向用戶提供聽力輔助的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利說(shuō)明】
【背景技術(shù)】
[0001]本申請(qǐng)涉及一種向用戶提供聽力輔助的方法和系統(tǒng)，其中，將來(lái)自用于捕獲說(shuō)話者語(yǔ)音的麥克風(fēng)的音頻信號(hào)經(jīng)由無(wú)線鏈路傳輸給諸如助聽器的音頻接收機(jī)的接收機(jī)單元，從其中將音頻信號(hào)提供給佩戴在耳級(jí)的單元用于刺激用戶聽力，例如助聽器揚(yáng)聲器。
[0002]聽力輔助系統(tǒng)的無(wú)線音頻鏈路經(jīng)常是運(yùn)行在200MHz頻帶的FM(調(diào)頻)無(wú)線電鏈路。在最新的系統(tǒng)中，通過(guò)將數(shù)字調(diào)制技術(shù)用于音頻信號(hào)傳輸，其多數(shù)運(yùn)行在之前的200MHz帶之外的其他頻帶上，從而取代了模擬FM傳輸技術(shù)。
[0003]US 2005/0195996 Al涉及一種聽力輔助系統(tǒng)，包括由不同說(shuō)話者佩戴的多個(gè)無(wú)線麥克風(fēng)，以及圈型圍繞聽者的脖子佩戴的接收機(jī)單元，同時(shí)由連接至接收機(jī)單元上的耳機(jī)產(chǎn)生聲音，其中，通過(guò)使用擴(kuò)頻數(shù)字信號(hào)將音頻信號(hào)從麥克風(fēng)發(fā)送至接收機(jī)單元。接收機(jī)單元控制數(shù)據(jù)的傳輸，并且其也控制預(yù)放大增益等級(jí)，其通過(guò)經(jīng)由無(wú)線鏈路發(fā)送相應(yīng)的控制信號(hào)而應(yīng)用在每個(gè)發(fā)射單元。
[0004]WO 2008/098590 Al涉及一種聽力輔助系統(tǒng)，包括具有至少兩個(gè)分隔的麥克風(fēng)的發(fā)射單元，其中每個(gè)麥克風(fēng)專用分開的音頻信號(hào)信道，并且其中，被用戶佩戴在兩個(gè)耳部的兩個(gè)接收機(jī)單元中的至少一個(gè)能夠接收兩個(gè)信道，并且能夠通過(guò)考慮兩個(gè)信道在耳級(jí)執(zhí)行音頻信號(hào)處理，例如聲波束成形。
[0005]WO 2010/078435 Al涉及一種通信系統(tǒng)，包括多個(gè)發(fā)射單元，其包括用于捕獲各個(gè)說(shuō)話者語(yǔ)音并將音頻信號(hào)數(shù)據(jù)分組發(fā)送至接收機(jī)單元上的麥克風(fēng)，所述接收機(jī)單元可以經(jīng)由插孔連接至耳機(jī)或助聽器。發(fā)射單元和接收機(jī)單元形成了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。
[0006]—種類型的聽力輔助系統(tǒng)由無(wú)線系統(tǒng)代表，其中麥克風(fēng)布置是用于經(jīng)由無(wú)線音頻鏈路將音頻信號(hào)發(fā)送至接收機(jī)單元的發(fā)射單元的一部分，所述接收機(jī)單元包括刺激單元或連接至其上。常常在這種系統(tǒng)中，無(wú)線音頻鏈路是窄帶FM無(wú)線電鏈路。這種系統(tǒng)的好處是，由遠(yuǎn)程麥克風(fēng)在發(fā)射單元處捕獲到的聲音能夠以好很多的SNR呈現(xiàn)給在他耳部佩戴著接收機(jī)單元的用戶。
[0007]根據(jù)這種無(wú)線音頻系統(tǒng)的一個(gè)典型的應(yīng)用，刺激單元是揚(yáng)聲器，其是接收機(jī)單元的一部分或連接在接收機(jī)單元上。這種系統(tǒng)在教學(xué)環(huán)境中對(duì)患有聽覺(jué)處理障礙(APD)的正常聽力的孩子特別有幫助，其中由發(fā)射單元上的麥克風(fēng)來(lái)捕獲老師的語(yǔ)音，并且對(duì)應(yīng)的音頻信號(hào)被發(fā)送至孩子佩戴的接收機(jī)單元并由其再現(xiàn)，從而使孩子可以以增強(qiáng)的等級(jí)聽到老師的語(yǔ)音，尤其是對(duì)于在教室中盛行的背景噪聲等級(jí)。公知的是，在這樣增強(qiáng)等級(jí)下，老師聲音的展示幫助孩子聽老師。
[0008]根據(jù)無(wú)線音頻系統(tǒng)的另一個(gè)典型應(yīng)用，接收機(jī)單元連接至或集成在聽力儀器中，例如助聽器。這種系統(tǒng)的好處是，聽力儀器的麥克風(fēng)可以由產(chǎn)生音頻信號(hào)的遠(yuǎn)程麥克風(fēng)補(bǔ)充或替代，所述音頻信號(hào)被無(wú)線發(fā)送至FM接收機(jī)，并因此發(fā)送至聽力儀器。特別地，F(xiàn)M系統(tǒng)很多年來(lái)已經(jīng)是有聽覺(jué)損失的孩子在教育環(huán)境中的標(biāo)準(zhǔn)裝備。其優(yōu)點(diǎn)在于以下事實(shí):放置在說(shuō)話者嘴邊數(shù)英尺的麥克風(fēng)比放置在幾英尺之外的麥克風(fēng)以更高的等級(jí)接收語(yǔ)音。由于到聽者的放大系統(tǒng)的直接無(wú)線連接，這在語(yǔ)音等級(jí)方面的增長(zhǎng)對(duì)應(yīng)于在信噪比(SNR)方面的增長(zhǎng)。由于在處理具有低聲學(xué)SNR的信號(hào)時(shí)，聽覺(jué)障礙的個(gè)體處在嚴(yán)重不利的境地，因此，在聽者耳部中的信號(hào)等級(jí)和SNR的作為結(jié)果的改善被認(rèn)為是FM無(wú)線電系統(tǒng)的主要益處。
[0009]EP 1691574 A2涉及一種無(wú)線系統(tǒng)，其中發(fā)射單元包括兩個(gè)分隔的麥克風(fēng)、波束成形器和分類單元，其用于根據(jù)目前盛行的聽覺(jué)場(chǎng)景，控制在接收機(jī)單元中應(yīng)用到發(fā)射的音頻信號(hào)上的增益。分類單元產(chǎn)生控制命令，其經(jīng)由通用鏈路，與音頻信號(hào)一起被發(fā)送至接收機(jī)單元。接收機(jī)單元可以是聽力儀器的一部分，或連接至聽力儀器。為了確定是否存在接近麥克風(fēng)的語(yǔ)音，分類單元包括語(yǔ)音能量評(píng)估器以及周圍噪聲等級(jí)評(píng)估器，相應(yīng)地在設(shè)定的接收機(jī)單元中應(yīng)用增益。語(yǔ)音能量評(píng)估器使用波束成形器的輸出信號(hào)，用于確定被包含在語(yǔ)音頻譜內(nèi)的總能量。
[0010]為了識(shí)別說(shuō)話者的語(yǔ)音是否接近于聽力輔助系統(tǒng)的麥克風(fēng)存在，提供具有語(yǔ)音活動(dòng)檢測(cè)器(VAD)的聽力輔助系統(tǒng)是公知的，從而可以相應(yīng)地調(diào)整應(yīng)用至由麥克風(fēng)捕獲到的音頻信號(hào)的增益；有代表性地，為了避免令人不悅的噪聲信號(hào)的感知，在當(dāng)沒(méi)有檢測(cè)出接近語(yǔ)音的情況下減少增益。
[0011]US 4，696，032涉及一種助聽器，其中增益由VAD的輸出控制。
[0012]US 6，101，376提及，F(xiàn)M無(wú)線電系統(tǒng)可以具有手動(dòng)可調(diào)降噪器，其中當(dāng)輸入等級(jí)超過(guò)可調(diào)節(jié)的閾值等級(jí)時(shí)，只有輸入信號(hào)被傳遞給說(shuō)話者。
[0013]EP 0483701 A2涉及一種助聽器，包括軟降噪功能，其中對(duì)于低輸入信號(hào)等級(jí)，增益自動(dòng)減小。
[0014]WO 2010/133703 A2涉及一種包括無(wú)線麥克風(fēng)的聽力輔助系統(tǒng)，其中根據(jù)環(huán)境噪聲等級(jí)而調(diào)節(jié)增益曲線(即增益比輸入語(yǔ)音等級(jí))的曲線拐點(diǎn)，通過(guò)這種方式，對(duì)于低的環(huán)境噪聲等級(jí)，將曲線拐點(diǎn)改變?yōu)檩^低值(即在低環(huán)境噪聲等級(jí)的情況下，增加增益)。
[0015]WO 2008/138365 Al涉及一種FM無(wú)線麥克風(fēng)聽力輔助系統(tǒng)，特別適合于學(xué)校應(yīng)用，并且在音頻信號(hào)發(fā)射單元中包括VAD和周圍噪聲等級(jí)評(píng)估單元，其中除了音頻信號(hào)，還將控制數(shù)據(jù)發(fā)送至耳級(jí)接收機(jī)單元，從而接收機(jī)單元的增益控制單元根據(jù)發(fā)射單元是在“語(yǔ)音打開”狀態(tài)中還是在“語(yǔ)音關(guān)閉”狀態(tài)中來(lái)選擇增益。在“語(yǔ)音關(guān)閉”狀態(tài)中，相比于“語(yǔ)音打開”狀態(tài)，增益降低固定的衰減系數(shù)(例如20dB)。取決于估計(jì)的周圍噪聲等級(jí)，將額外的增益偏置應(yīng)用至兩個(gè)狀態(tài)中，其中在兩個(gè)狀態(tài)中增益偏置是相同的。因此，當(dāng)VAD檢測(cè)出說(shuō)話者停止說(shuō)話時(shí)，增益總是減少例如20dB，與周圍噪聲等級(jí)無(wú)關(guān)。在EP 1863320 Al中描述了一種相似的系統(tǒng)。
[0016]WO 2010/000878 A2涉及一種語(yǔ)音增強(qiáng)系統(tǒng)，包括置于室內(nèi)的揚(yáng)聲器布置的無(wú)線麥克風(fēng)，其中為了實(shí)現(xiàn)“周圍噪聲補(bǔ)償”(SNC)，根據(jù)環(huán)境噪聲等級(jí)來(lái)選擇增益。系統(tǒng)包括VAD和環(huán)境噪聲評(píng)估器，其用于確定在VAD信號(hào)表明說(shuō)話者沒(méi)有說(shuō)話的時(shí)間期間的周圍噪聲等級(jí)。在VAD信號(hào)表明說(shuō)話者正在說(shuō)話的時(shí)間期間，增益被增加，直到預(yù)計(jì)環(huán)境噪聲等級(jí)將被后期的混響等級(jí)所掩蓋。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明的一個(gè)目的是提供包括經(jīng)由無(wú)線音頻鏈路連接至耳級(jí)接收機(jī)單元的麥克風(fēng)布置的聽力輔助的方法和系統(tǒng)，其中在使用麥克風(fēng)布置的說(shuō)話者開始說(shuō)話的時(shí)間期間，在應(yīng)該最優(yōu)化語(yǔ)音的可理解度的同時(shí)應(yīng)該最小化不需要的噪聲的感知。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，分別通過(guò)如權(quán)利要求1中定義的方法以及如權(quán)利要求34和35中定義的系統(tǒng)，達(dá)成了該目的。
[0019]本發(fā)明是有益的在于，通過(guò)選擇衰減值(當(dāng)判斷出從接近語(yǔ)音到無(wú)接近語(yǔ)音的改變時(shí)，增益減少該衰減值)，其根據(jù)估計(jì)的周圍噪聲等級(jí)而被選擇，通過(guò)這種方式，衰減值隨著估計(jì)的周圍噪聲等級(jí)的增加而增加，在“語(yǔ)音關(guān)閉”狀態(tài)中的衰減可以保持盡可能的小，而且特別地，其可以在低周圍噪聲等級(jí)的情況下保持非常低，從而大大改進(jìn)了在長(zhǎng)時(shí)間的語(yǔ)音暫停后說(shuō)出的話語(yǔ)的第一部分的可理解性，即使在VAD沒(méi)有足夠迅速地反應(yīng)以將增益增加至“語(yǔ)音打開”的值。
[0020]原因是，至少在低周圍噪聲等級(jí)的情況下相對(duì)低的衰減使語(yǔ)音可理解性即使在“語(yǔ)音關(guān)閉”增益等級(jí)下成為可能。當(dāng)音頻鏈路是數(shù)字調(diào)制的時(shí)，由于和模擬FM鏈路的情況相反，數(shù)字調(diào)制的鏈路沒(méi)有距離相關(guān)的信道噪聲(換句話說(shuō)，在數(shù)字調(diào)制鏈路中的信道噪聲沒(méi)有在模擬FM鏈路中的嚴(yán)重)，在低周圍噪聲等級(jí)的情況下特別強(qiáng)的衰減減少(對(duì)應(yīng)于“語(yǔ)音關(guān)閉”增益的增加)是可能的；因此，本發(fā)明特別適合于數(shù)字調(diào)制音頻鏈路。
[0021]由于在現(xiàn)實(shí)中語(yǔ)音活動(dòng)檢測(cè)有時(shí)很重要，特別是，如果語(yǔ)音等級(jí)低，如果麥克風(fēng)布置沒(méi)有正確放置或者如果是吵雜的環(huán)境，因此降低的“語(yǔ)音關(guān)閉”增益衰減是有益的。
[0022]最好當(dāng)估計(jì)的周圍噪聲等級(jí)處于或低于第一閾值時(shí)，將衰減值設(shè)置成最小衰減值；最小衰減值最好不大于6dB(例如，對(duì)于低于58dBA的周圍噪聲等級(jí)來(lái)說(shuō))。當(dāng)估計(jì)的周圍噪聲等級(jí)超過(guò)或處于第二閾值時(shí)，可以將衰減值設(shè)置成最大衰減值。最好，衰減值被選擇隨著估計(jì)的周圍噪聲等級(jí)范圍中的第一斜率而線性增加，該范圍通過(guò)帶有增加的估計(jì)的周圍噪聲等級(jí)的第一和第二閾值限定。
[0023]通常來(lái)說(shuō)，為了提供周圍噪聲補(bǔ)償(SNC)，第一增益值被選擇隨著增加的估計(jì)的周圍噪聲等級(jí)而增加。第一增益值可以被選擇隨著(帶有增加的估計(jì)的周圍噪聲等級(jí)的)估計(jì)的周圍噪聲等級(jí)的第二范圍內(nèi)的第二斜率而線性增加，第一增益值是常數(shù)，分別在該范圍外的最小值和最大值。通常來(lái)說(shuō)，第一斜率，即衰減值的增加，小于第二斜率，即第一增益值的增加(在“語(yǔ)音打開”狀態(tài))。
[0024]可以在發(fā)射單元中、接收機(jī)單元中、連接至接收機(jī)單元的聽力儀器中、或在發(fā)射單元和接收機(jī)單元中(或分別連接至接