CN112565996A - 包括定向传声器系统的助听器 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了包括定向传声器系统的助听器，该助听器包括：正向通路，其包括至少两个输入变换器、波束形成器滤波器、信号处理器及输出变换器；反馈估计系统，用于估计从输出变换器到至少两个输入变换器中的每一个的当前反馈并提供指明所述反馈的相应反馈度量；控制器，配置成从所述反馈估计系统接收所述反馈度量；其中，所述控制器配置成根据反馈度量在助听器的两个运行模式即单输入变换器运行模式与多输入变换器运行模式之间切换。

Description

包括定向传声器系统的助听器
技术领域
本发明涉及助听器，例如适于补偿中度到重度或者重度到深度听力损失的助听器。本发明尤其涉及助听器中的定向性和反馈。
背景技术
EP3185589A1公开了用于减少或处理从位于耳道中的接收器(扬声器)到传声器系统的声学反馈的方案，传声器系统包括位于耳朵处或耳后的一个或多个传声器及位于耳道处或耳道中的一个或多个传声器。
发明内容
助听器
本发明涉及一种助听器，其包括用于控制或影响助听器的定向或非定向运行模式的反馈估计单元。
众所周知的问题是，当环路增益超过1时，助听器可变得不稳定和啸叫。(开放)环路增益是助听器中的增益与接收器(扬声器)和传声器之间主要但非绝对通过耳机中的通风口或其它开口的耦合的积。通风口(或其它开口结构)通常嵌入在助听器的耳机中以避免(或减少)堵耳效应。接收器和传声器之间的耦合称为外部或物理或声学反馈通路并可具有不同于有意布置的通风口的其它来源，例如耳机的多个不同部分之间的机械耦合等。
包括正向通路和电反馈通路的环路中的随频率而变的环路增益LG可被估计为正向通路中的(插入)增益IG(也称为“正向增益”(例如完全或部分由信号处理器(如图1,2A,2B,3A,3B中的DSP或HLC)实施))与电反馈通路中的增益FBG的和，目标在于最小化优选消除助听器系统的接收器与传声器之间的声学反馈(即按对数表示，LG(f)＝IG(f)+FBG(f)，其中f为频率)。在实践中，助听器系统考虑的频率范围Δf＝[fmin；fmax]，例如限于典型的人类可听频率范围如20Hz≤f≤20kHz的一部分，被分为N个频带(FB)，例如N≥16,(FB1,FB2,…,FBN)，环路增益的表达可根据频带进行表达，即LG(FBi)＝IG(FBi)+FBG(FBi),i＝1,2,…,N，或者简单地，LGi＝IGi+FBGi。
例如当满足特定反馈判据时，例如在当前环路增益大于阈值如0dB时(可能在某一最小时间段，例如跨最小数量的时间帧，例如≥100ms或≥500ms)，可经用户接口或自动进入“临界反馈运行模式”。在实施例中，当进入“临界反馈运行模式”时，启动目前的、控制或影响定向和非定向运行模式之间的切换的方案。定向和非定向运行模式的控制可每频带进行。
一方面，提供一种包括正向通路的助听器，正向通路包括至少两个输入变换器(如2个以上传声器)、信号处理器和输出变换器。该助听器还包括反馈估计系统，用于估计从输出变换器到至少两个输入变换器中的每一个的当前反馈并提供指明当前反馈的相应反馈度量。在给定时间点，至少两个输入变换器可经历不同的反馈通路(例如由反馈通路差度量大于阈值指明)，如反馈估计系统(或连接到反馈估计系统的控制器)确定的。反馈通路差度量可指明(至少两个输入变换器中的两个的)相应反馈度量之间的差。在非定向运行模式下，助听器配置成在给定时间将来自具有最小反馈度量的输入变换器的电输入信号选择为将在正向通路中进行处理的电输入信号(因而提供具有最好的可能反馈余量的信号，使得将能应用最大增益而没有啸声风险)。
在实施例中，助听器配置成在至少两个输入变换器中的两个的反馈通路差度量高于(第一)阈值时进入单输入变换器(如单传声器)全向运行模式(例如对于低输入电平(高增益)或轻柔环境)。在实施例中，助听器配置成在所有输入变换器(如传声器)的反馈余量允许多输入变换器(定向)运行模式时，例如包括，对于(贡献于定向系统即连接到波束形成器的)所有的输入变换器(如传声器)对，反馈通路差度量均低于预定的(第二)阈值(或者低于相应的各个阈值)，仅被允许进入该多输入变换器(定向)运行模式。在实施例中，助听器用普通的验配理论依据(如NAL或DSL或私有验配理论依据如Oticon的VAC)进行验配，并配置成使用普通的压缩算法(如压缩放大)。
根据本发明的方案具有使能在例如ITE仪器(即被包围在单一如定制壳体中的助听器类型，适于位于耳朵中(ITE)例如耳道处或耳道中)中应用更高增益的优点。对于具有中度到重度或者重度到深度听力损失的听力受损用户，包括定制的(紧密适合的)耳模的ITE仪器尤其有价值(因为这样的听力仪器可在用户的耳膜处产生大的声压级因而补偿大的听力损失)。当传声器之一的放置不太关键时(例如在传声器位于距输出变换器某一距离处时，例如在适于位于耳后(BTE)的BTE部分中)，根据本发明的方案例如可用于创造更小的、使能使用定向性的超功率BTE型助听器。作为备选，对于同样大小的助听器，该方案可提高反馈性能。
在实施例中，助听器包括适于位于用户的耳朵(耳廓)处或耳(耳廓)后的BTE部分和适于位于用户的耳道处或耳道中的ITE部分。BTE部分和ITE部分彼此电或声连接。BTE部分及ITE部分可包括至少一输入变换器如传声器。BTE部分中的输入变换器和ITE部分中的输入变换器通常相对于(位于BTE部分或ITE部分中的)输出变换器非对称地定位。BTE部分可包括至少两个输入变换器(如传声器)，ITE部分可包括至少一个输入变换器如传声器。BTE部分及ITE部分可包括至少两个输入变换器如传声器。
ITE部分可形成包括其它部分如BTE部分的助听器的一部分。BTE部分可包括输出变换器。ITE部分可构成助听器。ITE部分可包括输出变换器。ITE部分可包括至少两个输入变换器。ITE部分可包括通风通道或开口(以减少用户对堵耳效应的感知)。ITE部分中的至少两个输入变换器可非对称地位于ITE部分中(如ITE部分的壳体中)。这样的非对称定位可能是因助听器的部件如电池引起的设计限制的结果(尤其在定制的ITE部分中)。从而至少两个输入变换器(如第一和第二传声器)可展现不同的、来自输出变换器(如扬声器)的反馈通路。
两个输入变换器相对于输出变换器非对称定位意为它们固有地展现不同的反馈通路。不同的反馈通路可源自输入变换器相对于输出变换器(即固定不动、相对稳定、对反馈通路差具有固有贡献)的非对称定位。然而，其也可能因非对称反馈情形(例如不同输入变换器上的不同声学影响(例如来自用户周围的反射表面)，即更动态的非对称反馈情形)引起。
根据本发明的助听器可包括用于进入或退出定向运行模式的方案(例如实施全向与定向运行模式之间的切换，前者提供实质上全向的信号，后者提供波束成形信号)。该方案可用于控制将波束成形信号或者来自至少两个(如全向)输入变换器之一的电输入信号之一用作呈现给用户的信号(在信号处理器进行适当的随频率/电平而变的放大/衰减之后)。
在本申请的一方面，提供一种助听器，其适于位于用户的耳朵处或耳朵中并适于补偿用户的听力损失。该助听器可包括：
-正向通路，包括
--至少两个输入变换器，每一输入变换器用于从助听器环境拾取声音并提供相应的至少两个电输入信号；
--波束形成器滤波器，用于对所述至少两个电输入信号或源自其的信号进行滤波并提供空间滤波的信号；
--信号处理器，用于处理所述电输入信号中的一个或多个或者源自所述电输入信号的一个或多个信号(如所述空间滤波的信号)，及在其基础上提供一个或多个处理后的信号；
--输出变换器，用于基于一个或多个处理后的信号产生可由用户感知为声音的刺激；及
-反馈估计系统，用于估计从输出变换器到至少两个输入变换器中的每一个的当前反馈并提供指明所述反馈的相应反馈度量。
助听器还可包括控制器，其配置成从所述反馈估计系统接收所述反馈度量。
控制器可配置成根据反馈度量如反馈通路差度量在助听器的两个运行模式即单输入变换器(如全向)运行模式与多输入变换器(定向)运行模式之间切换。控制器可配置成在临界反馈运行模式下(其中满足反馈判据，例如已检测到临界反馈或者估计将要出现临界反馈)在前述两个运行模式之间切换。
控制器可配置成：
-在所述反馈度量中的至少两个之间的当前反馈通路差度量大于第一阈值时，将来自至少两个输入变换器中具有最小反馈度量的输入变换器的电输入信号或源自其的信号选择为信号处理器的输入信号；和/或
-在所述反馈度量中的每一个之间的反馈通路差度量小于第二阈值时，将空间滤波的信号选择为信号处理器的输入信号。
控制器可配置成从反馈估计系统接收反馈度量并使得助听器在至少两个反馈度量之间的当前反馈通路差度量大于第一阈值时进入单输入变换器(如全向)运行模式，及将来自至少两个输入变换器中具有最小反馈度量的输入变换器的电输入信号或源自其的信号选择为信号处理器的输入信号。
控制器可配置成从反馈估计系统接收反馈度量并使得助听器在每一反馈度量之间的反馈通路差度量小于第二阈值时进入多输入变换器(如定向)运行模式，及将空间滤波的信号选择为信号处理器的输入信号。
控制器可包括反馈通路差测量单元，配置成确定相应的反馈通路差度量(例如在三个输入变换器IT1,IT2,IT3的情形下，FBDM12＝FB1est-FB2est,FBDM13＝FB1est-FB3est及FBDM23＝FB2est-FB3est)并根据其提供选择控制信号(例如根据预定反馈判据)。选择控制信号可配置成将适当的信号选择为信号处理器的输入信号(例如在全向和定向运行模式之间选择)。
从而可提供改进的助听器。从而由助听器向用户提供的增益可最大化(而没有明显的啸声风险)。
第一和第二阈值可以相等。第一和第二阈值可以不同。第一和/或第二阈值可随频率而变。第一和/或第二阈值可与频率无关。
至少两个输入变换器可相对于输出变换器非对称地定位。这例如可在至少两个输入变换器中的至少一个位于BTE部分中及至少两个输入变换器中的至少一个位于ITE部分中时实现。其还可在至少两个输入变换器位于BTE部分中(及输出变换器位于BTE部分或ITE部分中)时或者在至少两个输入变换器位于ITE部分中(及输出变换器例如位于BTE部分或ITE部分中)时实现。
助听器可包括至少三个输入变换器，例如两个在BTE部分中及一个在ITE部分中。至少三个输入变换器的不同定位在许多声学情形下提高识别具有相对低反馈通路(高增益余量)的输入变换器的可能性。可提供基于来自位于BTE部分中的两个输入变换器的电输入信号的空间滤波的(定向)信号或其反馈校正的版本。可提供基于来自位于BTE部分中的两个输入变换器及来自位于ITE部分中的输入变换器的电输入信号的空间滤波的(定向)信号或其反馈校正的版本。根据本发明的方案可用于在临界反馈运行模式时在下述之间选择：A)至少三个电输入信号中的单一电输入信号；及B)下述任一：B1)基于BTE传声器信号的波束成形信号或B2)基于所有三个输入信号的波束成形信号(B1)与B2)之间的选择例如可预先确定，或者自适应确定，例如根据反馈判据确定)。
给定输入变换器的反馈度量例如可包括从输出变换器到所涉及的输入变换器的反馈通路的脉冲响应。给定输入变换器的反馈度量例如可包括从输出变换器到所涉及的输入变换器的反馈通路的频率响应，例如通过(例如在多个频率测得的)反馈增益表示。两个反馈通路(例如第一和第二输入变换器如传声器的反馈通路之间)的反馈通路差度量例如可基于相应反馈度量之间的代数差，例如这样的差的绝对值。反馈通路差度量例如可以是相应反馈度量(例如相应脉冲响应的各个时间样本，或者在相应频率响应的不同频率的各个值)的对应值的差(或平方差)的和。作为备选，反馈通路差度量可基于其它差度量，例如两个反馈通路估计量的比，或者所述比的对数等。反馈通路差度量例如可基于数学距离度量，例如欧氏(Euclidian)距离或者欧氏距离的平方。(到两个输入变换器的)两个反馈通路的反馈通路差度量可设置成越大，两个反馈通路之间的代数差(如差的绝对值)越大。
给定输入变换器的反馈度量可包括从输出变换器到所涉及的输入变换器的反馈通路的脉冲响应，或者从输出变换器到所涉及的输入变换器的反馈通路的频率响应，后者在多个频率进行测量。
至少两个反馈度量之间的反馈通路差度量可基于相应反馈度量之间的代数差。
反馈通路差度量可被确定为相应脉冲响应的相应各个时间样本或者相应频率响应在不同频率时的(相应)各个值的差或平方差的和。
助听器可适于补偿用户的中度到重度或者重度到深度听力损失。中度听力损失可定义为在40到70dB范围中的听力损失。重度听力损失可定义为70到90dB范围中的听力损失。深度听力损失可定义为高于90dB的范围中的听力损失。
助听器可包括适于位于用户的耳朵(耳廓)处或耳(耳廓)后的BTE部分和适于位于用户的耳道处或耳道中的ITE部分，其中BTE部分和ITE部分彼此电或声连接。
BTE部分及ITE部分可包括所述多个输入变换器中的至少一个。根据本发明的(DIR/OMNI)模式选择方案可应用于包括BTE部分和ITE部分的助听器，每一部分包括至少一个或者至少两个输入变换器。
助听器可包括适于位于用户的耳道处或耳道中的ITE部分，其中ITE部分包括所述至少两个输入变换器及所述输出变换器。听力装置的ITE部分可包括(例如定制的)壳体(如耳模)。该壳体可包括通风通道(例如参见图3B中的通风口)。在实施例中，ITE部分的设计及通风口和输入变换器的位置可引起通常不同的、来自输出变换器的反馈通路(参见图3B，传声器M1比传声器M2更靠近通风通道)。用于控制波束成形信号或者来自助听器的正向通路中的单一输入变换器的信号的使用的方案可应用于前述ITE助听器以在输入变换器和通风通道相对于彼此的定位方面提供更多设计自由度。从而可允许更大的最大增益(例如更大的全开增益)。助听器可由ITE部分构成(例如ITE风格形式，例如定制适合，例如耳道内隐藏式(IIC)或深耳道式(CIC)或耳道内式(ITC)助听器)。
助听器可包括滤波器组。助听器(如滤波器组)可包括或实施时域到时频域转换器，其配置成将至少两个电输入信号或源自其的信号提供为相应的子频带信号。时域到时频域转换器例如可被提供在每一输入变换器通路中(参见图2A中的“t/f”单元)，以将(可能数字化的)电输入信号(或其处理后版本)从时域信号转换为频域信号(包括K个子频带信号，例如通过这些信号的(复数)离散值IN(k,m)表示，其中k和m分别为频率和时间指数)。正向通路的信号的处理例如可在时频域进行。助听器可包括合成滤波器组以将子频带信号转换为时域信号(参见图2A中的f/t单元)。用于助听器的无失真滤波器组例如在EP3229490A1中描述。
波束形成器滤波器可配置成将空间滤波的信号提供为相应的子频带信号。
波束形成器滤波器可配置成在相应子频带个别地设定全向或定向模式。
助听器可配置成使得基于子频带信号及反馈判据，控制器对不同的频率范围个别地将空间滤波的信号或者电输入信号之一或源自其的信号选择为信号处理器的输入信号。
反馈度量可指明机械反馈。本发明中提出的、空间滤波的信号或者电输入信号之一或源自其的信号选择为信号处理器的输入信号例如可用于增大助听器的最大全开增益。
反馈度量可指明声学反馈。
反馈通路差度量的第一和第二阈值例如可根据用户的听力损失情况(因而及必要的增益，例如通过验配算法提供的)针对给定用户的给定助听器确定。
在实施例中，反馈通路差度量的第一和第二阈值预先确定，例如在验配期间，其中(特定类型的)助听器的处理参数适应所涉及的用户。然而，反馈通路差度量的第一和第二阈值也可根据当前请求的增益和当前相应的反馈度量动态确定。
助听器可适于提供随频率而变的增益和/或随电平而变的压缩和/或一个或多个频率范围到一个或多个其它频率范围的移频(具有或没有频率压缩)以补偿用户的听力受损。信号处理器可配置成增强表示声音的电输入信号并提供处理后的输出信号。信号处理器可配置成将多个处理算法应用于电输入信号。
助听器包括输出变换器，其用于基于来自信号处理器的处理后的电信号提供由用户感知为声信号的刺激。输出变换器可包括用于将刺激作为声信号提供给用户的接收器(扬声器)。输出变换器可包括用于将刺激作为颅骨的机械振动提供给用户的振动器(例如在骨导如附着到骨头的或骨锚式助听器中)。
多个输入变换器可包括一个传声器或者多个传声器，每一传声器用于将输入声音转换为电输入信号。
助听器包括定向传声器系统(波束形成器滤波器)，其适于对来自环境的声音进行空间滤波从而增强佩戴助听器的用户的局部环境中的多个声源之中的目标声源。在实施例中，定向系统适于检测(如自适应检测)传声器信号的特定部分源自哪一方向。这可以例如现有技术中描述的多种不同方式实现。在助听器中，传声器阵列波束形成器通常用于空间上衰减背景噪声源。许多波束形成器变型可在文献中找到，例如参见[Brandstein&Ward；2001]及其中引用的文献。最小方差无失真响应(MVDR)波束形成器广泛用在传声器阵列信号处理中。理想地，MVDR波束形成器保持来自目标方向(也称为视向)的信号不变，而最大程度地衰减来自其它方向的声音信号。广义旁瓣抵消器(GSC)结构是MVDR波束形成器的等同表示，其相较原始形式的直接实施提供计算和数字表示优点。
助听器可包括无线接收器，用于接收包括声音的无线信号和用于提供表示所述声音的电输入信号。助听器可包括天线和收发器电路，其适于建立到另一装置如另一助听器或通信设备如智能电话的无线链路。优选地，用于在助听器与另一装置之间建立通信链路的频率低于70GHz。无线链路可基于标准化或专用技术。无线链路可基于蓝牙技术(如蓝牙低功率技术)或等效技术。
助听器可以是便携如可穿戴设备，例如包括本机能源如电池例如可再充电电池的设备。
助听器包括输入变换器如传声器或传声器系统和/或直接电输入(如无线接收器)和输出变换器之间的正向或信号通路。信号处理器位于该正向通路中。信号处理器适于根据用户的特定需要提供随频率而变的增益。助听器可包括具有用于分析输入信号(如确定电平、调制、信号类型、声反馈估计量等)的功能件的分析通路。分析通路和/或正向通路的部分或所有信号处理可在频域进行。分析通路和/或信号通路的部分或所有信号处理可在时域进行。
助听器可包括模数(AD)转换器，从而以预定采样速率fs使(例如来自输入变换器如传声器的)模拟输入数字化，fs例如在从8kHz到48kHz的范围中(适应应用的特定需要，例如20kHz)。AD转换器在离散的时间点tn(或n)提供数字样本xn(或x[n])。每一音频样本通过预定的Nb比特表示声信号在tn时的值，Nb例如在从1到48比特的范围中如24比特。每一音频样本因此使用Nb比特量化(导致音频样本的2Nb个不同的可能的值)。数字样本x具有1/fs的时间长度，如50μs，对于fs＝20kHz。多个音频样本可按时间帧安排。一时间帧可包括64个或128个(或更多个)音频数据样本。根据实际应用可使用其它帧长度。在实施例中，助听器包括数模(DA)转换器以将数字信号转换为模拟输出信号，例如用于经输出变换器呈现给用户。
助听器如输入变换器和/或天线及收发器电路可包括用于提供输入信号的时频表示的时频(TF)转换单元如分析滤波器组。时频表示可包括所涉及信号在特定时间和频率范围(谱图)的相应复值或实值的阵列或映射。TF转换单元可包括用于对(时变)输入信号进行滤波并提供多个(时变)子频带信号的滤波器组，每一子频带信号包括截然不同的输入信号频率范围。TF转换单元可包括用于将时变输入信号转换为(时-)频域中的(时变)信号的傅里叶变换单元。助听器考虑的频率范围可从最小频率fmin到最大频率fmax，其包括从20Hz到20kHz的典型人听频范围的一部分，例如从20Hz到12kHz的范围的至少一部分。通常，采样率fs大于或等于最大频率fmax的两倍，即fs≥2fmax。在实施例中，助听器的正向通路和/或分析通路的信号可拆分为NI个(例如均匀宽度的)频带，其中NI例如大于5，如大于10，如大于50，如大于100，至少其部分个别进行处理。频带宽度可均匀。助听器可适于在NP个不同频道处理正向和/或分析通路的信号(NP≤NI)。频道可以宽度一致或不一致(如宽度随频率增加)、重叠或不重叠。
在实施例中，助听器包括多个检测器，其配置成提供与助听器的当前网络环境(如当前声环境)有关、和/或与佩戴助听器的用户的当前状态有关、和/或与助听器的当前状态或运行模式有关的状态信号。作为备选或另外，一个或多个检测器可形成与助听器(如无线)通信的外部装置的一部分。外部装置例如可包括另一助听器、遥控器、音频传输装置、电话(如智能电话)、外部传感器等。
在实施例中，多个检测器中的一个或多个对全带信号起作用(时域)。在实施例中，多个检测器中的一个或多个对频带拆分的信号起作用((时-)频域)，例如在有限的多个频带中。
在实施例中，多个检测器包括用于估计正向通路的信号的当前电平的电平检测器。在实施例中，预定判据包括正向通路的信号的当前电平是否高于或低于给定(L-)阈值。在实施例中，电平检测器作用于全频带信号(时域)。在实施例中，电平检测器作用于频带拆分信号((时-)频域)。
在特定实施例中，助听器包括话音检测器(VD)，用于估计输入信号(在特定时间点)是否(或者以何种概率)包括话音信号。在本说明书中，话音信号包括来自人类的语音信号。其还可包括由人类语音系统产生的其它形式的发声(如唱歌)。在实施例中，话音检测器单元适于将用户当前的声环境分类为“话音”或“无话音”环境。这具有下述优点：包括用户环境中的人发声(如语音)的电传声器信号的时间段可被识别，因而与仅(或主要)包括其它声源(如人工产生的噪声)的时间段分离。在实施例中，话音检测器适于将用户自己的话音也检测为“话音”。作为备选，话音检测器适于从“话音”的检测排除用户自己的话音。
在实施例中，助听器包括自我话音检测器，用于估计特定输入声音(如话音，如语音)是否(或以何种概率)源自听力系统用户的话音。在实施例中，助听器的传声器系统适于能够进行用户自己的话音与另一人的话音及可能与无话音声音的区分。
在实施例中，多个检测器包括运动检测器，例如加速度传感器。在实施例中，运动检测器配置成检测用户面部肌肉和/或骨头的例如因语音或咀嚼(如颌部运动)引起的运动并提供标示该运动的检测器信号。
在实施例中，多个检测器包括反馈检测器。反馈检测器可配置成估计反馈量或反馈风险。反馈检测器可配置成指明是否满足特定反馈判据。反馈检测器例如在EP3185588A1中描述。
助听器包括声(和/或机械)反馈控制系统。由于来自对传声器拾取的信号提供放大的音频系统的输出扬声器信号通过空气或其它媒介经声耦合部分返回到传声器，发生声反馈。返回到传声器的该扬声器信号部分之后在其重新出现在扬声器处之前被音频系统再次放大，及再次返回到传声器。随着该循环持续，当音频系统变得不稳定时，声反馈效应变得听得见，如非自然信号甚至更糟的啸声。该问题通常在传声器和扬声器靠近地放在一起时出现，例如在助听器或其它音频系统中。具有反馈问题的一些其它典型的情形包括电话学、广播系统、头戴式耳机、音频会议系统等。自适应反馈抵消有能力跟踪随时间的反馈通路变化。其基于线性时不变滤波器估计反馈通路，但其滤波器权重随时间更新。滤波器更新可使用随机梯度算法进行计算，包括某些形式的最小均方(LMS)或归一化LMS(NLMS)算法。它们均具有使误差信号的均方最小化的特性，NLMS另外使滤波器更新相对于一些参考信号的欧几里得范数的平方归一化。
在实施例中，反馈控制系统包括用于提供表示声反馈通路的估计量的反馈信号的反馈估计单元及用于将反馈信号从正向通路的信号(如由助听器的输入变换器拾取)减去的组合单元如求减单元。在实施例中，反馈估计单元包括包含自适应算法的更新部分和用于根据所述自适应算法确定的可变滤波器系数对输入信号进行滤波的可变滤波器部分，其中更新部分配置成以可配置的更新频率fupd更新可变滤波器部分的滤波器系数。
在实施例中，助听器还包括用于所涉及应用的其它适宜功能，如压缩、降噪等。
应用
一方面，提供如上所述的、“具体实施方式”部分中详细描述的和权利要求中限定的助听器的应用。在实施例中，提供在包括音频分布的系统中的应用，例如包括彼此足够靠近的传声器和扬声器从而在用户操作期间导致从扬声器到传声器的反馈的系统。在实施例中，提供在包括一个或多个助听器(如听力仪器)的系统、头戴式耳机、耳麦、主动耳朵保护系统等中的应用，例如在免提电话系统、远程会议系统、广播系统、卡拉OK系统、教室放大系统等中的用途。
方法
一方面，本申请进一步提供一种助听器的运行方法，所述助听器适于位于用户耳朵处或耳朵中并适于补偿用户的听力损失。所述方法包括：
-提供至少两个电输入信号，其表示由相应的至少两个输入变换器从助听器环境中拾取的声音；
-基于至少两个电输入信号提供空间滤波的信号；
-处理所述电输入信号中的一个或多个或者源自所述电输入信号的一个或多个信号，及在其基础上提供一个或多个处理后的信号；
-基于一个或多个处理后的信号产生可由用户感知为声音的用于输出变换器的刺激；
-估计从输出变换器到至少两个输入变换器中的每一个的当前反馈并提供指明所述反馈的相应反馈度量；
-使得在给定时间点
--在所述反馈度量中的至少两个之间的反馈通路差度量大于第一阈值时，将来自至少两个输入变换器中具有最小反馈度量的输入变换器的电输入信号或源自其的信号选择为进行处理的输入信号；和/或
--在所述反馈度量中的每一个之间的反馈通路差度量小于第二阈值时，将空间滤波的信号选择为进行处理的输入信号。
在另一方面，提供一种助听器的运行方法，所述助听器适于位于用户耳朵处或耳朵中并适于补偿用户的听力损失。所述方法包括：
-提供至少两个电输入信号，其表示由相应的至少两个输入变换器从助听器环境中拾取的声音；
-基于至少两个电输入信号提供空间滤波的信号；
-处理所述电输入信号中的一个或多个或者源自所述电输入信号的一个或多个信号，及在其基础上提供一个或多个处理后的信号；
-基于一个或多个处理后的信号产生可由用户感知为声音的用于输出变换器的刺激；
-估计从输出变换器到至少两个输入变换器中的每一个的当前反馈并提供指明所述反馈的相应反馈度量；
-根据反馈度量在助听器的两个运行模式即单输入变换器(如全向)运行模式与多输入变换器(定向)运行模式之间切换。
当由对应的过程适当代替时，上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的或权利要求中限定的装置的部分或所有结构特征可与本发明方法的实施结合，反之亦然。方法的实施具有与对应装置一样的优点。
听力系统
另一方面，提供包括上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的及权利要求中限定的助听器及辅助装置的听力系统。
在实施例中，听力系统适于在助听器与辅助装置之间建立通信链路以使得信息(如控制和状态信号，可能音频信号)可进行交换或者从一装置转发给另一装置。
辅助装置可包括智能电话、或者其它便携或可穿戴电子设备如智能手表等。
在实施例中，辅助装置是或包括遥控器，用于控制助听器的功能和运行。在实施例中，遥控器的功能被实施在智能电话中，智能电话可能运行使能经智能电话控制音频处理装置的功能的APP(助听器包括适当的到智能电话的无线接口，例如基于蓝牙或一些其它标准化或专有方案)。
在实施例中，辅助装置是或包括音频传输装置如音频网关设备，其适于(例如从娱乐装置如TV或音乐播放器、从电话设备如移动电话或者从计算机如PC)接收多个音频信号并适于选择和/或组合所接收的音频信号中的适当信号(或信号组合)以传给助听器。
在实施例中，辅助装置是或包括另一助听器。在实施例中，听力系统包括适于实施双耳听力系统如双耳助听器系统的两个助听器。
APP
另一方面，本发明还提供称为APP的非短暂应用(如软件程序)。APP包括可执行指令，其配置成在辅助装置上运行以实施用于上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的及权利要求中限定的助听器或听力系统的用户接口。在实施例中，APP配置成在移动电话如智能电话或另一使能与所述助听器或听力系统通信的便携装置上运行。
定义
在本说明书中，“助听器”指适于改善、增强和/或保护用户的听觉能力的装置例如听力仪器或有源耳朵保护装置或其它音频处理装置，其通过从用户环境接收声信号、产生对应的音频信号、可能修改该音频信号、及将可能已修改的音频信号作为可听见的信号提供给用户的至少一只耳朵而实现。听得见的信号例如可以下述形式提供：辐射到用户外耳内的声信号、作为机械振动通过用户头部的骨结构和/或通过中耳的部分传到用户内耳的声信号。
助听器可构造成以任何已知的方式进行佩戴，如作为佩戴在耳后的单元(具有将辐射的声信号导入耳道内的管或者具有安排成靠近耳道或位于耳道中的输出变换器如扬声器)、作为整个或部分安排在耳廓和/或耳道中的单元、作为连到植入在颅骨内的固定结构的单元如振动器、或作为可连接的或者整个或部分植入的单元等。助听器可包括单一单元或几个彼此电子通信的单元。扬声器可连同助听器的其它部件一起设置在壳体中，或者其本身可以是外部单元(可能与柔性引导元件如圆顶状元件组合)。
更一般地，助听器包括用于从用户环境接收声信号并提供对应的输入音频信号的输入变换器和/或以电子方式(即有线或无线)接收输入音频信号的接收器、用于处理输入音频信号的(通常可配置的)信号处理电路(如信号处理器，例如包括可配置(可编程)的处理器，例如数字信号处理器)、及用于根据处理后的音频信号将听得见的信号提供给用户的输出单元。信号处理器可适于在时域或者在多个频带处理输入信号。在一些助听器中，放大器和/或压缩器可构成信号处理电路。信号处理电路通常包括一个或多个(集成或单独的)存储元件，用于执行程序和/或用于保存在处理中使用(或可能使用)的参数和/或用于保存适合助听器功能的信息和/或用于保存例如结合到用户的接口和/或到编程装置的接口使用的信息(如处理后的信息，例如由信号处理电路提供)。在一些助听器中，输出单元可包括输出变换器，例如用于提供空传声信号的扬声器或用于提供结构或液体传播的声信号的振动器。
在一些助听器中，振动器可适于经皮或由皮将结构传播的声信号传给颅骨。在一些助听器中，振动器可植入在中耳和/或内耳中。在一些助听器中，振动器可适于将结构传播的声信号提供给中耳骨和/或耳蜗。在一些助听器中，振动器可适于例如通过卵圆窗将液体传播的声信号提供到耳蜗液体。
助听器可适应特定用户的需要如听力受损。助听器的可配置的信号处理电路可适于施加输入信号的随频率和电平而变的压缩放大。定制的随频率和电平而变的增益(放大或压缩)可在验配过程中通过验配系统基于用户的听力数据如听力图使用验配基本原理(例如适应语音)确定。随频率和电平而变的增益例如可体现在处理参数中，例如经到编程装置(验配系统)的接口上传到助听器，并由助听器的可配置的信号处理电路执行的处理算法使用。
“听力系统”指包括一个或两个助听器的系统。“双耳听力系统”指包括两个助听器并适于协同地向用户的两只耳朵提供听得见的信号的系统。听力系统或双耳听力系统还可包括一个或多个“辅助装置”，其与助听器通信并影响和/或受益于助听器的功能。辅助装置例如可以是遥控器、音频网关设备、移动电话(如智能电话)或音乐播放器。助听器、听力系统或双耳听力系统例如可用于补偿听力受损人员的听觉能力损失、增强或保护正常听力人员的听觉能力和/或将电子音频信号传给人。助听器或听力系统例如可形成广播系统、主动耳朵保护系统、免提电话系统、汽车音频系统、娱乐(如卡拉OK)系统、远程会议系统、教室放大系统等的一部分或者与其交互。
附图说明
本发明的各个方面将从下面结合附图进行的详细描述得以最佳地理解。为清晰起见，这些附图均为示意性及简化的图，它们只给出了对于理解本发明所必要的细节，而省略其他细节。在整个说明书中，同样的附图标记用于同样或对应的部分。每一方面的各个特征可与其他方面的任何或所有特征组合。这些及其他方面、特征和/或技术效果将从下面的图示明显看出并结合其阐明，其中：
图1示出了根据本发明的助听器的第一实施例；
图2A示出了根据本发明的助听器的第二实施例；
图2B示出了根据本发明的助听器的第三实施例；
图3A示出了根据本发明的助听器的第四实施例；
图3B示出了根据本发明的助听器的第五实施例；
图4A示意性地示出了助听器的机械反馈度量(M-FB)与频率之间的关系曲线，其中图示了全开增益参数(full-on gain，FOG)；及
图4B示意性地示出了示例性的第一和第二反馈度量(FBM)与频率之间的关系。
通过下面给出的详细描述，本发明进一步的适用范围将显而易见。然而，应当理解，在详细描述和具体例子表明本发明优选实施例的同时，它们仅为说明目的给出。对于本领域技术人员来说，基于下面的详细描述，本发明的其它实施方式将显而易见。
具体实施方式
下面结合附图提出的具体描述用作多种不同配置的描述。具体描述包括用于提供多个不同概念的彻底理解的具体细节。然而，对本领域技术人员显而易见的是，这些概念可在没有这些具体细节的情形下实施。装置和方法的几个方面通过多个不同的块、功能单元、模块、元件、电路、步骤、处理、算法等(统称为“元素”)进行描述。根据特定应用、设计限制或其他原因，这些元素可使用电子硬件、计算机程序或其任何组合实施。
电子硬件可包括微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、选通逻辑、分立硬件电路、及配置成执行本说明书中描述的多个不同功能的其它适当硬件。计算机程序应广义地解释为指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用、软件应用、软件包、例程、子例程、对象、可执行、执行线程、程序、函数等，无论是称为软件、固件、中间件、微码、硬件描述语言还是其他名称。
本申请涉及助听器领域。
助听器中众所周知的问题是反馈。这涉及a)内部硬件有关的(机械)反馈，其确定在数据表中使用的711/2cc耦合器(IEC 711顺应耦合器)中测得的全开增益(FOG)的极限；及b)通常被观察为啸叫声音的声学反馈。
有多种不同的方式处理反馈问题，包括使用数字信号处理进行动态反馈抵消及使用验配软件中的工具(在助听器或所涉及的助听器类型易遭反馈的频率)减小增益。
然而，对于硬件有关的反馈，助听器的设计选择通常为下述选择：A)减小全开增益(FOG)、B)选取新的变换器和/或C)改进机械设计。
全开增益(FOG)参数限制为用于通过限制助听器中的最大允许增益而控制数字助听器的稳定性的重要特征。全开增益极限为助听器硬件的特性并表示可施加到助听器而不会引起机械反馈的最大增益。全开增益的确定通常根据预定的如标准化的程序(如ANSIS3.22-2003:Specification of Hearing Aid Characteristics)进行，例如使用助听器设定为其全开位置的增益控制及使用50dB的输入声压级(SPL)进行。作为备选，测量条件可在助听器的数据表中连同限制的全开增益(FOG)值一起指明。
图1示出了根据本发明的助听器的实施例。该助听器HD适于位于用户的耳朵处或耳朵中并适于补偿用户的听力损失。助听器包括用于处理表示环境中的声音的输入信号的正向通路。正向通路包括至少两个输入变换器(如传声器(M1,M2))，每一输入变换器用于从助听器的环境拾取声音并提供相应的至少两个电输入信号(IN1,IN2)。正向通路还包括波束形成器滤波器BFU，用于对至少两个电输入信号或源自其的信号进行滤波并提供空间滤波的信号INBF。正向通路还包括信号处理器HLC，用于处理电输入信号(IN1,IN2)中的一个或多个或者源自电输入信号的一个或多个信号(如空间滤波的信号INBF)，及在处理的基础上提供一个或多个处理后的信号OUT。正向通路还包括输出变换器OT(如扬声器)，用于基于一个或多个处理后的信号OUT产生可由用户感知为声音的刺激STIM(如声学刺激)。助听器HD还包括反馈估计系统FE，用于估计从输出变换器OT到至少两个输入变换器(M1,M2)中的每一个的当前反馈通路(FBP1,FBP2)并提供指明反馈的相应反馈度量(FBE1,FBE2)。传声器(M1,M2)中的每一个拾取声音，其为来自环境的“外部声音”(x1,x2)与从输出变换器OT经相应的声反馈通路(FBP1,FBP2)泄漏回到传声器的声音(v1,v2)的混合(参见图中相应的传声器(M1,M2)左边的声学求和单元“+”)。助听器还包括控制器CTR，配置成接收来自反馈估计系统FE的反馈度量(FBE1,FBE2)、电输入信号(IN1,IN2)及波束成形信号INBF，可能及来自信号处理器HLC的、请求的增益(或插入增益IG)。助听器可包括用于估计当前环路增益的环路增益估计器。使用从输出变换器到传声器的反馈通路的当前估计量及用于补偿用户的听力受损的、当前请求的增益，可检查是否满足进入临界反馈运行模式的特定反馈判据(例如，如果LG～FBE+IG≥0dB，进入临界反馈模式)。在临界反馈模式下，控制器可配置成在通过所述反馈度量中的至少两个的比较确定的反馈通路差度量大于第一阈值FBDMTH1时(例如FBDM12＝FBE1-FBE2>FBDMTH1)，将来自至少两个输入变换器(M1,M2)中具有最小反馈度量(或增益余量)的输入变换器的电输入信号(IN1；IN2)选择为信号处理器HLC的输入信号IN。在临界反馈模式下，控制器CTR还可配置成在通过所述反馈度量中的每一个的比较确定的反馈通路差度量小于第二阈值FBDMTH2时(例如FBDM12＝FBE1-FBE2<FBDMTH2)，将空间滤波的信号INBF选择为信号处理器HLC的输入信号IN。在实施例中，FBDMTH1＝FBDMTH2。在实施例中，FBDMTH1≥FBDMTH2。助听器的(完全)“数字元件”(例如不同于输入和输出变换器的元件)由虚线框包围并记为DSP，例如参见图3A中的数字信号处理器DSP。
图2A示出了根据本发明的助听器HD的、与图1的实施例类似的实施例。然而，在图2A的实施例中，助听器HD分为BTE部分和ITE部分。BTE部分例如适于位于用户的耳朵(耳廓)处或者耳(耳廓)后面。ITE部分例如适于位于用户的耳道处或耳道中。助听器HD可属于特定类型，有时称为“耳内接收器式”(RITE)，因为ITE部分包括扬声器OT(在助听器领域经常称为“接收器”)。图2A的实施例包括三个输入变换器，两个传声器(MBTE1,MBTE2)位于BTE部分中及另一个输入变换器ITITE(如传声器、加速计、或拾取振动的类似元件)位于ITE部分中。BTE部分和ITE部分通过导体电连接，所述导体用于将信号处理器HLC连接到输出变换器OT及将输入变换器ITITE连接到波束形成器滤波器BFU及用于(至少)向输入变换器供电。位于ITE部分中的第三输入变换器ITITE接收外部声音(或振动)x3与经反馈通路FB3来自输出变换器OT的反馈信号v3的混合。除了两个传声器(MBTE1,MBTE2)和来自位于ITE部分中的输入变换器ITITE的电输入之外，BTE部分还包括结合图1所述的波束形成器滤波器BFU、反馈估计系统FE、控制器CTR和信号处理器HLC。在图2A中，三个功能单元BFU、CTR和FE被示为一个单元(由记为BFU-CTR-FE的框包围)。另外，波束形成器滤波器BFU的、来自相应输入变换器(MBTE1,MBTE2,ITITE)的三个(时域)输入(INBTE1,INBTE2,INITE)中的每一个包括相应的分析滤波器组t/f，用于将时域信号提供为子频带信号，从而在助听器(在此为BTE部分)的正向通路中个别地进行处理。类似地，输出通路OUT包括合成滤波器组f/t，用于将子频带信号转换为时域信号OUT，时域信号经连接元件的电缆转发给输出变换器OT(如扬声器，ITE部分中)。三个输入变换器的存在提高进行适当的波束形成的可能性，例如包括将波束引向用户的嘴巴(例如在电话情形)。三个输入变换器的不同位置在许多声学情形下提高识别具有相对低的反馈通路(高增益余量)的输入变换器的可能性。在实施例中，基于两个BTE传声器信号INBTE1和INBTE2或者其反馈校正的版本(ERR1和ERR2)的定向信号IN’可用作第一传声器信号，及来自ITE传声器ITITE的输入信号INITE或其反馈校正的版本ERR3可用作第二传声器信号。根据本发明的方案可用于在临界反馈运行模式下根据预定反馈判据在基于BTE传声器信号的波束成形信号IN’与基于所有三个输入信号的波束成形信号IN之间选择。
图2B示出了根据本发明的助听器HD的、与图1和2A所示实施例类似的实施例。差别在于图2B的实施例还包括反馈控制系统(在图2B中记为FBC(曲线实线框))，其包括相应的自适应滤波器(FBE1,FBE2,FBE3)和组合单元(‘+’)(在此还包括波束形成器控制单元BFU-CTR，后者在其它实施例中可从反馈控制系统排除)。三个自适应滤波器(FBE1,FBE2,FBE3)配置成自适应估计从输出变换器OT分别到三个输入变换器(ITBTE1,ITBTE2,ITITE)的三个反馈通路(FBP1,FBP2,FBP3)。三个求减单元(‘+’)配置成分别将三个反馈通路估计量(FB1est,FB2est,FB3est)从电输入信号(INBTE1,INBTE2,INITE)减去，从而提供相应的反馈校正的输入信号(ERR1,ERR2,ERR3)。反馈校正的输入信号(ERR1,ERR2,ERR3)被馈给波束形成器控制单元BFU-CTR。反馈通路估计量(FB1est,FB2est,FB3est)被馈给反馈通路差测量单元FBPD，其配置成确定相应的反馈通路差度量(在此例如为FBDM12＝FB1est-FB2est,FBDM13＝FB1est-FB3est和FBDM23＝FB2est-FB3est)并根据其(例如根据预定判据)提供选择控制信号SMctr。选择控制信号SMctr被馈给波束形成器控制单元BFU-CTR(可能连同来自信号处理器HLC的、请求的增益IG一起)，用于选择反馈校正的输入信号(ERR1,ERR2,ERR3)之一或者被提供为三个反馈校正的输入信号的组合的波束成形信号(例如参见图1中的INBF)。在选择的基础上，波束形成器控制单元BFU-CTR提供所得的信号IN用于在处理器HLC中(例如根据助听器用户的需要)进一步处理并呈现给用户。波束形成器滤波单元例如可包括广义旁瓣相消器(GSC)型的波束形成器算法，例如最小方差无失真响应(MVDR)型波束形成器算法。波束形成器滤波单元例如可提供输入信号的非线性组合，例如通过经训练的神经网络实施。
图3A示出了根据本发明的BTE型助听器的实施例。如结合图2A、2B描述的，该助听器分为适于位于用户的耳朵(耳廓)处或者耳(耳廓)后面的BTE部分和适于位于用户的耳道处或耳道中的ITE部分。如图3A中所示，BTE部分包括两个传声器(MBTE1和MBTE2)及ITE部分包括一个传声器MITE。ITE部分包括构成壳体的耳模，传声器MITE和扬声器SPK位于其中。耳模例如适应用户的耳道以使从助听器的扬声器SPK到环境(及从环境到耳膜)的声音泄漏最小化。耳模可包括通风口以使环境与耳模和耳膜之间的残余腔之间的压力对等(从而使堵耳效应最小化)。耳模可包括位于壳体表面附近的传感器SITE，从而使能接触耳道的组织或与耳道组织交互作用。该传感器例如可以是电位传感器(例如从大脑拾取信号(如EEG)或/和从眼球拾取信号(如EOG)或者从肌肉收缩(如颌部运动)拾取信号，或者运动传感器，例如拾取皮肤或骨头的振动(例如检测用户何时讲话)(自我话音))，或者从耳道拾取光反射的EPF传感器，或者用于估计温度的温度传感器，或者用于估计用户身体的多个不同特性(如心率)的光容积图(PPG)传感器，等等。
根据本发明，如结合图1、2A、2B所述，三个传声器信号(参见图2A、2B中的INBTE1,INBTE2,INITE)被传送到波束形成器滤波器BFU并用于提供一个或多个波束成形信号YBF，从而在包括控制器CTR和处理器HLC的信号处理器DSP中进一步处理。来自一个或多个传感器的信号SITE被传送到信号处理器DSP从而在那里被考虑(例如进行处理和/或传给另一装置，例如用于处理和/或在那里呈现的用户接口)。连接到助听器的一个或多个其它传感器可位于BTE部分中或者用户耳朵处或耳朵周围的别处(或者植入在用户头部或身体中)。
助听器HD例如BTE部分和/或ITE部分可包括(无线或有线)编程接口，可能及(无线或有线)用户通信接口。编程接口(使能连接到编程设备如验配系统)和用户通信接口可使用图3A中所示的、将位于BTE部分中的一个或两个无线收发器(WLR1,WLR2)实施。作为备选，这些接口可实施为有线连接，例如经连接器。
BTE部分和ITE部分之间的连接元件IC被示为线缆，其包括用于电连接BTE部分和ITE部分的电子元件(和电池BAT)的电导体。连接元件包括到BTE部分的连接器，从而使ITE部分(及连接元件)能容易地与BTE部分分离和连接到BTE部分(及例如使能与另一元件交换，例如包括不同的扬声器或不同的传感器，或者没有传声器，或者一个以上传声器等)。在扬声器位于BTE部分中而不是ITE部分中时，BTE部分和ITE部分之间的连接元件IC可包括声管。
BTE部分包括衬底SUB，其包括电子元件(存储器MEM、前端IC(FE)及数字信号处理器IC/DSP)及用于使衬底上的电子元件相互连接及连接到电池BAT、无线收发器(WLR1,WLR2)、传声器(MBTE1,MBTE2,MITE)、传感器SITE、扬声器SPK、及BTE和ITE部分的其它元件的适当的接线Wx。存储器MEM可存储助听器的适当设置，例如不同的助听器程序和定制参数。前端IC(FE)为处理主要到模拟元件如传声器和扬声器及可能传感器等的接口的集成电路。数字信号处理器DSP包括助听器的数字元件，其包括波束形成器滤波器BFU、控制器CTR、处理器HLC等，如结合图1、2A、2B所述。
助听器的传声器配置成拾取助听器HD周围(即佩戴助听器的用户周围)的声场S的声音元素(BTE传声器(MBTE1,MBTE2)处的SBTE和ITE传声器MITE处的SITE)。佩戴助听器的用户的耳膜处的声场SED是扬声器SPK产生的声音和从助听器的ITE部分的环境(例如通过通风口或其它开口)泄漏到耳道内的声音的结果。根据本发明，扬声器传递的声音基于用户的听觉能力(如听力损失，即对应于助听器施加的适当增益)、传声器拾取的声场(SBTE,SITE)、及从扬声器SPK到相应传声器(MBTE1,MBTE2,and MITE)的当前反馈估计量确定。
图3B示出了根据本发明的助听器HD的另一实施例。图3B示意性地示出了根据本发明实施例的ITE型助听器。该助听器HD包括ITE部分或由其组成，其包括壳体，该壳体可以是目标在于适合一群用户的标准壳体，或者可以针对用户耳朵定制(例如作为耳模，例如提供与外耳和/或耳道的适当适配)。图3B中示意性示出的壳体具有对称形状，例如绕(在安装时)从环境朝向用户的耳膜的纵轴，但并不必须如此。其可针对特定用户的耳道的形状定制。该助听器可配置成位于耳道的外侧部分中，例如从外面部分可见；或者其可配置成完全位于耳道中，可能深入耳道，例如完全或部分处于耳道的骨性部分中。
为使从耳道泄漏的声音(由助听器朝向用户的耳膜播放)最小化，需要助听器壳体与耳道的皮肤/组织之间具有良好的机械接触。在试图使前述泄漏最小化时，ITE部分的壳体可针对特定用户的耳朵进行定制。
助听器HD包括Q个传声器Mq,i＝1,…,Q，在此为两个(Q＝2)。两个传声器(M1,M2)位于壳体中且其间具有预定距离d如8-10mm，例如在助听器安装在用户耳朵中或耳朵处时位于壳体的朝向环境的表面的一部分上。传声器(M1,M2)例如位于壳体上，使得在助听器安装在用户耳朵中或耳朵处时，它们的传声器轴(穿过两个传声器的中心的轴)指向相对于用户的向前方向，例如用户的视向(例如通过用户的鼻子确定，例如实质上处于水平面中)。从而两个传声器很适于产生朝向用户前面(和/或后面)的定向信号。传声器配置成将在其相应位置处从用户周围的声场S接收的声音(S1,S2)转换为相应的、表示该声音的(模拟)电信号(s1,s2)。传声器连接到相应的模数转换器AD以将相应的(模拟)电信号(s1,s2)提供为数字化信号(s1,s2)。数字化信号可进一步连接到相应的滤波器组以将每一电输入信号(时域信号)提供为子频带信号(频域信号)。(数字化的)电输入信号(s1,s2)被馈给用于处理音频信号(s1,s2)的数字信号处理器DSP，例如包括下述之一或多个：空间滤波(波束成形)、(如单通道)降噪、压缩(根据用户的需要如听力受损，随频率和电平而变的放大/衰减)、空间线索保留/恢复等。数字信号处理器DSP例如可包括适当的滤波器组(如分析及合成滤波器组)以使能在频域处理(子频带信号的个别处理)。数字信号处理器DSP配置成提供处理后的信号sout，其包括声场S的表示(例如包括其中的目标信号的估计量)。处理后的信号sout被馈给输出变换器(在此为扬声器SPK)，例如经数模转换器DA，用于将处理后的(数字电)信号sout(或模拟版本sout)转换为声音信号Sout。在根据本发明的运行模式下(取决于当前反馈通路估计量)，助听器配置成使用A)空间滤波的信号(来自波束形成器滤波器，例如参见图1中的INBF和BFU)或B)电输入信号(s1,s2)中的特定电输入信号(或其处理后版本如反馈校正的版本)来由处理器(例如根据用户的需要)进行处理并经扬声器SPK(可能经DA转换器DA)呈现给用户。
助听器HD例如可包括通风通道(通风口)，配置成(在用户讲话时)使堵耳效应最小化。除了使能建立从助听器壳体与耳膜之间的残余腔(参见图3B)的(非计划)声学传播通路Sleak之外，通风通道还提供声音从环境到残余腔的直接声学传播通路。到达残余腔的、直接传播的声音Sdir与助听器HD的声学输出混合以在耳膜处产生合成声音SED。在一运行模式下，启动主动噪声抑制(ANS)以试图抵消直接传播的声音Sdir。
助听器HD包括正向通路，其包括两个(以上)输入变换器(在此为两个传声器(M1,M2))、适当的AD转换器AD、数字信号处理器DSP(例如包括适当的分析和合成滤波器组，看情况还可包括一个或多个用于增强输入音频信号(s1,s2)以提供处理后的信号sout的处理算法)、可能数模转换器DA和输出变换器(在此为扬声器SPK)。正向通路配置成拾取外部声音、处理该声音及将该声音的处理后版本Sout提供给用户例如用户的耳膜。除了外部声音(S1,S2)之外，传声器(M1,M2)还接收(和拾取)从助听器的输出变换器SPK例如经通风口和/或从耳膜处的残余腔到相应传声器(M1,M2)的其它泄漏通路(在图3B中记为“直接通路”)泄漏的声音(Sleak1,Sleak2)。由泄漏的声音(Sleak1,Sleak2)表示的泄漏通路通过助听器经反馈估计单元FE进行估计，例如参见图1，根据本发明，例如结合图1所述，所得的估计量(例如参见FBE1,FBE2)用于控制哪一输入信号(s1或s2)或者作为电输入信号(s1,s2)的组合的波束成形信号被进一步处理和在给定时间点呈现给用户。通风通道(通风口)非对称地位于助听器壳体中。这样的非对称位置可能是因助听器元件如电池引起的设计限制的结果。从而第一和第二传声器(M1,M2)具有从扬声器SPK的不同反馈通路。第一传声器M1比第二传声器M2更靠近通风通道。在其它均一样的情形下，第一传声器的反馈度量FBM1大于第二传声器的反馈度量FBM2，至少高于最小频率，例如参见图4B。根据本发明的、用于控制波束成形信号或来自助听器的正向通路中的单一输入变换器的信号的使用(如切换，例如在其间渐变)的方案可应用于图3B的ITE助听器，使得输入变换器和通风通道相对于彼此的定位更灵活，而不损害(减小)助听器的全开增益值。当助听器的传声器系统处于DIR模式时(其中波束成形信号用于放大及呈现给用户)及当传声器之一的反馈(或者两个传声器的反馈通路差度量)增加到高于阈电平时，传声器系统的模式变为OMNI模式。在OMNI模式下，来自具有最低反馈的(单一)传声器的信号用于放大和呈现给用户。因而可避免当前反馈水平下的反馈啸声。
助听器包括能源如电池BAT，例如可再充电电池，用于对听力装置的元件供电。
图4A示出了助听器的机械反馈度量(M-FB)与频率之间的关系曲线，其中图示了全开增益参数(full-on gain，FOG)；及图4B示意性地示出了示例性的第一和第二反馈度量(FBM)与频率之间的关系。
图4A示出了在全开增益条件下(机械)反馈度量M-FB[dB]怎样随频率f[Hz]变化(可能在对数比例尺上)(例如ANSI S3.22-2003:Specification of Hearing AidCharacteristics)及(第一和第二阈频fTH1,fTH2之间的)特定频率范围确定最大全开增益(FOG)。超功率BTE型助听器(如图3A)的最大全开增益例如可以在60dB到90dB之间的范围中，例如≤87dB，及对于对应的ITE型助听器(例如图3B)，在40dB到70dB之间的范围中。确定最大可允许FOG(即展现最大机械反馈)的特定频率范围取决于具体硬件构造，但对于典型的BTE超功率助听器，可位于800-1000Hz之间的范围中，例如在900Hz时具有最大反馈，及对于对应的ITE助听器，约3kHz(如图4A中由fmax标示)。图4A示出了根据本发明的助听器(例如如图3B中所示)的示例性运行模式(参见“模式”标记及指向三个频率范围的三个箭头，及三个不同的运行模式)。在低频率时(低于fTH1)，助听器的定向系统(例如参见图1中的BFU)处于全向模式(在图4A中记为“增强的OMNI”，例如通过延迟和求和波束形成器实施)，这样，在覆盖该频率的频带中，所得的波束成形信号用于在处理器(图1中的HLC)中进一步处理(放大等)。在高频率(高于fTH2)，助听器的定向系统处于定向模式，例如通过延迟和求减波束形成器实施，这样，在覆盖该频率的频带中，所得的波束成形信号用于在处理器(图1中的HLC)中进一步处理。在覆盖中间频率范围(高于fTH1并低于fTH2)的频带中，输入信号之一(例如图1中的IN1或IN2，或者图3B中的s1或s2)被选择在处理器中进一步处理(这样，波束成形信号不被用在中间范围中)。
图4B示出了从输出变换器到相应的(第一和第二)输入变换器例如图3B中的M1和M2所示的输入变换器的不同(声学)反馈通路的例子。反馈通路由反馈增益(衰减，例如由按dB计的负增益值表示)FBG[dB]与频率f[Hz](例如按对数标度，或者作为预先选择的离散频率下的FBG值)之间的关系表示。助听器的反馈增益取决于类型，包括传声器和扬声器的相对位置。在(非常)一般的情况下，反馈通常随频率从约1kHz增大到10kHz而减小。然而，在该频率范围可能经历与这种趋势局部偏离的多个大的波峰和波谷。图4B的两条FBG曲线指明了这种一般趋势。
第一传声器M1的第一反馈度量FBM1(在此为反馈增益FBG)通常大于第二传声器M2的第二反馈度量FBM2(负得较少)。反馈通路差度量FBDM12可定义为第一和第二反馈度量(如反馈通路估计量)之间的差，FBDM12＝FBM1-FBM2。反馈通路差度量FBDM12可在多个特定频率例如在所有(或所选)频带的中心频率或者在有限数量的频带如500Hz,1kHz,2kHz,4kHz,8kHz确定。根据本发明，在临界反馈运行模式下，由在这些频率中的一个或多个确定的距离度量FBDM例如在满足特定反馈判据(如环路增益≤LGmax)时可用于控制助听器处理器的输入信号(确定其选择)。在图4B的例子中，两个传声器(M1,M2)的最小增益余量GM(GM1,GM2)(例如10-20dB级)在频率f1附近标示，例如分别对应于-12dB和-20dB的最大反馈增益。
如结合图4A所述，根据每一频带(或频率范围)中反馈通路差度量的值，助听器可在不同频带(或频率范围)处于不同的运行模式。给定频率范围Δf的(所得)反馈通路差度量FBDM(Δf)例如可确定为在所涉及范围的多个频率的各个反馈通路差度量的平均(如加权平均)。第一和第二反馈度量或者(所得的)反馈通路差度量(例如进一步)可跨某一例如几秒级的时间进行平均。
当由对应的过程适当代替时，上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的及权利要求中限定的装置的结构特征可与本发明方法的步骤结合。
除非明确指出，在此所用的单数形式“一”、“该”的含义均包括复数形式(即具有“至少一”的意思)。应当进一步理解，说明书中使用的术语“具有”、“包括”和/或“包含”表明存在所述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。应当理解，除非明确指出，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，可以是直接连接或耦合到其他元件，也可以存在中间插入元件。如在此所用的术语“和/或”包括一个或多个列举的相关项目的任何及所有组合。除非明确指出，在此公开的任何方法的步骤不必须精确按所公开的顺序执行。
应意识到，本说明书中提及“一实施例”或“实施例”或“方面”或者“可”包括的特征意为结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一实施方式中。此外，特定特征、结构或特性可在本发明的一个或多个实施方式中适当组合。提供前面的描述是为了使本领域技术人员能够实施在此描述的各个方面。各种修改对本领域技术人员将显而易见，及在此定义的一般原理可应用于其他方面。
权利要求不限于在此所示的各个方面，而是包含与权利要求语言一致的全部范围，其中除非明确指出，以单数形式提及的元件不意指“一个及只有一个”，而是指“一个或多个”。除非明确指出，术语“一些”指一个或多个。
因而，本发明的范围应依据权利要求进行判断。
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Claims (15)

1.一种助听器，适于位于用户的耳朵处或耳朵中并适于补偿用户的听力损失，所述助听器包括：
-正向通路，包括
--至少两个输入变换器，每一输入变换器用于从助听器环境拾取声音并提供相应的至少两个电输入信号；
--波束形成器滤波器，用于对所述至少两个电输入信号或源自其的信号进行滤波并提供空间滤波的信号；
--信号处理器，用于处理所述电输入信号中的一个或多个或者源自所述电输入信号的一个或多个信号，及在处理基础上提供一个或多个处理后的信号；及
--输出变换器，用于基于一个或多个处理后的信号产生可由用户感知为声音的刺激；及
-反馈估计系统，用于估计从输出变换器到至少两个输入变换器中的每一个的当前反馈并提供指明所述反馈的相应反馈度量；
-控制器，配置成从所述反馈估计系统接收所述反馈度量；其中，所述控制器配置成根据反馈度量在助听器的两个运行模式即单输入变换器运行模式与多输入变换器运行模式之间切换。
2.根据权利要求1所述的助听器，其中所述控制器配置成在所述反馈度量中的两个之间的当前反馈通路差度量大于第一阈值时切换到单输入变换器运行模式，及将来自至少两个输入变换器中具有最小反馈度量的输入变换器的电输入信号或源自其的信号选择为信号处理器的输入信号。
3.根据权利要求1或2所述的助听器，其中所述控制器配置成在每一反馈度量之间的反馈通路差度量小于第二阈值时切换到多输入变换器运行模式，及将空间滤波的信号选择为信号处理器的输入信号。
4.根据权利要求1所述的助听器，其中给定输入变换器的所述反馈度量包括从输出变换器到所涉及的输入变换器的反馈通路的脉冲响应，或者从输出变换器到所涉及的输入变换器的反馈通路的频率响应，后者在多个频率进行测量。
5.根据权利要求1所述的助听器，其中至少两个输入变换器相对于输出变换器非对称地定位。
6.根据权利要求1所述的助听器，包括适于位于用户的耳朵处或耳后的BTE部分和适于位于用户的耳道处或耳道中的ITE部分，其中BTE部分和ITE部分彼此电或声连接。
7.根据权利要求6所述的助听器，其中BTE部分及ITE部分包括所述多个输入变换器中的至少一个。
8.根据权利要求1所述的助听器，包括适于位于用户的耳道处或耳道中的ITE部分，其中ITE部分包括所述至少两个输入变换器及所述输出变换器。
9.根据权利要求6所述的助听器，其中所述ITE部分包括通风通道或其它开放结构，从而在ITE部分安装在用户的耳道处或耳道中时使能在耳膜附近的腔与环境之间交换空气。
10.根据权利要求9所述的助听器，其中至少两个输入变换器相对于所述通风通道或其它开放结构非对称地定位。
11.根据权利要求1所述的助听器，其中波束形成器滤波器配置成将空间滤波的信号提供为相应的子频带信号。
12.根据权利要求11所述的助听器，其中波束形成器滤波器配置成在相应子频带个别地设定全向或定向模式。
13.根据权利要求11所述的助听器，其中所述控制器配置成基于子频带信号及反馈判据，对不同的频率范围个别地将空间滤波的信号或者电输入信号之一或源自其的信号选择为信号处理器的输入信号。
14.根据权利要求1所述的助听器，其中所述反馈度量指明声学反馈或机械反馈。
15.一种助听器的运行方法，所述助听器适于位于用户耳朵处或耳朵中并适于补偿用户的听力损失，所述方法包括：
-提供至少两个电输入信号，其表示由相应的至少两个输入变换器从助听器环境中拾取的声音；
-基于至少两个电输入信号提供空间滤波的信号；
-处理所述电输入信号中的一个或多个或者源自所述电输入信号的一个或多个信号，及在其基础上提供一个或多个处理后的信号；
-基于一个或多个处理后的信号产生可由用户感知为声音的用于输出变换器的刺激；
-估计从输出变换器到至少两个输入变换器中的每一个的当前反馈并提供指明所述反馈的相应反馈度量；
-根据反馈度量在助听器的两个运行模式即单输入变换器运行模式与多输入变换器运行模式之间切换。
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