專利名稱：包括初始化模塊的用戶可調(diào)解的助聽器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種助聽器，尤其涉及一種醫(yī)用助聽器，其包括用于補償雜音的裝置。 優(yōu)選地，該助聽器補償弱聽(amblyacousia)。本發(fā)明還涉及一種用于操作和調(diào)節(jié)根據(jù)本發(fā) 明的助聽器的相應(yīng)方法。
背景技術(shù)：
對于助聽器的醫(yī)療需求很高而且不斷增加，而現(xiàn)有的設(shè)備覆蓋了廣泛的范圍，從
戴在耳后的簡單寬頻放大器到安裝在用戶耳道內(nèi)的高度發(fā)展的相當(dāng)微型的裝置。 所有弱聽水平的助聽器最重要的音質(zhì)特點是內(nèi)部放大器的放大因數(shù)和頻率響應(yīng)
對用戶的個體聽覺缺損的適應(yīng)性。實際上，除了全聾之外有許多不同類型的聽覺缺陷(但
是全聾不能用此處描述的助聽器矯正)，于是缺陷聽力的矯正需要用到助聽器的相應(yīng)適應(yīng)
性。如果該適應(yīng)作用被省略并且聲音僅僅是在整個可處理的頻帶內(nèi)被一致放大，則其導(dǎo)致
的事實是，使得用戶尚能夠很好地聽到的頻率區(qū)的聲音被過分放大，最壞的情況是聽力甚
至被更進(jìn)一步地?fù)p壞。但是如果考慮了未受損傷的頻譜范圍，則在可能需要被更大放大的
相關(guān)頻率區(qū)中，寬帶放大通常過低。 由助聽器聽力學(xué)家根據(jù)聽力圖來執(zhí)行現(xiàn)有技術(shù)的助聽器的放大調(diào)節(jié)，由病人自己 預(yù)先確定或由耳鼻喉科醫(yī)師確定該聽力圖。為此，各種聲音通過測定耳機以不斷增加的音 量放給病人聽，其中病人要表明能夠聽到多大的聲音。因此，個體頻率響應(yīng)，尤其是病人聽 力的下聽覺閾值確定在各種頻率。使用的不同頻率越多，聽力圖的頻譜分辨率越高；而重復(fù) 相同聲音的測量的次數(shù)越頻繁，該測定值的統(tǒng)計信心水平越高。由此確定的聽力圖告知聽 覺頻譜區(qū)，其中病人需要的是放大；而助聽器聽力學(xué)家據(jù)此針對不同頻譜區(qū)而調(diào)節(jié)助聽器 的放大率。隨后，與助聽器一起的聽力圖應(yīng)該被記錄用于控制目的，以保持針對該目的的記 錄并檢查其調(diào)節(jié)。理想的情況下，新的聽力圖對應(yīng)平均正常聽覺的聽力圖。但是，理想的情 況很少得到，因為聲學(xué)家的調(diào)節(jié)通常不夠準(zhǔn)確，且大多數(shù)助聽器不允許足夠高精度地調(diào)節(jié) 放大的頻率響應(yīng)。使用的大多數(shù)裝置僅具有三個區(qū)域，可被分別調(diào)節(jié)為高、中和低頻，其中， 助聽器聽力學(xué)家不得不在他的工作中接受相當(dāng)程度的妥協(xié)。 除病人聽覺曲線的補償之外，毫無疑問在助聽器的調(diào)節(jié)上要考慮到病人的"痛 閾"。即使放大率準(zhǔn)確適應(yīng)病人的聽覺缺陷，但是該放大率是線性的，這導(dǎo)致的事實是，病人 可聽得見低聲，但是，大的聲音被很大程度地放大，其結(jié)果是產(chǎn)生疼痛，以至于成為有害音 量。尤其重要的是，使得被認(rèn)為是引起疼痛的音量調(diào)低，因為這種音量會導(dǎo)致聽力疾病。現(xiàn) 有技術(shù)解決該問題的通常做法是，根據(jù)其設(shè)計來限制助聽器的最大輸出音量。根據(jù)小尺寸 和受限制的電能來從本質(zhì)上限制最大音量。另外，即使最簡單的裝置通常也具有一個音量 控制，用戶使用它可調(diào)節(jié)助聽器的音量，例如針對不同的環(huán)境情況。高性能助聽器根據(jù)情況 而自動執(zhí)行這種調(diào)節(jié)，其不僅改變音量，而且根據(jù)情況(例如交談、音樂、街道噪音)來優(yōu)化 個體頻率響應(yīng)。但是，這種自動或手動的根據(jù)條件的調(diào)節(jié)超出了重新建立正常聽覺的醫(yī)療方面。
通過聽力圖和音量痛閾給出用于聽覺缺陷分析特性的決定性數(shù)據(jù)。現(xiàn)有技術(shù)是，在聽力檢查中，耳鼻喉科醫(yī)師或助聽器聽力學(xué)家經(jīng)常額外的需要關(guān)于音節(jié)清晰度的數(shù)據(jù)(例如Freiburg單詞測試)，但是在助聽器的可能性和限制性方法這些數(shù)據(jù)可能被看作是多余的。 出現(xiàn)的另外的與病人的聽覺缺陷無關(guān)的技術(shù)問題是，尤其在高度集成裝置中，在聲音記錄(擴音器)和聲音產(chǎn)生(微型揚聲器，在助聽器中經(jīng)常稱作"發(fā)送器"，在下文中始終簡稱"揚聲器")之間僅有一個非常有限的空間距離。于是有這樣的風(fēng)險，B卩，對于各個頻率來說，揚聲器與擴音器之間的閉合回路增益大于l，從而導(dǎo)致聲反饋振鳴。解決該問題的通常做法在于，利用輔助窄-帶通濾波器("陷頻濾波器")來衰減臨界頻率。于是可抑制，系統(tǒng)的聲反饋或振蕩趨勢，但是這些輔助濾波器以不希望的方式影響了頻率響應(yīng)，尤其是他們可能阻礙病人聽覺不良的頻譜區(qū)域內(nèi)的實際需要的高放大率。 對于處于最高價格范圍的助聽器，現(xiàn)有技術(shù)公開的另一種方法是數(shù)字信號處理，其與所描述的方法不同。于是一種嘗試是，例如，在音響信號中區(qū)別語音分量和噪聲分量之間的不同，以便去掉后者或至少降低它。但是，從其它應(yīng)用領(lǐng)域也可以知道這種噪聲抑制方法，在這種噪聲抑制方法中需要考慮各種各樣副作用。在一些方法中，例如，噪聲的衰減也引起有用聲音如語言的異化，且相當(dāng)程度地變化了被衰減雜音的聲音。此外，一些方法致使信號延遲，在助聽器中能夠接受這種信號延遲的程度非常有限，因為如果不限制信號延長的程度，則所看到和聽到的事情不再按時間順序同步，可導(dǎo)致助聽器用戶理解的偏差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種改良助聽器，其克服了以上提到的缺點。尤其是一種具有改良噪聲抑制的助聽器，優(yōu)選地，該助聽器能夠與用戶相互地調(diào)節(jié)。還提供了相應(yīng)的方法。 該目的通過權(quán)利要求的特征達(dá)到。 根據(jù)本發(fā)明，通過噪聲估值來修正可調(diào)濾波器參數(shù)，使得實現(xiàn)噪聲抑制，從而為助聽器用戶提供真實聲音的感性音象(perc印tual image)。為此，可例如以特定時間間隔或連續(xù)地確定衰減因數(shù)?？蛇x聽覺缺陷補償和噪聲抑制參數(shù)可結(jié)合起來，使得待處理的信號適于每個頻帶或離散頻率的一個計算步驟。 根據(jù)本發(fā)明實施方案，在同用戶交互過程中，聽力圖(即用戶聽覺能力的頻譜特性)在初始化階段和內(nèi)部信號處理過程中將被自動確定，優(yōu)選地，諸如多頻帶穩(wěn)定器和限幅器/壓縮器(limiter/compressor)的數(shù)字信號處理適用于所獲得的數(shù)據(jù)，因此獲得了各個聽覺缺陷的理想補償。所確定的數(shù)據(jù)(即用于補償聽覺缺陷的校正因數(shù))優(yōu)選存儲于非易失存儲(non-volatile)介質(zhì)中。優(yōu)選地，用戶可在任何時間再次進(jìn)行聽力圖的確定或優(yōu)化現(xiàn)存數(shù)據(jù)。例如，校正因數(shù)可以是已經(jīng)由內(nèi)科醫(yī)師或助聽器聽力學(xué)家固定的或預(yù)定的，作為用戶調(diào)節(jié)聽力圖的起始基礎(chǔ)。 聽力檢查(即病人聽力圖的確定)可在助聽器本身進(jìn)行。因而，可行的是，助聽器可以在封閉系統(tǒng)中自動調(diào)節(jié)其放大的頻率響應(yīng)，不用助聽器聽力學(xué)家解釋聽力圖。于是，可精確地校正病人的各種聽覺缺陷，因為助聽器本身在初始化模式中確定了內(nèi)部信號處理參數(shù)，該初始化模式與使用了這些參數(shù)的操作模式不同。助聽器在初始化模式中發(fā)射測試信
6號；由自身麥克風(fēng)記錄的信號優(yōu)選至少部分地不被提供給助聽器的聲發(fā)射。這里無需被校準(zhǔn)的測量設(shè)備，而傳統(tǒng)聽力檢查是需要這樣一種被校準(zhǔn)的測量設(shè)備的；這樣，同樣也不需要助聽器的預(yù)先校準(zhǔn)了，并且助聽器在耳道內(nèi)實際呈現(xiàn)的影響本質(zhì)上也需要被考慮。


根據(jù)附圖通過優(yōu)選實施方案在下文中描述助聽器的操作模式和相應(yīng)方法。他們顯示 圖1是根據(jù)本發(fā)明的助聽器的部件的略圖； 圖2是根據(jù)圖1的助聽器的助聽模塊的略圖； 圖3是根據(jù)圖1的助聽器的初始化模塊的略圖； 圖4是根據(jù)圖2的助聽模塊的聽覺曲線校正的略圖； 圖5a是根據(jù)圖2的助聽模塊的噪聲抑制的第一實施方案的略圖； 圖5b是根據(jù)圖2的助聽模塊的噪聲抑制的第二實施方案的略圖； 圖6是根據(jù)圖2的助聽模塊的音量限制的略圖； 圖7是根據(jù)本發(fā)明的用于確定聽力圖的流程圖； 圖8是根據(jù)本發(fā)明的用于確定最大可接受音量的流程圖；禾口 圖9是根據(jù)本發(fā)明的確定防_反饋濾波器的略圖。
具體實施例方式
略圖中，圖l顯示根據(jù)本發(fā)明的助聽器，其戴在人耳處或人耳內(nèi)，其所包括的部件是麥克風(fēng)1、初始化模塊2、助聽模塊3和揚聲器4，其中，初始化模塊2連接到控制裝置5，用戶通過控制裝置在初始化過程中與設(shè)備進(jìn)行交互。在一個優(yōu)選實施方案中，助聽器還包括如圖l所示的模數(shù)轉(zhuǎn)換器6和數(shù)模轉(zhuǎn)換器7。該聲反饋路徑被描述作為反饋路徑，聲音通過該反饋線路從揚聲器4獲取并返回麥克風(fēng)l，可導(dǎo)致聲反饋振鳴(acousticfeedbackhowling)。 需要指出的是，初始化模塊2和控制裝置5是根據(jù)本發(fā)明的助聽器的可選功能。
助聽模塊3包括用于噪聲抑制的工具，其根據(jù)信號進(jìn)行噪聲估計以便確定濾波器參數(shù)。 執(zhí)行初始化過程，以針對用戶特有的缺陷聽力(即，與正常聽覺曲線的偏差)選擇性地調(diào)節(jié)助聽器的助聽模塊3，其通過將麥克風(fēng)1所記錄的聲音從揚聲器輸出并相應(yīng)地放大該聲音來實現(xiàn)。為此，根據(jù)一種實施方案提供了用戶和助聽器之間的交互，通過助聽器本身上的操作部件或者通過無線或有線地連接到操作輔助裝置(例如個人計算機)來實現(xiàn)這種交互；在下文中該操作輔助裝置通常被描述作為控制裝置5。該控制裝置至少包括一具有開關(guān)和/或按鈕的致動裝置。 助聽器中的信號流如下麥克風(fēng)信號SM(t)優(yōu)選地由模數(shù)轉(zhuǎn)換器6離散化和數(shù)字化并被提供給助聽模塊3和初始化模塊2，在此處進(jìn)行信號處理，優(yōu)選是數(shù)字信號處理。隨后，在數(shù)字信號處理的情況下，數(shù)模轉(zhuǎn)換器7產(chǎn)生輸出信號Sjt)，使用該信號，通過揚聲器4用超聲處理用戶的耳朵。 圖2顯示助聽模塊3，其具有加法器31，該加法器將由防-反饋濾波器32計算的負(fù)值偽反饋(negative pseudo feedback)加給麥克風(fēng)信號；輸出通過依賴于頻率的信號放 大得到的可選聽覺曲線校正33、揚聲器信號的噪聲抑制34和音量限值35。通過反饋路徑 的脈沖響應(yīng)與被輸出的揚聲器信號Sjt)的離散巻積來進(jìn)行負(fù)值偽反饋的計算。
下文中，將根據(jù)圖4至6更進(jìn)一步地詳述圖2顯示的助聽模塊3的部件和功能。
助聽模塊3接收數(shù)字麥克風(fēng)信號SM(t)并加上負(fù)值偽反饋SF(t)，該負(fù)值偽反饋 SF(t)通過反饋路徑h(t)的脈沖響應(yīng)計算并作為與揚聲器信號Sjt)的離散巻積，SF(t)= h(t^Sjt)，從而從麥克風(fēng)信號去掉麥克風(fēng)1的揚聲器信號的反饋，并因此防止反饋振鳴。 隨后，執(zhí)行如圖4更詳細(xì)所示的可選聽覺曲線校正33，其中，對該信號應(yīng)用具有中心頻率fi =4 . . 4和放大率V(fi)的不同濾波器的系統(tǒng)，其中，濾波器音質(zhì)可選擇，因此當(dāng)所有放大 率V(fi)具有相同數(shù)值時，如V(f》=V(f2) =V(f3) == V(fn)，所有濾波器的疊加具 有盡可能恒定的頻率響應(yīng)。必須針對獨特的聽覺缺陷盡可能精確地調(diào)節(jié)V(fi)數(shù)值，因此 當(dāng)使用助聽器時，用戶的聽覺曲線盡可能靠近地接近具有平均聽覺能力人的曲線。
由一系列獨立濾波器(優(yōu)選為IIR濾波器)完成助聽模塊3的可選聽覺曲線校正。 通過初始化模塊2來實現(xiàn)用于聽覺缺陷校正的V(f》值的各自調(diào)整。 在可選聽覺曲線校正33以后，進(jìn)行如圖5所示的噪聲抑制34的第一實施方案，其 可從DE19948308A1獲知。對該信號進(jìn)行傅里葉變換，以便由例如頻譜最小檢測來獲得噪聲 譜的估值。該噪聲估值用于根據(jù)噪聲和信號或濾波器的過濾系數(shù)來確定用于該信號譜的濾 波器。然后由反向傅里葉變換將該估值重新變成噪聲減少的時域信號，在噪聲抑制34的輸 出中提供該噪聲減少的時域信號。 不用IIR濾波器，可替代地，可選聽覺曲線校正也可實現(xiàn)為頻譜中的濾波器，如根 據(jù)圖5b的第二實施方案在下文中示出的。為此，信號首先進(jìn)行傅里葉變換，因此校正因數(shù) K(f)可直接作為信號譜中的倍增系數(shù)，以補償邊界條件的聽覺缺陷，在該邊界條件中，頻率 fi處在傅里葉變換的頻率光柵(raster)內(nèi)。 優(yōu)選地，校正因數(shù)K(f)與放大數(shù)值V(fi)對應(yīng)。該實施方案可有利地與噪聲抑制 的應(yīng)用相結(jié)合。為此，信號譜附加地乘以依賴于信號和噪聲的衰減因數(shù)(增益系數(shù))G(f)。 衰減因數(shù)優(yōu)選地從噪聲估值R(f)和電信號頻譜S(f)(例如G(f) = l-R(f)/S(f))確定。 通過在某些時間間隔上進(jìn)行平均而從信號譜形成噪聲估值，在所述的這些時間間隔中，信 號基本上只包含背景噪聲，沒有或僅有輕微的所需信號部分(語言)。例如，可以在語言停 頓期間完成好的噪聲估值，在語言停頓期間不存在所需信號部分。圖5b顯示了通過校正因 數(shù)K(f)的聽覺曲線校正和通過衰減因數(shù)G(f)的噪聲抑制的組合應(yīng)用。根據(jù)圖5b，信號譜 S(f)同時用于確定噪聲估值R(f)以及頻譜與校正因數(shù)K(f)的相乘。在確定噪聲估值R(f) 以后，衰減因數(shù)G(f)被確定，其基于噪聲估值R(f)。在麥克風(fēng)信號的頻譜與校正因數(shù)K(f) 相乘以補償聽覺缺陷以后，根據(jù)圖5b執(zhí)行頻譜與衰減因數(shù)G(f)的相乘。于是，能夠針對例 如外部環(huán)境(如地鐵、公寓、音樂廳等等)來調(diào)節(jié)信號。在頻譜中進(jìn)行了相應(yīng)計算以后，通 過反向傅里葉變換將如此修正的信號譜重新變換成時域信號，根據(jù)聽覺曲線對該時域信號 進(jìn)行校正并減小噪聲，在濾波器模塊34的輸出中提供該被校正且噪聲減小的時域信號。
應(yīng)該指出，聽覺曲線校正是可選擇的，且相應(yīng)的裝置特性和方法可省略。
如圖5b所示的信號處理可被更改。例如，頻譜中與校正因數(shù)K(f)的相乘以及頻 譜中與衰減因數(shù)G(f)的相乘的次序可交換。根據(jù)進(jìn)一步的替代方式，頻譜中與校正因數(shù)K(f)的相乘以及頻譜中與衰減因數(shù)G(f)的相乘可結(jié)合，并優(yōu)選地在每頻帶或離散頻率下 在一個步驟中實現(xiàn)。為此，衰減因數(shù)G(f)優(yōu)選地乘以校正因數(shù)K(f)，且僅在后來，該信號 譜S(f)乘以兩個因數(shù)的相乘結(jié)果。這有利于實時信號(麥克風(fēng)信號)僅不得不進(jìn)行一次 乘法，即，信號處理時間可被一起縮短。 衰減因數(shù)G(f)根據(jù)噪聲估值R(f)確定，該噪聲估值優(yōu)選地以特定間隔時間和/ 或自適應(yīng)的被更新，以便能將周圍噪聲的改變考慮在內(nèi)。自適應(yīng)意味著持續(xù)的自動噪聲估 值。除固定時間間隔以外，動態(tài)因數(shù)也可用來引起新的噪聲估值。動態(tài)觸發(fā)器因數(shù)可被手 動用戶輸入。用戶優(yōu)選地選擇所需的信號盡可能小的時機。更進(jìn)一步地，用戶可利用對噪 聲估值的后續(xù)優(yōu)化來預(yù)先選定周圍環(huán)境。用于確定新噪聲估值的固定時間間隔可與動態(tài)觸 發(fā)器因數(shù)結(jié)合。 也可僅部分地應(yīng)用衰減因數(shù)或完全應(yīng)用衰減因數(shù)。這里，圖5b所示的公式可改變 為G(f) 二l-c^R(f)/S(f)，其中0〈c〈1。因此，噪聲抑制的程度可由用戶自動或手動調(diào) 節(jié)。在c = 0時，噪聲抑制停用，而c = 1時，噪聲抑制被完全激活。噪聲抑制是可校正的， 盡可能精確地將揚聲器4的信號輸出調(diào)節(jié)成周圍環(huán)境的真實聲音。例如，噪聲抑制可以將 海洋的咆哮或樹葉的沙沙聲識別為干擾信號，因此對其進(jìn)行抑制，但是，在這種情況下，它 并不是用戶所要的。 在信號輸出給數(shù)模轉(zhuǎn)換器7和揚聲器4之前，助聽模塊3中的信號處理的最后一 個步驟是將最大輸出音量限制在最大值M，以便不超過用戶的個體痛閾。為此，優(yōu)選地，使用 了如圖6所示的特征曲線，當(dāng)達(dá)到痛閾但不超過它，甚至是較高的輸入水平時，該特征曲線 對于臨界信號音量是線性的并接近閾值M，。閾值M優(yōu)選地通過在初始化模塊中與用戶的交 互來確定。 根據(jù)本發(fā)明，執(zhí)行助聽模塊3參數(shù)的個別調(diào)節(jié)以便通過可選的初始化模塊2來對 用戶的個體聽力缺失進(jìn)行理想補償。這里，使用了可選控制裝置5，用戶利用該可選控制裝 置5與初始化模塊2進(jìn)行交互。如圖3示意地顯示，在初始化模塊2中，通過以音量增加的 方式來輸出音調(diào)或聲信號，從而測得病人的聽覺曲線。具體地，初始化模塊發(fā)出電信號，該 電信號被轉(zhuǎn)換成音調(diào)或聲信號。隨后，相對于具有一般聽覺能力的人的聽覺曲線來確定該 聽覺曲線，并確定相應(yīng)的濾波器，用于補償個體聽覺缺陷。此外，通過以音量增加的方式輸 出噪聲，從而測得用戶的痛閾。因此，確定了最大可忍受音量，這對于每一個用戶來說也是 專用的。優(yōu)選地，同時，反饋路徑的脈沖響應(yīng)被確定，其中，揚聲器4輸出的試驗信號被麥克 風(fēng)1再次記錄，該響應(yīng)用于消除助聽模塊3的防反饋濾波器32的反饋。
在根據(jù)本發(fā)明實施方案的初始化模式中，初始化模塊2輸出一系列電信號給揚聲 器4，這些電信號被轉(zhuǎn)換成聲信號，其中，聲信號用于測定用戶的聽覺曲線。聲信號具有特 定頻率或具有特定中心頻率的特定頻譜，從而根據(jù)相應(yīng)的頻率來確定用戶的下聽覺閾值水 平。在一優(yōu)選實施方案中，在操作初始化模塊2以測量用戶的聽覺曲線的同時，從麥克風(fēng)1 到揚聲器4的傳輸被中斷。 優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的助聽器還包括比較器，用于將處于特定中心頻率的用戶下 聽覺閾值水平與所存儲的具有正常聽覺能力的用戶的下聽覺閾值水平相比較；和調(diào)節(jié)裝 置，用于調(diào)節(jié)處于相應(yīng)頻率的放大，以便補償用戶的聽覺缺陷。 為確定用戶的痛閾，即，輸出到揚聲器4的最大可接受音量，初始化模塊2優(yōu)選地號，參考圖8更詳細(xì)說明。助聽模塊3根據(jù)該最大可接受音量限制 揚聲器輸出。 圖7顯示根據(jù)本發(fā)明實施方案的用于聽覺曲線校正的聽力圖測定和放大率V(f》 的確定的流程圖。為了確定用戶的聽覺曲線和用于校正聽覺曲線的放大參數(shù)V(fi)，在第一 步驟S1中，發(fā)出各種測試音調(diào)，其頻率與濾波器的中心頻率fi對應(yīng)，這對于聽覺曲線的校 正是可以獲得的。對于所選頻率fi，音量最初定在A = AN，其優(yōu)選地對應(yīng)于可剛剛被具有一 般聽覺能力的人聽到的音量，即下聽覺閾值。在步驟S2中，音量A按照一增長率而連續(xù)增 加，直到用戶在步驟S3( "yes")中通過按下控制裝置5的按鈕發(fā)出信號，表明他/她聽到 了該音調(diào)，此時將音量A確定了。相應(yīng)各個下聽覺閾值A(chǔ)(fi)在步驟S4中被存儲。隨后，利 用另一頻率fi在步驟S5("no")中重復(fù)該過程，直到在控制裝置5中相應(yīng)的用戶交互終止 了聽覺曲線的測定和/或步驟S5( "yes")中的結(jié)束條件被終止了。各個聽覺閾值針對所 有頻率^、 f2、 f3. . . 4至少被確定一次，但是優(yōu)選為被確定若干次，以獲得對于該測定值的 特定統(tǒng)計信心水平。因此，可能的結(jié)束條件可以是足夠多的被確定數(shù)據(jù)量，那就是說，用戶 各個頻率的所有下聽覺閾值至少被確定一次。隨后在步驟S6中，各種數(shù)值A(chǔ)(fi)(即相同 頻率的放大數(shù)值)的平均值被獲得，優(yōu)選為中間值，因為在在平均值內(nèi)不包括"怪值(freak values)"(即完全錯誤的測定值)。在步驟S7中，放大率V(fi)由此計算。
用于測定用戶聽覺曲線的一系列電信號的測試音調(diào)或聲信號數(shù)量優(yōu)選為4到 128，或8到64，或16到48，尤其優(yōu)選的是32種不同音調(diào)，即，使用尤其優(yōu)選的32種音調(diào)測 得頻率^到f32。在測定用戶聽覺曲線的過程中變得響亮的音調(diào)的幅度是從最小音量到最 大音量，其優(yōu)選地分成10到200，或50到150個放大數(shù)值，特別優(yōu)選分成100放大數(shù)值，即， 變得響亮的音調(diào)以特別優(yōu)選的100次變化而從最小音量變化到最大音量。
在優(yōu)選實施方案中，連續(xù)測試音調(diào)或聲信號的頻率在測定中以隨機順序或限定偽 隨機次序而變化。 除個人聽覺曲線的可選校正以外，助聽器數(shù)字信號處理的其他元件是最大輸出音 量的限制，其也可針對用戶的聽力而分別的被調(diào)節(jié)。圖8顯示根據(jù)本發(fā)明確定最大音量M 的流程圖。為此，在步驟SIO中，產(chǎn)生噪聲Rr(t)(優(yōu)選為白噪聲)，具有初始音量R二 RN， 其對應(yīng)于大致處于具有一般聽覺能力的人的聽力閾值與痛閾之間的中點的音量。在噪聲信 號到達(dá)用戶耳朵以前，在步驟Sll中利用聽覺曲線校正并以基于頻率的方式來放大該噪聲 信號，該聽覺曲線校正通過被相應(yīng)調(diào)節(jié)的濾波器V(fi)被預(yù)先確定。該步驟是優(yōu)選的，因此 痛閾的測量值已經(jīng)被調(diào)節(jié)到用戶的個人聽覺能力。噪聲信號音量R在步驟12中連續(xù)增加， 直到用戶在步驟S13( "yes")中通過按下控制裝置上的按鈕發(fā)出信號，指示已經(jīng)達(dá)到了使 得用戶感到疼痛的音量。如果是這種情況，在步驟14中R的當(dāng)前值被存儲作為最大音量M。 該測定也是優(yōu)選地重復(fù)若干次(步驟S15 "yes")以便能獲得步驟S16中各種測量的平均 值，從而產(chǎn)生特定的統(tǒng)計信心水平。優(yōu)選地，中間值被確定為平均值。 優(yōu)選地，用來確定最大音量的白噪聲優(yōu)選在0-8kHz頻帶上通過揚聲器4從初始化 模塊2輸出。根據(jù)Nyquist-Sha皿on采樣定理，用來確定通過麥克風(fēng)1的反饋信號的采樣 率高于16kHz。 初始化之后使用助聽器的采樣率優(yōu)選為16kHz，即，用戶的聽力缺失在優(yōu)選地 0kHz到大約8kHz頻帶上矯正。
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因為白噪聲是最令人聽起來不舒服的一種聲音，假設(shè)，以被確定的最大音量M輸 出的所有其它聲音重要性較小。利用(白)噪聲的其他優(yōu)點是信號非常適于確定反饋路徑 h(t)的脈沖響應(yīng)，其用于防-反饋濾波器32。為此，優(yōu)選地，在輸出的揚聲器信號Sjt)包 含如描述的各種音量的噪聲信號以確定最大音量M時，分析麥克風(fēng)信號SM(t)。 DE10140523 或DE10043064中詳細(xì)描述了揚聲器4與麥克風(fēng)1之間的聲音路徑的脈沖響應(yīng)h (t)(即反 饋路徑)可從對麥克風(fēng)和揚聲器信號的同步分析中推出。 圖9顯示防-反饋濾波器32和濾波系數(shù)的確定。信號SM(t) 、Sjt)與頻譜SM(f)、 Sjf)通過傅里葉變換形成在具有預(yù)定長度的幀上；此外，S (f)被確定為Sjf)的復(fù)共軛。 SM(f)S*L(f)的積數(shù)以及Sjf)S (f)的絕對值的平方被分別地的按時間順序平均和劃分。 因此，獲得了反饋路徑的傳遞函數(shù)H(f)，由此通過反向傅里葉變換得到了脈沖響應(yīng)h(t)。
在以上述方式確定了所有需要的各個參數(shù)后，進(jìn)行從初始化模塊2到助聽模塊3 的變化，而輪回經(jīng)過全部循環(huán)首先在助聽模塊32的數(shù)字信號處理中需要最后確定的脈沖 響應(yīng)h(t)。初始化后，根據(jù)本發(fā)明的助聽模塊3不需要控制裝置5，但是控制模塊可用于不 太重要的交互操作，本文對此不進(jìn)行更詳細(xì)的描述，例如，用于由用戶操作的音量的變化或 用于取決于外部情況的穩(wěn)定器的選擇。 已經(jīng)通過實例描述了本發(fā)明。要指出的是，文中的各個特征、實例和實施方案能夠 被可選擇地結(jié)合，因而能夠得到更優(yōu)選的特征、實例和實施方案。
權(quán)利要求
一種用于布置在耳朵處和/或耳朵內(nèi)的助聽器，所述助聽器可以與控制裝置(5)相連接，所述助聽器包括麥克風(fēng)(1)，用于將聲信號轉(zhuǎn)換成電信號；助聽模塊(3)，用于處理所述電信號，揚聲器(4)，用于將由所述助聽模塊(3)輸出的所述電信號轉(zhuǎn)換成聲信號，其中，所述助聽模塊具有用于噪聲抑制的裝置，所述用于噪聲抑制的裝置進(jìn)行噪聲估值以用于確定基于信號的濾波器和用于提供噪聲減少的輸出信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的助聽器，其中，所述助聽模塊(3)的所述用于噪聲抑制的裝置 適于根據(jù)所述噪聲估值確定用于所述噪聲抑制的衰減因數(shù)，以考慮到噪聲環(huán)境的變化。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的助聽器，其中，所述助聽模塊(3)的所述用于噪聲抑制的裝置 適于將來自所述麥克風(fēng)的信號的頻譜乘以校正因數(shù)以補償聽覺缺陷，和/或?qū)τ诿總€頻率 在至少一個步驟中將來自所述麥克風(fēng)的信號的所述頻譜乘以所述噪聲抑制的衰減因數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的助聽器，其中，優(yōu)選地，能夠利用可由用戶調(diào)節(jié)的因數(shù)附 加地更改用于所述噪聲抑制的所述衰減因數(shù)，從而改變所述噪聲抑制的程度。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的助聽器，其中，以固定時間間隔和/或連續(xù)自動 地執(zhí)行噪聲估值。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的助聽器，其中，所述助聽模塊(3)包括用于借助 于校正因數(shù)來補償聽覺缺陷的裝置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的助聽器，還包括初始化模塊(2)，用于將初始 化信號輸出到所述揚聲器(4);和控制裝置(5)，用戶能夠通過所述控制裝置與所述助聽器 進(jìn)行相互配合，從而分別地調(diào)節(jié)所述助聽模塊(3)的參數(shù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的助聽器，其中，所述初始化模塊(2)向所述揚聲器(4)輸出一 系列電信號，所述一系列電信號被轉(zhuǎn)換為聲信號，所述聲信號用來測定用戶的聽覺曲線。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的助聽器，其中，在操作所述初始化模塊(2)以測量所述用戶的 所述聽覺曲線的同時，從所述麥克風(fēng)(1)到所述揚聲器(4)的傳輸被中斷。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的助聽器，其中，所述助聽模塊(3)根據(jù)被測量的聽覺曲 線與正常聽覺曲線的偏差來補償揚聲器輸出。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7至10中任一項所述的助聽器，其中，所述初始化模塊(2)向所述揚 聲器(4)輸出電信號，所述電信號被轉(zhuǎn)換為聲信號，所述聲信號用于確定所述用戶的痛閾， 作為最大可接受音量。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的助聽器，其中，所述助聽模塊(3)根據(jù)所述最大可接受音量 來限制所述揚聲器輸出。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的助聽器，其中，所述助聽模塊(3)包括各種具有 不同中心頻率和相應(yīng)的可調(diào)節(jié)放大率的濾波器。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8至13中任一項所述的助聽器，其中，所述一系列電信號對應(yīng)于特定 頻率的聲信號或?qū)?yīng)于具有特定中心頻率的頻譜，以用于根據(jù)相應(yīng)頻率來交互地確定所述 用戶的下聽覺閾值。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的助聽器，包括比較器，用于將處于特定中心頻率的用戶的 下聽覺閾值與所存儲的具有正常聽覺能力的用戶的下聽覺閾值相比較；和調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)相應(yīng)頻率的放大。
16. 根據(jù)權(quán)利要求8至15中任一項所述的助聽器，其中，在初始化模式中，根據(jù)預(yù)定方 案將電信號從所述初始化模塊(2)輸出至所述揚聲器(4)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的助聽器，其中，所述控制裝置(5)包括按鈕，用戶在達(dá)到了 處于中心頻率的所述下聽覺閾值時立即操作所述按鈕。
18. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的助聽器，包括A/D轉(zhuǎn)換器(6)，用于數(shù)字化來自 所述麥克風(fēng)(1)的電信號；和D/A轉(zhuǎn)換器(7)，用于將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成用于所述揚聲器(4) 的模擬信號。
19. 根據(jù)權(quán)利要求11至18中任一項所述的助聽器，其中，用于確定所述用戶的痛閾的 電信號包括白噪聲，其中優(yōu)選地，根據(jù)取決于所確定的聽覺曲線與正常聽覺曲線的偏差的 頻率來放大所述噪聲信號。
20. —種用于在權(quán)利要求1至19中任一項所述的助聽器中進(jìn)行噪聲抑制的方法，包括 以下步驟用麥克風(fēng)(1)將聲信號轉(zhuǎn)換成電信號； 在助聽模塊(3)中處理所述電信號；用揚聲器(4)將由所述助聽模塊(3)輸出的電信號轉(zhuǎn)換成聲信號， 其中，在所述助聽模塊(3)中進(jìn)行的所述電信號的處理包括至少進(jìn)行噪聲估值以確定 基于信號的濾波器并提供噪聲減少的輸出信號。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，包括通過所述助聽模塊(3)根據(jù)所述噪聲估值來確 定用于所述噪聲抑制的衰減因數(shù)，以考慮噪聲環(huán)境的變化。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，包括利用所述助聽模塊(3)將來自所述麥克風(fēng)的信 號的頻譜乘以校正因數(shù)以補償聽覺缺陷，和/或?qū)τ诿總€頻率在至少一個步驟中將來自所 述麥克風(fēng)的信號的頻譜乘以所述噪聲抑制的衰減因數(shù)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的方法，附加地包括優(yōu)選利用能夠由用戶調(diào)節(jié)的因數(shù)來更改用于所述噪聲抑制的所述衰減因數(shù)，以改變所述噪聲抑制的程度。
24. 根據(jù)權(quán)利要求20至23中任一項所述的方法，包括以固定時間間隔和/或自動連續(xù) 地執(zhí)行噪聲估值。
25. 根據(jù)權(quán)利要求20至24中任一項所述的方法，所述電信號的處理還包括利用校正因 數(shù)來補償聽覺缺陷。
26. 根據(jù)權(quán)利要求20至25中任一項所述的方法，包括借助于初始化模塊(2)將初始化 信號輸出到所述揚聲器(4)，以優(yōu)選地通過所述用戶利用控制裝置(5)與所述助聽器的交 互來分別地調(diào)節(jié)所述助聽模塊(3)的參數(shù)。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，包括從所述初始化模塊(2)輸出一系列電信號至所 述揚聲器(4)，其中所述電信號被轉(zhuǎn)換成聲信號，所述聲信號用來測定用戶的聽覺曲線。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，在操作所述初始化模塊(2)以測定所述用戶的所述 聽覺曲線的同時，從所述麥克風(fēng)(1)到所述揚聲器(4)的傳輸被中斷。
29. 根據(jù)權(quán)利要求27或28所述的方法，包括通過所述助聽模塊(3)根據(jù)所述被測量的 聽覺曲線與正常聽覺曲線的偏差來補償所述揚聲器輸出。
30. 根據(jù)權(quán)利要求26至29中任一項所述的方法，包括通過所述初始化模塊(2)確定所述用戶的痛閾，作為最大可接受音量。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，包括通過所述助聽模塊(3)限制所述揚聲器輸出的 所述最大可接受音量。
32. 根據(jù)權(quán)利要求20至31中任一項所述的方法，其中，所述助聽模塊(3)包括各種具 有不同中心頻率和相應(yīng)的可調(diào)節(jié)放大率的濾波器。
33. 根據(jù)權(quán)利要求27至32中任一項所述的方法，包括根據(jù)相應(yīng)頻率交互地確定所述用 戶的下聽覺閾值，其中，所述一系列電信號對應(yīng)于特定的頻率或具有特定中心頻率的頻譜 的聲信號。
34. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，包括將處于特定中心頻率的用戶的下聽覺閾值與 所存儲的具有正常聽覺能力的用戶的下聽覺閾值相比較，以及在相應(yīng)頻率上對放大進(jìn)行調(diào) 節(jié)。
35. 根據(jù)權(quán)利要求27至34中任一項所述的方法，包括根據(jù)預(yù)定方案將電信號從所述初 始化模塊(2)以初始化模式輸出至所述揚聲器(4)。
36. 根據(jù)權(quán)利要求20至35中任一項所述的方法，包括通過A/D轉(zhuǎn)換器(6)將來自所述 麥克風(fēng)(1)的電信號數(shù)字化，以及通過D/A轉(zhuǎn)換器(7)將所述數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成用于所述揚 聲器(4)的模擬信號。
37. 根據(jù)權(quán)利要求30至36中任一項所述的方法，其中，所述電信號包括白噪聲，用于優(yōu) 選通過所述噪聲信號的基于頻率的放大來確定所述用戶的痛閾，所述基于頻率的放大基于 所確定的聽覺曲線與正常聽覺曲線的偏差。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于布置在耳朵處和/或耳朵內(nèi)的助聽器，該助聽器包括麥克風(fēng)(1)，用于將聲信號轉(zhuǎn)換成電信號；助聽模塊(3)，用于提供電信號；揚聲器(4)，用于將由助聽模塊(3)輸出的電信號轉(zhuǎn)換成聲信號。助聽模塊(3)具有用于噪聲抑制的裝置，該裝置進(jìn)行噪聲估值以用于確定基于信號的濾波器和用于提供噪聲減少的輸出信號。
文檔編號H04R25/00GK101755468SQ200880025072
公開日2010年6月23日 申請日期2008年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月18日
發(fā)明者迪特馬·魯伊沙克 申請人:迪特馬·魯伊沙克