CN115211145A - 验配助听器增益的方法以及助听器验配系统 - Google Patents

Abstract

适合于考虑通气孔效应的验配助听器增益(100)的方法。本发明还涉及适合于进行所述方法的助听器验配系统。

Description

验配助听器增益的方法以及助听器验配系统

技术领域

本发明涉及验配助听器系统的方法以及适合于进行所述方法的助听器验配系统。更具体地，本发明涉及通过估计通气孔效应来规定助听器系统增益。

背景技术

在本公开的上下文中，助听器可以理解为小型电池供电的微电子设备，其设计为由听力受损用户佩戴在人耳后面或人耳内。在使用之前，助听器由助听器验配员根据处方进行调整。该处方基于听力测试，生成所谓的听力图，即听力受损用户的独立听力的表现。该处方被发展成达到这样的设置，其中助听器通过放大用户遭受听力缺陷的可听频率范围内的那些部分中频率的声音将减轻听力损失。助听器包括一个或多个麦克风、电池、微电子电路和声输出换能器，所述微电子电路包括适合于在用户遭受听力缺陷的可听频率范围内的那些部分中提供放大的信号处理器。信号处理器优选地是数字信号处理器。助听器封装在适合装配在人耳后面或人耳内的套管中。

在本上下文中，助听器系统可以包括单个助听器(所谓的单耳助听器系统)或包括两个助听器，一个用于助听器用户的每只耳朵(所谓的双耳助听器系统)。此外，助听器系统可以包括外部设备，诸如具有适合于与助听器系统的其他设备相互作用的软件应用的智能电话。因此，在本上下文中，术语“助听器系统设备”可以表示助听器或外部设备。

通常，根据本发明的助听器系统被理解为意味着提供可以被用户感知为声信号的输出信号或者有助于提供此类输出信号并且具有用于补偿用户的个人听力损失或者有助于补偿用户的听力损失的装置的任何系统。这些系统可包括可以佩戴在身体上或在头上，特别是耳朵上或耳朵中的助听器，并且可以完全或部分地植入。然而，一些主要目的不是补偿听力损失的设备仍然可以被认为是助听器系统，例如消费电子设备(电视、高保真系统、移动电话、MP3播放器等)，只要它们具有用于补偿个人听力损失的措施。

在WO 03/034784A1中描述了数字助听器系统，其中系统的一部分旨在将声音传递到助听器用户的耳道中，并且这个部分为耳道提供通气孔或通风道以减少助听器用户经常感受到不舒服的已知阻塞效应的发生。

在确定助听器的声学特性并且因此确定助听器的实际增益中，助听器用户的各个耳道的几何形状与通风道的尺寸和助听器耳道部分的其他机械特性相互作用。

即使助听器具有密封的耳道部分(其在下文中也可以表示为听筒)，在耳道壁和助听器的耳道部分之间可能会发生泄漏，这影响助听器的声学特性。此类泄漏甚至可能通过使用定制听筒或具有柔性听筒的助听器发生，例如由硅胶制成的通常适合于用户的各个耳道几何形状的听筒。

助听器的验配通常由听力学家在验配过程(fitting session)中完成，在验配过程中测量未来助听器用户的某些频带中的听力阈值水平以确定频率范围内的适当助听器增益。听力损失或所谓的听力阈值水平(HTL)的频率依赖性测量可以通过记录听力图来完成。听力图是听力测试的图示。它为每只耳朵显示了未来助听器用户能够听到每个不同频率的声音所需的最低声级。测试中提供的声音可以由扬声器或助听器类似的设备产生，然后所述设备还在听力阈值处测量耳膜处的声压。

然后基于听力图和进一步的验配规则计算将由助听器提供的必要增益。然而，如果在使用实际助听器时存在泄漏或通风道(通气孔)，那么在确定最终助听器增益时需要考虑到这一点(其在下文中可以表示为通气孔效应)。

W0-A1-2007045271公开了使用估计的通气孔参数来验配助听器的方法和系统，更具体地为通过用传输线理论对执行的测量进行建模来估计助听器的最佳拟合声学模型来验配助听器增益的方法和系统。

然而，确定通气孔效应并不是简单的任务，特别是对于可能难以建模的所谓即时验配听筒(即：不为特定用户个性化的柔性听筒)。

因此，对于将助听器在听力受损者的单个耳道中的声学特性考虑在内的验配助听器增益的改进技术存在需要。

发明内容

因此，本发明的目的是提供为给定类型的助听器验配增益的改进方法。

因此，在第一方面，本发明提供了根据权利要求1的验配助听器增益的方法。

这提供了验配助听器增益的方法，其至少相对于感知声音质量和语音清晰度是有利的。

在第二方面，本发明提供了根据权利要求9的助听器验配系统。

这提供了助听器验配系统增益，其相对于提供具有至少改善的感知声音质量和语音清晰度的助听器验配是有利的。

进一步的有利特征从从属权利要求中显现。

本发明还有的其他目的对于本领域普通技术人员来说将从下列描述中变得显而易见，其中将更详细地解释本发明。

附图说明

从下列结合附图的详细描述中将容易理解本发明。如将意识到的，本发明能够有其他不同的实施方式，并且它的几个细节能够在各种明显的方面进行修改，所有这些都不背离本发明。因此，附图和描述将被认为是本质上说明性的而不是限制性的。在附图中：

图1高度示意性地说明了根据本发明实施方式的验配助听器增益的方法；

图2高度示意性地说明了根据本发明实施方式的声反馈度量和通气孔效应之间的关系；和

图3高度示意性地说明了根据本发明实施方式的声反馈度量和通气孔效应之间的另一种关系。

具体实施方式

在本上下文中，来自助听器听筒中的泄漏或通风道对由助听器应用的增益的影响在下文中可以表示为通气孔效应。

通气孔效应定义为由助听器在密封耳道(即没有有意或无意的声学泄漏的耳道)中提供的耳鼓处的声压级相对于由具有不提供密封耳道的听筒的助听器提供的声压级。通气孔效应可以表示为用于助听器的任意数量的频带的增益值。

现在参考图1，其高度示意性地说明了根据本发明第一实施方式的验配助听器增益的方法100。

在第一方法步骤101中，提供了基于将特定类型的助听器插入到多个真耳或人工耳中的声反馈度量和通气孔效应的多组测量值。

根据实施方式，通过首先将助听器插入真耳中或人工耳中并且测量耳鼓处的声压级来测量给定类型的助听器的通气孔效应。在真耳的情况下，声压级通常使用细探头测量，该探头适合于仅对测量的通气孔效应产生微不足道的影响。在人工耳的情况下，探头可以内置在人工耳鼓中。其次，使用例如某种耳印材料(诸如加成固化硅胶)对真耳或人工耳进行声学上密封，并且测量产生的声压级。最后，给定助听器类型的通气孔效应确定为两个测量的声压级之间的差异。

根据实施方式，声反馈度量是环路增益。在本上下文中，环路增益表示通过包括泄漏路径的声学系统传输的声音的原位测量。环路增益可以通过所谓的反馈试验来测量，所述反馈试验通常在验配程序期间被执行以估计最大助听器增益。根据实施方式，根据本发明的方法将因此有利地不需要在助听器验配期间进行任何额外的测量。

根据实施方式，助听器的特定类型由助听器听筒的形状和材料限定。

根据更具体的实施方式，所述特定类型助听器的听筒的形状选自包括单圆顶形、双圆顶形、郁金香圆顶形、空心球形和空心灯泡形的一组形状，其中后两者在专利申请WO-A1-2018/228988中进一步描述。使用更通用的术语，这种类型的听筒也可以表示为即时验配听筒，这强调了这些类型的听筒不是对特定用户个性化的事实。

在第二方法步骤102中，使用多组测量值来确定在所述特定类型的助听器的声反馈度量与通气效应之间的关系。

为了解释可以如何确定这种关系，现在参考图2，其高度示意性地以坐标系中的一组曲线200的形式说明了关系的一部分，其中测量的频率依赖性声反馈度量沿着纵坐标以及测量的频率依赖通气孔效应沿着横坐标。

曲线201-a、201-b和201-c各自说明了具有预定义形状的函数，其适合于在特定频率下或在特定频带中获得测量的声反馈度量数据点(为了清楚起见未在图2中显示)和相应的通气孔效应之间的关系的线性或非线性模型的函数。具有预定义形状的函数能够在特定频率下的捕获声反馈度量与通气孔效应之间的具体关系。根据更具体的实施方式，预定义函数可以选自有或没有曲率和渐近指数的线性函数的预定义函数。发明人已经发现，可用函数的预定义形状连同参数的控制数量是优选的，以避免过度拟合于与确定特定助听器类型的期望特性无关的测量数据点中的趋势。

根据优选实施方式，数据点是在对应于助听器频带的频带处测量的或者在相应助听器频带的中心频率处测量的。

因此，根据本实施方式，然后对于每个特定频率或频带评估一组预定义函数，以确定对测量数据建模的最佳函数。这是通过评估残差的标准误差和正态性来完成的，因为这些度量适于线性函数和非线性函数，使得可以直接比较预测的准确性以及每个函数如何很好地从噪声测量数据中捕获潜在声反馈度量和通气孔效应关系。

确定了对测量数据建模的最佳函数，即图2中的高度示意性曲线201-a、201-b和201-c，然后根据实施方式，直线202-a和202-b中的每一个都可以用于找到声反馈度量和通气孔效应的与曲线201-a、201-b和201-c的对应值相关联的特定频率。

现在参考图3，其高度示意性地说明了确定的最佳函数(由图2中的曲线201-a、201-b和201-c表示)如何可以跨频率组合以形成曲线301-a，301-b和301-c，每个表示作为通风口效应特定值的频率函数的声反馈度量。

在第三方法步骤103中，将要验配的所述特定助听器的声反馈度量(当插入用户的耳朵中时)作为频率的函数来测量。再次参考图2，点划线曲线302代表这些测量数据。

在第四方法步骤104中，基于确定的在声反馈度量和通气孔效应之间的关系以及测量的要验配的特定助听器类型的声反馈度量来估计要验配的特定助听器的通气孔效应。

通气孔效应的估计是使用这样的方法进行的，所述方法选自最小二乘法(诸如最小均方)、估计最小绝对残差和一步正弦估计。注意，对于要验配的特定助听器类型，通过使用这些方法来找到测量的声反馈度量与代表通气孔效应的特定值的声反馈度量之一之间的最佳可能拟合，那么可以确保即使测量的声反馈度量在某些频率上不准确，只要大量的使用的频率或频带包含准确的测量值，仍然可以找到通气孔效应的合理估计。

根据更具体的实施方式，对于所述多个特定频率或频带中的每一个并且基于多组测量值来确定测量的声反馈度量和测量的通气孔效应之间的多个秩相关系数。因此，所考虑的频率相对于彼此的重要性可以基于确定的秩相关系数来确定，并且因此在计算各种最小二乘方法之一的误差之前确定合适的权重，诸如，例如LMS错误。

根据更加具体的实施方式，斯皮尔曼秩系数用于通过使用多组测量值来确定每个离散频率或频带的权重，以找到在350Hz处的多个测量的通气孔效应和对应的多个在所考虑的频率下测量的声反馈度量值。注意，如上文已经解释的，多组测量值反映了已用于获得测量值的多个不同的真耳和/或人工耳。

在第五方法步骤105中，基于估计的通气孔效应确定校正增益。根据一个具体实施方式，这可以通过增加增益来完成，以补偿由于通气孔效应引起的低频声压级损失。

根据另一个实施方式，校正增益适合于降低或消除低频中的增益，以避免由于直接传输的声音和经过助听器处理的声音之间的干扰(所谓的梳状滤波效应)而损害音质。

在第六和最后的步骤106中，将校正增益并入要验配的助听器的增益中，其中要验配的助听器属于所述特定类型。

根据替代实施方式，使用第一组多组测量值来导出声反馈当量与通气孔效应之间的关系的步骤包括训练神经网络以基于测量的频率依赖性声反馈度量来确定通气孔效应的步骤。

根据本发明的又一个实施方式，公开了适合于进行上述呈现的各种方法实施方式的助听器验配系统。

根据更具体的实施方式，助听器验配系统包括适合于显示多个助听器验配程序屏幕的显示设备，所述助听器验配程序屏幕又适合于最初促使助听器验配员选择特定的助听器听筒；其次适合于提供校正增益以并入最终助听器增益中，以补偿通气孔效应。

根据更加具体的实施方式，助听器验配系统仅适合于在选择即时验配听筒时使用本发明的各种方法。

根据额外的实施方式，根据本发明的能够进行反馈试验并因此提供声反馈度量的测量的助听器系统可以被配置为提供自适应校正增益以补偿由于通气孔效应引起的声音损失。这是特别有利的，因为助听器听筒在耳朵中的位置和形状(以及由此产生的通气孔效应)可能在白天期间改变，例如由于用户将听筒重新插入耳朵，特别是对于即时验配听筒而言，这可能会在白天期间多次完成。

根据更具体的实施方式，助听器系统在操作上与服务器连接，所述服务器被配置为接收针对特定助听器类型的测量的声反馈度量并且响应于此而返回的新的校正增益。根据仍更具体的实施方式，服务器另外被配置为使用接收到的测量的声反馈度量用于各种形式的数据分析，例如为了调查给定用户的给定类型听筒定位的再现性，或为了调查给定类型听筒是否似乎随着时间的推移而退化。根据更加具体的实施方式，每次响应于自动或用户启动的触发器而进行微调时，进行声反馈度量的测量并将其提供给服务器，由此可以估计微调到何种程度是改变的通气孔效应的结果，并且更加有利地给出用户倾向于优选用于给定的测量的声反馈度量并且因此也优选用于给定的估计的通气孔效应的校正增益的指示，该知识可用于更新给定测量的声反馈度量的建议校正增益。因此，可以基于来自其他用户的数据改进特定用户的设置。

根据更具体的实施方式，基于估计的通气孔效应确定校正增益的步骤是基于在微调响应于用户启动的触发器来进行的时间点处对测量的声反馈度量和目前应用的校正增益之间的关系的分析，由此可以获得至少相对于一般用户偏好的优化值，因为对微调的期望可能是由于未被特定用户优选的校正增益值。

根据另一个具体实施方式，服务器另外被配置为使用接收到的测量的声反馈度量来估计给定助听器系统用户多久从耳朵中移除助听器系统或者至少一个助听器，以及使用这个数据来至少相对于一般用户偏好获得优化的助听器设置，因为从耳朵中移除助听器可能是由于在佩戴助听器时缺乏舒适性或者助听器设置不到最优。

注意，本发明特别有利于确定即时验配听筒的通气孔效应，因为这些类型的听筒通常更灵活，以能够适应各种耳道，这导致强烈依赖于特定的耳道高度变化的性能，并且因此很难模拟它们的性能。

结构和程序的其他修改和变化对于本领域技术人员将是显而易见的。

Claims (12)

1.一种验配助听器增益的方法，包括以下步骤：

-基于将特定类型的助听器插入到多个真耳和人工耳中的至少一个中来提供声反馈度量和通气孔效应的多组测量值；

-使用所述多组测量值确定所述特定类型的助听器的声反馈度量和通气孔效应之间的关系；

-当插入到用户的耳朵时，测量要验配的助听器的声反馈度量；

-基于所确定的关系和所测量的声反馈度量估计所述要验配的助听器的通气孔效应；

-基于所估计的通气孔效应确定修正增益；和

-将所述校正增益并入所述要验配的助听器的增益中，其中所述要验配的助听器属于所述特定类型。

2.根据权利要求1所述的验配助听器增益的方法，其中助听器的所述特定类型至少由所述助听器的听筒的形状和材料限定。

3.根据权利要求2所述的验配助听器增益的方法，其中所述特定助听器的听筒的形状选自圆顶形、双圆顶形、郁金香圆顶形、空心球形和空心灯泡形。

4.根据权利要求1所述的验配助听器增益的方法，

其中所述声反馈度量和所述通气孔效应都是针对多个特定频率或频带测量的，和

其中使用所述多组测量值确定所述声反馈度量与所述通气孔效应之间的关系的步骤包括以下步骤：

-对所述多个特定频率或频带中的每一个使用具有预定义形状的函数以获得所述声反馈度量与所述通气孔效应之间的关系的线性或非线性模型；和

-对于所述多个特定频率或频带，跨频率组合每一个所述函数，以提供作为频率函数的所述声反馈度量的多个关系，其中每一个所述关系代表特定的通气孔效应。

5.根据权利要求4所述的验配助听器增益的方法，进一步包括以下步骤：

-确定要验配的助听器的所述测量的声反馈度量与作为频率函数的所述声反馈度量的多个关系之间的最佳可能拟合。

6.根据权利要求5所述的验配助听器增益的方法，其中确定在所述要验配的助听器的所述测量的声反馈度量与作为频率函数的所述反馈度量的所述多个关系之间的所述最佳可能拟合的步骤进一步包括以下步骤：

-针对每一个所述多个特定频率或频带并且基于所述多组测量值，确定测量的声反馈度量和测量的通气孔效应之间的多个秩相关系数；

-使用所确定的秩相关系数加权考虑的频率相对于彼此的重要性。

7.根据权利要求5或6所述的验配助听器增益的方法，其中确定在要验配的助听器的所述测量的声反馈度量与作为频率函数的所述反馈度量的所述第二多个关系之间的所述最佳可能拟合的步骤是使用选自以下各项的方法进行的：最小二乘法、估计最小绝对残差和一步正弦估计。

8.根据权利要求1所述的验配助听器增益的方法，其中使用第一多组测量值推导出所述声反馈当量与所述通气孔效应之间的关系的步骤包括训练神经网络以基于测量的频率依赖性声反馈度量来确定所述通气孔效应的进一步步骤。

9.一种助听器验配系统，其配置为进行根据权利要求1-8中任一项所述的方法。

10.根据权利要求9所述的助听器验配系统，进一步包括：

-显示设备，其适合于：

-显示多个助听器验配程序屏幕，其适合于：

-最初促使助听器验配员选择特定的助听器听筒；和

-其次提供校正增益以并入到所述最终助听器增益中，以补偿所述通气孔效应。

11.一种助听器系统，其在操作上与服务器连接，所述服务器适用于：

-从众多助听器系统接收测量的声反馈度量以及特定的助听器类型，

-使用接收到的声反馈度量以基于所述测量的声反馈度量的统计分析来优化助听器系统设置，

-为所述助听器系统提供优化设置。

12.根据权利要求11所述的助听器系统，其中所述服务器进一步适合于：

-使用所述接收到的测量的声反馈度量来估计助听器多久从耳朵中移除，并使用这个知识来建议优化的助听器。

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