动降噪器在方法步骤V3中产生第二电输出信号A2，用于抑制干扰分量。主动降噪器12当前也被简称为降噪器12。降噪器12与信号处理器8并行地运行，如特别是从图1可看到的那样。第一和第二电输出信号A1、A2分别也被简称为输出信号A1、A2。在方法步骤V4中组合两个输出信号A1、A2。听力设备2此外具有听筒14，听筒在方法步骤V5中将第一电输出信号A1和第二电输出输出信号A2转换为共同的输出声音信号AS，用于输出至用户。输出声音信号AS是声学的输出信号。第二电输出信号A2被构造为，使得在输出声音信号AS中对干扰分量进行抑制。干扰分量例如是环境声响，通常不是有用信号。干扰分量要么是已经提到的输入声音信号ES的一部分，要么是借助附加的麦克风16、18接收的另外的输入声音信号的一部分。
在所示的听力设备2中，在该方法的范围内，为了运行该方法以如下方式产生用于听力设备2的用户的输出声音信号AS，即首先借助多个外部麦克风4、6接收来自环境的输入声音信号ES。相应的麦克风4、6从输入声音信号ES产生电输入信号E1。因此，在图1中通过两个麦克风4、6产生两个输入信号E1，输入信号被进一步传导至信号处理器8。信号处理器修改输入信号E1，并且由此产生第一电输出信号A1。修改与用户的个体化的听力损失有关，并且根据个体化的听力图进行修改，该听力图例如存储在未详细示出的听力设备2的存储器中。输出信号A1最后被进一步传导至听筒14，听筒由输出信号A1驱动，并且输出相应的声学的输出声音信号AS。通常，包括接收输入声音信号ES、从输入声音信号产生至少一个输入信号E1、对输入信号进行修改、由此产生输出信号A1并且随后产生输出声音信号AS的流程总体上代表了听力设备功能，该听力设备功能是听力设备2的核心功能。
主动降噪器12关于信号路径原则上与在听力设备功能中的信号处理器8类似地运行。在降噪器12中，在方法步骤V1中同样首先借助一个或多个麦克风4、6、16、18接收来自环境的一个或多个输入声音信号ES，其中，麦克风4、6、16、18不一定与针对听力设备功能的麦克风相同。在此，输入声音信号ES通常也具有干扰分量。相应的麦克风4、6、16、18从输入声音信号ES产生电输入信号E2，在电输入信号中相应也包含干扰分量，并且电输入信号被进一步传导至降噪器12。在方法步骤V3中，降噪器12对输入信号E2进行分析，并且由此产生电输出信号、尤其已经提到的第二电输出信号A2，其与输入信号E2或其至少一部分、特别是干扰分量相反。降噪器12的输出信号A2因此原则上是反相的输入信号E2。输出信号A2最后被进一步传导至听力设备2的听筒14，听筒在方法步骤V5中由输出信号A2驱动，并且输出相应的输出声音信号AS，该输出声音信号关于输入声音信号ES是相应反相的，并且由此消除、即在结果上抑制了干扰分量。包括接收输入声音信号ES、从输入声音信号产生输入信号E2、对输入信号进行分析、由此产生用于抑制干扰分量的输出信号A2并且随后产生输出声音信号AS的流程总体上代表了降噪功能。
主动降噪器12与信号处理器8的不同之处在于，前者旨在修改声音信号，并且为此对听筒14相应进行控制，相反地，后者旨在修改电信号，从而输出特定的声音信号。由降噪器12抑制的干扰分量位于听力设备2外部。通过与信号处理器8的输出声音信号AS相同的听筒14输出降噪器12的输出声音信号AS。利用第一和第二输出信号A1、A2来对听筒14进行控制，也就是将第一和第二输出信号叠加，并且共同输送至听筒14，听筒随后将第一和第二输出信号作为输出声音信号AS输出。听筒14因此总体上借助共同的输出信号A1+A2被有效地控制，并且输出共同的输出声音信号AS。该输出声音信号AS一方面包含由信号处理器8根据听力图针对用户个体化地产生的用户分量，并且另一方面包含抑制分量，其在耳道中抑制干扰分量、即例如来自环境或用户的、干扰的声音信号。因此，在声学空间中，通过降噪器12消除干扰分量。
在主动降噪器12中，在所示的实施例中，两个变型方案相互组合，两个变型方案然而也相互独立地并且单独地使用在另外的、未示出的变型方案中。第一变型方案是ANC(active noise cancelling)，即主动噪声抑制，在主动噪声抑制中对环境声响进行抑制，环境声响从外部并且经过可能存在的听力设备2的耳塞进入耳道中并且成为干扰分量。输入信号E2在此要么利用与用于信号处理器8的输入信号E1相同的麦克风4、6产生，要么借助其他的、附加的麦克风16、18产生。第二变型方案是AOR(active occlusion reduction)、即主动闭塞减小，在主动闭塞减小中，抑制耳道中的声响、主要是固有声响，即由用户本身产生的声音信号或在几乎封闭的耳道内的驻波。在此，借助内部麦克风18并且不利用产生用于信号处理器8的输入信号E1的那个麦克风4、6并且也不利用外部麦克风16，产生用于降噪器12的输入信号E2。因此在ANC中，麦克风4、6、16向外指向，相反地，在AOR中，麦克风18向内指向。
为了在听力设备2中实现听力设备功能和降噪功能，当前，信号处理器8和主动降噪器12并行地运行。要理解的是，信号处理器8和主动降噪器12彼此独立地运行，即在听力设备2内形成两个彼此独立的处理块，如也从图2至图6得到的那样。信号处理器8和主动降噪器12分别被构造为电子电路，并且两个电路例如布置在微芯片的不同的位置上或不同的微芯片上。主动降噪器12不是信号处理器8的组成部分，并且不是信号处理器的子功能，并且相对于其原则上独立地工作。因此，通过并行的运行，主动降噪器12不干预信号处理器8对输入信号E1的修改，并且相反地，信号处理器8也不干预降噪器8的输出信号A2的产生。听力设备功能和降噪功能因此实现为听力设备2中的并行的过程。
信号处理器8为了修改输入信号E1并且通常针对方法步骤V2需要一定的处理时间。同样，降噪器12需要并且通常针对方法步骤V3需要一定的处理时间来分析输入信号E2并且输出输出信号A2。最佳地，相应的处理时间是尽可能小的，以便尽可能避免延迟的输出。结合信号处理器8，至少一部分输入声音信号ES通常进入用户的耳道，并且与输出声音信号AS叠加。由于信号处理器8的延迟时间，输入声音信号ES和输出声音信号AS在时间上错开一个时间位移。如果处理时间太长，则该时间位移可以由用户感知到，并且通常觉得是干扰的。在降噪器12中，输出声音信号AS根据原理必须以特定的方式与输入声音信号ES叠加，以便获得最大的效果、即最大的消除。直至输出声音信号AS的输出的任何延迟都导致输出声音信号与输入声音信号ES之间的附加的相移，结果是，叠加是非最佳的，并且消除是相应不完全的。信号处理器8的处理时间例如最大是2ms。降噪器12的处理时间(无论是ANC或AOR或两者)例如是100μs至150μs。
在每个所示的实施例中，听力设备2具有延迟单元20，用于调节第一输出信号A1与第二输出信号A2之间的时间差。听力设备2因此具有可调节的时间差，要么针对该时间差预设固定的值并且随后激活或禁用延迟单元20，要么可以在预设的范围内调节该时间差。延迟单元20为此例如具有环形缓冲器，并且被构造为这种环形缓冲器。延迟单元20总体上用于减小输出信号A1、A2之间的关联性。为了控制延迟单元20并且为了调节时间差，听力设备2例如具有未详细示出的关联性测量单元，关联性测量单元确定第一和第二输出信号A1、A2之间的关联性，并且对延迟单元20进行控制，从而调节出使关联性最小化的时间差。当前，在2ms至5ms的范围内调节时间差。
在一个变型方案中，时间差仅在听力设备2的抑制模式中被激活，并且此外例如在正常模式中被禁用。在抑制模式中激活主动降噪器12，此外并且特别是在正常模式中相反地禁用主动降噪器12。由此在正常模式中，时间差被选择为尽可能小，从而为了信号处理仅保留该延迟时间，即输入信号E1与输出信号A2之间的延迟是尽可能小的，并且因此确保尽可能好的听觉体验。相反地，在抑制模式中，将附加的时间差有意地添加到信号处理器8的处理时间，从而减小了可能发生的干涉和关联效应。
替换地或附加地，也可能的是如下变型方案，在所述变型方案中，听力设备2具有多个运行模式，在多个运行模式中，信号处理器8具有相应不同的处理时间，并且其中，根据运行模式并且因此根据信号处理器8的相应的处理时间来调节通过延迟单元20添加的时间差。在一个变型方案中，在相应的运行模式中，时间差设定得越大，则相应的处理时间越小。
如从图2至图6看到的那样，以不同的方式实现信号处理器8和主动降噪器12的并行的运行。主要关于随后三个方面得到不同的适当的设计方案：首先，通过选择麦克风4、6、16、18和其与信号处理器8和降噪器12的相应的连接。第二，通过两个输出信号A1、A2的组合的方式。第三，通过延迟单元20的具体的设计、布置和控制。除了所示的变型方案之外，还附加地存在另外的未示出的、通过关于三个提到的方面的各种设计方案的不同的组合产生的变型方案。
在图2中，听力设备2具有两个外部麦克风4、6，所述外部麦克风分别产生输入信号E1、E2，其作为输入信号E1被进一步传输至信号处理器8，并且作为输入信号E2也被进一步传输至降噪器12。信号处理器8基于外部麦克风4、6的两个输入信号E1产生第一输出信号A1，并且降噪器12基于外部麦克风4、6的相同的两个输入信号E2产生第二输出信号A2。
不同地，在图3至图6中，听力设备2具有分别产生输入信号E1的两个外部麦克风4、6和产生输入信号E2的另外的外部麦克风16。输入信号E1仅被进一步传输至信号处理器8，而另外的输入信号E2仅被进一步传输至降噪器12。信号处理器8基于输入信号E1产生第一输出信号A1，并且降噪器12基于另外的输入信号E2产生第二输出信号A2。
相对于图2中的设计方案(其中，相同的输入信号E1、E2既被进一步传输至信号处理器8又被进一步传输至降噪器12)，在图3至图6中的信号处理器8和降噪器12使用不同的外部麦克风4、6、16的输入信号E1、E2，从而已经在输入侧存在更少的关联性。
在之前提到的使用一个或多个外部麦克风4、6、16的输入信号E2的情况下假定，降噪器12是ANC。当前，降噪器12附加地也是AOR，并且使用听力设备2的内部麦克风18的另外的输入信号E2。因此，降噪器12当前基于外部麦克风4、6、16的一个或多个输入信号E2并且附加地也基于内部麦克风18的输入信号E2产生输出信号A2。在此，具有外部麦克风4、6、16的设计方案可以任意地与具有内部麦克风18的设计方案组合。原则上，单个外部麦克风4、6、16至少对于具有ANC的听力设备来说也已经是足够的。对于具有AOR的听力设备来说，附加地需要至少一个内部麦克风18。
在图2和图3的实施例中，第一输出信号A1和第二输出信号A2在信号处理器8和降噪器12的外部相互组合，在此相加，并且被进一步传导至听筒14，听筒最后产生并且输出相应的输出声音信号AS。例如借助未详细表示的相加元件进行组合。与之不同地，在图4至图6中的降噪器12具有音频输入端24，信号处理器8的第一输出信号A1经由音频输入端被传输至降噪器12，从而对于降噪器12来说，第一输出信号A1可以说是另外的输入信号。然后在降噪器12中，根据麦克风4、6、16、18的输入信号E2产生第二输出信号A2，并且将其与第一输出信号A1组合，从而降噪器12输出信号处理器8和降噪器12的共同的输出信号A1+A2。共同的输出信号A1+A2被进一步传导至听筒14，听筒最后产生并且输出相应的输出声音信号AS。在图2和图3的具有在后面连接的组合的设计方案中，将两个输出信号A1、A2简单地综合为共同的输出信号A1+A2，而在图4至图6的具有音频输入端24的设计方案中，第一输出信号A1附加地穿过降噪器12，并且在那里与第二输出信号A2组合，以便相应产生共同的输出信号A1+A2。因此，第一和第二输出信号的组合A1+A2一次在降噪器的外部进行，一次在降噪器的内部进行。
在图2至图4和图6的实施例中，延迟单元20完全集成到信号处理器8中，并且当前甚至布置在其输出端处，从而首先借助修改单元10修改输入信号E1，并且在其后才经过延迟单元20并被延迟，并且最后作为延迟的输出信号A1被输出。
作为完全集成到信号处理器8的替换，在图5的实施例中，延迟单元20被划分为多个子单元22，其中一个子单元集成到信号处理器8中，并且另外的子单元集成到降噪器12中。在此，在信号处理器8中的子单元22布置在其输出端处，并且在降噪器12中的子单元22布置在其音频输入端24处，从而信号处理器8的延迟的输出信号A1在进入降噪器12时进一步被延迟。当前，在信号处理器8中的子单元22产生固定预设的时间差，并且在降噪器12中的另外的子单元22产生在预设的范围内可调节的时间差。但该布置也可以是相反的。因此总体上，延迟单元20的时间差共同由固定的部分、即预设的时间差和灵活的部分、即可调节的时间差组成。
在图6的实施例中，延迟单元20完全集成到信号处理器8中，并且产生在预设的范围内可调节的时间差，从而延迟单元20的时间差因此是灵活的，如之前已经描述的灵活的部分那样。然而，现在直接在信号处理器8中产生灵活的部分，并且尤其在此不添加附加的固定的部分。附加地，在图6中以如下方式调节时间差，即降噪器12利用控制信号S控制延迟单元20，或将降噪器12的输出信号A1+A2反馈回延迟单元20中并且因此将其直接用作用于延迟单元的控制信号。在图6中示出了两个变型方案，然而也可以相互独立地实现两个变型方案。
附图标记清单
2 听力设备
4 麦克风
6 麦克风
8 信号处理器
10 修改单元
12 降噪器
14 听筒
16 麦克风
18 麦克风
20 延迟单元
22 (延迟单元的)子单元
24 音频输入端
A1 (信号处理器的)第一电输出信号
A2 (降噪器的)第二电输出信号
A1+A2 共同的输出信号(A1与A2之和)
AS 输出声音信号
E1 (用于信号处理器的)第一电输入信号
E2 (用于降噪器的)第二电输入信号
ES 输入声音信号
S 控制信号
V1至V5 方法步骤

Claims (15)

1.一种用于运行听力设备(2)的方法，
-其中，所述听力设备(2)具有至少一个麦克风(4，6)，所述麦克风(4，6)接收输入声音信号(ES)并且将其转换为电输入信号(E1)，
-其中，所述听力设备(2)具有信号处理器(8)，所述信号处理器(8)根据用户的听力图修改电输入信号(E1)，并且由此产生第一电输出信号(A1)，
-其中，所述听力设备(2)具有主动降噪器(12)，所述主动降噪器(12)产生第二电输出信号(A2)用于抑制干扰分量，
-其中，所述听力设备(2)具有听筒(14)，所述听筒(14)将第一电输出信号(A1)和第二电输出信号(A2)转换为输出声音信号(AS)，用于输出至用户，
-其中，所述主动降噪器(12)与信号处理器(8)并行地运行。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述主动降噪器(12)是ANC或AOR或是这两者。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述听力设备(2)具有延迟单元(20)，用于调节第一输出信号(A1)与第二输出信号(A2)之间的时间差。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，在2ms至5ms的范围内调节所述时间差。
5.根据权利要求3或4所述的方法，
其中，所述听力设备(2)具有两个运行模式、即抑制模式和正常模式，在所述抑制模式中，所述主动降噪器(12)被激活，在所述正常模式中，所述主动降噪器(12)被禁用，
其中，所述延迟单元(20)的时间差被调节为，使得与在正常模式中相比，在抑制模式中，在信号处理器(8)的输入信号(E1)与其输出信号(A1)之间的延迟更大。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，
其中，所述听力设备(2)具有多个运行模式，在多个运行模式中，所述信号处理器(8)具有相应不同的处理时间，并且
其中，根据运行模式并且因此根据相应的处理时间调节通过延迟单元(20)添加的时间差。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述听力设备(2)的信号处理器(8)具有最大2ms、优选最大1ms的处理时间。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，
其中，所述听力设备(2)具有至少一个外部麦克风(4，6)，所述外部麦克风(4，6)产生输入信号(E1，E2)，所述输入信号(E1，E2)被进一步传输至信号处理器(8)和降噪器(12)，
其中，所述信号处理器(8)基于输入信号(E1，E2)产生第一输出信号(A1)，并且所述降噪器(12)产生第二输出信号(A2)。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述听力设备(2)具有至少两个外部麦克风(4，6，16)、即第一外部麦克风(4，6)和第二外部麦克风(16)，其中，两个外部麦克风(4，6，16)分别产生输入信号(E1，E2)、即第一输入信号(E1)和第二输入信号(E2)，其中一个输入信号被进一步传输至信号处理器(8)，而另外的输入信号被进一步传输至降噪器(12)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，所述听力设备(2)具有内部麦克风(18)，所述内部麦克风产生输入信号(E2)，所述输入信号(E2)被输送至所述降噪器(12)，所述降噪器(12)随后根据所述内部麦克风(18)的输入信号(E2)产生第二输出信号(A2)。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，所述第一输出信号(A1)和所述第二输出信号(A2)在信号处理器(8)和降噪器(12)的外部相互组合，并且被进一步传导至听筒(14)，所述听筒(14)最后产生和输出相应的输出声音信号(AS)。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，
其中，所述降噪器(12)具有音频输入端(24)，所述信号处理器(8)的第一输出信号(A1)经由音频输入端被传输至降噪器(12)中，
其中，在所述降噪器(12)中产生第二输出信号(A2)，并且将其与第一输出信号(A1)组合，从而所述降噪器(12)输出信号处理器(8)和降噪器(12)的共同的输出信号(A1+A2)，
其中，所述共同的输出信号(12)被进一步传导至听筒(14)，所述听筒(14)最后产生并输出相应的输出声音信号(AS)。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，所述延迟单元(20)完全集成到所述信号处理器(8)中，从而输入信号(E1)首先被修改，并且在其后才经过延迟单元(20)并被延迟，并且最后作为延迟的输出信号(A1)被输出。
14.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，
其中，所述延迟单元(20)被划分为多个子单元(22)，其中一个第一子单元(22)集成到所述信号处理器(8)中，并且另外的第二子单元(22)集成到所述降噪器(12)中，
其中，其中一个子单元(22)产生固定预设的时间差，并且另外的子单元(22)产生在预设的范围内可调节的时间差。
15.一种听力设备(2)，其被构造为用于实施根据权利要求1至14中任一项所述的方法。
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