[发明专利]用于产生听觉空间提示的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于产生听觉空间提示的系统和方法，特别涉及如耳 背式(BTE)、耳内式(ITE)、深耳道式(CIC)、耳道式接收器(RITE)、 中耳植入式(MEI)或人工耳蜗(CI)的助听器，其中助听器补偿听 力受损用户的声音空间位置感的损失。

背景技术

听力正常的人对其空间环境中的声音具有天生的位置感。这种天 生的感觉是通过人所处的空间环境中某处发出的声音直接和间接地 传送到耳道实现的。因此，来自于人体如躯干、肩膀、头部、颈部和 耳朵外部的声音反射提供了头部相关传递函数(HRTF)。在频域中， HRTF包括多个谷值和峰值，这是由声音在到达耳道之前，反射并从 而产生时间延迟的声音与直接的声音相互加强和减弱的叠加造成的。 这些谷值和/或峰值通常被称为听觉空间提示。

HRTF中的听觉空间提示的模式取决于发出声音的声源相对于引 起反射的耳朵和身体结构的空间位置。因此听觉空间提示可以帮助听 力正常的人确定空间环境中发出声音的位置。

听力正常的人具有一种天生的工具，其利用听觉空间提示选择、 集中或分析其听到的空间环境中的特定声音。然而，如果听力空间提 示出现在某人听力受损的频率范围内，这将影响其确定声源位置的能 力。由于强度不足以超过听者的听力阈值，不仅听觉空间提示听不见， 而且通常伴随听力损伤的感知频率分辨率的降低也会导致该提示损 失清晰度及其效用。

国际专利申请WO 03/009639公开了一种定向声学接收器，如传 声器阵列或人类外耳，其具有随着空间声源相对于声学接收器的方向 变化而变化的声学脉冲响应。该国际专利进一步公开了一种用于记录 和重现听者的三维听觉场景的方法，其实现是通过使用传声器阵列记 录的三维听觉场景，利用信息修改传声器阵列记录的声音，该信息源 于传声器阵列中的传声器定向声学传递函数与听者外耳的定向声学 传递函数之间差别，以及收集、整理和合并将用于听者左右外耳的信 号为输出格式，该格式可将这些信号识别为三维听觉场景的表征，其 能可有效感知地声学重现已经出现在听者耳朵中的声音，如果听者处 于原始声音环境中的传声器阵列的位置上。因此该国际专利申请涉及 用于再现空间位置中针对听者的声音，好像听者就在传声器阵列记录 原始声音的位置。然而，该国际申请没有公开补偿听力受损听者的空 间听力感知退化的声学接收器。

国际专利申请WO 2005/015952公开了一种通过监控听者所处环 境中的声音提高听力受损听者听到的声音的听力装置，其处理在高频 带(例如大于4kHz)中声音的高频成分的频率分布，从而使听力受 损的听者能够听到对应于听觉空间提示的频谱特征，因此有助于听者 将听到的声音形象化和空间化。该助听器包括将频谱特征从高频带转 移到低频带的处理器。该处理器转移高频频谱特征是通过执行快速傅 立叶变换(FFT)和修改信号的频率表征，或者通过对在时域接收到 的信号进行重复采样及移位和/或压缩高频频谱特征到低频带。然而， 根据该国际专利申请的听力装置使用复杂的算法处理信号，其引入了 处理时间要求长的域变换并大量地占用信号处理芯片的物理空间，用 于听力装置的该信号处理芯片在空间可用性方面已经面临极大的限 制。

国际申请WO 99/14986公开了一种通过正比例压缩音频信号将高 频带听觉提示转移到较低频带的系统。该系统实现这一目标是通过保 持音频信号的频谱外形，同时通过频率压缩在频域缩放其频谱，以及 通过频率移位在频域转移其频谱。因此该系统包括用于将音频信号从 时域变换到频域的快速傅立叶变换(FFT)单元，对频率信号执行缩 放和转移功能的处理器，以及最终将缩放和转移后的频率信号变换回 时域的快速傅立叶逆变换单元。然而，如上结合国际专利申请WO 2005/015952所述，国际专利申请WO 99/14986的系统也使用了类似 的复杂算法处理信号，其显然需要处理时间和空间。

此外，美国专利申请US 2006/0018497公开了一种戴在头上用于 用户双耳的助听器。该助听器相互连接的方式是精确匹配的声音信号 能够传入左右耳。通过馈送声学信号到左耳和右耳及相对于一个声学 信号移动另一个声学信号的相位，用户获得声音产生自空间中特定位 置的声学信号源的感觉。利用对源自不同空间位置的声音的感知通知 用户助听器的设置或系统状态。