包括雙耳降噪的雙耳助聽系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請涉及助聽裝置，尤其涉及雙耳助聽系統(tǒng)中的降噪。本發(fā)明具體涉及包括左 和右助聽裝置及配置成與左和右助聽裝置通信并使用戶能影響左和右助聽裝置的功能的 用戶接口的雙耳助聽系統(tǒng)。
[0002] 本申請還涉及雙耳助聽系統(tǒng)的用途及雙耳助聽系統(tǒng)的運(yùn)行方法。
[0003]例如，本發(fā)明的實(shí)施可用在如其中空間線索的維護(hù)或創(chuàng)建很重要的音頻處理系統(tǒng) 中，例如用在助聽裝置位于用戶的每只耳朵處的雙耳系統(tǒng)中。例如本發(fā)明可用在如助聽器、 頭戴式耳機(jī)、耳麥、有源耳朵保護(hù)系統(tǒng)等應(yīng)用中。
【背景技術(shù)】
[0004] 下面的現(xiàn)有技術(shù)說明涉及本申請的應(yīng)用領(lǐng)域之一，即助聽器。
[0005] 傳統(tǒng)上，助聽器中的"空間"或"定向"降噪系統(tǒng)使用下述假設(shè)運(yùn)行：感興趣的聲源 (目標(biāo)）位于助聽器用戶的正前方。之后，使用波束形成系統(tǒng)，其目標(biāo)在于增強(qiáng)來自前面的 信號源同時(shí)抑制來自任何其它方向的信號。
[0006] 在幾種典型聲學(xué)情形下，目標(biāo)位于前面的假設(shè)并非符合邏輯，例如車廂情形、會話 由與你相鄰而坐的人進(jìn)行的宴會等。這樣，在許多有噪聲情形下，需要能夠"聽旁邊的聲音" 同時(shí)還抑制環(huán)境噪聲。
[0007]EP2701145A1涉及在有噪聲環(huán)境中提高目標(biāo)語音信號的信號質(zhì)量，尤其涉及估計(jì) 嵌入在從聲環(huán)境中存在的多個(gè)傳聲器獲得的多通道音頻信號中的噪聲的譜傳聲器間相關(guān) 矩陣，前述聲環(huán)境包括一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)聲源和多個(gè)不合需要的噪聲源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明提出使用用戶控制的及雙耳同步的多通道增強(qiáng)系統(tǒng)，每只耳朵之中/之處 各一個(gè)，以在雙耳助聽系統(tǒng)中提供改進(jìn)的降噪系統(tǒng)。該想法是讓助聽器用戶"告訴"助聽系 統(tǒng)（包括位于每只耳朵之上或之中的助聽裝置）目標(biāo)聲源的位置（如方向，可能及距其的 距離），或相對于用戶的鼻子或以絕對坐標(biāo)。有許多方式可使得用戶能將該信息提供給該 系統(tǒng)。在優(yōu)選實(shí)施例中，該系統(tǒng)配置成使用輔助裝置，如具有觸摸屏的便攜電子裝置的形式 (如遙控器或移動電話，例如智能電話），并使用戶經(jīng)前述裝置指明聽音方向及（可能）距 離。提供該用戶輸入的備選方案包括助聽裝置上的啟動元件（如程序按鈕）（例如不同程 序"聽"不同方向）、與助聽裝置無線通信的任何種類的點(diǎn)擊裝置（筆、電話、指示器、流傳輸 器等）、通過助聽裝置中的陀螺儀/加速計(jì)拾取的頭部傾斜/運(yùn)動、甚或如使用（助聽裝置 之中或之上的）EEG電極實(shí)現(xiàn)的大腦接口。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明，每一助聽裝置包括多傳聲器降噪系統(tǒng)，這些系統(tǒng)同步使得它們集中 于空間中的同一點(diǎn)或同一區(qū)域（目標(biāo)源位置）。在實(shí)施例中，在兩個(gè)助聽裝置之間傳送和共 享的信息包括目標(biāo)信號源方向和/或距目標(biāo)信號源的距離（或射程）。在所提出的系統(tǒng)的 實(shí)施例中，來自相應(yīng)話音活動檢測器（VAD)的信息及通過相應(yīng)單通道降噪系統(tǒng)施加的增益 值在兩個(gè)助聽裝置之間共享（交換）以提高性能。
[0010] 在實(shí)施例中，雙耳助聽系統(tǒng)包括至少兩個(gè)傳聲器。
[0011] 相應(yīng)助聽裝置的波束形成器/單通道降噪系統(tǒng)的另一方面在于它們設(shè)計(jì)成使得 即使在有噪聲情形下目標(biāo)信號的耳間線索仍保留。因此，呈現(xiàn)給用戶的目標(biāo)源聽起來就像 源自正確方向一樣，同時(shí)環(huán)境噪聲被降低。
[0012] 本發(fā)明的目標(biāo)在于提供改進(jìn)的雙耳助聽系統(tǒng)。本發(fā)明的實(shí)施例的另一目標(biāo)在于改 進(jìn)雙耳助聽系統(tǒng)中的信號處理（如目標(biāo)在于提高語音可懂度），尤其在目標(biāo)信號源位于用 戶前面的（典型）假設(shè)無效的聲學(xué)情形下。本發(fā)明的實(shí)施例的又一目標(biāo)在于簡化多傳聲器 波束形成器單元的處理。
[0013] 本申請的目標(biāo)由所附權(quán)利要求限定的及下面描述的發(fā)明實(shí)現(xiàn)。
[0014] 雙耳助聽系統(tǒng)
[0015] 一方面，本申請的目標(biāo)由雙耳助聽系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，其包括適于位于用戶左耳和右耳之 處或之中或者適于完全或部分植入在用戶頭部中的左和右助聽裝置，雙耳助聽系統(tǒng)還包括 配置成與左和右助聽裝置通信并使用戶能影響左和右助聽裝置的功能的用戶接口，左和右 助聽裝置中的每一個(gè)包括：
[0016] a)多個(gè)輸入單元IUi,i= 1，?'IVUM大于或等于2,用于提供第i個(gè)輸入單元處的 輸入信號xi(n)在多個(gè)頻帶和多個(gè)時(shí)刻的時(shí)頻表示Xi(k,m)，k為頻帶指數(shù)，m為時(shí)間指數(shù)， n表不時(shí)間，第i個(gè)輸入信號的時(shí)頻表不Xi(k，m)包括目標(biāo)信號分量和噪聲信號分量，目標(biāo) 信號分量源自目標(biāo)信號源；
[0017] b)多輸入單元降噪系統(tǒng)，包括在運(yùn)行時(shí)連到多個(gè)輸入單元IUi，i= 1，…，M并配 置成提供波束成形信號Y(k，m)的多通道波束形成器濾波單元，其中來自不同于目標(biāo)信號 源方向的其它方向的信號分量被衰減，而來自目標(biāo)信號源方向的信號分量保持無衰減或者 衰減程度低于來自其它方向的信號分量；
[0018] 雙耳助聽系統(tǒng)配置成使用戶能經(jīng)用戶接口指明目標(biāo)信號源相對于用戶的方向或 位置。
[0019] 其優(yōu)點(diǎn)在于，目標(biāo)信號的耳間線索即使在有噪聲情形下也被保留，使得呈現(xiàn)給用 戶的目標(biāo)源聽起來就像源自正確方向一樣，同時(shí)環(huán)境噪聲被降低。
[0020] 在本說明書中，術(shù)語"波束成形""波束形成器"）意為（提供）多個(gè)輸入傳感器 信號的"空間濾波"，目標(biāo)在于在所得的波束成形信號中相對于來自其它角度的信號分量衰 減來自某些角度的信號分量。"波束成形"包括形成多個(gè)傳感器信號（如傳感器信號）的線 性組合，如基于時(shí)頻單位，如在預(yù)定或動態(tài)/自適應(yīng)程序中。
[0021] 術(shù)語"使用戶能指明目標(biāo)信號源相對于用戶的方向或位置"在本說明書中包括由 用戶直接指明（如顯示音頻源的位置或者提交定義目標(biāo)聲源相對于用戶的位置的數(shù)據(jù)）和 /或間接指明，其中信息從用戶的行為得到（如經(jīng)監(jiān)視用戶的運(yùn)動或方向的運(yùn)動傳感器，或 經(jīng)來自用戶大腦的電信號如經(jīng)EEG電極）。
[0022] 如果來自目標(biāo)信號源方向的信號分量未保持無衰減，而是的確被衰減但衰減程度 低于來自不同于目標(biāo)信號方向的其它方向的信號分量，則本發(fā)明系統(tǒng)優(yōu)選配置成使得前述 衰減在左和右助聽裝置中（實(shí)質(zhì)上）一樣。其優(yōu)點(diǎn)在于，目標(biāo)信號的耳間線索即使在有噪 聲情形下也被保留，使得呈現(xiàn)給用戶的目標(biāo)源聽起來就像源自正確方向一樣，同時(shí)環(huán)境噪 聲被降低。
[0023] 在實(shí)施例中，雙耳助聽系統(tǒng)適于同步左和右助聽裝置的相應(yīng)多通道波束形成器濾 波單元，使得兩個(gè)波束形成器濾波單元集中于目標(biāo)信號源的空間位置。優(yōu)選地，相應(yīng)左和右 助聽裝置的波束形成器同步，使得它們集中于同一空間位置即目標(biāo)信號源的位置。術(shù)語"同 步"在本說明書中意為有關(guān)數(shù)據(jù)在兩個(gè)裝置之間交換、數(shù)據(jù)被比較、及所得數(shù)據(jù)集基于比較 確定。在實(shí)施例中，在左和右助聽裝置之間傳送和共享的信息包括目標(biāo)源方向和/或距目 標(biāo)源的距離信息。
[0024] 在實(shí)施例中，用戶接口形成左和右助聽裝置的一部分。在實(shí)施例中，用戶接口實(shí)施 在左和/或右助聽裝置中。在實(shí)施例中，左和右助聽裝置中的至少一個(gè)包括使用戶能指明 目標(biāo)信號源的方向或位置的啟動元件。在實(shí)施例中，左和右助聽裝置中的每一個(gè)包括啟動 元件，如使相對于用戶前面方向偏左或偏右的特定角度能通過兩個(gè)助聽裝置中的相應(yīng)裝置 上的啟動元件的對應(yīng)多次啟動指明。
[0025] 在實(shí)施例中，用戶接口形成輔助裝置的一部分。在實(shí)施例中，用戶接口完全或部分 實(shí)施在輔助裝置中或由輔助裝置實(shí)施。在實(shí)施例中，輔助裝置為或包括助聽系統(tǒng)的遙控器、 移動電話、智能手表、包括計(jì)算機(jī)的眼鏡、平板電腦、個(gè)人計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、筆記本電 腦、平板手機(jī)等或其任意組合。在實(shí)施例中，輔助裝置包括智能電話。在實(shí)施例中，智能電 話的顯示器和啟動元件形成用戶接口的一部分。
[0026] 在實(shí)施例中，指明目標(biāo)信號源相對于用戶的方向或位置的功能經(jīng)輔助裝置上運(yùn)行 的APP和輔助裝置（如智能電話）的交互顯示器（如觸敏顯示器）實(shí)施。
[0027] 在實(shí)施例中，指明目標(biāo)信號源相對于用戶的方向或位置的功能由包括適于與左和 /或右助聽裝置無線通信的點(diǎn)擊裝置（如筆、電話、音頻網(wǎng)關(guān)等）的輔助裝置實(shí)施。在實(shí)施 例中，指明目標(biāo)信號源相對于用戶的方向或位置的功能由用于感測頭部傾斜/運(yùn)動的單元 實(shí)施，如使用陀螺儀/加速計(jì)元件，例如位于左和/或右助聽裝置中，甚或經(jīng)大腦_計(jì)算機(jī) 接口，如使用位于左和/或右助聽裝置的部分之上、與用戶頭部接觸的EEG電極實(shí)施。
[0028] 在實(shí)施例中，用戶接口包括位于左和/或右助聽裝置的部分之上、與用戶頭部接 觸的電極。在實(shí)施例中，本發(fā)明系統(tǒng)適于基于電極拾取的腦電波信號指明目標(biāo)信號源相對 于用戶的方向或位置。在實(shí)施例中，電極為EEG電極。在實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)電極位于左 和右助聽裝置中的每一裝置上。在實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)電極完全或部分植入在用戶頭部 中。在實(shí)施例中，雙耳助聽系統(tǒng)配置成在左和右助聽裝置之間交換腦電波信號（或源自其 的信號）。在實(shí)施例中，目標(biāo)聲源的位置的估計(jì)量從左和右助聽裝置的EEG電極拾取的腦電 波信號提取。
[0029] 在實(shí)施例中，雙耳助聽系統(tǒng)適于使能在左和右助聽裝置之間建立耳間無線通信鏈 路從而使能在其間交換數(shù)據(jù)。在實(shí)施例中，該系統(tǒng)配置成使與相應(yīng)多傳聲器降噪系統(tǒng)的控 制有關(guān)的數(shù)據(jù)（如包括與目標(biāo)聲源的方向或位置有關(guān)的數(shù)據(jù)）能在助聽裝置之間交換。在 實(shí)施例中，耳間無線通信鏈路基于近場（如感應(yīng)）通信。作為備選，耳間無線通信鏈路基于 遠(yuǎn)場（如輻射場）通信，例如根據(jù)藍(lán)牙或藍(lán)牙低能量或類似標(biāo)準(zhǔn)。
[0030] 在實(shí)施例中，雙耳助聽系統(tǒng)適于使能在輔助裝置和相應(yīng)左和右助聽裝置之間建立 外部無線通信鏈路從而使能在其間交換數(shù)據(jù)。在實(shí)施例中，該系統(tǒng)配置成使能將與目標(biāo)聲 源的方向或位置有關(guān)的數(shù)據(jù)傳給左和右助聽裝置中的每一裝置（或之一）。在實(shí)施例中，外 部無線通信鏈路基于近場（如感應(yīng)）通信。作為備選，外部無線通信鏈路基于遠(yuǎn)場（如輻 射場）通信，例如根據(jù)藍(lán)牙或藍(lán)牙低能量或類似標(biāo)準(zhǔn)。
[0031] 在實(shí)施例中，雙耳助聽系統(tǒng)適于使外部無線通信鏈路（如基于輻射場）及耳間無 線鏈路（如基于近場通信）能建立。其優(yōu)點(diǎn)在于提高了輔助裝置和左和右助