CN1612641A - 助听器中的自动磁检测 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种助听器系统，以及一种用于处理其中一个具有磁信息的输入磁信号、并处理至少一个具有声信息的声信号的助听器系统控制方法。该系统中设有一个用于提供所述输入声信号的声传感器，一个提供所述输入磁信号的磁传感器，以及一个用于在所述输入磁信号和输入声信号中选择一个作为信息信号的磁信号检测器。当通过一个磁信号检测过程在输入磁信号中检测到声频信息时，所述磁信号检测器会选择输入磁信号作为信息信号。该助听器系统中还设有一个与所述磁信号检测器连接、用于处理信息信号并向助听器系统的使用者提供一个输出信号的助听模块。

Description

助听器中的自动磁检测

技术领域

本发明涉及声频(audio)系统的磁检测技术，特别涉及用于在助听器中选择性地处理一个输入声(acoustic)信号或一个输入磁(magnetic)信号的磁检测技术。

背景技术

在助听器中，通常设有一个声传感器(例如麦克风)和一个磁传感器(例如电话感应线圈)。其中，声传感器被用作主要传感器，用于检测含有声信息的输入声信号，所述声信息中可能含有声频信息(例如语音、音乐或其它重要声音如警报、警告等)。磁传感器是一个预备传感器，它在特定情况下被用于检测含有磁信息的输入磁信号，所述磁信息在许多情况下类似于声频信息。磁传感器的使用在很多情况下是有益的。

例如，通常会在教室中安装磁回路系统，以提高听力受损的学生对于声频信息的理解。在磁回路系统中有一根导线，它被放置于房间(例如教室)的护壁板内。当老师对着一个麦克风讲话时，麦克风会对老师的语音进行转换并向磁回路提供一个电信号，磁回路再向坐在房间里的人发射出相应的磁信号，其中含有类似于与原始语音信号对应的声频信息的磁信息。其优点是，作为助听器中磁传感器的一个输入的磁信号中，不会含有由助听器中的声传感器所拾取的声背景噪音。

在众所周知的另一个例子中，大多数电话机中都采用磁场来振动电话机听筒中的受话器振动膜以产生一个含有声频信息的声信号。在磁场中含有与声信息类似的振幅和频率成分。相应地，磁场可被用作一种磁信号，其中含有与声频信息类似的磁信息。而且，磁信息中不会含有声背景噪音，该噪音通常是在受话器生成声信号之后由环境加到声信号中的。因此，磁信息可帮助助听器的使用者在吵杂的环境下进行电话通讯。而且，使用来自电话受话器的磁信号作为助听器的一个输入可防止发生声反馈，因为此时助听器的输入信号是磁信号而输出信号是声信号，两者之间不会产生声耦合现象。

现有技术的大多数助听器中，都同时提供了声传感器和磁传感器，但需要助听器使用者通过手动方式在麦克风模式或电话感应线圈模式之间进行切换，在麦克风模式时，助听器会处理声传感器所检测到的声信号，在电话感应线圈模式时，助听器则会处理磁传感器所检测到的磁信号。因此，当助听器使用者进入设有磁回路的环境或打电话时，需将助听器由麦克风模式切换到电话感应线圈模式。同样，当助听器使用者离开磁回路环境或挂断电话后，又得将助听器切换回麦克风模式。这种人工切换操作是比较麻烦的。而且，要在能戴在耳道内的助听器中设置一个切换开关也是比较困难、甚至是不可能。

在电话机的磁受话器中通常含有一个永磁铁，因此在电话机受话器的附近会有一个永久(DC)磁场。相应地，现有技术的某些同时了提供了麦克风和电话感应线圈输入模式的助听器中，会采用一个靠近DC磁场的磁性簧片开关来实现麦克风与电话感应线圈输入之间的自动切换。然而，这种自动切换只有当DC磁场强度足够驱动磁性簧片开关时才可正常工作。很多新型的电话机和蜂窝电话中，都不能产生足够驱动磁性簧片开关的永磁场。另外，助听器使用者在某些时候可能会处于一个强磁场环境中，但该磁场中又没有任何与声频信息对应的有用信息。此时，使用了磁性簧片开关的助听器仍会自动切换到电话感应线圈模式，但助听器使用者却听不到任何有用信号。

由于回路系统不会产生DC磁场，所以当遇到回路系统时簧片不会被驱动。因所有的回路系统和很多电话机都会产生交互的磁信号，所以磁检测系统最好能对这些交互的磁信号敏感。

发明内容

首先，本发明要提供一种助听器系统，其中包括：a)一个用于检测声信号并提供一个输入声信号的声传感器，所述输入声信号中含有声信息；b)一个用于检测磁场信号并提供一个输入磁信号的磁传感器，所述输入磁信号中含有磁信息；以及，c)一个与所述磁传感器和声传感器连接、用于在输入磁信号和输入声信号中选择一个作为信息信号的磁信号检测器。当通过一个磁信号检测过程在输入磁信号中检测到声频信息时，所述磁信号检测器会选择输入磁信号作为信息信号。该助听器系统中还包括一个与所述磁信号检测器连接、用于处理信息信号并向助听器系统的使用者提供一个放大输出信号的助听模块。

另一方面，本发明还提供一种助听器系统的控制方法，包括以下步骤：

a)检测声信号并提供一个输入声信号，所述输入声信号中含有声信息；

b)检测磁场信号并提供一个输入磁信号，所述输入磁信号中含有磁信息；

c)从所述输入声信号和输入磁信号中选择一个作为信息信号，当通过一个磁信号检测过程在输入磁信号中检测到声频信息时，选择所述输入磁信号作为信息信号；以及，

d)对所述信息信号进行处理并向所述助听器的使用者提供一个输出信号。

此外，本发明还提供一种用于助听器系统的电话感应线圈电路，其中包括：a)一个用于检测磁场信号并向所述助听器系统提供一个输入磁信号的电话感应线圈，所述输入磁信号中含有磁信息；以及，b)一个与所述电话感应线圈连接、用于处理所述输入磁信号并向所述助听器系统提供一个状态信号的磁信号预检器。所述状态信号用于指示所述磁信息所在部分中含有声频信息的可能性。

另一方面，本发明还提供一种助听器系统，其中包括一个用于检测声信号并提供一个输入声信号的声传感器，所述输入声信号中含有声信息；一个用于检测磁场信号并提供一个输入磁信号的磁传感器，所述输入磁信号中含有磁信息；以及一个与所述磁传感器和声传感器连接、用于在输入磁信号和输入声信号中选择一个作为信息信号的磁信号检测器。所述磁信号检测器中采用一个两级磁检测过程，其第一级过程提供一部分的磁信息中含有声频信息的可能性，其第二级过程则分析磁信息所在部分以确定该磁信息所在部分中是否含有声频信息。当第一级过程中指出了一个肯定的可能性时，才会执行第二级过程。该助听器系统中还包括一个与所述磁信号检测器连接，用于处理信息信号并向助听器系统的使用者提供一个输出信号的助听模块。

附图说明

为更好地理解本发明，更清楚地显示本发明的实现，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一个助听器系统的原理框图，其中设有一个用于在输入磁信号与输入声信号之间进行切换选择的磁信号检测器；

图2a是使用图1所示助听器系统中的磁信号预检器进行磁信号检测过程中的第一级过程的流程图；

图2b根据图2a所示的磁信号检测过程中的第一级过程对一个输入磁信号进行分割分段并使之受一个门限值约束所得的数据图；

图3a是本发明另一个实施例中助听器系统的原理框图，其中设有一个带磁信号预检器的电话感应线圈电路；

图3b是本发明又一个实施例中助听器系统的原理框图，其中设有两个声频输入和图3a所示电话感应线圈电路；

图4是图3a或图3b所示助听器系统中的电话感应线圈电路的原理框图；

图5是图3a或图3b所示助听器系统中的电话感应线圈电路的另一实施例的原理框图。

具体实施方式

现在参考图1，其中示出了本发明中一个可在输入磁信号与输入声信号之间进行自动切换的助听器系统10的原理框图。该助听器系统10中设有至少一个声传感器12，还设有一个磁传感器14、两个模-数转换器(ADC)16和18、一个系统处理器20、一个数-模转换器(DAC)22、以及一个受话器24，各部分之间按图1所示连接。如果受话器24是一个零偏压受话器，则还可以省略DAC22。

声传感器12可为系统处理器20提供一个输入声信号，该信号被用作助听器系统10的主要输入；磁传感器14则为系统处理器20提供一个输入磁信号，该信号则被用作助听器系统10的次要输入。声传感器12是一个麦克风，也可以是任何类型的可接收声音信号并提供一个对应的模拟电信号的声音转换器。磁传感器14是一个电话感应线圈电路，也可以是任何类型的可接收磁场信号并提供一个对应模拟电信号的磁转换器。电话感应线圈电路14可包括一个由绕在磁芯上的数圈导线简单组成的被动式电话感应线圈，或包括一个由线圈和预放大器组成的主动式电话感应线圈。最好是采用一个主动式电话感应线圈，因为它与被动式电话感应线圈相比可传递更强的电信号并具有更好的信噪比。从后面的进一步描述可知，还可在电话感应线圈电路14中并入其它电路。

系统处理器20会对输入声信号和输入磁信号中的其中一个进行处理，以向助听器系统10的使用者提供一个输出信号。系统处理器20通常会处理由麦克风12提供的输入声信号。然而，当输入磁信号的磁信息中含有声频信息时，系统处理器20会自动地处理由电话感应线圈电路14所提供的磁信号。可通过输入磁信号的时间、振幅和频度特性中的至少一个特性来识别出所述声频信息。本文中，声频信息是听者所需的有用信息，例如语音、音乐、警告信号等。当一个磁场信号被提供了一个含有声频信息的磁信息，例如在磁回路环境(如在教室或教堂内)或当助听器系统使用者用具有助听功能的电话机打电话时，就会发生上述情况。

系统处理器20中包含一个磁信号检测器26和一个助听模块28。磁信号检测器26通过分析输入磁信号时间变化特性来确定该输入磁信号是否应被处理。磁信号检测器26中有一个磁信号预检器30和一个磁信号分析器32，下面将对两者作详细介绍，从而可执行一个磁信号检测过程以自动地在输入磁信号和输入声信号中选择一个作进一步处理。磁信号检测器26会提供一个选择信号SEL，以从输入磁信号和输入声信号中选择一个作为信息信号。助听模块28则根据选择信号SEL所选择的输入信号类型处理对应的信息信号。相应地，当信息信号是输入声信号时，助听模块28工作于麦克风模式并执行一个声信号处理程序。反之，当信息信号是输入磁信号时，助听模块28工作于电话感应线圈模式并执行一个磁信号处理程序。通常，声信号和磁信号处理程序可以是本领域的技术人员熟知的任一种适合的助听器处理方案，相应地，其中还可采用噪音消除、线性处理或非线性处理(即压缩处理)、反馈消除等技术措施。正如本领域的技术人员所熟知，其中的系统处理器20及其内部器件可由一个数字信号处理器来实现，也可由分离的电子元器来实现。

使用时，麦克风12可接收一个声信号34并对该信号进行转换以提供一个对应的电子声信号36。ADC 16可将电子声信号36数字化以提供一个数字输入声信号38。数字输入声信号38中含有声信息，其中可包括声频信息，如语音、音乐等。数字输入声信号38中还含有被麦克风12转换的背景噪音。该背景噪音可能具有与声频信息相同的频率范围成分。助听模块28在消除这种背景噪音方面可能存在困难，从而会影响助听器使用者理解声频信息的能力。

电话感应线圈14可接收磁场信号40并对其进行转换，以提供一个对应的电子磁信号42。然后由ADC 18将该电子磁信号42数字化以提供一个数字输入磁信号44。数字输入磁信号44中含有可能与输入声信号38中所含的声频信息类似的磁信息。然而，数字输入磁信号44中不会有被麦克风12所转换来的声背景噪音。因此，当磁信息中含有声频信息时，最好由助听模块28来处理输入磁信号44，并将处理后的输入磁信号44提供给助听器系统10的使用者。

磁信号预检器30可接收输入磁信号44并执行所述磁信号检测过程中的第一级过程，将输入磁信号44分割为多个输入磁信号片段，每一片段中有一部分磁信息。然后，磁信号预检器30会提供一个状态信号S，以指示在所述多个输入磁信号片段的磁信息所在部分中含有声频信息的可能性。磁信号预检器30所执行的是一个只需要较低的计算复杂度的低级处理。其中的状态信号S最好是一个二进制信号，并针对每一个输入磁信号片段有一个状态值。该状态信号S中，可用值1来表示输入磁信号中具有包含声频信息的磁信息之高可能性或高概率。相应地，状态信号S中可用值0来表示具有包含声频信息的磁信息之低可能性或低概率。在后一种情况下，输入磁信号44中只含有噪音。当然，状态信号S并不一定是二进制信号，还可以是能提供可能性指示的其它任何类型的信号。例如，状态信号可以是被限定在一定范围的一串整数，其中，位于范围高端的整数用于指示高可能性，位于范围低端的整数则用于指示低可能性。当输入磁信号中只有噪音时，该磁信号中含有声频信息的可能性指示会较低。此时，助听器系统会自动预置为处理输入声信号(也就是工作于麦克风模式)。

磁信号分析器32会接收数字输入声信号38、数字输入磁信号44、以及状态信号S，并向助听模块28提供一个选择信号SEL。助听模块28中有一个接收数字输入声信号38、数字输入磁信号44、以及状态信号S的选择开关。该选择开关会从数字输入声信号38和数字输入磁信号44中选择一个作为让助听模块28进一步处理的信息信号。为了说明方便，此处用一个选择开关来完成助听选择功能。选择信号SEL应能使助听模块28选择适当的助听程序(即麦克风或电话感应线圈)，选择适当的输入信号并处理所选的输入信号。对于数个输入磁信号片段，当状态信号S指示肯定可能性时，磁信号分析器32会执行磁信号检测过程中的第二级过程。第二级过程包含对输入磁信号片段中的磁信息进行高级分析的步骤，所述输入磁信号片段具有包含声频信息的肯定可能性。所述高级分析可以是本领域的技术人员所熟知的任一种时域或频域分析技术，其中对磁信号片段的时间、振幅、频率等特性中的至少一个进行分析，以确定这些片段中是否含有声频信息。该高级分析最好是一个由助听模块28执行的多维信号检测过程，从而可确定输入磁信号片段中包含有声频信息的可能性。

在美国专利US10/101,598中就公开了一种多维信号检测过程，此处以之作为参考。其三维检测过程中，先将信号分成多个频域输入信号以对信号的内容进行表征。然后对分别每一个频域输入信号进行处理，以确定其强度变化、调制频率、以及持续时间特性，从而表征该频域输入信号中含有一个所需的信号。为此，会根据一组已确定的特性计算出一个指数，以便对频域输入信号进行分类。

强度变化特性是指在一段选定时间内信号强度(或音量)的变化情况。特别地，信号的强度变化是指它在一段时间内的强度范围。调制频率是在一段选定时间内的信号强度调制频率。特别地，调制频率是指一段时间内信号强度的循环次数。例如，当某一信号在一秒内有30个峰值时，其调制频率为30Hz。各个峰值的强度通常不会相同，实际上可能会有实质性的差别。持续时间特性是指信号的时间长度。

在多维检测过程中，会分别分析每一个频域输入信号，以确定在一段选定时间内的信号强度变化并生成一个强度变化次级指数，该次级指数可表征频域输入信号(即输入磁信号的一个频率部分)是一个噪音还是一个可用信号(即含有声频信息的信号)。同时，还会分析该频域输入信号以确定它在一个选定时间段(它可能与强度分析时的选定时间段相等或不相等)内的调制频率并生成一个调制频率次级指数，该次级指数也可表征频域输入信号是一个噪音还是一个可用信号。

将强度变化次级指数和调制频率次级指数合并可生成一个信号指数，该信号指数可用由强度变化和调制频率所定义二维连续区来表征频域输入信号。然后，可用信号指数来区分频域输入信号是噪音还是可用信号。另外，还可对频域输入信号进行分析以确定其声音成分的持续时间，并生成一个持续时间次级指数，该次级指数可与前述强度变化次级指数和调制频率次级指数合并，以在三维连续区上生成一个的信号指数。

所述多维检测过程可被设置为只使用三个特性(强度变化、调制频率或持续时间)中的一个来生成前述信号指数。当然，也可以使用其中的任两个或同时使用全部三个。而且，还可以用声音信号的其它特性来对声音信号进行分类。例如频率成分的共同开始/结束频率、共同频率调制、或者共同振幅调制等特性都可以用来表征一个声频信号。

如果发现输入磁信号中含有声频信息，还可用这一多维检测过程来提高输入磁信号的信噪比(SNR)。信噪比的提高需要识别出与有用信号相对的噪音信号，并抑制消除该噪音信号以生成一系列噪音已被减少的频域输出信号。然后合并这些频域输出信号以提供一个噪音成分已被抑制、且有用信号已被加强的输出信号。

如果所述高级分析的结果显示数字输入磁信号44的磁信息中含有声频信息，则磁信号分析器32会自动选择数字输入磁信号44作为信息信号，助听模块28则会工作于与电话感应线圈程序一致的电话感应线圈输入模式。否则，磁信号分析器32会选择数字输入声信号38，助听模块28则会工作于与麦克风程序一致的麦克风输入模式。

在另一种实施方案中，当磁信号预检器输出的状态信号S指示多个输入磁信号片段中包含声频信息的充分可能性，而磁信号分析结果指示磁信号中含有声频信息的低可能性时，所述磁信号分析器32还可以进一步执行一个将数字输入磁信号44与数字输入声信号38进行对比的步骤。这种情况可能在某些罕有的条件下发生，例如当磁信号中含有高电平脉冲噪音时。这一附加过程的优点是可以确保正确的信号分类而又不会明显地增加磁信号检测过程的计算复杂度，因为只有在发生了前述不一致的情况时，才会执行输入声信号与输入磁信号对比。这样，为了完成磁信号检测过程，对磁信号检测过程中的第二级过程所做的处理进行了简化。

这些处理方案可促进助听器系统10的有效工作，并可节省电源或电源消耗。对于输入磁信号中的数个片段，当状态信号S没有指示充分可能性时，磁信号分析器32会简单地选择数字输入声信号38。这一动作在数字输入磁信号44所含的磁信息中包含有声频信息这一情况之前或之后都可能发生。相应地，当助听器使用者进入一个磁回路环境或开始打电话时，助听模块28会自动开始处理数字输入磁信号44，当助听器使用者离开磁回路环境或打完电话时，助听模块28会自动开始处理数字输入声信号38。

对于在执行磁信号检测过程中的第二级过程之前需要一个充分可能性的输入磁信号片段的数目，可对其进行调整以改变助听器系统10的反应时间。例如，当每一时间片段的长度为0.5ms时，最好采用20个分析片段，从而可生成一个值为10ms的总分析窗口持续时间。当可提早获得确定性结果时，输入磁信号片段的数目可以是一个更小的数，例如10个片段或一个5ms分析窗口。另一方面，当在20个片段之后仍未能确定结果时，该分析可能需要多达40个片段，或一个20ms的分析窗口。对于助听器系统10自动切换以处理数字输入磁信号44的快速程度，可根据助听器系统10使用者的需要进行调整。

助听模块28可工作于麦克风模式或电话感应线圈模式(也即麦克风程序或电话感应线圈程序)并处理相应的信息信号以提供一个数字输出信号46。DAC 22将该数字输出信号46转换为一个对应的模拟输出信号48，然后由受话器24将其转换成一个输出声音信号50。然后将该输出声音信号50提供给助听器系统10的使用者。

正常工作时，助听器系统10中的数字信号处理系统会占用大多数可用的DSP周期来处理一个输入信号并向助听器系统10的使用者提供所述输出声音信号50。因此，独立于系统处理器20来执行一部分磁信号检测过程是有益的。现在参考图2a和图2b，其中示出了磁信号检测过程中的第一级过程(即磁信号预检过程60)的流程图，并示出了输入磁信号42的一个代表性时间波形图。实施磁信号预检处理时，最好采用模拟时域处理，但也可能采用数字域来实施。磁信号预检过程60的步骤62是将输入磁信号42分割成持续时间为T的多个输入磁信号片段。各片段之间最好没有重叠。然而，数字输入磁信号44也可能被分割成多个片段，从而会有一定数量的片段重叠。在磁信号预检过程60的步骤64中，对输入磁信号42的多个片段施加第一门限值TH1，从而可计算出一个超越值。门限值TH1应选择得大于输入磁信号中的背景噪音(如图2b所示)，并小于输入磁信号中的较低电平，此时其磁信息中包含有语音类成分，从而对应于一个声频信息。

在步骤66中，最好针对数字输入磁信号44的每一个片段计算出累计超越值。在步骤68中，会将该累计超越值与一个第二门限TH2进行对比，从而得到一个状态信号值S。对于输入磁信号42的给定片段，如果累计超越值大于(或小于)门限值TH2，则会向状态信号S提供一个与该给定片段对应的值1(或0)。如前面所述，状态值1表示输入磁信号42的一个给定片段中包含有声频信息的充分可能性或高概率。门限值TH1和TH2是根据实验而确定的预定值。门限值TH1和TH2的大小是可调整的，从而使得该磁信号预检过程可最优地适应任何给定环境，并能适应使用者的个人喜好，例如使用者反应很快并需要助听器系统10能实现快速切换。门限值TH1是磁传感器14的敏感度、在预检器之前的预放大增益、以及预检器敏感度等特性的函数。根据特定的环境和助听设备可得到其经验优化值。而且，输入磁信号42的片段之间可能会重叠。图2b中示出的是模拟输入磁信号片段间无重叠的情况。

计算累计超越值的方法有好几种。例如，可根据公式(1)通过对超过门限值TH1的所有信号成分进行积分，以对输入磁信号42的多个片段进行监控：

$\mathrm{AOS}(T_{n-1},T_n)=\frac{1}{2}{\∫}_{T_{n-1}}^{T_n}[S\left(t\right)-\mathrm{TH}1]*\left\{\mathrm{sign}\right[S\left(t\right)-\mathrm{TH}1]+1\}\mathrm{dt}---\left(1\right)$

其中的AOS是针对输入磁信号42的一个片段在开始时间T_n-1至结束时间T_n之间计算所得的累计超越值，S(t)是输入磁信号，sign[]是一个符号函数，当S(t)＞TH1时其值为1，当S(t)＜TH1时其值为-1。本例中，AOS(T_n-1，T_n)是输入磁信号S(t)在T_n-1至T_n这一段时间内的高于门限值TH1的区域，因为对于输入磁信号42中低于门限值TH1的那些部分，sign[S(t)-TH1]+1的结果是为0的。因此，输入磁信号42的片段中包含多个样本，而该积分的被积函数是所述多个样本的其中一个样本的振幅值与门限值TH1的差值，且积分是针对振幅值大于门限值TH1的那些样本来进行的。最好针对输入磁信号42的每一个片段分别计算其累计超越值。

在另一实施例中，可根据公式(2)将输入磁信号42转换成一个时间采样信号，然后计算在时间段T内超过门限值TH1的样本数目，从而对输入磁信号42的各个片段进行监控：

$\mathrm{AOS}(N_{m-1},N_m)=\frac{1}{2}\underset{N_{m-1}}{\overset{N_m}{\mathrm{\Σ}}}\left\{\mathrm{sign}\right[S\left(n\right)-\mathrm{TH}1]+1\}---\left(2\right)$

其中，时间采样输入磁信号42的片段从样本N_m-1开始至N_m结束，样本S(n)是输入磁信号S(t)的一个采样模型。这种计算累计超越值的方法可较好地减少磁信号预检过程60的计算复杂度。相应地，输入磁信号42的片段中包含多个样本，而累计超越值是所述多个样本中振幅值大于所述门限值TH1的样本总数。所述累计超越值必须针对时间采样输入磁信号42中的每一个片段分别进行计算。

现在参考图3a，其中示出了本发明另一个实施例中助听器系统100的原理框图，该助听器系统100中设有一个带有磁信号预检器130的电话感应线圈电路114。该助听器系统100的大部分器件与助听器系统10相同，且两者的对应部件的标号之间有一个偏移量100。然而，在助听器系统100中有一个电话感应线圈电路114，其中有一个电话感应线圈114a，它最好是一个主动式电话感应线圈，也可以是一个被动式电话感应线圈，其中还有一个磁信号预检器130。磁信号预检器130用于执行磁信号预检过程60，其工作原理与磁信号预检器30相同，但它与系统处理器120在电路上是分离的。磁信号预检器130的结构将会在后面进行详细的讨论。

现在参考图3b，图中示出了本发明又一个实施例中助听器系统200的原理框图，其中结合了助听器系统100的电话感应线圈电路及两个声频输入。助听器系统200中的大部分器件与助听器系统100相同，且两者的对应部件的标号之间有一个偏移量100。然而，在助听器系统200中有一个附加声频传感器213，它可接收声信号235并对其进行转换以提供一个对应的电子声信号237。其中的声频传感器212和213都可为全向式麦克风。对于声频传感器212和213，还可以一个是全向式麦克风而另一个是定向式麦克风。电子声信号237被提供给一个选择器252，它可以是一个多路复用器，也可以是其它任何适合的装置。另外，电话感应线圈电路214也连接到选择器252，以向选择器252提供电子磁信号242。多路复用器252将电子磁信号242和电子声信号237中的一个作为输入提供给ADC 218，由其进行数字化处理并提供一个输入信号245给系统处理器220以作进一步处理。对电子磁信号242和电子声信号237的选择是基于磁信号检测器226所提供的选择信号SECLCT来进行的。具体来说，选择信号SECLCT是由磁信号分析器232提供的。针对电子磁信号42的多个片段，当状态信号S指示出充分可能性时，磁信号分析器232会调整选择信号SECLCT，从而让多路复用器252将电子磁信号242传送到ADC 218。然后，助听器系统200会执行与前述助听器系统10相同的处理步骤。然而，当状态信号S指示否定或弱可能性时，磁信号分析器232会调整选择信号SECLCT以让多路复用器252将电子声信号237传送到ADC 218。此时，数字输入声信号238和245都被提供给助听模块228，由助听模块228根据全向模式或定向模式对这些信号作进一步处理。具体可采用现有技术中为本领域技术人员所熟知的任何全向或定向处理方案。例如可采用确定方向式或自适应方向式处理方案。

在助听器系统200中，对于执行磁信号预检过程60的磁信号预检器230，最好采用与系统处理器220分离的电路。后面将详细描述该电路。当电子磁信号242中没有声频信息时，由于要同时处理两个输入声信号238和245，所以系统处理器220的计算总开销会显示增加，采用磁信号预检过程分离处理方案则有利于减少系统处理器220的计算总开销。这种分离处理方案还有利于系统处理器的拓扑布局，因为助听器中使用的大多数数字处理平台通常都只含有两个模数转换通道。因此，现有助听器的数字信号处理器很难同时对三个信号(即两个输入声信号和一个输入磁信号)进行采样和处理。此外，同时对三个信号进行采样和处理也会增加助听器中数字处理器的能量消耗。助听器系统200的拓扑布局还可将输入声信号236和输入磁信号242合并，并让助听模块228根据MT(麦克风+电话感应线圈)程序进行处理，MT程序是现有技术中的一个为本领域技术人员熟知的助听器程序。

现在参考图4，其中示出了一个电话感应线圈电路的原理框图，它可作为助听器系统100的电话感应线圈电路114，或作为助听器系统200的电话感应线圈电路214。该电话感应线圈电路300中有一个电话感应线圈302，它用于检测磁场信号304并提供一个电子输入磁信号306。电话感应线圈302最好是一个带有放大器的主动式电话感应线圈，但也可以是被动式电话感应线圈或类似器件。电话感应线圈电路300中还有一个磁信号预检器308，其中包括计时电路310、第一信号比较器312、累计装置314以及第二信号比较器316，各部分之间按图4所示方式连接。在磁信号预检器308还包含本领域技术人员所熟知的用于生成门限值TH1和TH2的电路。例如，可将一个与适当阻值的电阻结合的分压器连接到助听器系统中电源的正极，以生成门限值TH1和TH2。电话感应线圈电路300可由分离元件来实现，也可由一个专用集成电路来实现。总之，应保证电路能适用于助听器(即应具有低功耗、低噪音的特性)。

计时电路310中应含有可提供时间信息以便让电子输入磁信号306可被分割为持续时间为T的多个片段的电路。计时电路310中还应含有可提供时间信息以便可在特定的时间样本下对电子输入磁信号306的振幅值进行采样的电路。这两个电路中可采用RC计时电路，或本领域的技术人员熟知的其它适合的低功耗电路。计时电路310会向第一信号比较器312、累计装置314及第二信号比较器316提供一个含有分割时间信息和采样时间信息的时间信号Ti。

第一信号比较器312与电话感应线圈302连接以接收其电子输入磁信号306。第一信号比较器312根据磁信号预检过程60中的步骤64，将门限值TH1施加到电子输入磁信号306。然后，第一信号比较器312可输出一个不同的输出信号，其中会显示出电子输入磁信号306与门限值TH1在量上的差别。该输出信号可以是一个二进制信号，当电子磁信号样本的振幅大于(或小于)门限值TH1时，输出信号为一个高(或低)值。在第一种情况下，第一信号比较器312可以是一个差分放大器，而累计装置314则根据公式(1)对其输出信号进行处理，以执行磁信号预检过程60中的步骤66，并提供一个累计超越值。其中的累计装置314可以是一个积分器或其它适于执行公式(1)的电路。在第二种情况下，第一信号比较器312可以是一个比较电路，而累计装置314则根据公式(2)对其输出信号进行处理，以执行磁信号预检过程60中的步骤66，并提供一个累计超越值。相应地，其中的累计装置314可以是一个计数器或其它适于执行公式(2)的电路。在任一情况下，第二信号比较器316会将所述累计超越值与门限值TH2进行比较，从而为与电子输入磁信号306中刚被处理的那一个片段对应的状态信号S提供一个状态值。因此，第二信号比较器316可以是一个比较电路或类似电路。

现在参考图5，其中示出了另一实施例中电话感应线圈电路400的原理框图，它可作为助听器系统100的电话感应线圈电路114，或作为助听器系统200的电话感应线圈电路214。该电话感应线圈电路400中有一个电话感应线圈402，它用于检测磁场信号404并提供一个电子输入磁信号406。如前面所述，电话感应线圈402最好是一个带有放大器的主动式电话感应线圈，但也可以是被动式电话感应线圈或类似器件。电话感应线圈电路400中还有一个磁信号预检器408，其内部电路比磁信号预检器308简单得多。磁信号预检器408由一个放大器410和一个电平转换器组成，本示例性实施例中，该电平转换器是一个模数转换器(ADC)412。磁信号预检器408会执行一个改良磁信号预检过程。磁信号预检器408中的各部件最好采用专门的低功耗、低噪音分离元件来实现。

放大器410可对电子输入磁信号406施加一个放大因子A，以提供一个放大的电子输入磁信号414，ADC 412会对其进行采样以提供一个改良状态信号S’。ADC 412可以是任何可在所需采样速度下工作、并至少有一个低至高电平转换门限的电平转换装置。放大器410最好是一个二级放大器，其第一放大器是一个单位增益电压跟随器或类似器件，它可将第二级放大器与电话感应线圈402隔开，第二级放大器可以是任何可提供放大因子A的放大器。ADC 412最好是一个具有低至高转换门限V_L-H、且具有较低采样频率(如2千Hz)的1位ADC。对于电子输入磁信号414中的任一个样本，当其振幅高于所述低至高转换门限V_L-H时，将其转换为逻辑电平1；相应地，对于电子输入磁信号414中的任一个样本，当其振幅低于所述低至高转换门限V_L-H时，将其转换为逻辑电平0。因此，放大器410的放大因子A的选择应使放大门限值A*TH1与所述低至高转换门限V_L-H一致。因此，ADC 412输出的是一个改良状态信号S’，其中针对输入磁信号414的给定片段有多个1和多个0。此时，应改良磁信号分析器使之能处理输入磁信号414中每一个片段的改良状态信号S’，其中会对输入磁信号414的给定片段的改良状态信号S’中1的数目进行计数，以得出累计超越值，并将其与门限值TH2进行比较。如果数个片段的累计超越值都大于门限值TH2，则磁信号分析器会执行前面所述的磁信号检测过程中的第二级过程。此时，磁信号分析器还会执行一个计数函数。如果在一段特定时间内的计数值超过一个给定门限值，则表示输入磁信号中有充分可能性会含有声频信号，从而会执行所述磁信号检测过程中的第二级过程。

可以理解了是，在本发明描述和示意的实施例的基础上，还可以进行各种改动而不会偏离本发明的权利要求所限定的范围。

Claims (28)

1、一种助听器系统，其特征在于，其中包括：

a)一个用于检测声信号并提供一个输入声信号的声传感器，所述输入声信号中含有声信息；

b)一个用于检测磁场信号并提供一个输入磁信号的磁传感器，所述输入磁信号中含有磁信息；

c)一个与所述磁传感器和声传感器连接、用于在输入磁信号和输入声信号中选择一个作为信息信号的磁信号检测器，当通过一个磁信号检测过程在输入磁信号中检测到声频信息时，所述磁信号检测器会选择输入磁信号作为信息信号；以及，

d)一个与所述磁信号检测器连接、用于处理信息信号并向助听器系统的使用者提供一个输出信号的助听模块。

2、根据权利要求1所述的助听器系统，其特征在于，所述磁信号检测器中包括一个用于执行所述磁信号检测过程中第一级过程的磁信号预检器，所述磁信号预检器将输入磁信号分割成多个输入磁信号片段且每一个片段中含有一部分磁信息，所述磁信号预检器还提供一个状态信号以指示所述多个输入磁信号片段中数个片段的所述磁信息所在部分中含有声频信息的可能性。

3、根据权利要求2所述的助听器系统，其特征在于，所述磁信号预检器将一个累计超越值与一个第二门限值进行比较，从而为所述多个输入磁信号片段的其中一个片段的状态信号提供一个状态值。

4、根据权利要求3所述的助听器系统，其特征在于，所述多个输入磁信号片段的那个片段中包含多个样本，所述累计超越值为所述多个样本中振幅值大于第一门限值的样本总数。

5、根据权利要求3所述的助听器系统，其特征在于，所述多个输入磁信号片段的那个片段中包含多个样本，所述累计超越值是一个积分，该积分的被积函数为所述多个样本的其中一个样本的振幅与第一门限值之间的差值，该积分是针对所述多个样本中振幅值大于第一门限值的那些样本来计算的。

6、根据权利要求2所述的助听器系统，其特征在于，所述磁信号检测器中还包括一个与所述磁信号预检器连接的磁信号分析器，对于所述多个输入磁信号片段中的数个片段，当所述状态信号指示一个肯定可能性时，所述磁信号分析器会执行所述磁信号检测过程中的第二级过程，对所述多个输入磁信号片段中的数个片段的磁信息所在部分进行分析，以确定该磁信息所在部分中是否含有声频信息。

7、根据权利要求6所述的助听器系统，其特征在于，所述磁信号分析器会分析所述磁信息所在部分的时间、振幅、以及频率成分中的至少一个，以确定该磁信息所在部分中是否含有声频信息。

8、根据权利要求6所述的助听器系统，其特征在于，所述磁信号分析器中采用一个多维检测过程来确定所述磁信息所在部分中是否含有声频信息。

9、根据权利要求2所述的助听器系统，其特征在于，所述磁传感器是由一个包含电话感应线圈和一个磁信号预检器的电话感应线圈电路，所述电话感应线圈用于检测磁场信号并提供所述输入磁信号，所述磁信号预检器与所述电话感应线圈连接。

10、根据权利要求9所述的助听器系统，其特征在于，所述磁信号预检器中包括：

e)一个用于提供时间信息以将输入磁信号分割成多个输入磁信号片段、并对所述多个输入磁信号片段进行采样的计时电路；

f)一个与所述计时电路和电话感应线圈连接、用于将所述多个输入磁信号片段中的那个片段的振幅值与一个第一门限值进行比较的第一信号比较器；

g)一个与所述第一信号比较器和计时电路连接、用于根据大于第一门限值的所述振幅值来计算出所述累计超越值的累计装置；

h)一个与所述计时电路和累计装置连接、用于将所述累计超越值与一个第二门限值进行比较、并为与所述多个输入磁信号片段中的那个片段对应的状态信号提供一个状态值的第二信号比较器。

11、根据权利要求10所述的助听器系统，其特征在于，所述累计装置是一个可提供一个总数作为所述累计超越值的计数器，所述总数为振幅值大于第一门限值的样本数。

12、根据权利要求10所述的助听器系统，其特征在于，所述累计装置是一个可提供一个积分值作为所述累计超越值的积分器，所述积分的被积函数为所述多个样本的其中一个样本的振幅与第一门限值之间的差值，该积分是针对所述多个样本中振幅值大于第一门限值的那些样本来计算的。

13、根据权利要求9所述的助听器系统，其特征在于，所述磁信号预检器中包括：

e)一个与所述电话感应线圈连接、用于对所述输入磁信号施加一个放大因子的放大器；

f)一个与所述放大器连接、用于为所述状态信号提供一个逻辑电平信号的电平转换器，所述电平转换器中至少有一个低至高转换门限；

其中，所述放大因子被选择得可利用所述电平转换器的所述至少一个低至高转换门限作为所述输入磁信号的门限，从而为所述多个输入磁信号片段的其中一个片段的状态信号生成多个状态值。

14、根据权利要求9所述的助听器系统，其特征在于，所述系统中还包括：

e)一个用于检测第二声信号并提供一个第二输入声信号的第二声传感器；

f)一个与所述第二声传感器和电话感应线圈连接、用于从所述输入磁信号和第二输入声信号中选择一个作为所述磁信号检测器的输入信号的选择器，针对所述输入磁信号片段中的数个片段，当所述状态信号指示肯定可能性时，所述选择器将选择所述输入磁信号作为输入信号。

15、一种助听器系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)检测声信号并提供一个输入声信号，所述输入声信号中含有声信息；

b)检测磁场信号并提供一个输入磁信号，所述输入磁信号中含有磁信息；

c)从所述输入声信号和输入磁信号中选择一个作为信息信号，当通过一个磁信号检测过程在输入磁信号中检测到声频信息时，选择所述输入磁信号作为信息信号；以及，

d)对所述信息信号进行处理并向所述助听器的使用者提供一个输出信号。

16、根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述磁信号检测过程的第一级过程中包括以下步骤：

e)将输入磁信号分割成多个输入磁信号片段，且每一个片段中含有一部分磁信息；以及，

f)提供一个状态信号以指示所述多个输入磁信号片段中数个片段的磁信息所在部分中含有声频信息的可能性。

17、根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述步骤(f)中还包括将一个累计超越值与一个第二门限值进行比较、从而为所述多个输入磁信号片段的其中一个片段的所述状态信号提供一个状态值的步骤。

18、根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述多个输入磁信号片段的那个片段中包含多个样本，所述累计超越值为所述多个样本中振幅值大于第一门限值的样本总数。

19、根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述多个输入磁信号片段的那个片段中包含多个样本，所述累计超越值是一个积分，该积分的被积函数为所述多个样本的其中一个样本的振幅与第一门限值之间的差值，该积分是针对所述多个样本中振幅值大于第一门限值的那些样本来计算的。

20、根据权利要求17所述的方法，其特征在于，对于所述多个输入磁信号片段中的数个片段，当所述状态信号指示一个肯定可能性时，将执行所述磁信号检测过程的第二级过程，所述第二级过程中包括对所述多个输入磁信号片段中的数个片段的磁信息所在部分进行分析，以确定该磁信息所在部分中是否含有声频信息的步骤。

21、根据权利要求20所述的方法，其特征在于，在所述对磁信息所在部分进行分析的步骤中，包括对磁信息所在部分的时间、振幅、以及频率成分中的至少一个进行分析以确定该磁信息所在部分中是否含有声频信息的步骤。

22、根据权利要求20所述的方法，其特征在于，在所述对磁信息所在部分进行分析的步骤中，包括采用一个三维检测过程来确定该磁信息所在部分中是否含有声频信息的步骤。

23、一种用于助听器系统的电话感应线圈电路，其特征在于，包括：

a)一个用于检测磁场信号并向所述助听器系统提供一个输入磁信号的电话感应线圈，所述输入磁信号中含有磁信息；以及，

b)一个与所述电话感应线圈连接、用于处理所述输入磁信号并向所述助听器系统提供一个状态信号的磁信号预检器，所述状态信号用于指示所述磁信息所在部分中含有声频信息的可能性。

24、根据权利要求23所述的电话感应线圈电路，其特征在于，所述磁信号预检器中包括：

c)一个用于提供时间信息以将输入磁信号分割成多个输入磁信号片段、并对所述多个输入磁信号片段进行采样的计时电路；

d)一个与所述计时电路和电话感应线圈连接、用于将所述多个输入磁信号片段中的那个片段的振幅值与一个第一门限值进行比较的第一信号比较器；

e)一个与所述第一信号比较器和计时电路连接、用于根据大于第一门限值的所述振幅值来计算出所述累计超越值的累计装置；

f)一个与所述计时电路和累计装置连接、用于将所述累计超越值与一个第二门限值进行比较、并为与所述多个输入磁信号片段中的那个片段对应的状态信号提供一个状态值的第二信号比较器。

25、根据权利要求24所述的电话感应线圈电路，其特征在于，所述累计装置是一个可提供一个总数作为所述累计超越值的计数器，所述总数为振幅值大于第一门限值的样本数。

26、根据权利要求24所述的电话感应线圈电路，其特征在于，所述累计装置是一个可提供一个积分值作为所述累计超越值的积分器，所述积分的被积函数为所述多个样本的其中一个样本的振幅与第一门限值之间的差值，该积分是针对所述多个样本中振幅值大于第一门限值的那些样本来计算的。

27、根据权利要求23所述的电话感应线圈电路，其特征在于，所述磁信号预检器中包括：

c)一个与所述电话感应线圈连接、用于对所述输入磁信号施加一个放大因子的放大器；

d)一个与所述放大器连接、用于为所述状态信号提供一个逻辑电平信号的电平转换器，所述电平转换器中至少有一个低至高转换门限；

其中，所述放大因子被选择得可利用所述电平转换器的所述至少一个低至高转换门限作为所述输入磁信号的门限，从而为所述多个输入磁信号片段的其中一个片段的状态信号生成多个状态值。

28、一种助听器系统，其特征在于，包括：

a)一个用于检测声信号并提供一个输入声信号的声传感器，所述输入声信号中含有声信息；

b)一个用于检测磁场信号并提供一个输入磁信号的磁传感器，所述输入磁信号中含有磁信息；

c)一个与所述磁传感器和声传感器连接、用于在输入磁信号和输入声信号中选择一个作为信息信号的磁信号检测器，所述磁信号检测器中采用一个两级磁检测过程，其第一级过程提供一部分的磁信息中含有声频信息的可能性，其第二级过程则分析磁信息所在部分以确定该磁信息所在部分中是否含有声频信息，当第一级过程中指出了一个肯定的可能性时，才会执行第二级过程；以及，

d)一个与所述磁信号检测器连接、用于处理信息信号并向助听器系统的使用者提供一个输出信号的助听模块。

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