CN117857993A - 包括扬声器单元的助听器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了包括扬声器单元的助听器，所述助听器包括：多个传声器；配置成将一个或多个处理算法应用于多个电输入信号或者源自其的信号并根据多个电输入信号提供处理后的信号的处理器，所述处理器包括用于估计从输出变换器到多个传声器中的至少一个的反馈通路的反馈控制系统；输出变换器；包括多个传声器中的至少一个的BTE部分；及适于至少部分位于用户耳道中的扬声器单元，所述扬声器单元包括所述输出变换器及电连接所述BTE部分和所述输出变换器的线缆；其中，所述处理器配置成根据估计的反馈通路而估计扬声器单元大小；所述反馈通路在所述助听器位于远离用户头部的特定位置时进行估计。
Description
技术领域
本申请涉及助听器领域，尤其涉及包括扬声器单元例如可互换的扬声器单元的助听器。本申请包括用于使定向系统(波束形成)的参数个性化的方案。
背景技术
在验配听力仪器时，跨人耳的个体变化阻止听力仪器在给定个体上最佳地表现，因为助听器参数通常基于平常的人确定或者从仿真的头和躯干(模型)获得。例如，个人耳朵的大小将改变耳朵周围的声学特性以及听力仪器在耳后的放置。现代的耳内接收器式BTE助听器(例如参见图1A、1B)包括耳后部分和扬声器单元，其使耳后部分与位于耳道中的扬声器连接。为补偿不同的耳朵大小，可选择不同的扬声器单元大小(长度)。通过选择正确(物理)大小的扬声器单元，可一定程度上确保耳后仪器安装在耳后的正确(最佳)位置。
然而，并非所有声学参数均可完全通过选择最佳的扬声器单元进行补偿。此外，由于生产时的变化，指定具有某一大小(例如线缆长度)的扬声器单元在指定的长度方面也发生变化(线缆例如指定具有50mm的长度，但实际上在48mm到52mm之间变化)。因而，指定具有同样大小的两个扬声器单元样本实际上长度可能有高达几毫米的差异。
发明内容
术语“听力仪器”和“助听器”在本说明书中可互换地使用而没有任何含义差别。
术语“扬声器单元大小”在本说明书中指(柔软的)线缆及扬声器单元壳体(例如从线缆与耳后部分的连接到扬声器单元壳体的远端(声音出口))的长度，或者仅指线缆的长度，其通常反映可变参数。术语“扬声器单元大小”可指不同的物理大小，其可因具有线缆的不同的、各别的长度而变化。听力护理专家(HCP)或终端用户可具有有限数量(NSPU)的扬声器单元大小进行选择。扬声器单元大小例如可进行编号，例如i＝1,2,…,NSPU，其中1和NSPU分别指最短和最长线缆长度(LSPU,i)。扬声器单元大小(因此扬声器单元长度(LSPU,i),i＝1,…,NSPU)的总数量(NSPU)例如可大于3，例如在3到10之间的范围中，例如5。
第一助听器
在本申请的第一方面，提供一种适于佩戴在用户耳朵处的助听器。该助听器包括：
-多个传声器，每一传声器适于拾取来自用户周围环境的声音并提供表示所述声音的电输入信号；
-配置成将一个或多个处理算法应用于多个电输入信号或者源自其的信号并根据多个电输入信号提供处理后的信号的处理器，所述处理器包括
--用于估计从输出变换器到多个传声器中的至少一个的反馈通路的反馈控制系统；
-用于将处理后的信号转换为声学信号的输出变换器；
-适于位于用户耳朵处或耳后的BTE部分，所述BTE部分包括多个传声器中的至少一个；及
-适于至少部分位于用户耳道中的扬声器单元，所述扬声器单元包括所述输出变换器及电连接所述BTE部分和所述输出变换器的线缆。
所述处理器可配置成根据估计的反馈通路而估计扬声器单元大小。
从而可提供具有个性化处理的助听器。
测得的扬声器单元大小例如可保存在助听器中或者传给辅助装置(例如双耳助听器系统的另一助听器，或处理装置，或充电站，或包括用于控制助听器(系统)的APP的装置，等等)。
从输出变换器到多个传声器中的至少一个的反馈通路可通过脉冲响应或者声学传递函数表示。
反馈通路的声学延迟可通过具有某一群延迟的有限脉冲响应滤波器表示。所述群延迟可源自某一频率范围，例如低于1000Hz的频率、低于2000Hz的频率、低于3000Hz的频率、或低于5000Hz的频率、或在500Hz到1500Hz之间的频率、或在500Hz到2000Hz之间的频率。
在助听器位于远离用户头部的特定位置时可估计反馈通路。所述特定位置可以是适于机械接收助听器的BTE部分的情形(例如同时扬声器单元未被支撑)。
在助听器位于充电站中时可估计反馈通路。充电站(在处于充电运行模式时)可配置成例如经例如位于BTE部分上的充电触头或者通过无线充电对助听器的可再充电电池进行充电。
助听器和充电站(在反馈通路测量模式下)可配置成在正在测量反馈通路且其结果拟存储在助听器或充电站的存储器中的同时通信。
助听器可配置成根据测得的反馈通路(开放或闭合例如结合助听器位于封闭或开放腔体(例如打开或封闭的盒)中进行确定)确定其是放在开放的还是封闭的充电站中。
(测得的)反馈通路例如群延迟(或者在测量反馈通路期间输出变换器与传声器之间的声学距离)可记录在助听器或充电站中。群延迟和/或脉冲响应或传递函数的另一表示例如可存储在助听器的存储器中或者每当听力仪器安装在充电器中时存储在充电站中。基于记录的数据，可评估一测量与下一测量之间的差异，例如检测在两次测量之间声学距离是否已改变。改变的声学距离可表明扬声器单元已更换或者弯曲。
助听器可包括用户接口。群延迟或声学距离(或反馈通路)的测量例如可从辅助装置如智能电话的APP启动。测量的启动可取决于背景声音电平，使得测量仅在环境声音电平低于预定阈值时启动。
扬声器单元可包括输出变换器和电连接输出变换器和BTE部分的线缆。扬声器单元可包括多个传声器中的一个或多个，例如朝向环境的传声器。
一个或多个处理算法之一可包括定向算法，处理器可配置成基于估计的扬声器单元大小提供定向算法的优化参数。处理器可包括用于将定向算法应用于多个电输入信号并根据多个电输入信号和可配置的定向参数提供波束成形信号的定向系统。定向系统的优化参数可包括导向向量或者特定波束形成器的波束形成器权重。定向系统的优化参数可从跨一群人的声学传递函数的平均进行估计，该群人均已被验配特定的扬声器单元大小。
助听器可配置成基于分配的扬声器单元大小(i＝1,2,…,NSPU)的相应已知值的数据库、及非必须地基于弯曲((bi,q),q＝1,…,Nbend,i)、及基于针对助听器或者双耳助听器系统的一对助听器的一个或多个例如全部传声器测得的反馈通路(FBPi,q)而提供估计的扬声器单元大小。NSPU为可连接到BTE部分的不同扬声器单元的数量。NSPU例如可小于10，例如在3到8之间的范围中。Nbend,i为给定扬声器单元长度i的不同弯曲的数量(例如参见图2A)。FBPi,q表示(对于给定传声器)第i个扬声器单元和第q个弯曲的反馈通路(或源自其的参数)。
第二助听器
在本申请的第二方面，提供一种适于佩戴在用户耳朵处的助听器。该助听器包括：
-适于拾取来自用户周围环境的声音并提供表示所述声音的电输入信号的传声器；
-配置成将一个或多个处理算法应用于电输入信号或者源自其的信号并根据电输入信号和所述一个或多个处理算法的处理参数提供处理后的信号的处理器；
-用于将处理后的信号转换为声学信号的输出变换器；
-适于位于用户耳朵处或耳后的BTE部分，所述BTE部分包括所述传声器；及
-适于至少部分位于用户耳道中的扬声器单元，所述扬声器单元包括所述输出变换器及电连接所述BTE部分和所述输出变换器的线缆；
其中，所述处理器包括用于估计从所述输出变换器到所述传声器的反馈通路的反馈控制系统；及
其中，所述处理器配置成根据估计的反馈通路估计所述一个或多个处理算法的、与用户耳朵的声学特性有关的、优化的处理参数。
助听器可包括多个传声器，每一传声器适于拾取来自用户周围环境的声音并提供表示所述声音的电输入信号
处理器可包括用于将定向算法应用于多个电输入信号并根据多个电输入信号和可配置的定向参数提供波束成形信号的定向系统，其中，一个或多个处理算法包括定向算法，其中，与用户耳朵的声学特性有关的优化的处理参数包括可配置的定向参数(例如参见图6D)。
优化的处理参数可包括一个或多个用于确定下述之一或多个的特定相对声学传递函数：a)听者的目标方向，例如MVDR波束形成器中的导向向量或视向量参数；b)一组固定的波束形成器权重，例如超心形或者朝向特定方向具有零值的波束形成器的固定的波束形成器权重。
助听器可配置成基于下述量的相应已知值的数据库提供一个或多个处理算法之一的、与用户耳朵的声学特性有关的、优化的处理参数：
-针对不同的人造或自然人，对助听器或者双耳助听器系统的一对助听器的一个或多个例如全部传声器测得的反馈通路；及
-针对不同的人造或自然人，一个或多个处理算法之一相关联的优化参数。
助听器可包括适于至少部分位于用户耳道中的扬声器单元，该扬声器单元包括输出变换器及电连接BTE部分和输出变换器的线缆，其中，处理器配置成根据估计的反馈通路估计扬声器单元大小。
处理器可配置成根据扬声器单元大小估计一个或多个处理算法的、与用户耳朵的声学特性有关的、优化的处理参数。
第二方面的助听器等同范围的方法可通过用相应方法步骤替代结构特征而提供。
第三助听器
在本申请的第三方面，提供一种适于佩戴在用户耳朵处的助听器。该助听器包括：
-至少一传声器，适于拾取来自用户周围环境的声音并提供表示所述声音的相应至少一电输入信号；
-配置成将一个或多个处理算法应用于至少一电输入信号或者源自其的信号并根据电输入信号和所述一个或多个处理算法的处理参数提供处理后的信号的处理器；
-用于将处理后的信号转换为声学信号的输出变换器；
-适于位于用户耳朵处或耳后的BTE部分，所述BTE部分包括所述传声器；及
-适于至少部分位于用户耳道中的扬声器单元，所述扬声器单元包括所述输出变换器及电连接所述BTE部分和所述输出变换器的线缆，所述扬声器单元通过扬声器单元大小确定；
其中，所述处理器配置成根据当前的扬声器单元大小估计所述一个或多个处理算法的、与用户耳朵的声学特性有关的、优化的处理参数。
第三方面的助听器等同范围的方法可通过用相应方法步骤替代结构特征而提供。
下述的特征可与根据上面提及的任一方面的助听器组合。
助听器可由空气传导型助听器、骨导型助听器或其组合构成，或者可包括空气传导型助听器、骨导型助听器或其组合。
助听器可由配置成补偿用户的听力受损的听力仪器、耳机、耳麦、耳朵保护装置或其组合构成或者可包括配置成补偿用户的听力受损的听力仪器、耳机、耳麦、耳朵保护装置或其组合。
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)。输出单元可(另外)包括用于将助听器拾取的声音(例如经网络，例如在电话运行模式下，或在耳机配置中)传给另一装置如远端通信伙伴的发射器。
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。
无线接收器和/或发射器例如可配置成接收和/或发射在无线电频率范围(3kHz到300GHz)的电磁信号。无线接收器和/或发射器例如可配置成接收和/或发射在光频率范围(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。波束形成器可包括线性约束最小方差(LCMV)波束形成器。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出信号无线传给另一装置。直接电输入或者输出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，例如蓝牙LE音频)或超宽带(UWB)技术。
助听器可以是或可形成便携式(即配置成可穿戴的)设备的一部分，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例如小于5g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(例如听力受损)提供随频率而变的增益。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fs进行采样，fs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变换单元，用于将时域信号转换为变换域(例如频域或拉普拉斯(Laplace)域、Z变换、小波变换等)中的信号。变换单元可由时频(TF)转换单元构成或包括时频转换单元，其用于提供输入信号的时频表示。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(例如离散傅里叶变换(DFT)算法、短时傅里叶变换(STFT)算法、或类似算法)。助听器考虑的、从最小频率fmin到最大频率fmax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fs大于或等于最大频率fmax的两倍，即fs≥2fmax。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如通信模式例如电话模式进行优化。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。检测器可配置成判定正向通路的信号的当前电平是否高于或低于给定(电平-)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)用户当前的模式或状态(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，例如循环神经网络，例如经训练的神经网络。
助听器包括声(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、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(包括多个输入变换器(例如传声器阵列)和多个输出变换器，例如一个或多个扬声器及一个或多个音频(可能及视频)发射器等，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。
方法
一方面，还提供适于佩戴在用户耳朵处的助听器的运行方法。该助听器包括：
-多个传声器，每一传声器适于拾取来自用户周围环境的声音并提供表示所述声音的电输入信号；
-用于将取决于多个电输入信号的处理后的信号转换为声学信号的输出变换器；
-适于位于用户耳朵处或耳后的BTE部分，所述BTE部分包括多个传声器中的至少一个；及
-适于至少部分位于用户耳道中的扬声器单元，所述扬声器单元包括所述输出变换器及电连接所述BTE部分和所述输出变换器的线缆。
所述方法包括：
-将一个或多个处理算法应用于多个电输入信号或者源自其的信号并根据多个电输入信号提供所述处理后的信号；
-估计从输出变换器到多个传声器中的至少一个的反馈通路。
所述方法还可包括：根据估计的反馈通路估计扬声器单元大小。
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。
所述方法可包括步骤：基于分配的扬声器单元大小(i＝1,2,…,NSPU)的相应已知值的数据库、及非必须地基于弯曲((bi,q),q＝1,…,Nbend,i)、及基于针对助听器或者双耳助听器系统的一对助听器的一个或多个例如全部传声器测得的反馈通路(FBPi,q)而提供估计的扬声器单元大小。
所述方法可包括：在助听器位于远离用户头部的特定位置时估计反馈通路。
所述方法可包括：根据估计的扬声器单元大小提供一个或多个处理算法中的至少一个的优化参数。
所述方法可包括：将定向算法应用于多个电输入信号并根据多个电输入信号和可配置的定向参数提供波束成形信号，及基于估计的扬声器单元大小提供定向算法的优化参数。
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以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(例如控制和状态信号，可能音频信号)可进行交换或者从一装置转发给另一装置。
辅助装置可由遥控器、智能电话或者其它便携或可穿戴电子装置智能手表等构成或者可包括遥控器、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(例如蓝牙LE音频)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、从无线传声器等)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可包括另一助听器。听力系统可包括适于实施双耳听力系统例如双耳助听器系统的两个助听器。在自我话音情形下，其中需要选择从哪一仪器将自我话音传到电话，在用户在每一侧具有不同扬声器单元的情形下，可基于哪一仪器具有较短扬声器单元进行选择。
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。
本发明的实施例如可用在包括耳后部分以及位于耳道中的可更换的扬声器单元的助听器应用中。
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示出了位于第一用户的第一耳朵处的第一耳内接收器耳后听力仪器的示例；
图1B示出了位于第二用户的第二(更大的)耳朵处的第二耳内接收器耳后听力仪器的示例；
图1C示意性地示出了多个不同扬声器单元(SPUi,i＝1,2,…,NSPU)的相应脉冲响应的示例；
图2A、2B示出了用于在听力仪器安装在充电器中时测量扬声器单元的扬声器与听力仪器的BTE部分的传声器之间的声学传播延迟的第一示例性设置；
图3示出了用于在听力仪器例如安装在用户耳朵处时测量扬声器单元的扬声器与听力仪器的BTE部分的传声器之间的声学传播延迟的第二示例性设置；
图4A、4B示出了用于在听力仪器安装在充电器中时测量扬声器单元的扬声器与听力仪器的BTE部分的传声器中的所有可用传声器之间的声学传播延迟的第三示例性设置；
图5示出了助听器的实施例，其中，选择的扬声器单元大小用于验配降噪系统中特定的声学有关的参数；
图6A示出了包括具有适于位于用户耳道中的扬声器的扬声器单元的耳后型听力仪器；
图6B示出了给定向权重分类器的、用于(当前)反馈通路估计的、标记的训练数据集；
图6C示出了给定向权重分类器的反馈通路估计；及
图6D示出了根据本发明实施例的包括定向系统的助听器。
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。
本申请涉及助听器领域，尤其涉及包括定向系统(波束形成)的助听器。本发明包括用于使定向系统的参数个性化的方案。
图1A示出了位于第一用户的第一耳朵(Ear1)处的第一耳内接收器耳后听力仪器的示例。图1B示出了位于第二用户的第二(更大的)耳朵(Ear2)处的第二耳内接收器耳后听力仪器的示例。每一听力仪器包括适于位于相应用户的耳朵(Ear1,Ear2)处或后面的BTE部分。BTE部分包括(至少两个，在此为)三个(第一、第二和第三)传声器(M1,M2,M3)。三个传声器定位成使得第一和第二传声器(M1,M2)位于BTE部分的顶部及第三传声器(M3)位于第一和第二传声器的下方(当用户佩戴听力仪器时)。第一和第二传声器(M1,M2)位于第一传声器轴(图1A和1B中分别为MDIR12、MDIR12’)上，其在用户佩戴听力仪器且处于直立位置(例如站立或坐着)时预计水平。第二和第三传声器(M2,M3)位于第二传声器轴(图1A和1B中分别为MDIR23、MDIR23’)上，其在用户佩戴听力仪器且处于直立位置(例如站立或坐着)时预计与第一(优选水平的)传声器轴具有一角度(例如在30度到80度之间)。
图1A和1B的听力仪器中的每一个包括适于至少部分位于相应用户的耳道中的扬声器单元SPU。扬声器单元SPU包括用于将声音播放给用户的输出变换器(例如扬声器，例如参见图2A、2B)及电连接BTE部分和输出变换器(及位于扬声器单元SPU中的可能的其它元件)的线缆。由于个体差异和不同的耳朵大小(Ear1,Ear2)，不同的个体需要不同的扬声器单元大小(例如通过线缆长度L定义，参见如图1A和1B中分别用虚线双箭头标示的L1<L2)以确保BTE听力仪器被最佳地安装。最佳安装例如可通过BTE部分的两个传声器在用户站立(直立)时位于共同的水平轴上确定。扬声器单元SPU通常生产为具有各别的(线缆/导线)长度，其中导线长度的各别的步长为约6mm。个体变化使得很难找到跨所有个体均确保例如定向降噪系统最佳表现的单一一组参数。尤其是在听力仪器包含两个以上传声器例如三个传声器(M1,M2,M3)或者更多个传声器的情形下，如图1A、1B中所示，声学参数的个别参数化的重要性增加。
图1A和1B的实施例不同之处在于第一和第二听力仪器的相应扬声器单元的大小(例如线缆长度)不同以适应第一和第二用户的不同大小的耳朵。图1B实施例的扬声器单元SPU的大小比图1A实施例的扬声器单元SPU的大小更大以适应第二耳朵(Ear2)比第一耳朵(Ear1)大的事实。
由于扬声器单元大小与相应的第一和第二耳朵(Ear1,Ear2)的外貌(例如大小)的不太理想的匹配，相应的传声器方向(MDIR12、MDIR12’和MDIR23、MDIR23’)可不同于理想方向(及可能彼此不同(例如MDIR12≠MDIR12’和MDIR23≠MDIR23’))。这例如可导致控制定向系统的一个或多个波束形成器的定向参数不太理想。
本发明包含下面概述的、两个不同的解决方案。
一个解决方案与自动检测扬声器单元的大小(例如其长度)有关。另一解决方案与为了针对个体优化声学参数而使用扬声器单元的知识有关。
扬声器单元大小/扬声器单元长度的估计
我们(作为示例)提出基于扬声器与助听器传声器之间测得的声学距离估计扬声器单元大小。声学距离可从估计的反馈通路得出。反馈通路可视为具有某一群延迟(di)的有限脉冲响应滤波器。该群延迟将直接取决于扬声器与耳朵(传声器通常位于耳朵处)之间的声学距离。扬声器与传声器之间的距离越长，延迟越高。
图1C示意性地示出了多个不同扬声器单元(SPUi,i＝1,2,…,NSPU)的相应脉冲响应的示例。群延迟(在图1C中记为d(i)，及在说明书中记为di，i＝1,2,NSPU)在图1C中标示为从时间t＝0到所涉及的脉冲响应的第一(最大)波峰的延迟。群延迟(d(i),di)表现为随着从i＝1的扬声器单元到i＝NSPU的扬声器单元的大小而增加，i的增大表示扬声器单元的大小更大(例如更大的线缆长度)。
由于声学距离还可依赖于扬声器单元(例如线缆)怎样弯曲，在扬声器单元未暴露于机械应力的情形下测量反馈通路/声学距离有利。
脉冲响应(因此及群延迟)例如可在使用听力仪器之前针对多个不同的扬声器单元大小(线缆长度)(di(Li))以及线缆的多个弯曲(bi,q)进行确定(di(Li,bi,q),i＝1,2,…,NSPU,q＝1,…,Nbend)。
术语“弯曲”(通过参数“b”描述)在本说明书中可意为扬声器单元的线缆与直线的偏离的度量。术语“弯曲”例如可通过扬声器单元的线缆相对于扬声器出口的远端与听力仪器的传声器入口之间的直接(直线)距离的长度(L)表示(例如在听力仪器安装在用户耳朵上时或者放在储存盒或充电站中时(适于接收听力仪器的BTE部分))。作为替代，术语“弯曲”可测量为相较于象征性扬声器单元的“参考弯曲”的偏差。
可生成分配的扬声器单元大小(i＝1,2,…,NSPU)的相应的(已知)值、弯曲((bi,q),q＝1,…,Nbend,i)、以及针对听力仪器(或者双耳助听器系统的一对听力仪器，参见图2A、2B和4A、4B)的一个或多个(例如全部)传声器测得的群延迟(di,q)和/或反馈通路(FBPi,q)的数据库。该数据库可用于生成用于将测得的群延迟或反馈通路变换为估计的扬声器单元大小(i*)及可选的弯曲(b*)的查询表。(标注)数据库的数据可根据群延迟或反馈通路进行分组，使得具有大约给定值(di*,FBPi*)例如具有预定距离(Δd,ΔFBP)的群延迟或反馈通路的数据项被分配给所涉及的群延迟或反馈通路(di*,FBPi*)。未知的扬声器单元的大小(非必须地，及弯曲)可通过确定当前估计的群延迟或反馈通路与数据库的群延迟或反馈通路的(例如全部或所选子集的)记录之间的距离(例如欧氏距离)而估计为与具有最小距离的数据记录相关联的大小(非必须地，及弯曲)。该数据库可(另外或者作为替代)构成或形成用于基于(神经网络的输入：)(对于听力仪器或者双耳助听器系统的一对听力仪器的至少一例如全部传声器的)当前群延迟和/或反馈通路估计(神经网络的输出：)扬声器单元大小(i*)及可选的弯曲(b*)的神经网络的训练数据库的一部分。作为替代，神经网络的输出可包括相较于参考扬声器单元位置的扬声器单元位置(在安装在充电器中时)。
训练数据库可用于训练神经网络以在涉及价值函数(例如MSE)的迭代过程中提供优化参数。
对于所述数据库，群延迟和/或反馈通路可在下述时间进行测量：1)在听力仪器按计划由人头模型(例如HATS模型)佩戴时(参见图1A、6A)；或者2)在听力仪器位于特别适于以可再现的方式接收和固定听力仪器的BTE部分的储存盒或充电器中时(例如参见图2A、2B)。
在听力仪器已被分配给特定用户时，群延迟和/或反馈通路可在下述时间进行测量：1)在听力仪器按计划由用户佩戴时(参见图1A、6A)；或者2)在听力仪器位于特别适于以可再现的方式接收和固定听力仪器的BTE部分的储存盒或充电器中时(例如参见图2A、2B)。
作为第一示例，反馈通路在听力仪器安装在充电器中时进行估计。这在图2A、2B中示出。
图2A、2B中的每一个示出了用于在听力仪器安装在充电站CHS中时测量扬声器单元(SPU1,SPU2)的扬声器(SPK1,SPK2)与(例如双耳助听器系统的)第一和第二听力仪器的BTE部分(BTE1,BTE2)的传声器(M11,M21)之间的声学传播延迟的第一示例性设置。声学延迟/距离例如可从反馈通路测量(FBP11,FBP21)得出，例如参见图1C。估计的延迟(或者扬声器(例如SPK2)与所涉及的传声器(例如M21)之间的直接距离DL)可用于自动检测扬声器单元大小(例如通过扬声器单元(例如SPU2)的物理“长度”L(或者分配给前述长度的代码，例如编号i＝1,2,…,NSPU)表示)，甚或测量与具有给定长度的象征性的扬声器单元的偏差。图2A示出了两个“2”号大小的扬声器单元，图2B示出了两个(更大的)“3”号大小的扬声器单元。
例如每当听力仪器被安装在充电器中时测量反馈通路(FBP11,FBP21，例如通过脉冲响应的群延迟(例如参见图1C)或者从扬声器到给定传声器的传递函数表示)使可能检测从一测量到下一测量的差异，例如检测声学距离在两个测量之间是否已改变。改变的声学距离可表明扬声器单元已被更换或已弯曲。助听器和/或充电站可配置成记录(保存在存储器中)测得的反馈通路或源自其的参数。
在另一备选设置中，听力仪器可位于包括封闭腔体的充电器中。听力仪器可配置成还可考虑其是放在开放的还是封闭的充电器中，例如基于测得的反馈通路的特性，因为反馈通路在两种设置中可看上去非常不同。
作为第二示例，反馈通路现场进行测量，即在听力仪器安装在耳朵处时进行测量。
声学距离的测量例如可从APP启动。或者，其可在听力仪器已安装在充电器中之后(例如自动)启动。测量的启动可依赖于背景声音电平，使得测量仅在环境声音电平低于预定阈值时启动。
反馈通路的群延迟可包含关于用户耳朵的大小的信息(群延迟越高，耳朵越大)，因而其可用作选择与耳朵的声学特性有关的助听器参数的输入。
在实施例中，群延迟源自某一频率范围，例如低于1000Hz的频率、低于2000Hz的频率、低于3000Hz的频率、低于5000Hz的频率、在500到1500Hz之间的频率、或者在500到2000Hz之间的频率。
如图3中所示，测得的反馈通路(或者测得的声学距离)可用于对扬声器单元进行分类，例如确定扬声器单元的大小(例如线缆的长度)。分类可基于简单的阈值，这些阈值基于不同扬声器单元长度的预期声学距离。分类也可基于神经网络，例如基于测得的具有相应扬声器单元大小(例如相应的扬声器单元(线缆)长度)的反馈通路的数据集进行训练。
可避免提取声学距离的(中间)步骤。声学距离可视为基于反馈通路的一类特征提取，且其可以是除声学距离之外我们特此已舍弃来自反馈通路的一些其它有用信息。参见下面结合图6A-6D所述。
图3示出了用于在听力仪器例如安装在用户耳朵处时(或者在位于储存盒或充电站中时)测量扬声器单元SPU的扬声器SPK与听力仪器的BTE部分的传声器(M1)之间的声学传播延迟的第二示例性设置。通过传输和录制音频，可估计扬声器与传声器之间的传播延迟。基于传输和测得的信号，可估计扬声器SPK与传声器(M1)之间的传递函数FBP，即反馈通路(参见图3中的“反馈通路估计/声学距离测量”模块)。反馈通路可通过从扬声器SPK播放确定性声音进行估计。反馈通路滤波器系数可估计为使测得的传声器信号和与扬声器信号(例如图6D中的“OUT”)卷积的滤波器之间的误差例如最小均方误差最小化的滤波器(参见图6D中的信号Ei,i＝1,…,M)。
作为替代，我们可直接简单地得到扬声器SPK与传声器(M1)之间的声学传输延迟。通过使扬声器信号与传声器信号关联，我们可从对应于最大相关系数的时滞或者从相关函数的群延迟估计声学传输延迟。
基于测得的反馈通路或者估计的延迟，我们可对当前安装的扬声器单元类型进行分类(参见图3中的“决策”(分类)模块，其输出(扬声器单元类型)表示扬声器单元大小)。
经扬声器单元(图3中的SPK(SPU))播放的测量信号可以是宽带信号，例如白噪声信号或者粉噪声信号。该信号可以是确定性的白噪声序列。作为替代，音频信号可以是正弦扫描、MLS序列、单一或多个正弦音。
由于不同的扬声器单元(例如扬声器单元的线缆)可以不同的方式弯曲，从扬声器单元到传声器的距离可变化，尽管扬声器单元长度一样。为此，不仅估计扬声器与单一传声器之间的传递函数而且估计扬声器与所有可用传声器甚至对侧助听器的传声器(例如当放在充电器或储存盒中从而在听力仪器位于所涉及的“盒”中因而传声器间具有已知的几何距离(和/或角度)时)之间的传递函数将有利。这在图4A、4B中例示。
图4A、4B示出了用于在听力仪器安装在充电器CHS中时测量扬声器单元(SPU1,SPU2)的扬声器(SPK1,SPK2)与听力仪器的BTE部分(BTE1,BTE2)的所有可用传声器(M11,M12)之间的声学传播延迟的第三示例性设置。由于听力仪器中的时钟(通常)同步，除了本地反馈通路之外，还可测量跨仪器传递函数(其结果在一个或两个听力仪器的处理器中比较)。当从一个听力仪器的扬声器(例如图4A中的SPK2)播放音频信号时，在两个听力仪器均安装在充电器CHS中时，我们不仅能够测量从助听器扬声器(例如SPK2)到助听器自身的传声器(例如M21)的声学传播延迟，而且能够估计从扬声器(例如SPK2)到对侧助听器的传声器(例如M11)的声学传播延迟。图4A示出了基于来自第二听力仪器的扬声器(SPK2)的声音的测量，而图4B示出了基于来自第一听力仪器的扬声器(SPK1)的声音的测量。
通过测量几个距离，我们能更好地考虑一扬声器单元相较于另一扬声器单元是否具有不同的弯曲，尽管它们可能具有类似的长度。弯曲可从测得的、来自扬声器的声音到达两个传声器之间的距离之间的差异提取。
在图4A、4B中，可假定两个助听器的BTE部分处于固定的位置。因此，通过知道从扬声器到每一传声器的距离，可能估计扬声器的准确位置。扬声器的位置可与象征性的参考扬声器单元的位置比较以估计相较于象征性的弯曲的偏差。弯曲也可随时间进行记录以评估弯曲(或扬声器的位置)相较于先前的测量是否已改变。
此外，我们能够验证扬声器单元(SPU1,SPU2)(特别是扬声器单元的扬声器(SPK1,SPK2))是否处于与听力仪器上次充电时类似的位置。在安装在充电站CHS中时，反馈通路的变化(图4A中的FBP2-11,FBP21及图4B中的FBP11,FBP1-21)将表明线缆的不同弯曲或者扬声器单元(SPU1,SPU2)已更换，因而我们能够随时间监测反馈通路是否改变。反馈通路随时间改变可指明扬声器单元需要用新的扬声器单元更换。当测量跨仪器传递函数(图4A中的FBP2-11及图4B中的FBP1-21)时，重放信号是确定性的信号将有利，使可能在两个助听器中使记录的传声器信号与同样的已知的传输信号相关(从而估计反馈通路)。
跨仪器传递函数(FBP2-11,FBP1-21)的使用可用于在听力仪器安装在充电器中之后评估扬声器单元是否被正确放置。由于两个听力仪器之间的距离固定，一听力仪器中的扬声器到对侧听力仪器中的传声器之间的距离也应该固定。藉此，可能确定本地测得的反馈通路(图4A中的FBP21及图4B中的FBP11)是否有效。具有越多传声器，估计扬声器单元(扬声器)相对于传声器的位置的机会越好。
基于扬声器单元长度调节声学参数
(或从扬声器单元大小的自动估计，或通过从扬声器单元读取信息(如果可能)，或通过手动输入扬声器单元大小)给定扬声器单元大小(例如线缆长度)，可能对相较于(具有任何扬声器单元的)一般助听器用户具有更类似的声学特性的人进行分组。因此，基于选择的扬声器单元长度验配一些助听器参数将有利。这样的参数例如可以是用于定义听者的目标方向(即MVDR波束形成器中的导向/视向量参数，或者更一般地讲，入射在参考传声器的信号未被改变的方向)的具体相对传递函数。其也可以是一组固定的波束形成器权重，例如超心形或朝向特定方向具有零值的波束形成器的固定的波束形成器权重。前述权重可从跨一群已被验配特定扬声器单元长度的人的声学传递函数的平均进行估计。
图5示出了根据本发明的助听器的实施例，其中，(例如基于线缆长度)选择的扬声器单元大小用于验配(定向)降噪系统中特定的声学有关的参数。MVDR波束形成器的导向向量例如可根据扬声器单元大小进行确定(影响)。尤其在听力仪器包含两个以上传声器时(在此M个传声器(M1,…,MM)，其中M可大于2)，“定向降噪”系统的定向参数的个别验配变得很重要。在图5的实施例中，助听器被示出包括正向通路，其包括M个传声器(M1,…,MM)、用于衰减传声器拾取的信号中的噪声的定向降噪系统(“定向降噪”)、及用于将具有改善的声学特性(噪声降低)的声音呈现给用户的扬声器SPK。助听器还可包括用于将随频率和电平而变的增益应用于正向通路的信号以补偿用户的听力受损的算法(例如参见图6D中的助听器处理器HAP)。
图6A示出了包括具有适于位于用户耳道中的扬声器SPK’的扬声器单元SPU’的耳后型助听器。该助听器包括BTE部分(BTE)，其适于位于用户耳朵处或耳后并经BTE部分和扬声器单元的匹配的(例如插头和插座型)连接器电连接到扬声器单元SPU’。扬声器单元SPU’包括输出变换器SPK’和使BTE部分与输出变换器电连接的电缆。电缆包括多根电导线，其(例如直接)连接到输出变换器SPK’(及扬声器单元SPU’的可能的其它电子元件，例如与输出变换器(SPK)集成的电子元件)以及BTE部分的输出，例如经电连接器。电缆的长度(通过图6A中虚线双箭头标示的参数L’表示)可表征扬声器单元大小。多个变化大小(例如线缆长度)的扬声器单元可连接到BTE部分。BTE部分包括位于传声器轴(参见图6A中通过两个传声器(M1,M2)的虚线(记为MDIR12))上的两个传声器(M1,M2)。在按计划安装在用户头上时，传声器轴优选指向水平面的向前方向。从而，基于传声器提供的两个电输入信号以及助听器的定向系统(DIR(W’))的相应波束形成器的参数，可能提供向前和向后的波束形成器。示出了从扬声器SPK’到BTE部分的传声器(M1,M2)中的每一个的声学传播通路(反馈通路)(参见图6A中记为FBP1,FBP2的虚线箭头)。
图6B示出了给定向权重(Wx)分类器(参见图6C、6D中的“CLASS(FBE2W)”)的、用于(当前)反馈通路估计(FBPx)的、标记的训练数据集。可生成分配的个别调整的定向权重(Wx)的相应(已知)的值以及听力仪器(或者双耳助听器系统的一对听力仪器)的一个或多个(例如)全部传声器的反馈通路(FBPi,q)的数据库。该数据库可用于生成用于将给定的测得的反馈通路(FBPx)变换为估计的定向权重(Wx)的查询表。(标注)数据库的数据可根据反馈通路(FBPx,x＝1,2,…,N)进行分组，使得具有大约给定值(FBPx*)例如在FBPx与FBPx-1或FBPx+1之间具有预定距离(ΔFBP)的反馈通路的数据项(定向权重(Wx))被分配给所涉及的群延迟或反馈通路(FBPx*)。包括未知扬声器单元的给定配置的定向权重(Wx)的值可通过确定当前估计的反馈通路与数据库的一组反馈通路的(例如全部或所选子集的)记录之间的距离(例如欧氏距离)而估计为与具有最小距离的反馈通路(FBPx*)相关联的定向权重(Wx)的值。该数据库可(另外或者作为替代)构成或形成用于基于(神经网络的输入：)(对于听力仪器或者双耳助听器系统的一对听力仪器的至少一例如全部传声器的)反馈通路估计(神经网络的输出：)定向权重(Wx*)的神经网络的训练数据库的一部分。训练数据库可用于训练神经网络以在涉及价值函数(例如MSE)的迭代过程中提供优化参数。
图6C示意性地示出了通过助听器估计的当前反馈通路FBP(也参见图6D中针对M个传声器估计的反馈通路h1,…,hM)形式的输入以及给定向权重分类器(图6C、6D中的“CLASS(FBE2W)”)的反馈通路估计的、估计的定向权重(Wx*)形式的输出。
图6D示出了根据本发明实施例的、包括定向系统的、适于佩戴在用户耳朵处的助听器。该助听器包括多个(M,M≥2)传声器(M1,…,MM)，其适于拾取来自用户周围环境的声音并提供表示该声音的电输入信号(X1,…,XM)。助听器包括适于位于用户耳朵处或耳后(参见图6A)的BTE部分。BTE部分包括多个传声器(M1,…,MM)中的至少一个(例如全部)。电输入信号(X1,…,XM)可以是通过连接到每一传声器的相应分析滤波器组提供的子频带信号的形式。助听器包括处理器PRO，配置成将一个或多个处理算法应用于电输入信号(X1,…,XM)或源自其的信号并根据电输入信号以及一个或多个处理算法的处理参数提供处理后的信号OUT。助听器还包括用于将处理后的信号OUT转换为声学信号的输出变换器(在此为扬声器SPK)。助听器包括适于至少部分位于用户耳道中(参见图6A)的扬声器单元SPU’。该扬声器单元包括输出变换器SPK和使BTE部分与输出变换器电连接的线缆。处理器PRO包括反馈控制系统(FBE,‘+’)，用于估计从输出变换器SPK到多个传声器(M1,…,MM)中的至少一个(例如全部)的反馈通路(h1,…,hM)。反馈估计单元FBE基于馈给输出变换器SPK的当前参考信号OUT将当前反馈信号的估计量(FBE1,…,FBEM)提供为输出。反馈估计单元FBE通过使用自适应算法(例如LMS算法或类似算法)就当前参考信号OUT使误差信号(反馈校正的输入信号)(E1,…,EM)最小化而提供估计的反馈传递函数(反馈通路)(h1,…,hM)。反馈控制系统包括相应的M个求减单元，用于将反馈信号的当前估计量(FBE1,…,FBEM)从当前电输入信号(X1,…,XM)减去，从而提供相应的反馈校正的输入信号(E1,…,EM)。处理器PRO配置成根据估计的反馈通路(h1,…,hM)估计一个或多个处理算法的、与用户耳朵的声学特性有关的、优化的处理参数。在图6D的实施例中，处理器包括定向降噪系统DIR-NR，其包括用于根据电输入信号(在此为反馈校正的电输入信号(E1,…,EM))以及反馈-定向权重分类器(参见图6D中记为“FBE2W”的虚线框)提供的(优化的)定向权重(W)提供空间滤波的信号YNR的一个或多个波束形成器。由反馈-定向权重分类器(FBE2W)提供的优化的定向权重(W)基于当前估计的反馈通路(h1,…,hM)，如结合图6B所述。反馈-定向权重分类器(FBE2W)例如可在加电和/或针对用户验配助听器期间(或者应用户要求，例如从助听器的用户接口如APP)启动。反馈-定向权重分类器(FBE2W)的启动受控于控制信号CTR。在启动时，可通过输出变换器播放特定信号，该信号特别适合准确的反馈估计(例如白噪声信号)。助听器还包括助听器处理器HAP，用于将随电平和频率而变的增益应用于助听器的正向音频通路的信号，在此应用于来自定向降噪系统DIR-NR的噪声降低的信号YNR。从而可至少补偿用户的听力受损。
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助听器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。
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
·US2020322736A1(Oticon)08.10.2020。
Claims (15)
1.一种适于佩戴在用户耳朵处的助听器，所述助听器包括：
-多个传声器，每一传声器适于拾取来自用户周围环境的声音并提供表示所述声音的电输入信号；
-配置成将一个或多个处理算法应用于多个电输入信号或者源自其的信号并根据多个电输入信号提供处理后的信号的处理器，所述处理器包括
--用于估计从输出变换器到多个传声器中的至少一个的反馈通路的反馈控制系统；
-用于将处理后的信号转换为声学信号的输出变换器；
-适于位于用户耳朵处或耳后的BTE部分，所述BTE部分包括多个传声器中的至少一个；及
-适于至少部分位于用户耳道中的扬声器单元，所述扬声器单元包括所述输出变换器及电连接所述BTE部分和所述输出变换器的线缆；
其中，所述处理器配置成根据估计的反馈通路而估计扬声器单元大小；
其中，所述反馈通路在所述助听器位于远离用户头部的特定位置时进行估计。
2.根据权利要求1所述的助听器，其中，所述反馈通路的声学延迟通过具有某一群延迟的有限脉冲响应滤波器表示。
3.根据权利要求2所述的助听器，其中，所述群延迟源自某一频率范围，例如低于1000Hz的频率、低于2000Hz的频率、低于3000Hz的频率、或低于5000Hz的频率、或在500Hz到1500Hz之间的频率、或在500Hz到2000Hz之间的频率。
4.根据权利要求1所述的助听器，其中，所述反馈通路在所述助听器位于充电站中时进行估计。
5.根据权利要求4所述的助听器，配置成根据测得的反馈通路确定其是放在开放的还是封闭的充电站中。
6.根据权利要求2所述的助听器，其中，群延迟记录在助听器中或者充电站中。
7.根据权利要求1所述的助听器，其中，所述一个或多个处理算法之一包括定向算法，其中，所述处理器配置成基于估计的扬声器单元大小提供所述定向算法的优化参数。
8.根据权利要求7所述的助听器，其中，定向系统的所述优化参数包括导向向量或者特定波束形成器的波束形成器权重。
9.根据权利要求1所述的助听器，配置成基于分配的扬声器单元大小(i＝1,2,…,NSPU)的相应已知值的数据库、及非必须地基于弯曲((bi,q),q＝1,…,Nbend,i)、及基于针对助听器或者双耳助听器系统的一对助听器的一个或多个例如全部传声器测得的反馈通路(FBPi,q)而提供估计的扬声器单元大小。
10.根据权利要求1所述的助听器，由空气传导型助听器、骨导型助听器或其组合构成，或者可包括空气传导型助听器、骨导型助听器或其组合。
11.根据权利要求1所述的助听器，由配置成补偿用户的听力受损的听力仪器、耳机、耳麦、耳朵保护装置或其组合构成，或者包括配置成补偿用户的听力受损的听力仪器、耳机、耳麦、耳朵保护装置或其组合。
12.适于佩戴在用户耳朵处的助听器的运行方法，所述助听器包括：
-多个传声器，每一传声器适于拾取来自用户周围环境的声音并提供表示所述声音的电输入信号；
-用于将取决于多个电输入信号的处理后的信号转换为声学信号的输出变换器；
-适于位于用户耳朵处或耳后的BTE部分，所述BTE部分包括多个传声器中的至少一个；及
-适于至少部分位于用户耳道中的扬声器单元，所述扬声器单元包括所述输出变换器及电连接所述BTE部分和所述输出变换器的线缆；
所述方法包括：
-将一个或多个处理算法应用于多个电输入信号或者源自其的信号并根据多个电输入信号提供所述处理后的信号；
-估计从输出变换器到多个传声器中的至少一个的反馈通路；
-根据估计的反馈通路估计扬声器单元大小；
其中，所述反馈通路在所述助听器位于远离用户头部的特定位置时进行估计。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括步骤：基于分配的扬声器单元大小(i＝1,2,…,NSPU)的相应已知值的数据库、及非必须地基于弯曲((bi,q),q＝1,…,Nbend,i)、及基于针对助听器或者双耳助听器系统的一对助听器的一个或多个例如全部传声器测得的反馈通路(FBPi,q)而提供估计的扬声器单元大小。
14.根据权利要求12所述的方法，还包括：根据估计的扬声器单元大小提供一个或多个处理算法中的至少一个的优化参数。
15.根据权利要求12所述的方法，还包括：将定向算法应用于多个电输入信号并根据多个电输入信号和可配置的定向参数提供波束成形信号，及基于估计的扬声器单元大小提供定向算法的优化参数。
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