CN115278494A - 包括耳内输入变换器的听力装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了包括耳内输入变换器的听力装置，其中所述听力装置为助听器并包括：包括至少一第一传声器、音频信号处理器和输出变换器的正向通路，所述至少一第一传声器远离用户的第一耳道定位；连接到所述音频信号处理器的至少一第二传声器，所述至少一第二传声器配置成提供表示至少一第二传声器处接收到的声音的至少一第二电输入信号，至少一第二传声器位于用户的第一耳道处或第一耳道中；特征提取器，用于从至少一第二电输入信号或源自其的信号提取用户的所述耳朵的声学特征；其中所述助听器配置成将所述声学特征包括在处理后的信号中。

Description

包括耳内输入变换器的听力装置

技术领域

本发明涉及听力装置例如适于佩戴在用户耳朵处或耳朵中的助听器或耳机。本发明尤其涉及在呈现给用户的、由位于用户耳道中的输入变换器拾取的信号中保留耳廓线索的方案。

背景技术

在IIC(全隐蔽/隐形)和CIC(深耳道)式听力装置中，目前不可能进行传统的波束形成，因为在这样的装置中通常仅有一个传声器。已提出双耳波束形成，但其具有双耳波束形成器已知导致的一些潜伏时间问题及线索损失。

在BTE(耳后)和RITE(耳内接收器)式听力装置中，(在反馈是问题之前)波束形成器能允许比IIC和CIC式听力装置中可能的放大更大的放大，这使它们适合由具有较大听力损失的人使用。它们也可创建耳廓模型，其在所有听音情形下向听者提供定向听音信息(例如参见US20170295436A1)。然而，这些BTE/RITE耳廓模型有局限，因为它们仅提供来自水平面的2D信息，而耳廓提供3D定位信息，目前的2D模型的准确度一定程度上质量低于类似的耳廓定位信息。试验(例如参见[Roffler&Butler；1968])已表明，为了在纵平面中准确地定位声音，高频耳廓线索是必需的。

EP2262285A1公开了一种助听器，包括：方向性系统，用于提供至少两个传声器信号的加权和从而提供至少两个在空间上不同的方向具有最大灵敏度的定向传声器信号以及组合的传声器信号；及频率整形单元，用于修改组合的传声器信号以指明源自至少一空间上不同的方向的输入声音的方向线索并提供改善的定向输出信号。

发明内容

本发明结合CIC和BTE/miniRITE听力装置的强处。其取得来自CIC装置(理想地放在解剖耳道开口处)的耳廓线索并与BTE/miniRITE式听力装置的波束形成和更高的放大水平结合。

本发明解决了为广泛的具有听力损失的人群提供足够的放大同时依然保留耳廓线索的问题。

声音可被分解为包络和精细结构，其可在再次组合为最终的输出信号之前独立地进行修改。

由(在CIC或IIC式听力装置中)位于耳道处的传声器拾取的声音不用于放大，仅使用传入的声音的包络并与来自RITE/BTE式听力装置中的传声器的“增强的全向”声音的精细结构组合。该组合可以几种方式进行，或以数学方式，即遵循分解为包络和相位的反过程，或可在波束形成之后应用，例如使用后滤波器。

这样，相较“CIC声音”，听力装置的放大的输出更类似于“BTE/RITE声音”，因而可施加更大的放大但反馈风险较低。同时，来自BTE/RITE的声音富集来自CIC传声器位置的耳廓线索。

所提取的耳廓线索施加到第一电输入信号(或源自其的信号)可被使得取决于反馈估计器提供的反馈估计量，或者其可被使得取决于具体运行模式(例如具有助听器程序)的选择，例如从用户接口进行选择。

助听器

在本申请的一方面，提供配置成佩戴在用户耳朵处和/或耳朵中的助听器。助听器包括用于处理来自用户环境的声音的正向通路。正向通路包括：

-至少一第一传声器，其提供表示相应的至少一第一传声器处接收到的声音的至少一第一电输入信号，所述至少一第一传声器远离用户的第一耳道定位；

-音频信号处理器，用于处理所述至少一第一电输入信号或源自其的信号并提供处理后的信号；

-输出变换器，用于根据所述处理后的信号向用户提供可感知为声音的刺激。

助听器还可包括连接到所述音频信号处理器的至少一第二传声器，该至少一第二传声器配置成提供表示至少一第二传声器处接收到的声音的至少一第二电输入信号，至少一第二传声器位于用户的第一耳道处或第一耳道中。助听器还可包括特征提取器，用于从至少一第二电输入信号或源自其的信号提取用户的所述耳朵的声学特征。助听器可配置成将所述声学特征包括在处理后的信号中。

从而可提供改进的助听器。

所述耳朵的声学特征，也称为“耳廓线索”，以入射在耳朵(耳廓)上的声学信号的相对低频率(低于LF-HF阈频，f_LF-HF)的相位修改为主以及以相对高频率(高于LF-HF阈频，f_LF-HF)的振幅修改为主。低和高频率之间的边界频率在本说明书中可大于1kHz，例如在1kHz到4kHz之间的范围中，例如约2kHz。对于不同的人(耳朵)，阈频可能不同。

用于提取用户耳朵的声学特征的特征提取器例如可配置成将声学特征提取为幅度和相位性质(二者的组合可表示为复值)。

用于提取用户耳朵的声学特征的特征提取器例如可配置成在第一频率范围聚焦于声学特征的相位性质。用于提取用户耳朵的声学特征的特征提取器例如可配置成在第二频率范围聚焦于声学特征的幅度性质。用于提取用户耳朵的声学特征的特征提取器例如可配置成在低于LF-HF阈频(f_LF-HF)时聚焦于声学特征的相位性质及在高于LF-HF阈频时聚焦于声学特征的幅度性质。用于提取用户耳朵的声学特征的特征提取器例如可配置成在低于LF-HF阈频(f_LF-HF)时包括声学特征的幅度和相位性质及在高于LF-HF阈频时聚焦于声学特征的幅度性质。LF-HF阈频(f_LF-HF)例如可低于2.5kHz，如低于2kHz，如在1kHz到2kHz之间的范围中。

考虑声学特征(“耳廓线索”)的相位(与仅考虑其幅度相比)可提供更精确的耳廓模型，尤其在低于2kHz的频率范围中。

由于人的听力损失通常随频率增加，对于听力受损人员，耳廓模型在听力损失相对较小的频率(较低频率)中尽可能精确是有利的。

助听器可仅包括一个第二传声器。

助听器可仅包括一个第一传声器。

至少一第一传声器(或者其中至少一个)可位于对侧耳道中或对侧耳朵处，至少一第二传声器可位于同侧耳道中。

特征提取器可包括用于提取所述声学特征的包络提取器，该包络提取器配置成确定至少一第二电输入信号或源自其的信号的包络和/或包络线索并提供表示其的包络信号。音频信号处理器可配置成根据包络信号将所述声学特征包括在处理后的信号中。

术语“包络”在本说明书中意为“画出信号的极值的轮廓的平滑曲线”。

精细结构也可通过希尔伯特(Hilbert)变换进行提取，称为希尔伯特精细结构。相位修改可使用复指数例如经复数后滤波器增益应用于至少一第一电输入信号。

音频信号处理器可配置成将所述包络或包络线索应用于所述至少一第一电输入信号或源自其的信号。音频信号处理器可配置成用针对至少一第二电输入信号确定的当前包络替代至少一第一电输入信号或源自其的信号的当前包络。

音频信号处理器可配置成仅在高于LF-HF阈频f_LF-HF时将所述包络或包络线索应用于所述至少一第一电输入信号或源自其的信号。

音频信号处理器可配置成仅在低于LF-HF阈频f_LF-HF时将所述包络或包络线索应用于所述至少一第一电输入信号或源自其的信号。

助听器可包括至少两个第一传声器，其提供相应的至少两个第一电输入信号，其中音频信号处理器包括定向系统，用于提供包括预定和/或自适应更新的波束形成器权重的至少一波束形成器并根据所述至少两个第一电输入信号和所述至少一波束形成器提供至少一波束成形信号。处理后的信号可根据所述至少一波束成形信号或源自其的信号进行提供。音频信号处理器可配置成将从至少一第二电输入信号或源自其的信号提取的声学特征包括在至少一波束成形信号或源自其的信号中。

助听器可包括后滤波器，用于基于自适应更新的后滤波器增益对至少一电输入信号或所述波束成形信号或源自其的信号进行滤波并提供经滤波的信号。

后滤波器增益可以为复值(包括幅度和相位)。

后滤波器可配置成根据提取的声学特征确定后滤波器增益。

后滤波器可配置成根据包络信号确定后滤波器增益。后滤波器可连接到包络提取器并配置成接收包络信号。至少一第二电输入信号的包络例如可通过标准信号处理程序进行提取，例如信号的幅度(例如其平方)的低通滤波，或者通过将希尔伯特变换应用于至少一第二电输入信号进行提取，等等。包络线索例如可包括不同传声器信号之间的振幅差。这样的振幅差可随声源方向变化，因而编码重要的耳廓线索。包络线索的施加/应用可借助于绝对包络或者借助于至少一第二电输入信号(中的一个或多个)与至少两个第一电输入信号(中的一个或多个)之间的包络差进行。

特征提取器可配置成根据指明至少一第二电输入信号与至少一第一电输入信号之间的电平差的电平差度量而确定用户耳朵的所述声学特征。耳朵的声学特征(的电平贡献)的估计量例如可通过与至少一第二电输入信号和至少一第一电输入信号之间的电平差有关的电平差度量进行提供，例如ΔL＝L2-L1，其中L2为第二传声器信号的当前电平，L1为第一传声器信号的当前电平。

特征提取器也可配置成根据至少一第二电输入信号与至少一第一电输入信号之间的相位差确定用户耳朵的声学特征。耳朵的声学特征(的相位贡献)的估计量例如可通过与至少一第二电输入信号和至少一第一电输入信号之间的相位差有关的相位差度量进行提供，例如ΔP＝P2-P1，其中P2为第二传声器信号的当前相位，P1为第一传声器信号的当前相位。

后滤波器可配置成根据电平和/或相位差度量确定后滤波器增益。(在给定频率的)后滤波器增益可随电平差度量(例如ΔL＝L2-L1)增加而增加。(在给定频率的)后滤波器增益可随电平差度量(例如ΔL＝L2-L1)减小而减小。(在给定频率的)后滤波器增益可正比于电平差度量(例如ΔL＝L2-L1)。(在给定频率的)后滤波器增益可以是电平差度量的平滑函数。(在给定频率的)后滤波器增益可由逐段线性函数表示。(在给定频率的)后滤波器增益可包括限值，在超过该限值时增益不随电平或相位差度量(例如ΔL＝L2-L1,ΔP＝P2-P1)增大(或减小)而增大(或减小)。

(随频率而变的)包络(电平)差可通过电平差直接逼近(因为包络电平值可被逼近为平滑后的信号电平)。从而可提供相当简单的(随频率而变的)包络差-后滤波器增益确定(从而向至少一第一电输入信号(或源自其的信号)提供空间线索)。

音频信号处理器可配置成根据用户的需要将随频率和/或电平而变的增益应用于至少一第一电输入信号或源自其的信号并根据其提供处理后的信号。音频信号处理器可配置成使处理后的信号基于来自后滤波器的经滤波的信号。换言之，音频信号处理器可连接到(或包括)后滤波器。

助听器可包括适于位于用户耳朵(耳廓)处或者耳朵(耳廓)后面的BTE部分，其中至少一第一传声器位于BTE部分中。

助听器可包括适于位于用户耳道处或耳道中的ITE部分，其中至少一第二传声器位于ITE部分中。

输出变换器可位于ITE部分中。

助听器可包括反馈控制系统，用于估计和/或衰减从输出变换器到至少一第一传声器和至少一第二传声器中的一个或多个的反馈。反馈控制系统可包括反馈通路估计器，用于提供表示从输出变换器到至少一第二传声器中的一个或多个的反馈的反馈估计量。

反馈控制系统可配置成根据反馈估计量提供至少一第二电输入信号的可靠性估计量。可靠性估计量可针对至少一第二电输入信号(中的一个或多个)按绝对项提供。可靠性估计量可被提供为相对度量，例如至少一第二电输入信号(中的一个或多个)与至少一第一电输入信号中的一个或多个之间的相对度量。

在从输出变换器到至少一第二传声器的反馈估计量被认为不重要的情形下，音频信号处理器的处理后的信号可基于(例如排他地基于)所述至少一第二电输入信号或源自其的信号。在该情形下，可省略耳廓线索的提取及将其应用于至少一第一电输入信号或源自其的信号。

提取的耳廓线索应用于第一电输入信号(或源自其的信号)可被使得取决于反馈估计器提供的反馈估计量，或者其可被使得取决于具体运行模式(例如具体助听器程序)的选择，例如从用户接口进行选择。

助听器可由空气传导型助听器、骨导型助听器、耳蜗植入型助听器或其组合构成或者包括空气传导型助听器、骨导型助听器、耳蜗植入型助听器或其组合。

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。助听器可包括用于增强输入信号并提供处理后的输出信号的信号处理器。

助听器可包括输出单元，用于基于处理后的电信号提供由用户感知为声学信号的刺激。输出单元可包括输出变换器。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)(例如在声学(基于空气传导的)助听器中)。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(例如在附着到骨头的或骨锚式助听器中)。

助听器可包括用于提供表示声音的电输入信号的输入单元。输入单元可包括用于将输入声音转换为电输入信号的输入变换器如传声器。输入单元可包括无线接收器，用于接收包括或表示声音的无线信号并提供表示所述声音的电输入信号。无线接收器例如可配置成接收在无线电频率范围(3kHz到300GHz)的电磁信号。无线接收器例如可配置成接收在光频率范围(例如红外光300GHz到430THz或者可见光如430THz到770THz)的电磁信号。

助听器可包括定向传声器系统，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。定向系统可适于检测(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。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。

助听器可包括天线和收发器电路，其使能建立到娱乐设备(例如电视机)、通信装置(如电话)、无线传声器或另一助听器等的无线链路。助听器因而可配置成从另一装置无线接收直接电输入信号。类似地，助听器可配置成将直接电输入信号无线传给另一装置。直接电输入信号可表示或包括音频信号和/或控制信号和/或信息信号。

一般地，助听器的天线及收发器电路建立的无线链路可以是任何类型。无线链路可以是基于近场通信的链路，例如基于发射器部分和接收器部分的天线线圈之间的感应耦合的感应链路。无线链路可基于远场电磁辐射。优选地，用于在助听器和另一装置之间建立通信链路的频率低于70GHz，例如位于从50MHz到70GHz的范围中，例如高于300MHz，例如在高于300MHz的ISM范围中，例如在900MHz范围中或在2.4GHz范围中或在5.8GHz范围中或在60GHz范围中(ISM＝工业、科学和医学，这样的标准化范围例如由国际电信联盟ITU定义)。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(如低功耗蓝牙技术)。无线链路可基于超宽带(UWB)技术。

助听器可以是便携式(即配置成可穿戴的)设备或形成其一部分，例如包括本地能源如电池例如可再充电电池的设备。助听器例如可以是低重量、容易穿戴的设备，例如具有小于100g如小于20g的总重量。

助听器可包括助听器的输入和输出单元之间的、用于处理音频信号的“正向”(或“信号”)通路。信号处理器可位于该正向通路中。信号处理器可适于根据用户的特定需要提供随频率而变的增益(例如听力仪器)。助听器可包括具有用于分析信号和/或控制正向通路的处理的功能件的“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，在该情形下，助听器包括适当的分析和合成滤波器组。分析通路和/或正向通路的部分或所有信号处理可在时域进行。

表示声信号的模拟电信号可在模数(AD)转换过程中转换为数字音频信号，其中模拟信号以预定采样频率或采样速率f_s进行采样，f_s例如在从8kHz到48kHz的范围中(适应应用的特定需要)以在离散的时间点t_n(或n)提供数字样本x_n(或x[n])，每一音频样本通过预定的N_b比特表示声信号在t_n时的值，N_b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N_b比特量化(导致音频样本的2^Nb个不同的可能的值)。数字样本x具有1/f_s的时间长度，如50μs，对于f_s＝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个音频数据样本。根据实际应用可使用其它帧长度。

助听器可包括模数(AD)转换器以按预定的采样速率如20kHz对模拟输入(例如来自输入变换器如传声器)进行数字化。助听器可包括数模(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。

助听器如输入单元和/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。时频表示可包括所涉及信号在特定时间和频率范围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)输出信号的滤波器组，每一输出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、从最小频率f_min到最大频率f_max的频率范围可包括从20Hz到20kHz的典型人听频范围的一部分，例如从20Hz到12kHz的范围的一部分。通常，采样率f_s大于或等于最大频率f_max的两倍，即f_s≥2f_max。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，如大于500，至少其部分个别进行处理。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。

助听器可配置成在不同模式下运行，如正常模式及一个或多个特定模式，例如可由用户选择或者可自动选择。运行模式可针对特定声学情形或环境进行优化。运行模式可包括低功率模式，其中助听器的功能被减少(例如以便节能)，例如禁用无线通信和/或禁用助听器的特定特征。

助听器可包括多个检测器，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。

多个检测器中的一个或多个可对全带信号起作用(时域)。多个检测器中的一个或多个可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。

多个检测器可包括用于估计正向通路的信号的当前电平的电平检测器。检测器可配置成决定正向通路的信号的当前电平是否高于或低于给定(L-)阈值。电平检测器作用于全频带信号(时域)。电平检测器作用于频带拆分信号((时-)频域)。

助听器可包括话音活动检测器(VAD)，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，话音信号可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)。话音活动检测器单元可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。话音活动检测器可适于将用户自己的话音也检测为“话音”。作为备选，话音活动检测器可适于从“话音”的检测排除用户自己的话音。

助听器可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)源自系统用户的话音。助听器的传声器系统可适于能够在用户自己的话音及另一人的话音之间进行区分及可能与无话音声音区分。

多个检测器可包括运动检测器，例如加速度传感器。运动检测器可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。

助听器可包括分类单元，配置成基于来自(至少部分)检测器的输入信号及可能其它输入对当前情形进行分类。在本说明书中，“当前情形”可由下面的一个或多个定义：

a)物理环境(如包括当前电磁环境，例如出现计划或未计划由助听器接收的电磁信号(包括音频和/或控制信号)，或者当前环境不同于声学的其它性质)；

b)当前声学情形(输入电平、反馈等)；

c)用户的当前模式或状态(运动、温度、认知负荷等)；

d)助听器和/或与助听器通信的另一装置的当前模式或状态(所选程序、自上次用户交互之后消逝的时间等)。

分类单元可基于或包括神经网络例如经训练的神经网络。

助听器可包括声(和/或机械)反馈控制(如抑制)或者回声消除系统。自适应反馈抵消有能力跟踪反馈通路随时间的变化。其通常基于估计反馈通路的线性时不变滤波器，但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，包括某一形式的最小均方(LMS)或归一化LMS(NLMS)算法。它们均具有在均方方面使误差信号最小化的性质，NLMS另外使滤波器更新关于某一参考信号的欧几里得范数的平方归一化。

助听器还可包括用于所涉及应用的其它适宜功能，如压缩、降噪等。

助听器如助听器可包括听力仪器例如适于位于用户耳朵处或者完全或部分位于耳道中的听力仪器，例如头戴式耳机、耳麦、耳朵保护装置或其组合。听力系统可包括喇叭扩音器(包含多个输入变换器和多个输出变换器，例如用在音频会议情形)，例如包括波束形成器滤波单元，例如提供多个波束形成能力。

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。可提供在包括一个或多个助听器(如听力仪器)、耳机、耳麦、主动耳朵保护系统等的系统中的应用，例如免提电话系统、远程会议系统(例如包括喇叭扩音器)、广播系统、卡拉OK系统、教室放大系统等。

计算机可读介质或数据载体

本发明进一步提供保存包括程序代码(指令)的计算机程序的有形计算机可读介质(数据载体)，当计算机程序在数据处理系统(计算机)上运行时，使得数据处理系统执行(实现)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方法的至少部分(如大部分或所有)步骤。

作为例子但非限制，前述有形计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储器、磁盘存储器或其他磁性存储装置，或者可用于执行或保存指令或数据结构形式的所需程序代码并可由计算机访问的任何其他介质。如在此使用的，盘包括压缩磁盘(CD)、激光盘、光盘、数字多用途盘(DVD)、软盘及蓝光盘，其中这些盘通常磁性地复制数据，同时这些盘可用激光光学地复制数据。其它存储介质包括存储在DNA中(例如合成的DNA链中)。上述盘的组合也应包括在计算机可读介质的范围内。除保存在有形介质上之外，计算机程序也可经传输介质如有线或无线链路或网络如因特网进行传输并载入数据处理系统从而在不同于有形介质的位置处运行。

计算机程序

此外，本申请提供包括指令的计算机程序(产品)，当该程序由计算机运行时，导致计算机执行上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的及权利要求中限定的方法(的步骤)。

数据处理系统

一方面，本发明进一步提供数据处理系统，包括处理器和程序代码，程序代码使得处理器执行上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的及权利要求中限定的方法的至少部分(如大部分或所有)步骤。

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包括辅助装置的听力系统。

听力系统可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。

辅助装置可包括遥控器、智能电话或者其它便携或可穿戴电子装置智能手表等。

辅助装置可由遥控器构成或者包括遥控器，其用于控制助听器的功能和运行。遥控器的功能实施在智能电话中，该智能电话可能运行使能经智能电话控制助听器或助听器系统的功能的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)。

辅助装置可由音频网关设备构成或者包括音频网关设备，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。

辅助装置可由另一助听器构成或者包括另一助听器。听力系统可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。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。该APP可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。

参考图3，用户接口(UI)可实施耳廓线索配置APP。屏幕“选择助听器系统的配置”使用户能决定怎样配置根据本发明的耳廓线索提取系统。辅助装置和助听器适于使能经例如无线通信链路传送表示当前选择的配置的数据。

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1A示意性地示出了根据本发明的助听器的第一实施例，其包括：包含传声器和处理器的体戴部分、适于位于用户耳道中并包括输出变换器的ITE部分、及适于定位成拾取来自耳廓的声学反射的传声器；

图1B示意性地示出了根据本发明的助听器的第二实施例，其包括：包含两个传声器和处理器的体戴部分、适于位于用户耳道中并包括输出变换器的ITE部分、及适于定位成拾取来自耳廓的声学反射的传声器；

图1C示意性地示出了根据本发明的助听器的第三实施例，其包括：适于佩戴在用户耳朵处或耳后并包含两个传声器和处理器的BTE部分、适于位于用户耳道中并包括输出变换器和传声器的ITE部分；

图1D示意性地示出了根据本发明的助听器的第四实施例，其包括：a)三个输入单元，每一输入单元包括传声器，传声器之一适于位于用户的耳道处或耳道中以拾取来自耳廓的声学反射，传声器中的两个位于用户身体上的别处；b)处理器，包括b1)用于处理来自位于用户身体上的别处的两个传声器的信号的波束形成器，b2)用于对波束成形信号进行滤波的后滤波器，b3)用于处理后滤波后的信号的助听器增益单元，及相应的用于处理来自位于耳道处或耳道中的传声器的信号并向后滤波器提供后滤波器增益的b4)声学特征提取单元及b5)后滤波器增益确定单元；及c)用于将来自助听器增益单元的处理后的信号呈现给用户的输出变换器；

图1E示意性地示出了根据本发明的助听器的第五实施例，如图1D中所示，但包括相应的使处理能在时频域(在相应的子频带中各自)进行的滤波器组；

图1F示意性地示出了根据本发明的助听器的第六实施例，如图1E中所示，但其中在确定后滤波器增益时另外包括来自位于用户身体上别处的传声器之一的信号；

图1G示意性地示出了根据本发明的助听器的第七实施例，如图1F中所示，但包括M+1个输入单元，每一输入单元包括传声器，其中在确定后滤波器增益时包括来自M+1个传声器的至少一个如全部信号；

图1H示意性地示出了根据本发明的助听器的第八实施例，如图1G中所示，但包括另外的、配置成接收来自另一装置或系统的传声器信号的输入单元，其中在确定后滤波器增益时包括来自M+2个传声器的至少一个如全部信号；

图2A示意性地示出了根据本发明的包括三个传声器、处理器、及输出变换器的助听器的实施例，处理器包括用于估计及(理想地)消除从输出变换器到三个传声器中的每一个的反馈的反馈控制系统；

图2B示意性地示出了助听器的包括ITE部分和BTE部分的第九实施例，ITE和BTE部分中的每一个包括两个传声器和波束形成器，每一波束形成器基于相应的两个传声器信号提供波束成形信号，BTE部分还包括用于对BTE部分的波束形成器提供的波束成形信号进行滤波的后滤波器以及用于将一个或多个处理算法应用于经滤波的信号并提供处理后的信号的助听器增益单元，助听器还包括用于处理来自ITE部分的波束成形信号并将后滤波器增益施加到后滤波器的声学特征提取后滤波器增益确定单元；及

图2C示意性地示出了根据本发明的助听器的第十实施例，其包括三个传声器、处理器、及输出变换器，包括用于估计及(理想地)消除从输出变换器到三个传声器中的每一个的反馈的反馈控制系统(如图2A中一样)，及还包括用于控制助听器的当前运行模式的控制器；

图3示出了与包括用于助听器的用户接口的辅助装置通信的根据本发明的助听器的实施例，其包括位于用户耳后的BTE部分和位于用户耳道中的ITE部分；

图4A和4B示出了来自分别位于耳道处及远离该耳道处的第二和第一传声器的相应第二和第一电输入信号之间的相应示例性电平和相位差-耳廓增益曲线，其用于提供反映耳廓的声学特征与电平和相位差之间的关系的(复数)后滤波器增益。

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。

电子硬件可包括微机电系统(MEMS)、(例如专用)集成电路、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、印刷电路板(PCB)(例如柔性PCB)、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，例如用于感测和/或记录环境、设备、用户等的物理性质的传感器。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。

本申请涉及适于佩戴在用户耳朵处或耳朵中的听力装置如助听器领域。本申请尤其涉及在呈现给用户的、由位于用户耳道中的输入变换器拾取的信号中保留耳廓线索的方案。

根据本发明的听力装置例如解决了为广泛的具有听力损失的人群提供足够的放大同时依然保留耳廓线索的问题。

声音可被分解为包络和精细结构，其可在再次组合为最终的输出信号之前独立地进行修改。包络可使用希尔伯特变换或者通过对信号的幅度或幅度的平方进行低通滤波而进行提取。包络可针对每一频道分开地进行提取。

由(在CIC或IIC式听力装置中)位于耳道中的传声器拾取的声音不用于放大，仅使用传入的声音的包络并与来自RITE/BTE式听力装置中的传声器的“增强的全向”声音的精细结构组合。该组合可以几种方式进行，或以数学方式，即遵循分解为包络和相位的反过程，或可在波束形成之后应用，例如使用后滤波器。

这样，相较“CIC声音”，听力装置的放大的输出更类似于“BTE/RITE声音”，因而可施加更大的放大但反馈风险较低。同时，来自BTE/RITE的声音富集来自CIC传声器位置的耳廓线索。

图1A-1H示意性地示出了包括至少两个传声器、处理器和输出变换器的助听器的多个不同的实施例。假定至少两个传声器中的至少一个提供耳廓效应(即定位成拾取通过耳廓提供的(随频率和角度而变的)声学线索)。耳廓效应例如可通过位于耳道处或耳道中或者靠近耳道的别处如耳蜗中的传声器提供。至少两个传声器中的至少一个可远离耳道定位，例如耳廓处或耳廓后面。远离耳道定位的至少一传声器例如可位于适于远离耳道定位例如耳廓处或耳廓后面的BTE部分中。呈现给用户的信号可基于来自远离耳道定位的至少一传声器的信号。输出变换器可位于耳道中。输出变换器可位于适于位于用户耳道中的ITE部分中。至少两个传声器中的至少一个可位于ITE部分中。至少两个传声器中的两个以上可用于提供波束成形信号(从而提供信号质量提高(例如相对降噪的分量，从而提供改善的信噪比(SNR)))。贡献于波束成形信号的两个以上传声器可远离耳道定位，例如在BTE部分中。用于控制从输出变换器到至少两个输入变换器中的一个或多个的声学(或机械)反馈的反馈控制系统可形成助听器的一部分。助听器可包括适于从用户环境中的另一装置例如从音频捕获装置接收无线音频输入的输入单元。

图1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G和1H中的每一个示出了根据本发明的助听器HD的相应实施例，其包括：包含输入单元(IU11,IU12；IU11,…,IU1M,M≥1)如传声器(M1；M11,M12)的体戴部分(BW,BTE)、处理器ASP、适于位于用户耳道中并包括输出变换器OT的ITE部分(ITE)、及适于定位成拾取来自耳廓的声学反射的输入单元IU2如传声器M2。“耳内传声器”M2例如适于位于用户耳道中，例如靠近耳道入口(例如耳道处或耳道中，或者耳道外面但处于耳廓的外耳部分中)。定位的目标是使传声器M2能拾取包括源自耳廓功能的线索(例如方向线索)的声音信号。体戴部分(BW；BTE)可包括任何数量(M)的输入单元，例如输入变换器，例如用于从外部(如移动)声音捕获装置(如智能电话)接收音频信号的传声器和/或无线音频接收器(例如参见图1H中的IU3)。每一输入单元或输入变换器提供相应的电输入信号(IN1,IN2；IN11,IN12,IN2；IN11,…,IN1M,IN2；IN11,…,IN1M,IN2,IN3)。每一输入变换器理论上可以是任何类型的输入变换器，例如包括传声器(例如普通传声器或者振动感测骨导传声器)、或加速计、或无线接收器。每一输出变换器OT配置成将处理后的输出信号转换为可由用户感知为声音的刺激。输出变换器一般可位于用户身体上的任何适当部位处或者完全或部分位于用户身体内。优选地，输出变换器OT位于其输出刺激可由用户感知的地方。输出变换器例如可包括扬声器(在助听器领域经常称为“接收器”)。扬声器例如可位于耳道中(RITE(耳内接收器)式助听器)或者耳道外面(例如BTE型助听装置中)，例如连接到用于将来自扬声器的输出声音(例如经耳模)导向用户耳道的声音传播元件(例如管)。作为备选，可预见其它输出变换器，例如骨锚式助听器的振动器或者耳蜗植入助听器的多个电极。助听器还包括在工作时连接到输入单元(IU11,IU12,IU2；IU11,…,IU1M,IU2；M1,M2；M11,M12,M2)和输出变换器OT的音频信号处理器ASP。助听器HD的功能元件(音频信号处理器、输入单元、和输出变换器)之间的“工作连接”可以使信号能在元件之间传送(可能交换)的任何适当方式进行实施(至少使能从输入单元到输出变换器的正向通路，经(及控制)音频信号处理器ASP)。助听器的不同(分开的)部分例如体戴部分(BW,BTE)与耳内部分ITE之间的连接可包括有线电连接或者无线连接，例如基于电磁信号，在该情形下，意味着包括有关天线和收发器电路。此外，在输出变换器位于体戴部分中的情形下，可在体戴部分(BW,BTE)与耳内部分ITE之间包括声学连接。

音频信号处理器ASP配置成处理来自输入单元(IN1,IN2；IN11,IN12,IN2；IN11,…,IN1M,IN2；IN11,…,IN1M,IN2,IN3)的电音频输入信号并提供处理后的(优选增强的)输出信号OUT。音频信号处理器ASP例如可包括用于基于一个或多个(第一)电输入信号(IN11,IN12；IN11,…,IN1M)提供全向信号或者在特定DIR模式下提供定向信号YBF的定向算法(例如参见图1D-1H中的BF)。音频信号处理器ASP可包括后滤波器PF，用于处理(第一)电音频输入信号(IN11,IN12；IN11,…,IN1M)或其处理后版本如波束成形信号YBF以提供经滤波的信号YNR，例如基于源自第二电输入信号IN2的信息(例如声学特征)的处理后的输出信号OUT。音频信号处理器ASP例如可包括反馈控制系统，配置成消除或减少从输出变换器OT到一个或多个输入变换器的声学或机械反馈。

所有实施例的助听器均适于至少部分设置在用户头上或者至少部分植入在用户头中。

图1A示意性地示出了助听器HD的实施例，包括适于佩戴在或位于耳朵处或者用户头上的别处或者身体的上部的体戴部分BW。体戴部分BW包括彼此电连接的、提供表示传声器M1接收到的声音的(第一)电输入信号IN1的(第一)传声器M1、及音频信号处理器ASP。音频信号处理器ASP根据(第一)电输入信号IN1提供处理后的输出信号OUT。助听器HD还包括适于位于用户耳道中并包括输出变换器OT的ITE部分。输出变换器OT(例如经电导体)电连接到音频信号处理器ASP并配置成基于处理后的输出信号OUT向用户提供可感知为声音的刺激。助听器HD还包括适于定位成使其能拾取来自耳廓的声学反射的(第二)传声器M2。(第二)传声器M2提供表示传声器M1接收到的声音的(第二)电输入信号IN2。(第二)传声器M2(例如经电导体)电连接到音频信号处理器ASP。音频信号处理器ASP因而接收(至少)第一和第二电输入信号(IN1,IN2)并根据其提供处理后的输出信号OUT。(第二)传声器M2可位于ITE部分中或者与其分开，例如耳廓中，如外耳中，例如艇区中。

图1B示意性地示出了与图1A的实施例类似的助听器HD实施例。然而，在图1B的实施例中，体戴部分BW包括连接到音频信号处理器ASP的、提供相应的(第一)电输入信号(IN11,IN12)的两个(第一)传声器(M11,M12)，从而例如使能波束形成(例如参见图1D-1H,2A,2B的实施例)。因此，音频信号处理器ASP接收(至少)两个第一及一个第二电输入信号(IN11,IN12,IN2)并根据其提供处理后的输出信号OUT。

图1C示意性地示出了与图1B的实施例类似的助听器HD实施例。然而，在图1C的实施例中，体戴部分(图1A、1B中的BW)为配置成位于用户耳朵(耳廓)处或耳朵(耳廓)后面的BTE部分(BTE)。此外，(第二)传声器M2位于ITE部分中。此外，ITE部分的输出变换器为将给用户的输出刺激提供为空气中的振动的扬声器SPK。BTE部分与ITE部分之间的电连接因而可在共同的电缆中提供，其包括适当数量(例如5根以上)的、用于将音频信号传至(例如传至SPK)及传自(例如传自M2)ITE部分及向ITE部分(例如传声器M2)提供功率的电导线。

图1D示意性地示出了助听器HD的实施例，例如如图1A-1C中所示。图1D的助听器实施例包括多个(M个)(例如两个以上，例如三个以上)第一输入单元(IU11,…,IU1M,M≥2)，每一输入单元包括输入变换器如传声器，每一输入单元配置成基于相应输入单元处的声学信号(参见“IUm处的声输入”)提供(第一)电输入信号(IN11,…,IN1M)。M个第一输入单元(如传声器)中的每一个适于远离用户耳道定位，例如用户身体如头、耳朵处或上。图1D的助听器HD还包括至少一第二输入单元IU2，例如至少一传声器，适于位于用户耳道处或耳道中以拾取来自耳廓的声学反射并基于该输入单元IU2处的声学信号(参见“耳道处的声输入”)提供表示其的第二电输入信号IN2。图1D的助听器HD还包括连接到第一和第二输入单元(IU11,…,IU1M,IU2)的音频信号处理器ASP。音频信号处理器ASP包括波束形成器BF，用于处理来自位于不同于用户耳道中或耳道处的别处的M个输入单元(如传声器)的第一电输入信号(IU11,…,IU1M)并根据所述第一电输入信号和预定或自适应更新的波束形成器权重w_ij提供波束成形信号YBF。音频信号处理器ASP还包括后滤波器PF，用于对波束成形信号YBF进行滤波并提供进一步处理(“增强”)的信号YNR。音频信号处理器ASP还包括助听器增益单元HAG，用于处理后滤波后的信号YNR并提供处理后的输出信号OUT。音频信号处理器ASP还包括声学特征提取单元ACX，用于从来自位于耳道处或耳道中的输入单元IU2(例如传声器M2)的信号IN2提取用户耳朵的声学特征并提供声学特征信号AC2。音频信号处理器ASP还包括后滤波器增益确定单元PF-GC，从而向后滤波器PF提供后滤波器增益PFG。后滤波器增益PFG在后滤波器PF中应用于波束成形信号YBF(或其处理后版本)以使得进一步处理(“增强”)的信号YNR包括用户耳朵的声学特征(“耳廓线索”)。助听器HD还包括输出变换器OT，用于将来自助听器增益单元HAG的处理后的信号OUT呈现给用户(参见“声输出”)。

图1E示意性地示出了与图1D的实施例类似的助听器HD实施例。然而，在图1E的实施例中，助听器包括两个第一输入单元(IU11,IU12)，其在时域提供相应的两个第一电输入信号(IN11,IN12)(例如根据特定采样频率例如20kHz数字化)。图1E的实施例包括相应的滤波器组(AFB11,AFB12,AFB2)，其在时频域提供第一和第二电信号(IN11,IN12,IN2)(分别参见信号X11,X12和X2)。从而，电输入信号在音频信号处理器ASP中的处理可在时频域(在相应的子频带中各自)进行。为将处理后的输出信号OUT转换到时域，助听器HD还包括合成滤波器组SFB以提供用于馈给输出变换器OT的时域信号。在输出变换器OT为耳蜗植入助听器的多电极阵列的情形下，合成滤波器组SFB可省略(每一子频带的刺激馈给多电极阵列的多个电极中的特定电极)。分析和合成滤波器组被示为形成音频信号处理器ASP的一部分。然而，这些滤波器组单元可形成相应的输入和输出单元的一部分。

图1F示意性地示出了与图1E的实施例类似的助听器HD实施例。然而，在图1F的实施例中，在确定后滤波器增益时另外包括来自位于用户身体上别处(不同于耳道处或耳道中)的(第一)输入单元之一的信号。在图1F的实施例中，第一电输入信号(在此为IN12)在分析滤波器组AFB12’中被转换到时频域(X12’)，转换后的信号X12’与来自位于耳道处或耳道中的第二输入单元IU2的相应转换后的第二电输入信号X2’一起用作声学特征提取单元ACX的输入。分析滤波器组的子频带数量(或者傅里叶变换算法的阶)在(处理第一电输入信号X11,X12的)正向通路中可不同于在(处理第二电输入信号X2’(在此还处理第一电输入信号X12’)的)分析通路中时(例如更高)。要不然(即，如果相等)，(已经由分析滤波器组AFB12转换的)第一电信号X12可已被直接用作声学特征提取单元ACX的输入。两信号的声学特征通过声学特征提取单元ACX提取，从而提供分开的声学特征信号(AC12’,AC2’)。作为代替，声学特征提取单元ACX可提供一个表示第二(X2’)与第一(X12’)电输入信号的声学特征(例如表示为复值的电平和/或相位)之间的差的声学特征信号ΔAC。基于分开的声学特征信号(AC12’,AC2’)或者“差分”声学特征信号ΔAC，后滤波器增益确定单元PF-GC向后滤波器PF提供后滤波器增益PFG，例如参见图4A、4B。

图1G示意性地示出了根据本发明的助听器HD的实施例，如图1F中所示，但包括M个第一输入单元(IU11,…,IU1M)和一个第二输入单元IU2，每一输入单元包括输入变换器如传声器，其中，在确定后滤波器增益PFG时，包括来自M个输入单元(如传声器)的至少一个例如全部第一电输入信号(X11,…,X1M)。该助听器因而包括M个分析滤波器组(AFB11,…,AFB1M)以将第一电输入信号从时域(IN11,…,IN1M)转换到时频域(X11,…,X1M)。在图1G的实施例中，已假定第一和第二电输入信号(X11,…,X1M,X2)的子频带数量一样(或者假定适当的“SUM”单元应用于第一电输入信号(X11,…,X1M)以使子频带数量等于第二电输入信号X2的子频带数量)。如图1F中一样，声学特征提取单元ACX提供分开的声学特征信号(AC11,…,AC1M,AC2)，其在后滤波器增益确定单元PF-GC中一起用于确定后滤波器增益PFG。

图1H示意性地示出了根据本发明的助听器HD的实施例，如图1G中所示，但包括另外的、配置成接收来自另一装置或系统的传声器信号的输入单元IU3，其中在确定后滤波器增益时，除了位于耳道处或耳道中的输入单元IU2之外，还包括来自M+1个输入单元(IU11,…,IU1M,IU3)的至少一个如全部电输入信号。图1H示出了助听器HD的实施例，其中在确定后滤波器增益PFG时包括来自(例如不是由用户佩戴的)外部装置的传声器信号。这样的外部传声器信号例如可源自会议室传声器阵列、电话、(不同于助听器用户的)另一人佩戴的传声器、或对侧助听器(与所涉及的及由用户佩戴的助听器一起形成双耳助听器系统)的传声器。使用(例如一个或多个)外部传声器的优点在于，相较于位于听力装置中的传声器拾取的，可拾取更纯净的目标信号估计量(或更纯净的噪声估计量)，因为外部传声器更靠近感兴趣的信号或者外部装置具有更大处理能力(例如更灵敏的波束形成器)。藉此可获得改善的后滤波器增益。此外，外部传声器不被反馈污染。

如果需要进一步降低反馈风险，耳道处的声音可通过定向传声器系统(例如参见图2B中的“波束形成器”)拾取，其针对拾取外部声音进行优化，同时抑制来自耳道的放大的声音(例如如EP3506658A1中讨论的)。

如果需要更进一步地减少反馈，可使用开环反馈系统(在上面的图中针对IIC/CIC单元示为反馈消除)。该反馈消除系统以某种方式处于开环，因为进入CIC传声器的声音信号不被直接放大并出现在接收器(扬声器)处，仅包络(间接)用于产生BTE扬声器信号。此外，CIC反馈消除系统不同于BTE反馈消除系统，尽管CIC单元中潜在的反馈问题将影响包络提取，但其不会导致如BTE单元中那样的即时稳定性问题，因此仅相对慢的消除系统将可能足够。反馈消除系统可对传声器信号起作用(如图2A、2B中所示)，或者其可对波束形成器信号起作用。

耳内传声器信号的可靠性可从反馈通路估计器进行估计，或独立地估计，或在耳内传声器与BTE传声器之间相对地估计。

包络线索的应用可借助于绝对包络(如下所述)或借助于耳内传声器与BTE传声器之间的包络差进行。后一想法可能最适合在后滤波器型结构中实施。

耳内传声器与BTE传声器的包络和精细结构的比较可有助于估计传声器之间的时间和相位延迟，因而可通知关于耳内传声器在耳道中的插入深度的信息。这可在验配过程期间引导HCP，也可用于训练目的或者每日质量检查及用于给予用户反馈以帮助确保更佳地受益于听力装置。

ITE和BTE部分的(智能)组合可将提供给用户的放大增加到高于单独的装置中可实现的程度。

这可导致几个用户好处：更好的定位、在竞争性讲话者中更好地理解语音、在传声器中更少的风噪，等等。

图2A示出了根据本发明的助听器HD的实施例。该助听器HD包括三个传声器(M11,M12 M2)，两个适于远离用户耳道定位的第一传声器(M11,M12)及一个适于位于用户耳道处或耳道中的第二传声器M2。助听器HD还包括处理器ASP，用于处理来自三个传声器的电输入信号(IN11,IN12,IN2)并根据其提供处理后的信号OUT。助听器HD还包括输出变换器OT。图2A的助听器的配置与图1G的类似，除了在图1G中示出两个第一输入单元(传声器M11,M12)(代替M个)及在图1G中未示出滤波器组(AFB,SFB)之外。然而，处理器ASP另外包括反馈控制系统(FBE及相应的求和单元“+”)，用于估计及(理想地)消除从输出变换器OT到三个传声器(M11,M12,M2)中的每一个的反馈(参见反馈通路FBP)。反馈估计单元FBE配置成估计相应的电输入信号(IN11,IN12,IN2)中的反馈信号分量(FB11,FB12,FB2)。估计的反馈信号分量(FB11,FB12,FB2)在相应的求和单元中从相应的电输入信号(IN11,IN12,IN2)减去，从而提供相应的反馈校正的输入信号(ER11,ER12,ER2)。反馈估计单元中的相应自适应算法向相应的可变滤波器提供自适应更新的滤波器系数，给定参考信号(OUT)作为可变滤波器的输入，通过使反馈校正的输入信号(ER11,ER12,ER2)最小化而提供相应电输入信号(IN11,IN12,IN2)中的反馈信号分量(FB11,FB12,FB2)的相应估计量。此外，第二反馈校正的信号ER2或者所有反馈校正的输入信号(ER11,ER12,ER2)用作声学特征提取单元ACX的输入，参见到声学特征提取单元ACX的点线箭头(对于ER11,ER12)。声学特征提取单元ACX提供单一声学特征信号，其在后滤波器增益确定单元PF-GC中用于确定(可能复值的)后滤波器增益PFG(例如参见图4A、4B)。将反馈校正的信号用作声学特征提取单元ACX的输入的优点在于，这些信号(理想地)未被可能影响或隐藏提取的耳廓声学特征的反馈信号分量“污染”。

图2B示意性地示出了助听器的包括ITE部分(ITE)和BTE部分(BTE)的实施例，ITE和BTE部分中的每一个包括两个传声器(分别为(M21,M22)和(M11,M12))和波束形成器(分别为BF-ITE和BF-BTE)，每一波束形成器基于相应的两个传声器信号提供波束成形信号。BTE部分还包括用于对BTE部分的波束形成器BF-BTE提供的波束成形信号进行滤波并提供经滤波的信号的后滤波器PF。BTE部分还包括用于将一个或多个处理算法应用于经滤波的信号并提供处理后的信号的助听器增益单元HAG。助听器还包括用于处理来自ITE部分的波束成形信号并将后滤波器增益施加到后滤波器PF的声学特征提取及后滤波器增益确定单元(ACX,PF)。在图2B的实施例中，声学特征提取单元ACX位于ITE部分中。然而，其可位于BTE部分中。类似地，从声学特征确定后滤波器增益可位于单独的后滤波器增益确定单元PF-GC中(如图2A的实施例中那样)，但也可形成声学特征提取单元ACX或后滤波器PF的一部分并可位于ITE部分或BTE部分中。在图2B的实施例中，扬声器SPK位于BTE部分中并例如经声管连接到ITE部分。然而，如图2B中的点线框标示的，其可位于ITE部分中并经电缆连接到BTE部分。

图2C示意性地示出了根据本发明的助听器HD的实施例，其包括三个传声器、处理器、及输出变换器，包括用于估计及(理想地)消除从输出变换器到三个传声器中的每一个的反馈的反馈控制系统(如图2A中一样)。助听器还包括用于控制助听器的当前运行模式的控制器MCTR(参见从模式控制器到信号处理单元PRO的模式控制信号MC)。信号处理单元例如可包括图2A实施例的波束形成器BF、后滤波器PF、声学特征提取器ACX、及后滤波器增益确定单元PF-GC。其还可包括助听器增益单元HAG，用于在将处理后的信号OUT经输出变换器OT呈现给用户之前将另外的处理算法(例如补偿用户的听力受损的压缩放大算法)应用于正向通路的信号。

如图2A中一样，助听器HD包括反馈控制系统，用于估计和衰减(或消除)从输出变换器OT到“第一”和“第二”传声器(M11,M12,M2)的反馈。反馈控制系统例如模式控制器MCTR可配置成根据反馈估计量(FB11,FB12,FB2)提供第二电输入信号IN2的可靠性估计量。可靠性估计量可按绝对项针对第二电输入信号IN2提供，或者其可提供为例如第二电输入信号与至少一第一电输入信号(IN11,IN12)中的一个或多个之间的相对度量(例如基于对应的反馈度量(FB11,FB12,FB2))。

在从输出变换器OT到第二传声器M2的反馈估计量被认为不重要(通过接收三个反馈估计量(FB11,FB12,FB2)的模式控制单元MCTR评估)的情形下，音频信号处理器ASP(在此由信号处理单元PRO提供)的处理后的信号OUT可基于(例如排他地基于)第二电信号IN2或者(如在此所示的)基于源自其的信号(反馈校正的信号ER2，其与源自两个第一传声器M11,M12的反馈校正的信号ER11,ER12一起馈给信号处理单元PRO)。在该情形下，耳廓线索的提取及其应用于至少一第一电信号或源自其的信号可省略(因为这些线索包括在源自第二传声器M2的反馈校正的信号ER2中)。然而，根据本发明的耳廓线索提取程序的使用可基于频带级进行决定(使得在一些频带中，耳廓线索被提取并应用于第一电输入信号(例如来自BTE传声器，或者波束成形信号的相应频带)，及在其它频带中，第二电输入信号(例如来自ITE传声器)用于提供正向通路的处理后的信号(例如在波束形成器中用于(在这些频带中)提供波束成形信号YBF))。

提取的耳廓线索应用于第一电输入信号(或源自其的信号例如图2A中的YBF)可被使得取决于由反馈估计器FBE提供给模式控制单元MCTR的反馈估计量(FB11,FB12,FB2)，和/或其可被使得取决于具体运行模式(例如具体助听器程序)的选择，例如从用户接口进行选择(例如参见到模式控制单元MCTR的输入信号XMC，其可源自用户对用户接口的输入(例如参见图3))。

图3示出了根据本发明的听力装置HD如助听器的实施例，其与包括用于听力装置的用户接口UI的辅助装置AUX通信并包括位于用户耳(耳朵(耳廓))后的BTE部分以及位于用户耳道中的ITE部分。图3示出了被形成为耳内接收器式(RITE)助听器的示例性助听器HD，其包括适于位于耳廓(耳朵(耳廓))处或耳廓后面的BTE部分BTE及包括适于位于用户耳道中的输出变换器(如扬声器/接收器)的部分ITE(例如例示如图1A-1H或图2A-22B中所示的助听器HD)。BTE部分(BTE)和ITE部分(ITE)通过连接元件IC进行连接(如电连接)。在图3的助听器实施例中，BTE部分包括两个输入变换器(在此为传声器)(M₁,M₂)，每一输入变换器提供表示来自环境(在图3的情形下，包括声源S)的输入声音信号的电输入音频信号。图3的助听器HD还包括两个无线接收器或收发器WLR₁,WLR₂，用于提供相应的直接接收的辅助音频和/或信息/控制信号(及非必须地，用于将这些信号传给其它装置)。助听器HD包括衬底SUB，其上安装多个电子元件并根据所涉及的应用(模拟、数字、无源元件等)进行功能划分，但包括经电导体Wx彼此连接及连接到输入和输出单元的信号处理器DSP、主要包含模拟电路及模拟与数字处理之间的接口的前端芯片FE和存储器单元MEM。所提及的功能单元(及其它元件)可根据所涉及的应用按电路和元件进行划分(例如为了尺寸、功耗、模拟-数字处理、无线电通信等)，例如集成在一个或多个集成电路中，或者作为一个或多个集成电路与一个或多个单独的电子元件(如电感器、电容器等)的组合。信号处理器DSP提供增强的音频信号(参见图1A-1H或图2A-2B中的信号OUT)，其计划呈现给用户。在图3的助听器实施例中，ITE部分包括扬声器(接收器)SPK形式的输出单元，用于将电信号OUT转换为声信号(从而提供或贡献于耳膜处的声信号S_ED)。ITE部分还可包括包含一个或多个输入变换器(如传声器)的输入单元。在图3中，ITE部分包括位于用户耳道入口处的传声器M_ITE。ITE传声器M_ITE配置成提供表示耳道处或耳道中来自环境的输入声音信号的电输入音频信号(即包括因耳廓引起的输入信号的任何声学修改，反映耳廓的声学特征)。在另一实施例中，助听器还可包括位于不同于耳道入口处的别处(例如面向耳膜)的输入单元(如传声器或振动传感器)与位于BTE部分和/或ITE部分中的一个或多个输入单元的组合。ITE部分还包括引导元件如圆顶件DO(或者开放或封闭的耳模)，用于引导并将ITE部分定位在用户耳道中。

图3中例示的助听器HD为便携装置，及还包括用于对BTE部分及ITE部分的电子元件供电的电池BAT。

助听器HD包括定向传声器系统(波束形成器滤波器(图1D-1G、2A中的BF或者图2B中的“波束形成器”))，其适于相对于佩戴助听器的用户的局部环境中的多个声源增强目标声源(例如仅基于来自第一传声器(M₁,M₂)的第一电输入信号，或者(例如根据反馈度量)与来自第二传声器M_ITE的第二电输入信号结合)。存储器单元MEM可包括预定(或自适应确定)的复数、随频率而变的常数，其定义预定(或自适应确定)的波束图等，一起根据当前的电输入信号确定所得的波束形成信号YBF(例如参见图1D-1G、2A、2B)。

存储器MEM例如可包括与人耳例如用户耳朵的声学特征有关的数据，例如用于估计耳廓增益和第二(如ITE)与(如BTE)第一传声器信号之间的电平差之间的关系的、预先确定的或自适应更新的耳廓增益-电平差数据。能使用从复值传声器信号中的差确定的复值耳廓增益可能有利。

图3的助听器可构成或形成根据本发明的助听器和/或双耳助听器系统的一部分。

根据本发明的助听器HD可包括用户接口UI，例如如图3中所示实施在辅助装置AUX如遥控器中，例如实施为智能电话或其它便携(或固定不动的)电子设备中的APP。在图3的实施例中，用户接口UI的屏幕示出了耳廓线索配置APP。屏幕“选择助听器系统的配置”使用户能决定怎样配置根据本发明的耳廓线索提取系统。用户可指明包括左和右助听器的双耳系统的单耳(单一助听器系统)当前是否适宜。对于单耳系统，用户还可指明助听器是位于左耳处还是右耳处。对于双耳系统，用户还可指明助听器是否将交换耳廓线索。在所示例子中，双耳系统被选中(参见“双耳系统”处的实心打钩框)。还选择在左和右助听器(HD_l,HD_r)之间将不交换耳廓线索(参见标题“交换耳廓线索？”下面的“否”处的实心打钩框)。辅助装置和助听器适于使能经例如无线通信链路(参见图3中的虚线箭头WL2)传送表示当前选择的配置的数据。通信链路WL2例如可基于远场通信，例如蓝牙或低功耗蓝牙(或类似技术，例如UWB)，其通过助听器HD和辅助装置AUX中的适当的天线和收发器电路实施，通过助听器中的收发器单元WLR₂标示。助听器中由WLR1标示的收发器可用于建立耳间链路，例如用于在双耳助听器系统的左和右助听器(HD_l,HD_r)之间交换音频信号(或其部分)和/或耳廓线索或者其它控制或信息参数。耳间链路例如可实施为感应链路或通信链路WL2。

与助听器(如波束形成器)、音量设置、针对给定听音情形的特定助听器程序等的控制有关的其它方面可被使得可从用户接口UI选择或配置。用户接口例如可配置成使用户能决定是否从第二电输入信号提取耳廓线索并将它们应用于第一电输入信号(或源自其的信号例如图2A中的YBF)。这可被使得取决于由反馈估计器FBE提供的一个或多个反馈估计量(FB11,FB12,FB2)及例如使得可从用户接口UI选择(例如通过选择特定运行模式(例如特定助听器程序))。

图4A示出了来自分别位于耳道处及远离该耳道处的第二和第一传声器的相应第二和第一电输入信号之间的示例性电平差(ΔL，如[dB])-耳廓增益曲线，其用于提供反映耳廓的声学特征与电平差之间的关系的后滤波器增益PG。如图4A中所示，后滤波器增益PG(例如给定频率时，表示耳廓的声学性质)可随电平差度量(例如ΔL＝L2-L1)增大(减小)而增大(减小)。在图4A的示例性图示中，后滤波器增益(耳廓增益，PG)正比于电平差度量(例如ΔL＝L2-L1)。如图4A中所示，耳廓增益PG可由逐段线性函数表示。在图4A的例子中，耳廓增益包括限值(PG+,PG-)，超过限值时，增益不再随电平差度量(例如ΔL＝L2-L1)增大(或减小)而增大(或减小)。耳廓增益的限值(PG+,PG-)分别对应于正和负电平差(ΔL+,ΔL-)。图4A的示例性的耳廓增益-电平差曲线关于坐标系的中心(0,0)对称。然而，并不必须如此。预期ΔL＝L2-L1通常更多为正。电平差的负值例如可翻译为相较于对应的正电平差更低的(例如零)耳廓增益。然而，耳廓增益PG可以是电平差度量的平滑函数。由于ITE传声器的位置，其方向图将包括用于声音定位的许多有关耳廓线索。如果第一和第二传声器均位于耳道附近，将很难进一步改善耳廓线索。如果传声器之一位于BTE装置中及另一传声器位于ITE装置中，电平差可用于在BTE信号中引入耳廓线索，藉此模拟ITE耳廓线索，同时具有BTE装置的改善的反馈通路。

图4B示出了反映耳廓的声学特征的示例性的相位差ΔP(例如[弧度])-后滤波器相位PP关系。相位差为来自分别位于耳道处和远离耳道的第二和第一传声器的相应第二和第一电输入信号之间的相位差。相位差ΔP与后滤波器相位PP之间的示例性的函数关系类似于图4A中的电平差ΔL与后滤波器增益PG之间的函数关系。尽管不必须如此。相位差ΔP在-180到180度(或-π到π)的范围中，而电平差ΔL原则上不受限制。

由复值后滤波器输出表示的声学特征可从复值传声器信号(IN1,IN2)之间的差确定。所得的、耳朵的复值声学特征AC可写为AC＝|PG|e^jPP，其中PG和PP分别为后滤波器增益(幅度)和相位。

在例如第一和第二电输入信号为IN1＝|IN1|e^jPhase(IN1)和IN2＝|IN2|e^jPhase(IN2)时，按对数表示，相位差ΔP＝Phase(IN1)-Phase(IN2)和电平差ΔL＝MAG(IN1)-MAG(IN2)，或者在线性域MAG(IN1)/MAG(IN2)。

耳廓增益-电平曲线(或表示其的数据，例如函数表示)可存储在助听器中并可由音频信号处理器例如后滤波器增益确定单元PF-GC访问，例如参见图1D-1H和2A。

耳廓增益-电平差数据可能(预期)随用户(耳朵)而变，可优选针对给定助听器(例如在验配期间)进行定制。作为备选(或另外)，预先确定的(例如在模型耳朵上测得的)耳廓增益-电平差数据可存储在助听器的存储器中。

“耳廓线索”通常以入射在耳朵(耳廓)上的声学信号的相对低频率(低于LF-HF阈频，f_LF-HF)的相位修改为主以及以相对高频率(高于LF-HF阈频，f_LF-HF)的振幅修改为主。低和高频率之间的边界频率在本说明书中可大于1kHz，例如在1kHz到4kHz之间的范围中，例如约2kHz。对于不同的人(耳朵)，阈频可能不同。对于高于LF-HF阈频f_LF-HF的频率，例如对于高于1kHz的频率，后滤波器增益可按如上所述(从电平差度量(例如ΔL＝L2-L1))进行确定。

类似地，在低于LF-HF阈频f_LF-HF时，后滤波器增益可被确定为相位差ΔP＝P2-P1。

本发明的实施可用在例如助听器中的声音定位的应用中。

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。

参考文献

·EP2262285A1(Oticon)15.12.2010.

·US20170295436A1(Oticon A/S)12.10.2017.

·EP3506658A1(Oticon)03.07.2019.

·[Roffler&Butler；1968]Roffler,S.K.,&Butler,R.A.,”Factors thatinfluence the localization of sound in the vertical plane”,The Journal of theAcoustical Society of America,Vol.43(6)(1968),pp.1255-1259.

Claims (15)

1.配置成佩戴在用户耳朵处和/或耳朵中的助听器，所述助听器包括：

-用于处理来自用户环境的声音的正向通路，所述正向通路包括：

--至少一第一传声器，其提供表示相应的至少一第一传声器处接收到的声音的至少一第一电输入信号，所述至少一第一传声器远离用户的第一耳道定位；

--音频信号处理器，用于处理所述至少一第一电输入信号或源自其的信号并提供处理后的信号；

--输出变换器，用于根据所述处理后的信号向用户提供可感知为声音的刺激；

-连接到所述音频信号处理器的至少一第二传声器，所述至少一第二传声器配置成提供表示至少一第二传声器处接收到的声音的至少一第二电输入信号，至少一第二传声器位于用户的第一耳道处或第一耳道中；

-特征提取器，用于从至少一第二电输入信号或源自其的信号提取用户的所述耳朵的声学特征；

其中所述助听器配置成将所述声学特征包括在处理后的信号中。

2.根据权利要求1所述的助听器，其中，所述特征提取器包括用于提取所述声学特征的包络提取器，该包络提取器配置成确定至少一第二电输入信号或源自其的信号的包络和/或包络线索并提供表示其的包络信号。

3.根据权利要求1所述的助听器，其中，用于提取用户耳朵的声学特征的所述特征提取器配置成考虑声学特征的幅度和相位。

4.根据权利要求3所述的助听器，其中，用于提取用户耳朵的声学特征的所述特征提取器配置成在第一频率范围聚焦于声学特征的相位性质及在第二频率范围聚焦于声学特征的幅度性质。

5.根据权利要求1所述的助听器，其中，所述音频信号处理器配置成将所述声学特征应用于所述至少一第一电输入信号或源自其的信号。

6.根据权利要求1所述的助听器，包括至少两个第一传声器，其提供相应的至少两个第一电输入信号，其中音频信号处理器包括定向系统，用于提供包括预定和/或自适应更新的波束形成器权重的至少一波束形成器并根据所述至少两个第一电输入信号和所述至少一波束形成器提供至少一波束成形信号。

7.根据权利要求1所述的助听器，包括后滤波器，用于基于自适应更新的后滤波器增益对至少一电输入信号或所述波束成形信号或源自其的信号进行滤波并提供经滤波的信号。

8.根据权利要求7所述的助听器，其中，所述后滤波器配置成根据提取的声学特征确定后滤波器增益。

9.根据权利要求7所述的助听器，其中，后滤波器增益包括复值，表示声学特征的幅度和相位。

10.根据权利要求7所述的助听器，其中，后滤波器配置成根据包络信号确定后滤波器增益。

11.根据权利要求1所述的助听器，其中，特征提取器配置成根据指明至少一第二电输入信号与至少一第一电输入信号之间的差的差度量而确定用户耳朵的所述声学特征，或者其包络。

12.根据权利要求11所述的助听器，其中，所述后滤波器配置成根据所述差度量确定所述后滤波器增益。

13.根据权利要求1所述的助听器，包括：a)适于位于用户耳朵(耳廓)处或者耳朵(耳廓)后面的BTE部分，其中至少一第一传声器位于所述BTE部分中；及b)适于位于用户耳道处或耳道中的ITE部分，其中至少一第二传声器位于所述ITE部分中。

14.根据权利要求1所述的助听器，包括反馈控制系统，用于估计和/或衰减从输出变换器到至少一第一传声器和至少一第二传声器中的一个或多个的反馈；其中所述反馈控制系统配置成根据反馈估计量提供至少一第二电输入信号的可靠性估计量。

15.根据权利要求1所述的助听器，由空气传导型助听器、骨导型助听器、耳蜗植入型助听器或其组合构成或者包括空气传导型助听器、骨导型助听器、耳蜗植入型助听器或其组合。

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