提供波束成形的信号输出和全向信号输出的双耳听力系统技术方案

本公开涉及对来自双耳听力系统的左耳头戴式听力设备和右耳头戴式听力设备的相应麦克风信号执行双侧处理以在头戴式听力设备用户的左耳或右耳处提供双侧或单耳波束成形的信号和在头戴式听力设备用户的对耳处提供双侧全向麦克风信号的方法。侧全向麦克风信号的方法。侧全向麦克风信号的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】提供波束成形的信号输出和全向信号输出的双耳听力系统


[0001]本公开涉及对来自无线双耳听力系统的左耳头戴式听力设备和右耳头戴式听力设备的相应麦克风信号执行双侧处理以在头戴式听力设备用户的左耳或右耳处提供双侧或单耳波束成形的信号和在头戴式听力设备用户的对耳处提供双侧全向麦克风信号的方法。

技术介绍

[0002]听力正常的个人能够选择性地关注例如目标说话者以在嘈杂的聆听条件下，诸如餐厅、酒吧、音乐会场地等，即所谓的鸡尾酒会场景或声音环境下，实现语音清晰度并保持情境感知。听力正常的个人能够利用更好的耳朵聆听策略，其中个人将他或她的注意力集中在目标谈话者或说话者的具有最佳信噪比，即期望的声源的耳朵的语音信号上。这种更好的耳朵聆听策略还可以通过认知过滤机制(诸如选择性注意)来监控离轴未被注意的谈话者。
[0003]相比之下，对于听力受损的个人来说，在这种嘈杂的声音环境中聆听特定的、期望的声源，同时通过监测离轴或未被注意的谈话者来保持环境意识，这仍然是一项具有挑战性的任务。因此，希望例如通过利用现有双耳助听器系统的众所周知的空间过滤能力来为听力受损的个人提供类似的听力能力。然而，双耳助听器系统和相关波束成形技术的使用通常侧重于增加或改善双侧或双耳波束成形麦克风信号，或针对特定目标方向(通常是个人的正面方向)的传入声音的信号的信噪比(SNR)，但以降低声音环境中未被注意的通常是离轴的谈话者的可听性为代价。双耳波束成形麦克风信号的信噪比改进是由双耳波束成形麦克风信号的高方向性指数引起的，这意味着放置在所选目标方向周围相对窄角范围之外的声源被严重衰减或抑制。其中声源保持基本不衰减的窄角范围可以仅围绕目标方向延伸+/
‑
20至40度方位角。双耳波束成形的麦克风信号的这种特性会导致听力受损的个人或患者/用户产生不愉快的使其失去情景感知的所谓“隧道听力”感觉。
[0004]本领域需要一种双耳助听器系统，该系统在鸡尾酒会声音环境或类似的不利聆听条件下为听力受损的个人提供改进的语音清晰度，但不牺牲离轴感知以提供相对于现有技术可比的定向助听器系统增强的情境感知。
[0005]US8,755,547公开了一种用于增强声音清晰度的双耳波束成形方法和双耳助听器系统。增强声音清晰度的方法包括以下步骤：检测从第一方向发出的主要声音并产生主要信号；检测从第一方向的左右发出的二次声音并产生二次信号；相对于二次信号延迟主要信号；并将信号的组合呈现给聆听者听觉系统的左右两侧。US8,755,547仅将优先效应用于本地化优势。

技术实现思路

[0006]本公开涉及对来自双耳听力系统的左耳头戴式听力设备和右耳头戴式听力设备的相应麦克风信号执行双侧处理的方法以及对应的双耳听力系统。双耳听力系统在无线通
信链路上使用多个单耳定向信号的耳对耳无线交换或流式传输。左耳或右耳头戴式听力设备被配置为生成具有高方向性指数的双侧或单耳波束成形的信号，该高方向性指数可在目标方向，例如在用户的视线方向上表现出最大灵敏度，并降低了左右耳头戴式听力设备相应同侧的灵敏度。对耳头戴式听力设备通过混合一对单耳定向信号在对耳处生成双侧全向麦克风信号，其中，双侧全向麦克风信号表现出具有低方向性指数的全向响应或极性模式，因此对于用户头部周围的所有声音入射方向或方位角，灵敏度基本相等。
[0007]本专利技术的双耳听力系统利用人类对声源分离和整合的认知能力，使听力受损的个人能够专注于由双侧或单耳波束成形的信号提供的干净目标信号，并同时通过使用双侧全向麦克风信号监测离轴声源/谈话者。
[0008]本专利技术的第一方面涉及一种双耳听力系统，包括：用于放置在用户的左耳或右耳处或其中的第一头戴式听力设备，所述第一头戴式听力设备包括第一麦克风布置和第一微型扬声器、接收器或刺激电极；
[0009]用于放置在用户的对耳处或其中的第二头戴式听力设备，所述第二头戴式听力设备包括第二麦克风布置和第二微型扬声器、接收器或刺激电极。双耳听力系统包括配置为执行以下步骤的信号处理布置：
[0010]基于由第一麦克风布置提供的一个或多个麦克风信号生成第一单耳定向信号，
[0011]响应于传入的声音，至少基于由第一麦克风布置提供的两个或更多个麦克风信号生成双侧或单耳波束成形的信号，
[0012]例如通过第一输出或功率放大器将双侧或单耳波束成形的信号施加到第一微型扬声器、接收器或刺激电极。
[0013]信号处理布置还被配置为：
[0014]响应于传入的声音，基于由第二麦克风布置提供的一个或多个麦克风信号生成第二单耳定向信号，
[0015]以固定或可调比率混合第一和第二单耳定向信号以生成双侧全向麦克风信号，
[0016]将双侧全向麦克风信号施加到第二微型扬声器、接收器或刺激电极。
[0017]在助听器验配过程中，助听器调剂师(dispenser)或听力学家可能会选择听力损失最大的用户耳朵接收双侧全向麦克风信号，而用户较好的耳朵接收双侧或单耳波束成形的信号。患者或用户左耳和右耳的相应听力损失可由调剂师在验配双耳听力系统之前或期间确定。双耳听力系统的信号处理布置，诸如第一信号处理器，可以被配置为执行双侧或单耳波束成形的信号的听力损失补偿，以及信号处理布置，优选地第二信号处理器，还被配置为执行双侧全向麦克风信号的听力损失补偿。
[0018]根据双耳听力系统的一个实施例，以及对来自左耳助听器和右耳头戴式听力设备的相应麦克风信号执行双侧处理的方法，在混合第一和第二单耳定向信号之前，第一单耳定向信号相对于第二单耳定向信号有时间延迟。第一单耳定向信号和第二单耳定向信号之间的相对时间延迟可以在3ms至50ms之间，诸如在5ms至20ms之间，其中所述时间延迟在2kHz下被确定。第一和第二单耳定向信号之间的这种相对时间延迟通过利用所谓的哈斯效应和其他优点在这些信号之间提供有益的听觉融合，如下面参考附图更详细讨论的。
[0019]本领域技术人员将理解，信号处理布置可以包括用于双耳听力系统的单个共享数字信号处理器，例如布置在第一和第二头戴式听力设备的相应壳体之外。信号处理布置可
以可替代地包括几个物理上独立的信号处理器，例如，布置在第一头戴式听力设备的壳体内的第一数字信号处理器，以及布置在第二头戴式听力设备的壳体内的第二数字信号处理器。在后一实施例中，第一信号处理器，优选数字信号处理器可以被配置为：生成第一单耳定向信号，
[0020]‑
通过有线或无线通信链路将第一单耳定向信号发送到第二头戴式听力设备，
[0021]‑
例如通过第一输出或功率放大器将波束成形的信号施加到第一微型扬声器、接收器或刺激电极。
[0022]此外，第二信号处理器，优选数字信号处理器可以被配置为：
[0023]‑
通过有线或无线通信链路接收由第一头戴式听力设备发送的第一单耳定向信号，
[0024]‑
生成第二单耳定向信号并将第一和第二单耳定向信号以固定或可调比率混合以生成双侧全向麦本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种双耳听力系统，包括：放置在用户的左耳或右耳处或其中的第一头戴式听力设备，所述第一头戴式听力设备包括第一麦克风布置和第一微型扬声器、接收器或刺激电极；放置在所述用户的对耳处或其中的第二头戴式听力设备，所述第二头戴式听力设备包括第二麦克风布置和第二微型扬声器、接收器或刺激电极；以及信号处理布置，被配置为：基于由所述第一麦克风布置提供的一个或多个麦克风信号生成第一单耳定向信号，响应于传入的声音，至少基于由所述第一麦克风布置提供的两个或更多个麦克风信号生成双侧或单耳波束成形的信号，将所述双侧或单耳波束成形的信号施加到所述第一微型扬声器、接收器或刺激电极；以及其中，所述信号处理布置还被配置为：响应于传入的声音，基于由所述第二麦克风布置提供的一个或多个麦克风信号生成第二单耳定向信号，将所述第一和第二单耳定向信号以固定或可调的比例混合以生成双侧全向麦克风信号，将所述双侧全向麦克风信号施加到所述第二微型扬声器、接收器或激励电极。2.根据权利要求1所述的双耳听力系统，其中，在混合所述第一和第二单耳定向信号之前，所述第一单耳定向信号相对于所述第二单耳定向信号被时间延迟。3.根据权利要求1或2所述的双耳听力系统，其中，所述信号处理布置包括第一信号处理器和第二信号处理器；所述第一信号处理器被布置在所述第一头戴式听力设备的壳体中并且被配置为：
‑
生成所述第一单耳定向信号，
‑
通过有线或无线通信链路将所述第一单耳定向信号发送到所述第二头戴式听力设备，
‑
将所述波束成形的信号施加到所述第一微型扬声器、接收器或刺激电极；以及所述第二信号处理器被布置在所述第二头戴式听力设备的壳体中并且被配置为：
‑
通过所述有线或无线通信链路接收由所述第一头戴式听力设备发送的所述第一单耳定向信号，
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生成所述第二单耳定向信号并将所述第一和第二单耳定向信号以所述固定或可调比率混合以生成所述双侧全向麦克风信号，
‑
将所述双侧全向麦克风信号施加到所述第二微型扬声器、接收器或刺激电极。4.根据权利要求2或3所述的双耳听力系统，其中，所述第一单耳定向信号和所述第二单耳定向信号之间的所述时间延迟在3ms至50ms之间，诸如在5ms至20ms之间，其中，所述时间延迟在2kHz下被确定。5.根据前述权利要求中的任一项所述的双耳听力系统，其中，所述信号处理布置或所述第二信号处理器被配置为；通过根据以下公式混合所述第一和第二单耳定向信号来生成所述双侧全向麦克风信号：S＝β*dl+(1
‑
β)dr
e2e
(t1)；其中：
S：是基于所述第一和第二单耳定向信号的混合的所述双侧全向麦克风信号的时域表示；dl：是所述第二单耳定向信号的时域表示；dr
e2e
(t1)：是具有相对时间延迟(t1)的所述第一单耳定向信号的时域表示，β：是设置所述第一和第二单耳定向信号的所述混合比的在0至1之间的标量缩放因子，或者是设置所述第一和第二单耳定向信号的频率相关混合比的滤波器。6.根据权利要求5所述的双耳听力系统，其中，所述信号处理布置，优选所述第二信号处理器，被配置为根据所述第一单耳定向信号和第二单耳定向信号的相对功率自适应地调整所述缩放因子β，例如通过根据以下公式计算β：7.根据权利要求6所述的双耳听力系统，其中，所述信号处理布置，优选所述第二信号处理器，被配置为自适应地调整所述缩放因子β，以最大化所述双侧全向麦克风信号S的功率；或自适应调整所述数字滤波器的系数，以使所述双侧全向麦克风信号S的功率最大化。8.根据权利要求5至7中的任一项所述的双耳听力系统，其中，所述频率相关滤波器包括数字滤波器，诸如FIR滤波器或IIR滤波器。9.根据权利要求8所述的双耳听力系统，其中，所述缩放因子β包括具有群延迟d的线性相位FIR滤波器；所述信号处理布置，优选所述第二信号处理器，被配置为根据以下公式生成所述双侧全向麦克风信号：S＝β*dl+(z
‑
d
‑
β)dr
e2e
(t1)。10.根据权利要求1至9中的任一项所述的双耳听力系统，其中，所述第一头戴式听力设备包括：
‑
至少一个壳体部分，其形状和尺寸适合放置在所述用户的左耳或右耳道内，并且包括所述第一麦克风布置的全向麦克风，所述全向麦克风在所述至少一个壳体部分的向外定向的表面处具有声音入口，使得所述第一单耳定向信号的第一极性模式至少部分地由所述用户的左耳廓或右耳廓的自然定向特性形成；以及所述第二种头戴式听力设备包括：
‑
至少一个壳体部分，其形状和尺寸适合放置在所述用户的对侧耳道内，并且包括所述第二麦克风布置的全向麦克风，所述全向麦克风在该至少一个壳体部分的向外定向的表面处具有声音入口，使得所述第二单耳定向信号的第二极性模式至少部分地由所述用户的对侧耳廓的自然定向特性形成。11.根据权利要求1至9中的任一项所述的双耳听力系统，其中，所述第一头戴式听力设备包括：
‑
至少一个壳体部分，其形状和尺寸适于放置在所述用户的左耳耳廓或右耳耳廓处或后面，所述至少一个壳体部分包括所述第一麦克风布置的第一全向麦克风和第二全向麦克风，其布置有相应的沿该至少一个壳体部分间隔开预定距离的声音入口；以及其中，所述信号处理布置所述第一信号处理器，被配置为：
‑
将第一单耳波束成形算法应用于由所述第一和第二全向麦克风提供的所述第一和第
二麦克风信号以生成所述第一单耳定向信号，以及
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将第二单耳波束成形算法应用于由所述第一麦克风布置的所述第一和第二全向麦克风提供的所述第一和第二麦克风信号以生成第三单耳定向信号，
‑
接收第四单耳定向信号，例如通过所述有线或无线通信链路从所述第二头戴式听力设备，
‑
基于所述第三和第四单耳定向信号生成所述双侧波束成形的信号；以及所述第二种头戴式听力设备包括：
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至少一个壳体部分，其形状和尺寸适于放置在所述用户的对侧耳廓处或后面，所述至少一个壳体部分包括所述第二麦克风布置的第一和第二全向麦克风，其布置有相应的沿所述至少一个壳体部分间隔开预定距离的声音入口；其中，所述信号处理布置，优选第二信号处理器，还被配置为：
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将第三单耳波束成形算法应用于由所述第一和第二全向麦克风提供的所述第一和第二麦克风信号以生成所述第二单耳定向信号，以及
‑
将第四单耳波束成形算法应用于由所述第二麦克风布置的所述第一和第二全向麦克风提供的所述第一和第二麦克风信号以生成所述第四单耳定向信号，以及可选地

【专利技术属性】
技术研发人员：马长学，A，
申请(专利权)人：大北欧听力公司，
类型：发明
国别省市：