基于用户当前认知负荷的估计运行听力仪器的方法及助听器系统技术方案

本发明专利技术公开了基于用户当前认知负荷的估计运行听力仪器的方法及助听器系统。本发明专利技术方法包括：ａ）估计用户的当前认知负荷；ｂ）根据用户的特定需要处理源自输入声音的输入信号；及ｃ）根据用户的当前认知负荷的估计调整所述处理。本发明专利技术的优点在于助听器系统的功能适应用户的当前智力状态。用户的当前认知负荷的估计由认知负荷的直接测量或通过助听器系统中的在线认知模型产生。用户的认知状态或认知负荷的估计可基于用户的工作记忆容量的估计。本发明专利技术可用于听力受损用户的当前智力资源受到挑战的应用中。

【技术实现步骤摘要】
基于用户当前认知负荷的估计运行听力仪器的方法及助听器系统
本专利技术涉及助听器尤其涉及针对用户具体需要定制助听器。本专利技术具体涉及运行听力仪器处理输入声音及根据用户特定需要提供输出刺激的方法。本专利技术还涉及用于处理输入声音及根据用户特定需要提供输出刺激的助听器系统。此外，本专利技术涉及储存计算机程序的有形计算机可读介质及数据处理系统。例如，本专利技术可用于听力受损用户当前的智力资源受到挑战的应用中。
技术介绍
本专利技术的
技术介绍
按两部分描述：1、考察困难听音情形下工作记忆和认知负荷的效果2、考察可改善/改进认知负荷的助听器信号处理1、困难听音情形下工作记忆和认知负荷的效果在最佳听音情形下，语音信号被容易且自动地处理。这意味着，所涉及的认知处理很大程度上是无意识和内隐处理。然而，听音条件经常欠佳，这意味着，内隐认知过程可能不足以解锁语音流中的含意。在对话中解决先前语音元素之间的歧义及构建前瞻交换的预期是可能出现的复杂过程的例子。这些过程是需要努力及有意识的过程，因而涉及外显认知处理。工作记忆(WM)容量相对恒定，但个体之间存在差异(Engleetal.，1999)。在执行使工作记忆负重担的双任务时，在对两个任务分配认知资源的能力方面有很大的个体差异(Lietal.，2001)。然而，必须研究具有HI的人对语言理解过程的不同方面怎样分配其认知资源及保留多少认知备用容量(CSC)以在已成功完成听音时投入其它任务。ELU(2003；Rudner，Foo&Lunner，2008)依赖于长期记忆中的音位表示的质量、词汇访问速度、及工作记忆中的外显储存和处理容量。当从语音信号提取的音位信息在工作记忆中可快速和平稳匹配到长期记忆中的音位表示时，认知处理为内隐处理及ELU高。ELU框架预测在畅谈情形下何时出现失配，这不仅引出可测量的生理反应，而且还导致外显认知过程的参与，如进行比较、操纵和推断。这些过程涉及工作记忆中的外显处理和短期储存容量，其可称为复合工作记忆容量。因此，个体的复合工作记忆容量对补偿失配至关重要。具有各种背景噪声或混响的听音情形使(语音)信号欠佳并不同程度地影响正常听力人员和听力受损人员的语音识别。Lunner和Sundewall-Thorén(2007)的结果表明，在伴随慢速压缩和未调制噪声的受助情况下，测试对象的认知容量能起作用，但未超出大多数听力受损个体听者的容量限制。因而，个体外围听力损失抑制性能及该性能可由可听性说明。拥有较大的认知容量赋予相对小的好处。然而，在伴随快速压缩和变化的背景噪声的复杂情形下，为成功听音需要多得多的认知容量。因而，个体认知容量抑制性能及噪声下语音性能至少部分可从个体工作记忆容量说明。此外，Sarampralis等(2008)已说明，定向传声器(相较于全向传声器)的约4dB的SNR改善(空间上分开的干扰源的衰减)意味着记忆(回忆)改善及较快的反应时间。Sarampralis等(2008)还说明了关于降噪系统的记忆(回忆)和反应时间的积极结果。相较于正常听力的人，由于耳蜗损伤的知觉后果如时间和频率分辨力降低、利用时域细微结构困难、分组声音流的能力更差及隔离声音流的能力更差，听力受损将限制传给大脑的信息量及信号信息质量更差。因而，对于听力受损人员，更多的情形将引起需要努力的外显处理。例如，相较正常听力人员，听力受损人员更易受混响、背景噪声尤其是起伏噪声或其它讲话者的影响，及具有更差的空间分离能力。2、可改善/改进认知负荷的助听器信号处理助听器具有几个目的：首先，它们通过使用(具有快或慢时间常量的)多通道压缩放大系统补偿降低的弱音敏感性及响度的异常增大(快速压缩在某些情况下实际上可看作降噪系统，例如参见Naylor等(2006))。此外，有可减少认知负荷的“帮助系统”，其在某些情形下用于改善噪声中的语音识别及在其它情形下当不存在语音时用于增加舒适度。Edwards等(2007)已说明，定向传声器及降噪系统相比于未处理情形增加记忆并减少反应时间，即表明认知负荷较小。这些帮助系统的主要组成为定向传声器和降噪系统。帮助系统通常基于来自检测器的信息自动调用，前述检测器如语音/无语音检测器、信噪比检测器、前/后检测器及能级检测器。暗含的假设为检测器可帮助区分“较容易的”听音情形和更“困难”/苛求的情形。该信息用于使帮助系统的接通和断开自动化以帮助用户在不存在语音时具有舒适的监视声音处理及在处于苛求的畅谈情形时具有更强烈的定向传声器配置和降噪系统。“帮助系统”仅在某些听音情形下使用，因为它们仅在这些情形下具有好处；而在其它情形下，它们实际上可能无益，例如，调用定向传声器将衰减来自不同于正面方向的其它方向的声音，在只有少许背景噪声和/或来自后面的信息很重要的情形下，定向传声器实际上可能恶化定位及可能相较全向传声器需要更多的努力。因而，定向系统可能负面影响自然性、定向能力及目标信息、定位能力。降噪系统存在类似的缺陷。US6,330,339描述了助听器，包括用于检测佩戴者的条件(生物信息、运动)的装置及用于基于预定算法确定助听器的工作模式的装置。条件检测装置分别使用脉冲传感器、脑波传感器、传导率传感器和加速度传感器的输出。藉此可改变助听器的特性从而适应佩戴者的条件。
技术实现思路
调用这些帮助系统的决定可取决于助听器用户的认知状态。例如，用户认知状态或认知负荷的估计可基于用户工作记忆容量的估计。例如，如Lunner(2003)和Foo等(2007)中所示，工作记忆(WM)性能和噪声下语音识别阈(SRT)之间的相干性表明具有高WM容量的人相较具有低WM容量的人对噪声更耐受。这表明，当定向传声器系统或降噪系统在使用中时，具有高WM的人或许将不具有相同的(SNR)阈值。此外，对一人为苛求的情形在对另一人时可能为“容易的”情形，取决于它们的工作记忆容量。及，这是这里的要点，当该情形高度依赖于(个体)外显处理时，可能需要切换到帮助系统以能够管理该情形。此外，在将来，我们将看到甚至更强烈的降噪系统如时频掩蔽(Wangetal.，2008)或语音增强系统(如Hendriksetal.，2005)及在某些情形下非常有帮助但在其它情形下无益的强烈的定向系统。因此，将需要个别地确定何时及在哪些情形下转换到帮助系统。本专利技术的目标在于提供改进的听力仪器定制。本专利技术的目标由所附权利要求中限定的及下面描述的专利技术实现。方法本专利技术的目标由运行听力仪器处理输入声音并根据用户的特定需要提供输出刺激的方法实现。该方法包括：a)估计用户的当前认知负荷；b)根据用户的特定需要处理源自输入声音的输入信号；c)根据用户的当前认知负荷的估计调整所述处理。这具有助听器系统的功能性与用户的当前智力状态相适应的优点。本专利技术通过利用认知负荷的直接测量或来自助听器中的在线认知模型的认知负荷估计解决上述问题，其中助听器的参数已进行调节以适配个体用户。当认知负荷的直接测量表明高负荷或认知模型预测已超出当前用户的认知极限时，激活帮助系统如定向传声器、降噪方案、时频掩蔽方案以降低认知负荷。根据直接认知测量或来自认知模型的估计操纵帮助系统中的参数以将认知负荷降低到给定剩余认知备用容量。在实施例中，估计用户的工作记忆容量。在实施例中，在听力仪器的任何使用或正常本文档来自技高网...

【技术保护点】
运行听力仪器处理输入声音并根据用户的特定需要提供输出刺激的方法，包括：ｉ）估计用户的工作记忆容量；ａ）基于用户的工作记忆容量估计用户的当前认知负荷；ｂ）根据用户的特定需要处理源自输入声音的输入信号；ｃ）根据用户的当前认知负荷的估计调整所述处理。

【技术特征摘要】
EP 2008-12-22 PCT/EP2008/068139;US 2009-4-21 61/171.运行听力仪器处理输入声音并根据用户的特定需要提供输出刺激的方法，包括：a)估计用户的当前认知负荷；b)根据用户的特定需要处理源自输入声音的输入信号；c)根据用户的当前认知负荷的估计调整所述处理；d)提供至少一特别适于从用户拾取与认知负荷的直接测量有关的电信号的电端子；e)执行所涉及用户的认知负荷的至少一直接测量以确定或影响用户的当前认知负荷的所述估计；f)通过流动的脑电图获得认知负荷的直接测量。2.根据权利要求1的方法，包括估计用户的当前工作记忆跨度。3.根据权利要求1或2的方法，包括使用户的当前认知负荷的估计与用户的当前工作记忆跨度的估计关联。4.根据权利要求1-3任一所述的方法，包括：a1)提供人类听觉系统的认知模型，该模型基于来自可定制参数的输入提供用户的当前认知负荷的测量；及a2)根据所述认知模型提供用户的所述当前认知负荷的估计。5.根据权利要求4的方法，包括：a1.1)针对特定用户的状态个别化认知模型的至少一可定制参数。6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其中所述根据用户的特定需要处理源自输入声音的输入信号包括b1)提供多个分开的功能帮助选项，根据输入信号和/或源自输入信号的信号参数的值及根据用户的当前认知负荷的估计在根据个体化方案的处理中选择和包括所述分开的功能选项中的一个或多个。7.根据权利要求6的方法，其中所述分开的功能帮助选项选自下组：-定向信息方案；-压缩方案；-语音检测方案；-语音增强方案；-降噪方案；-时频掩蔽方案；及其组合。8.根据权利要求7的方法，其中听力仪器自动从全向转换到定向传声器时的信噪比阈值根据用户的工作记忆容量针对特定用户进行设定。9.根据权利要求7或8的方法，其中在特定听音情形下对特定用户的降噪度根据用户的工作记忆容量进行设定。10.根据权利要求7-9任一所述的方法，其中在特定听音情形下对特定用户的压缩率根据用户的工作记忆容量进行设定。11.根据权利要求6-10任一所述的方法，其中从输入信号提取的信号参数包括下述之一或多个：-混响的量；-背景声音的起伏量；-能量...

【专利技术属性】
技术研发人员：T伦内，
申请(专利权)人：奥迪康有限公司，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]