[发明专利]改进的单声道信号源定位的助听器

说明书

技术领域

本发明提供一种改进的单声道信号源定位的新式助听器。

背景技术

听力受损的个人往往经历至少两个不同的问题：

1)听力损失，这是听力阈值水平的增加，以及

2)与听力正常的个人相比丧失理解噪音中语音的能力。对于大多数听力受损的患者，即使当引入的声音的可听度通过放大被恢复，噪声中语音可理解度测试中的表现也比正常听力的人差。语音接收阈值(SRT)是用于理解语音能力丧失的表现测度，并且被定义为在噪声听力测试中达到50％的正确单词识别所需要的呈现信号的信噪比。

为了补偿听力损失，当今的数字助听器通常使用多声道放大和压缩信号处理来为听力受损个人还原声音的可听度。因此，患者的听力通过使先前不可听语音提示变为可听的来改进。

然而，大部分助听器使用者仍然保留丧失理解噪音中语音包括在具有多个扬声器的环境中的语音的能力这一重要问题。

为了增加源自特定扬声器的语音的信噪比，助听器使用者可用的一种手段是为所讨论的扬声器配备麦克风，该麦克风通常被称为配偶麦克风，由于该麦克风靠近扬声器，其以高信噪比从所讨论的扬声器拾取语音。配偶麦克风将语音转换成对应的具有高信噪比的音频信号并将该信号发送(优选无线地)给助听器用于听力损失补偿。因此，语音信号以远高于所讨论使用者的SRT的信噪比被提供给使用者。

增加助听器使用者期望收听的扬声器(诸如向在公共场所例如在教堂、礼堂、剧院、电影院等的若干人广播或通过诸如在火车站、机场、商场等的公共广播系统广播的扬声器)语音的信噪比的另一种方法是使用拾音线圈，以磁拾取例如通过电话、调频系统(带有颈环)和感应回路系统(也被称为“听觉回路”)生成的音频信号。因此，声音可以以远高于助听器使用者的SRT的高信噪比被发送给该助听器。

在所有上述例子中，单声道音频信号被无线发送给助听器。

助听器并且特别是双耳助听器系统通常以使用者感知在头部内部定位的声源的方式重现声音。声音被认为是内在的，而不是外在的。助听器使用者在“在噪音中语音听力问题”中最常见的抱怨是很难跟踪正在讲述的任何事物，即使信噪比(SNR)应该足以提供所需的语音可懂度。造成这一事实明显是由于助听器再现内在的声场。这增加了助听器使用者的感知负荷，并可能导致听觉疲劳并最终导致使用者摘掉助听器。

因此，需要一种新式助听器，其能够改进发出声音信号的声源的定位，使声音信号如单声道声音信号一样无线发送给使用者，即，需要一种新式助听器，其能够添加关于助听器使用者头部方向的对应于发源单声道音频信号的声源的方向并且可能距离的空间提示。

利用改进的定位，不同的声源通常被感知被定位在使用者声音环境的不同空间位置。因此，使用者听觉系统的双耳信号处理被用于改进使用者隔离来自不同声源的信号和聚焦他或她收听到声源中的期望声源，或甚至同时收听和理解不止一个声源的能力。

人类借助人双耳声音定位能力来检测和定位在三维空间中的声源。

听力的输入由两个信号组成，即在下文中称为双耳声音信号在每个鼓膜的声压。因此，如果已通过给定的空间声场生成的在鼓膜的声压在该鼓膜被准确地再现，那么人类听觉系统将不能自身区分再现声音与通过空间声场所生成的实际声音。

来自被定位在关于听者左耳和右耳的给定方向和距离的声源的声波传输用两个传递函数来描述，一个用于左耳以及一个用于右耳，该声波传输包括任何线性失真，诸如赋色、双耳时间差和双耳频谱差。这样的一组两个传递函数(一个用于左耳以及一个用于右耳)被称为头相关传输函数(HRTF)。HRTF的每个传递函数被定义为相对于坐标在附属耳道中或接近附属耳道的特定点的平面波生成的声压p(在左耳道中的p_L和在右耳道中的p_R)之间的比率。按惯例所选择的坐标是听者不存在时由正好在头部中间位置的平面波生成的声压p_I。

HRTF包含与至听者两耳的声音传输有关的所有信息，该信息包括围绕头部的衍射、来自肩部的反射、在耳道中的反射等，因此HRTF因个人而异。

在下文中，为了方便，HRTF中的一个传递函数也被称为HRTF。

HRTF随声源关于听者耳朵的方向和距离而变化。测量任何方向和距离的HRTF例如通过电子模拟例如通过滤波器模拟HRTF是可能的。如果这样的滤波器被插入到音频信号源诸如麦克风与听者所用耳机之间的信号路径中，由于真实再现了耳朵的声压，因此听者将实现由耳机生成的声源自被定位在由模拟所讨论的HRTF的滤波器的传递函数所定义的距离和方向的声源的感知。