用于估计个人听者的大脑对声音信号刺激的系统响应的方法技术方案

本发明专利技术公开用于估计个人听者的大脑对声音信号刺激的系统响应的方法：包含声音信号刺激的第一声音信号被呈现给听者的耳朵；生成对应于第一声音信号的第一音频信号并从第一音频信号中提取第一音频信号数据；在第一声音信号撞击在听者的耳朵上时，在听者的头部的给定测量点处使用第一测量电极测量第一脑电图训练信号，并且根据第一脑电图训练信号生成第一测量数据集；在第一声音信号撞击在听者的耳朵上时，在听者的头部上的噪声测量点处使用噪声测量电极测量噪声信号，并且根据噪声信号生成噪声数据集；在给定第一测量数据集的观测值的情况下，根据第一测量数据集和噪声数据集推导出听者的大脑对第一音频信号数据的系统响应的高斯条件概率密度函数。

【技术实现步骤摘要】
用于估计个人听者的大脑对声音信号刺激的系统响应的方法
本专利技术涉及一种用于估计个人听者的大脑对声音信号刺激的系统响应的方法，所述系统响应表示在听者的头部的给定测量点处测量的由所述声音信号刺激引起的脑电图(electroen-cephalography，EEG)信号的生成。本专利技术还涉及一种通过使用在听者的头部的给定测量点处测量的脑电图信号，对个人听者对至少第一有用信号和第二有用信号中的一个的注意力进行听觉注意力解码的方法。本专利技术还涉及一种助听器，其被配置成估计助听器用户的大脑对声音信号刺激的所述系统响应。
技术介绍
当人类听觉系统受到声学信号的刺激时，人类大脑对声学刺激的反应可以通过使用听者的头部上的相应电极的脑电图(EEG)来测量。听者的神经活动经历变化，这些变化以固定的时延和相似的波形跟踪声学刺激的改变。这种由特定声学刺激引起的神经活动的改变(诸如，正弦音调或短音节，如/da、/ta或类似的)称为听觉诱发电位(auditoryevokedpotential，AEP)，其可以通过听者的头部的电极来测量。当用作对听者的声学刺激的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于估计个人听者的大脑对声音信号刺激(7)的系统响应(θ)的方法，所述系统响应(θ)表示在听者的头部(8)的给定测量点(16)处测量的由所述声音信号刺激(7)引起的脑电图信号(26)的生成，/n其中，包含声音信号刺激(7)的第一声音信号(4)被呈现给听者的耳朵，/n其中，生成对应于第一声音信号(4)的第一音频信号(6)，并且从第一音频信号(6)中提取第一音频信号数据(12，s)，/n其中，在包含声音信号刺激(7)的第一声音信号(4)撞击在听者的所述耳朵上时，在听者的头部的所述给定测量点(16)处使用第一测量电极(14)测量第一脑电图训练信号(26)，并且根据第一脑电图训练信号(26)生...

【技术特征摘要】
20191128 EP 19212300.81.一种用于估计个人听者的大脑对声音信号刺激(7)的系统响应(θ)的方法，所述系统响应(θ)表示在听者的头部(8)的给定测量点(16)处测量的由所述声音信号刺激(7)引起的脑电图信号(26)的生成，
其中，包含声音信号刺激(7)的第一声音信号(4)被呈现给听者的耳朵，
其中，生成对应于第一声音信号(4)的第一音频信号(6)，并且从第一音频信号(6)中提取第一音频信号数据(12，s)，
其中，在包含声音信号刺激(7)的第一声音信号(4)撞击在听者的所述耳朵上时，在听者的头部的所述给定测量点(16)处使用第一测量电极(14)测量第一脑电图训练信号(26)，并且根据第一脑电图训练信号(26)生成第一测量数据集(34，r)，
其中，在第一声音信号(4)撞击在听者的所述耳朵上时，在听者的头部(8)上的噪声测量点(20)处使用噪声测量电极(18)测量噪声信号(24)，并且根据噪声信号(24)生成噪声数据集(36，w)，
其中，在给定第一测量数据集(34，r)的观测值的情况下，根据第一测量数据集(34，r)和噪声数据集(36，w)推导出听者的大脑对所述第一音频信号数据(12，s)的系统响应(θ)的高斯条件概率密度函数，并且
其中，所述高斯条件概率密度函数作为针对所述给定测量点(16)的、听者的大脑对声音信号刺激(7)的系统响应(θ)。


2.根据权利要求1所述的方法，
其中，第一包络(10)被提取为第一音频信号(6)的包络，并且其中，根据第一包络(10)推导出第一音频信号数据(12，s)。


3.根据权利要求2所述的方法，
其中，采用下采样过程、根据第一包络(10)推导出第一音频信号数据(12，s)。


4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中，采用下采样过程、根据第一脑电图训练信号(26)生成第一测量数据集(34，r)，和/或采用下采样过程、根据噪声信号(24)生成噪声数据集(36，w)。


5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中，在给定第一测量数据集(34，r)的观测值的情况下，根据听者的大脑的系统响应(θ)和第一测量数据集(34，r)的高斯联合概率密度函数推导出听者的大脑对第一音频信号数据(12，s)的系统响应(θ)的高斯条件概率密度函数。


6.根据权利要求5所述的方法，
其中，在给定第一测量数据集(34，r)的观测值的情况下，听者的大脑对第一音频信号数据(12，s)的系统响应(θ)的高斯条件概率密度函数由以下形式的期望值给出：
E(θ/r)＝μθ+CθθST(SCθθST+Cw)-1(r-Sμθ)
其中，
E(·)表示期望值，
r表示主数据集，
θ表示听者的大脑对被包含在由矢量s表示的第一音频信号数据(12，s)中的声音刺激(7)的系统响应(θ)，
μθ和Cθθ分别表示期望值E(θ)和θ的协方差矩阵，
Cw表示噪声数据集w的协方差矩阵，并且
S表示被构造成使得由乘积S·θ产生的矢量逐条目地表示不同时间自变量的两个矢量s和θ的卷积的矩阵。


7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中，使用多个声音信号刺激(7)，以便生成初步高斯条件概率密度函数的集合，所述集合中的每一个初步高斯条件概率密度函数通过采用根据前述权利要求中任一项的方法并且通过使用所述多个声音信号刺激(7)中的不同声音信号刺激来估计，并且
其中，根据所述初步高斯条件概率密度函数的算术平均推导出针对所述给定测量点(16)的、听者的大脑对声音信号刺激(7)的系统响应(θ)。


8.一种用于对个人听者对至少第一有用信号(44)和第二有用信号(46)中的一个的注意力(60)进行听觉注意力解码的方法，
其中，听者的耳朵暴露于包含声音信号刺激(7)的第一声音信号(4)，
其中，借助于使用布置在给定测量点(16)处的测量电极(14)测量的第一脑电图训练信号(26)来估计针对所述给定测量点(16)的、听者的大脑对所述声音信号刺激(7)的系统响应(θ)，所述估计使用根据前述权利要求中任一项所述的方法来执行，声音信号刺激(7)被包含在所述第一声音信号(4)中，
其中，包含至少第一有用信号(44)和第二有用信号(46)的环境声音(40)在听者的所述耳朵处被转换成第二音频信号(42)，
其中，从第二音频信号(42)中提取第一有用信号(44)的第一信号贡献(50)，
其中，从第二音频信号(42)中提取第二有用信号(46)的第二信号贡献(52)，
其中，根据听者的大脑的系统响应(θ)和第一信号贡献(50)推导出第一重构脑电图信号(r1)，
其中，根据听者的大脑的系统响应(θ)和第二信号贡献(52)推导出第二重构脑电图信号(r2)，
其中，当环境声音(40)撞击在听者的耳朵上时，借助于所述给定测量点(16)处的测量电极(14)测量第一脑电图应用信号(58)，并且
其中，根据第一脑电图应用信号(58)与第一重构脑电图信号(r1)之间的相关性(59)，并且根据所述第一脑电图应用信号(58)与第二重构脑电图信号(r2)之间的相关性(59)，推断听者对第一有用信号(44)或第二有用信号(46)的注意力(60)。


9.根据权利要求8所述的方法，
其中，从第一有用信号(44)的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：I库鲁维拉，U霍庇，S汉德里克，E费希尔，M瑟曼，H普德尔，
申请(专利权)人：西万拓私人有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡;SG