CN110169081A - 具有声冲击控制的听力装置以及听力装置中的声冲击控制的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及听力装置，其被佩戴在用户耳朵处或者至少部分在用户耳朵内，并且包括：声冲击检测器(4)，其用于检测来自输入换能器(1)的输入音频信号中存在的声冲击事件并且提供与该声冲击事件有关的冲击检测信息。听力装置还包括：声冲击控制器(5)，其用于根据冲击检测信息来确定第一增益因子(Gb)和第二增益因子(Gp)；第一衰减器(6)，其用于按照第一增益因子(Gb)衰减经处理的输入音频信号并且向提供受限音频信号的输出限幅器(2)提供经衰减的音频信号；以及第二衰减器(7)，其用于按照第二增益因子(Gp)衰减受限音频信号并且向输出换能器(3)提供另一经衰减的音频信号。本发明还涉及听力装置中的声冲击控制的对应方法。
Description
技术领域
本发明涉及听力装置。具体地，提出了具有声冲击(acoustic shock)控制的听力装置以及听力装置中的声冲击控制的方法。
背景技术
在本发明的上下文中，术语“听力装置”指代用于补偿听力障碍者的听力损伤的助听器(另选地称作听力仪器或听力假体)，以及指代用于例如为了在恶劣的声环境中改善听力而向具有正常听力能力的人提供声音信号的音频和通信装置，并且还指代被采用以在暴露于诸如枪声这样的非常响的噪声时防止人的听觉损坏的听力保护装置。此类听力装置通常被佩戴在耳朵处或者至少部分地在耳朵内，例如在用户的耳道内。
当采用此类听力装置时声冲击是常见的问题，此类听力装置通常放大环境声音以便改善用户对主导声学情形的感知。声冲击被定义为人暴露于的声级(即声音信号的振幅/音量)的突然增加，如果听力装置未适当地进行处理，则这可能引起不适。通常，突然的声级增加可由诸如例如打碎碟子、锤击、门砰地关上、枪击、鞭炮或任何其它类型的脉冲或瞬态噪声这样的响噪声引起。
已开发了许多不同的方法来解决此类声冲击的不利影响。诸如宽动态范围压缩(WDRC)这样的总体输入-输出压缩策略是有效的，但是与声冲击脉冲的非常快的性质相比反应太慢。可应用频域中的最大功率输出(MPO)来防止过冲，但是它也是太慢的而不是有效的。时域中的峰值削波(peak-clipping)(诸如时域MPO)是有效且快速的，但是通常引起严重的失真，从而导致差的声音质量。高通滤波器经常被用于冲击检测，因为瞬态噪声的大部分能量在高频率处。低通滤波器经常用于使瞬态噪声衰减，而不会同时影响撞击(impinging)声音的语音内容。
在US 7,983,425 B2中提供了用于声冲击检测的方法和***，其中建议基于主导输入信号的峰值电平、起始时间(attack time)和持续时间在时域中检测声冲击。基于这些参数，冲击对比电平被确定为峰值电平与信号基底之间的差，其用作声冲击事件的指示符。所提出的方法提供了一种在时域中操作的快速且可靠的冲击检测器。冲击检测零时间延迟地进行，或者甚至在它完全经过由听力装置在频域中进行的信号处理之前预测冲击。基于这种可靠且快速的冲击检测，执行有效的抗冲击管理/控制，以自适应地减少声冲击。因此，听力装置的佩戴者在保持自然声学环境感知和正常输入信号质量的同时不会经受到任何恼人或不舒服的声冲击。
在EP 1 471 767 A2中呈现了一种基于子带的声冲击算法。所描述的方案很适用于某些种类的慢速冲击，因为它按约0.5ms的R个样本的块对输入信号能量进行采样。然而，许多快速冲击可能比0.5ms短得多，并且可能无法用此方法检测它们。***所要求的附加时间延迟为听力装置引起了新的问题，因为超过10ms的总体信号延迟可被感知为显著的声时延，这是不期望的。
US 2006/0147049 A1呈现了一种具有用于音频***的防惊吓特征的声压级限幅器。这种防惊吓特征可以用以下各项加以实现：增量事件(delta incident)检测器，该增量事件检测器用于检测超过预定声惊吓界限的增量声事件；增量限幅器，该增量限幅器用于确定防惊吓增益；以及放大器，该放大器用于将防惊吓增益应用于输入信号。增量事件检测器可以基于由换能器递送到预定基准点的估计的真实声压级(SPL)来检测增量事件。可以基于换能器的测得的接收频率响应来确定估计的真实SPL。SPL限幅器还可以响应于检测到超过预定SPL阈值的SPL声事件而确定SPL增益，并且放大器可以将该SPL增益应用于输入信号以将它降低至阈值以下。
在数字***和装置中，这些解决方案是以冲击减少算法的形式实现的。这些解决方案中的许多解决方案基于峰值削波，以便使延迟最小化，但是如先前所提及的，这通常将伪像或失真引入到信号中。一些更先进的峰值削波技术使用自适应削波阈值来处理不同水平的冲击。然而，仍然无法用自适应峰值削波来避免失真或不舒服的虚假效果的相同问题。一些其它更复杂的冲击减少算法在时域和单独频带两者中检测瞬态噪声，然后在特定频带中应用冲击减少，同时使其它频带中的正常信号保持不受影响，如以上参考的EP 1 471767 A2中所呈现的那样。尽管这些算法中的许多算法对于通常由用户通过耳机或头戴式耳机体验的电信应用是相当成功的，但是它们通常添加更多的延迟并且要求加强的计算能力。因为微型耳戴式听力装置具有有限的计算能力并且不能承受声信号的过度延迟，所以这限制此类技术的应用。
即使在技术上可以这样做，也绝不应该在听力装置中完全消除声冲击。声冲击是属于声环境的一类声事件，通常是警告事件。至关重要的是，为了用户的安全，不会对用户剥夺或者隐藏此类声事件。在诸如枪击或车祸这样的极端情形下，常识规定用户应该能够感知事件，使得他或她可相应地做出反应，但是在诸如餐具打碎或门砰地关上这样的声冲击的更温和情况下也是如此。所需要的是，在不引起听力损坏或不适的情况下在合理的响度范围内向用户提供声冲击事件。
因此，存在对于用于能够以优化的方式针对不同的环境自适应地检测和控制感知到的声冲击的水平以便维持声冲击事件的自然声音质量的声冲击控制的改进手段的需要。具体地，声冲击控制不应该完全消除冲击事件以及阻止听力装置用户听到它们，而是通过使冲击声音保持自然同时避免对用户的听觉造成任何伤害来帮助提高环境感知。
发明内容
本发明的目的是提供具有改进的声冲击控制的听力装置。此目的通过根据权利要求1所述的听力装置来实现。
本发明的另一个目的是提供听力装置中的声冲击控制的改进方法。在权利要求15中限定了这种方法。
在从属权利要求中提供本发明的具体实施方式。
在第一方面中，本发明指向一种听力装置，该听力装置被构造为被佩戴在该听力装置的用户的耳朵处或者至少部分地在该听力装置的用户的耳朵内，该听力装置包括：
-输入换能器，该输入换能器被构造和配置为接收音频信号并且将所接收到的音频信号转换成输入音频信号；
-音频信号处理器，该音频信号处理器被构造和配置为处理所述输入音频信号并且提供经处理的音频信号；
-输出限幅器，该输出限幅器被构造和配置为将施加到该输出限幅器的输入端的信号的信号电平限制到最大信号电平并且提供受限音频信号；
-输出换能器，该输出换能器被构造和配置为将施加到该输出换能器的输入端的信号转换成要提供给所述用户的输出音频信号；以及
-声冲击检测器，该声冲击检测器被构造和配置为检测在所述输入音频信号中存在的声冲击事件并且提供与该声冲击事件有关的冲击检测信息，
其特征在于，所述听力装置还包括：
-声冲击控制器，该声冲击控制器被构造和配置为根据所述冲击检测信息来确定第一增益因子和第二增益因子；
-第一衰减器，该第一衰减器被构造和配置为按照所述第一增益因子衰减所述经处理的音频信号并且向所述输出限幅器的输入端提供经衰减的音频信号；以及
-第二衰减器，该第二衰减器被构造和配置为按照所述第二增益因子衰减所述受限音频信号并且向所述输出换能器的输入端提供另一经衰减的音频信号。
以这种方式，所述声冲击控制器通过甚至在传统听力装置的输出信号严重饱和并且由受话器输出的声音因此严重受限的那些情况下也确保冲击事件对所述听力装置的用户而言仍然是可感知的而不会损害环境感知，从而基本上消除所述冲击事件。
在所述听力装置的实施方式中，所述声冲击控制器被适配为完全根据所述冲击检测信息来确定总增益因子以及第一增益分配系数和第二增益分配系数，并且其中，所述总增益因子是所述第一和第二增益因子的乘积并且所述第一增益分配系数和所述第二增益分配系数的和是恒量(例如等于1)，以及其中，所述第一增益因子被确定为所述总增益因子乘以所述第一增益分配系数并且所述第二增益因子被确定为所述总增益因子乘以所述第二增益分配系数。
在所述听力装置的另一个实施方式中，所述声冲击控制器被适配为根据所述受限音频信号的饱和度来调整所述第一增益因子和所述第二增益因子，并且其中，所述声冲击控制器被具体地适配为当所述饱和度减小时增加所述第一增益因子并且减小所述第二增益因子。
在所述听力装置的另一个实施方式中，所述声冲击控制器被适配为根据所述输出限幅器的(预设)最大信号电平来调整所述第一增益因子和所述第二增益因子。
在另一个实施方式中，所述听力装置还包括音频分析器，具体是或者包括声音分类器，以基于所述输入音频信号确定瞬时声环境的类型，并且其中，所述声冲击控制器被适配为根据所述瞬时声环境的类型来调整所述第一增益因子和所述第二增益因子，以及具体地根据所述瞬时声环境的类型来调整所述总增益因子以及所述第一增益分配系数和所述第二增益分配系数。
在所述听力装置的另一个实施方式中，所述声冲击检测器被适配为检测所述声冲击事件的类型并且提供所述声冲击事件的类型作为所述冲击检测信息的一部分，并且其中，所述声冲击控制器被适配为根据所述声冲击事件的类型来调整所述第一增益因子和所述第二增益因子，以及具体地根据所述声冲击事件的类型来调整所述总增益因子以及所述第一增益分配系数和所述第二增益分配系数。
在另一个实施方式中，所述听力装置还包括：
-分析滤波器组，该分析滤波器组被构造和配置为将所述输入音频信号分解成多个带限输入音频信号，每个带限输入音频信号与对应的频带相关联；以及
-合成滤波器组，该合成滤波器组被构造和配置为将所述合成滤波器组的多个带限输入信号组合或者组成为提供给所述输出换能器的输入端的单个信号，
其中，所述音频信号处理器处理所述带限输入音频信号中的每一个，以提供多个经处理的带限音频信号，并且其中，所述声冲击控制器被适配为根据所述冲击检测信息来确定针对每个频带的第一频率相关增益因子和第二频率相关增益因子，并且其中，所述第一衰减器被适配为按照对应的第一频率相关增益因子衰减所述经处理的带限音频信号中的每一个并且提供多个经衰减的带限音频信号，并且其中，所述输出限幅器被适配为将所述多个经衰减的音频信号中的每一个的信号电平限制到最大信号电平，其中，具体地，针对每个频带，所述最大信号电平是单独的，并且所述输出限幅器被适配为提供多个带限受限音频信号，以及其中，所述第二衰减器被适配为按照对应的第二频率相关增益因子衰减所述带限受限音频信号中的每一个并且将多个另外的经衰减的音频信号作为输入信号提供给所述合成滤波器组。
在所述听力装置的另一个实施方式中，所述声冲击控制器被适配为完全根据所述冲击检测信息来确定针对每个频带的总频率相关增益因子以及第一频率相关增益分配系数和第二频率相关增益分配系数，并且其中，针对每个频带，所述总频率相关增益因子是所述第一和第二频率相关增益因子的乘积，并且针对每个频带，所述第一频率相关增益分配系数和所述第二频率相关增益分配系数的和是恒量(例如等于1)，并且其中，针对每个频带，所述第一频率相关增益因子被确定为所述总频率相关增益因子乘以所述第一频率相关增益分配系数并且所述第二频率相关增益因子被确定为所述总频率相关增益因子乘以所述第二频率相关增益分配系数。
在所述听力装置的另一个实施方式中，所述声冲击控制器被适配为针对每个频带，根据所述带限受限音频信号的频率相关饱和度来调整所述第一频率相关增益因子和所述第二频率相关增益因子，并且其中，所述声冲击控制器被具体地适配为当所述频率相关饱和度减小时增加所述第一频率相关增益因子并且减小所述第二频率相关增益因子。
在所述听力装置的另一个实施方式中，所述声冲击控制器被适配为根据所述瞬时声环境的类型来针对每个频带调整所述第一频率相关增益因子和所述第二频率相关增益因子。
在所述听力装置的另一个实施方式中，所述声冲击控制器被适配为根据所述声冲击事件的类型来针对每个频带调整所述第一频率相关增益因子和所述第二频率相关增益因子。
在所述听力装置的另一个实施方式中，所述声冲击控制器被适配为根据所述用户的个人偏好来调整所述第一增益因子和所述第二增益因子，或另选地针对每个频带的所述第一频率相关增益因子和所述第二频率相关增益因子，或所述总增益，或另选地针对每个频带的所述总频率相关增益。
在另一个实施方式中，所述听力装置还包括控制元件，该控制元件被构造和配置为接收用户输入，并且其中，所述声冲击控制器被适配为根据所述用户输入来调整所述个人偏好，以及其中，具体地所述听力装置被适配为从装配装置接收初始个人偏好。
在另一个实施方式中，所述听力装置还包括收发器，该收发器被适配为向用于被佩戴在所述用户的另一耳朵处或者至少部分地在所述用户的另一耳朵内的第二听力装置发送信息以及从该第二听力装置接收信息，其中，所述信息包括下列中的至少一种：
-所述冲击检测信息；
-所述第一增益因子和/或所述第二增益因子；
-针对所述频带中的一个或更多个的所述第一频率相关增益因子和/或所述第二频率相关增益因子；
-所述总增益因子和/或所述第一增益分配系数和/或所述第二增益分配系数；
-针对所述频带中的一个或更多个的所述总频率相关增益因子和/或所述第一频率相关增益分配系数和/或所述第二频率相关增益分配系数；
-所述瞬时声环境的类型；
-所述声冲击事件的类型，
其中，所述声冲击控制器被适配为应用从所述另一听力装置接收到的信息以在所述听力装置中确定下列中的至少一种：
-所述冲击检测信息；
-所述第一增益因子和/或所述第二增益因子；
-针对所述频带中的一个或更多个的所述第一频率相关增益因子和/或所述第二频率相关增益因子；
-所述总增益因子和/或所述第一增益分配系数和/或所述第二增益分配系数；
-针对所述频带中的一个或更多个的所述总频率相关增益因子和/或所述第一频率相关增益分配系数和/或所述第二频率相关增益分配系数；
-所述瞬时声环境的类型；
-所述声冲击事件的类型。
在第二方面中，本发明指向一种用于听力装置中的声冲击控制的方法，该听力装置用于被佩戴在该听力装置的用户的耳朵处或者至少部分地在该听力装置的用户的耳朵内，该方法包括以下步骤：
a)接收音频信号并且基于此提供输入音频信号；
b)检测在所述输入音频信号中存在的声冲击事件并且提供与该声冲击事件有关的冲击检测信息；
c)处理所述输入音频信号并且提供经处理的音频信号；
d)根据所述冲击检测信息来确定第一增益因子和第二增益因子；
e)按照所述第一增益因子衰减所述经处理的音频信号并且提供经衰减的音频信号；
f)将所述经衰减的音频信号的信号电平限制到最大信号电平并且提供受限音频信号；
g)按照所述第二增益因子衰减所述受限音频信号并且提供另一经衰减的音频信号作为输出音频信号；以及
h)将所述输出音频信号输出给所述用户。
在实施方式中，所述方法还包括以下步骤：
-将所述输入音频信号分解成多个带限输入音频信号，每个带限输入音频信号与对应的频带相关联；以及
-将多个带限输出音频信号组合或者组成为单个输出音频信号，
其中，针对每个频带单独地进行步骤c)至步骤g)。
在另一个实施方式中，所述方法还包括以下步骤：
-向用于被佩戴在所述用户的另一耳朵处或者至少部分地在所述用户的另一耳朵内的第二听力装置发送信息；
-从所述第二听力装置接收信息，
其中，所述信息包括下列中的至少一种：
·所述冲击检测信息；
·所述第一增益因子和/或所述第二增益因子；
·针对所述频带中的一个或更多个的第一频率相关增益因子和/或第二频率相关增益因子；
·总增益因子和/或第一增益分配系数和/或第二增益分配系数；
·针对所述频带中的一个或更多个的总频率相关增益因子和/或第一频率相关增益分配系数和/或第二频率相关增益分配系数；
·瞬时声环境的类型；
·所述声冲击事件的类型，
并且其中，从所述另一听力装置接收到的信息被用于在所述听力装置中确定下列中的至少一种：
·所述冲击检测信息；
·所述第一增益因子和/或所述第二增益因子；
·针对所述频带中的一个或更多个的第一频率相关增益因子和/或第二频率相关增益因子；
·总增益因子和/或第一增益分配系数和/或第二增益分配系数；
·针对所述频带中的一个或更多个的总频率相关增益因子和/或第一频率相关增益分配系数和/或第二频率相关增益分配系数；
·瞬时声环境的类型；
·所述声冲击事件的类型。
应指出的是，以上提及的实施方式的组合可以根据本发明产生更进一步的更具体实施方式。
附图说明
借助于非限制性具体实施方式/示例并参考附图，在下面进一步说明本发明，其中：
图1示出了在时域中进行快速冲击检测并且在频域中应用抗冲击控制的现有技术方案的高级框图；
图2示出了举例说明根据本发明的各种可能的实施方式的具有声冲击控制的听力装置的框图；
图3示出了举例说明根据本发明的各种可能的另外的实施方式的具有声冲击控制的听力装置的另一框图；
图4示出了例示由应用频率相关增益G(f)(被标绘为衰减函数1/G(f))产生的根据本发明的示例性频率成形的曲线图；以及
图5示出了根据本发明的包括具有协调声冲击控制的左听力装置和右听力装置的双耳听力***的示意高级框图。
在这些图中，相似的附图标记指代相似的部分。
具体实施方式
图1以高级框图例示了如US 7,983,425 B2中提供的现有技术的抗冲击***(参考US 7,983,425 B2中的图6)。声音由提供输入信号s(t)的麦克风拾取，然后从时域变换到频域，例如通过分析滤波器组14或快速傅立叶变换(FFT)进行。在时域中工作的快速冲击检测器12可检测到在输入信号s(t)中存在声冲击事件，并且确定冲击有多强、冲击是什么种类，并且可通过检测相对冲击和绝对冲击来适应声环境中的变化。抗冲击控制13将无延迟地立即对所检测到的冲击做出反应并且应用适当的增益/衰减作为频域处理15的一部分。随后，频域信号变换回到时域，例如通过合成滤波器组16(例如，加法器/组合器)或逆FFT(IFFT)进行，并且例如借助于受话器输出得到的信号y(t)。
图2描绘了举例说明根据本发明的各种可能的实施方式的具有声冲击控制的听力装置的框图。音频信号(声音)由输入换能器1(例如麦克风)拾取，并且作为输入信号提供给处理器11(诸如数字信号处理器(DSP))，以根据听力装置的用户的需要和偏好处理。经处理的信号随后由输出换能器3输出，所述输出换能器3诸如微型扬声器(通常还称为受话器)、耳蜗植入物或直接声耳蜗刺激器(DACS)。在实施方式中，输入信号从时域变换到频域，例如通过分析滤波器组8或FFT进行。随后，在块15'中，在频域中处理经变换的信号，诸如应用频率相关增益以补偿用户的听力损失/损伤。通常(即在现有技术中)，然后将经处理的信号施加到输出限幅器2，以在变换回到时域之前将信号限制到最大信号电平，例如通过合成滤波器组9或IFFT进行。然而，根据本发明，经处理的信号在输出限幅器2之前被第一衰减器6附加地按照第一增益/衰减因子Gb衰减，并且在输出限幅器2之后被第二衰减器7进一步按照第二增益/衰减因子Gp衰减。以这种方式，即使在输入信号传统上会被严重削波并且提供给输出换能器3的输出信号完全饱和的情形下，也可以确保冲击事件仍然是可感知的。第一增益/衰减因子Gb和第二增益/衰减因子Gp由声冲击控制器5根据由声冲击检测器4所提供的冲击检测信息来确定。这种冲击检测信息例如可以是与以下各项有关的信息：信号基底、峰值信号电平、冲击对比电平(例如，峰值信号电平与信号基底之间的差)、起始时间、冲击指数(例如，基于冲击对比电平和起始时间)、冲击的持续时间或冲击的类型。在根据图2的实施方式中，在时域中实现声冲击检测器4，以便实现非常快速的检测并且在频域中进行处理。因为将输入信号从时域变换到频域引发延迟，所以第一增益/衰减因子Gb和第二增益/衰减因子Gp可由声冲击控制器5及时确定，以在频域中应用于包含冲击的经延迟的处理的信号。然而，还可设想的是，输入信号的处理以及冲击检测都在时域中进行或者输入信号的处理以及冲击检测都在频域中进行。
另选地，为了直接确定两个增益/衰减因子Gb、Gp，声冲击控制器5可以计算总增益/衰减因子Ga以及第一增益分配系数rb和第二增益分配系数rp，由此两者的和等于1(rb+rp＝1)，并且第一增益/衰减因子等于总增益/衰减因子Ga和第一增益分配系数rb的乘积(Gb＝Ga×rb)，并且第二增益/衰减因子等于总增益/衰减因子Ga和第二增益分配系数rp的乘积(Gp＝Ga×rp)，如图2中通过乘子所指示的。
声冲击控制器5可以例如根据受限音频信号的饱和度S来调整第一增益/衰减因子Gb和第二增益/衰减因子Gp。具体地，声冲击控制器5可以在饱和度S减小时增加第一增益因子Gb并减小第二增益因子Gp，并且反之亦然。声冲击控制器5可以根据饱和度S相应地调整第一增益分配系数rb和第二增益分配系数rp。饱和度S例如通过施加到输出限幅器2的输入端的信号的信号电平超过输出限幅器2的最大信号电平的情况下，即输入信号被削波的情况下的相对时间量来给出。另选地，饱和度S例如通过施加到输出限幅器2的输入端的信号的最大值与施加到输出限幅器2的输入端的信号的平均值的比率来给出。
此外，声冲击控制器5可以例如根据输出限幅器2的最大信号电平来调整第一增益/衰减因子Gb和第二增益/衰减因子Gp(以及相应地第一增益分配系数rb和第二增益分配系数rp)，输出限幅器2的最大信号电平可例如由听力装置的装配方预先设置。
此外，声冲击控制器5可以根据瞬时声环境AE的类型来调整第一增益/衰减因子Gb和第二增益/衰减因子Gp(或总增益因子Ga以及相应地第一增益分配系数rb和第二增益分配系数rp)，瞬时声环境AE的类型由音频分析器10(该音频分析器10是或者包括声音分类器)确定。
附加地，声冲击控制器5可以根据用户的个人偏好PP来调整第一增益/衰减因子Gb和第二增益/衰减因子Gp(或总增益因子Ga以及相应地第一增益分配系数rb和第二增益分配系数rp)，用户的个人偏好PP在将听力装置装配到单独用户期间确定。
图3描绘了举例说明根据本发明的各种可能的另外的实施方式的具有声冲击控制的听力装置的另一框图。图2和图3所示的实施方式之间的差异是，在图3中，所应用的增益/衰减Gb,i、Gp,i对于不同的频带Fi来说(同样地对于Ga,i、rb,i和rp,i来说)是单独的/特定的。此外，声冲击控制器5可以根据频率相关饱和度Si来调整这些增益/衰减Gb,i、Gp,i，所述频率相关饱和度Si进而可能根据用户的基于诸如通过用户的听力图所给出的其单独的听力损失/损伤的个人偏好PP。
在图4中例示了通过图3中所示的实施方式提供的增益/衰减的示例性频率成形，图4描绘了频率相关衰减函数1/Ga、1/Gb和1/Gp的曲线图，其中高衰减应用于高音频频率并且低衰减应用于低音频频率。在此曲线图中，衰减大于1(1/G(f)>1)，即增益小于1(G(f)<1)。按对数(分贝)标度，衰减是负的并且增益是正的。
图5示意性地描绘了包括左听力装置和右听力装置的双耳听力***的高级框图。每个听力装置包括它自己的声冲击控制器ASC，然而这两个声冲击控制器例如以无线方式彼此链接，以允许它们之间的协调。这是有利的，以确保可由双耳听力***的用户正确地定位冲击事件。为了实现这一点，可以在两个听力装置之间交换例如冲击检测信息、增益因子Gb和Gp等，使得左听力装置知道右听力装置如何检测/登记声冲击事件(并且反之亦然)以及听力装置如何独立地对冲击事件做出反应，从而允许反应被修改，具体地被对齐，以确保冲击源的正确定位。
基于把全部/总冲击控制增益Ga分布在输出限幅器2之前(Gb)和之后(Gp)，根据本发明的所提出的冲击控制方案提供自适应且智能的抗冲击机制，从而保持可以对所有用户自然且舒适的方式并在所有听力情形下感知声冲击事件，而不会过度地影响诸如语音或音乐这样的期望的目标信号。此外，根据本发明的所提出的双耳协调抗冲击方案保存定位信息，使得还以自然且舒适的方式感知声冲击事件。因此，根据本发明的声冲击控制实现以下目标：
-减少(或者最小化)冲击影响；
-使声音保持自然以允许用户知道冲击事件的类型；
-保持冲击的相对响度，使得用户可感知冲击水平；以及
-使冲击维持在用户的舒适范围内。
如可在输出限幅器之后完全应用抗冲击增益控制(即Gb＝1，Gp＝Ga)的极端情况下看到的，即使当限幅器的输出端处的信号完全饱和时，用户也仍然能够感知冲击。因此，在所有情形下维持了冲击感知。
由本发明提出的声冲击控制因此提供以下益处：
-即使针对由于用户的严重听力损失而应用非常高的放大率、从而驱使听力装置几乎或完全饱和的听力装置，所提出的抗冲击增益控制方案也确保声冲击事件对所有用户而言仍然是可感知的并且可在所有听力情形下感知。
-通过将输出信号的衰减局限于存在冲击信号的那些频带，所期望的目标信号(例如语音或音乐)未被不利地影响。
-所提出的自适应抗冲击方案适应主导声环境，因此针对不同听力情形递送最佳性能。
-所提出的抗冲击方案根据单独用户的需要或偏好进行个性化，因此为不同的个体提供最佳益处。
-在双耳听力***中，所提出的协调抗冲击方案考虑到冲击信号可以根据冲击事件源位于何处而在两个听力装置处具有不同的强度水平和时间特性。因此，在两个听力装置的声冲击控制器之间交换信息，以便避免如下情形：冲击仅被听力装置中的一个听力装置检测到，然后该一个听力装置使冲击信号衰减，然而另一听力装置不对冲击做出反应，因此使得用户难以定位冲击信号来自哪里。
Claims (17)
1.一种听力装置，该听力装置被构造为被佩戴在该听力装置的用户的耳朵处或者至少部分地在该听力装置的用户的耳朵内，该听力装置包括：
-输入换能器(1)，该输入换能器(1)被构造和配置为接收音频信号并且将所接收到的音频信号转换成输入音频信号；
-音频信号处理器(15')，该音频信号处理器(15')被构造和配置为处理所述输入音频信号并且提供经处理的音频信号；
-输出限幅器(2)，该输出限幅器(2)被构造和配置为将施加到该输出限幅器的输入端的信号的信号电平限制到最大信号电平并且提供受限音频信号；
-输出换能器(3)，该输出换能器(3)被构造和配置为将施加到该输出换能器(3)的输入端的信号转换成要提供给所述用户的输出音频信号；以及
-声冲击检测器(4)，该声冲击检测器(4)被构造和配置为检测在所述输入音频信号中存在的声冲击事件并且提供与该声冲击事件有关的冲击检测信息，
其特征在于，所述听力装置还包括：
-声冲击控制器(5)，该声冲击控制器(5)被构造和配置为根据所述冲击检测信息来确定第一增益因子(Gb)和第二增益因子(Gp)；
-第一衰减器(6)，该第一衰减器(6)被构造和配置为使所述经处理的音频信号按照所述第一增益因子(Gb)衰减并且向所述输出限幅器(2)的输入端提供经衰减的音频信号；以及
-第二衰减器(7)，该第二衰减器(7)被构造和配置为使所述受限音频信号按照所述第二增益因子(Gp)衰减并且向所述输出换能器(3)的输入端提供另一经衰减的音频信号。
2.根据权利要求1所述的听力装置，其中，所述声冲击控制器(5)被适配为完全根据所述冲击检测信息来确定总增益因子(Ga)以及第一增益分配系数(rb)和第二增益分配系数(rp)，并且其中，所述总增益因子(Ga)是所述第一增益因子(Gb)与所述第二增益因子(Gp)的乘积，并且所述第一增益分配系数(rb)与所述第二增益分配系数(rp)的和是恒量，以及其中，所述第一增益因子(Gb)被确定为所述总增益因子(Ga)乘以所述第一增益分配系数(rb)，并且所述第二增益因子(Gp)被确定为所述总增益因子(Ga)乘以所述第二增益分配系数(rp)。
3.根据权利要求1或2所述的听力装置，其中，所述声冲击控制器(5)被适配为根据所述受限音频信号的饱和度(S)来调整所述第一增益因子(Gb)和所述第二增益因子(Gp)，并且其中，所述声冲击控制器(5)被具体适配为当所述饱和度(S)减小时增加所述第一增益因子(Gb)并且减小所述第二增益因子(Gp)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的听力装置，其中，所述声冲击控制器(5)被适配为根据所述输出限幅器(2)的最大信号电平来调整所述第一增益因子(Gb)和所述第二增益因子(Gp)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的听力装置，其中，所述听力装置还包括音频分析器(10)，具体是或者包括声音分类器，用于基于所述输入音频信号确定瞬时声环境(AE)的类型，并且其中，所述声冲击控制器(5)被适配为根据所述瞬时声环境(AE)的类型来调整所述第一增益因子(Gb)和所述第二增益因子(Gp)，并且具体地根据所述瞬时声环境(AE)的类型来调整所述总增益因子(Ga)以及所述第一增益分配系数(rb)和所述第二增益分配系数(Gp)。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的听力装置，其中，所述声冲击检测器(5)被适配为检测所述声冲击事件的类型并且提供所述声冲击事件的类型作为所述冲击检测信息的一部分，并且其中，所述声冲击控制器(5)被适配为根据所述声冲击事件的类型来调整所述第一增益因子(Gb)和所述第二增益因子(Gp)，并且具体地根据所述声冲击事件的类型来调整所述总增益因子(Ga)以及所述第一增益分配系数(rb)和所述第二增益分配系数(rp)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的听力装置，其中，所述听力装置还包括：
-分析滤波器组(8)，该分析滤波器组(8)被构造和配置为将所述输入音频信号分解成多个带限输入音频信号，每个带限输入音频信号与对应的频带相关联；以及
-合成滤波器组(9)，该合成滤波器组(9)被构造和配置为将所述合成滤波器组(9)的多个带限输入信号组合或者组成为提供给所述输出换能器(3)的输入端的单个信号，
其中，所述音频信号处理器(15')处理所述带限输入音频信号中的每一个，以提供多个经处理的带限音频信号，并且
其中，所述声冲击控制器(5)被适配为根据所述冲击检测信息来确定针对每个频带的第一频率相关增益因子(Gb,i)和第二频率相关增益因子(Gb,i)，并且
其中，所述第一衰减器(6)被适配为使所述经处理的带限音频信号中的每一个按照对应的第一频率相关增益因子(Gb,i)衰减并且提供多个经衰减的带限音频信号，并且
其中，所述输出限幅器(2)被适配为将所述多个经衰减的音频信号中的每一个的信号电平限制到最大信号电平，其中，具体地，针对每个频带，所述最大信号电平是单独的，并且所述输出限幅器(2)被适配为提供多个带限受限音频信号，以及
其中，所述第二衰减器(7)被适配为使所述带限受限音频信号中的每一个按照对应的第二频率相关增益因子(Gp,i)衰减并且将多个另外的经衰减的音频信号作为输入信号提供给所述合成滤波器组(9)。
8.根据权利要求7所述的听力装置，其中，所述声冲击控制器(5)被适配为完全根据所述冲击检测信息来确定针对每个频带的总频率相关增益因子(Ga,i)以及第一频率相关增益分配系数(rb,i)和第二频率相关增益分配系数(rp,i)，并且其中，针对每个频带，所述总频率相关增益因子(Ga,i)是所述第一频率相关增益因子(Gb,i)与所述第二频率相关增益因子(Gp,i)的乘积，并且针对每个频带，所述第一频率相关增益分配系数(rb,i)与所述第二频率相关增益分配系数(rp,i)的和是恒量，并且其中，针对每个频带，所述第一频率相关增益因子(Gb,i)被确定为所述总频率相关增益因子(Ga,i)乘以所述第一频率相关增益分配系数(rb,i)，并且所述第二频率相关增益因子(Gp,i)被确定为所述总频率相关增益因子(Ga,i)乘以所述第二频率相关增益分配系数(rp,i)。
9.根据权利要求7或8所述的听力装置，其中，所述声冲击控制器(5)被适配为针对每个频带，根据所述带限受限音频信号的频率相关饱和度(Si)来调整所述第一频率相关增益因子(Gb,i)和所述第二频率相关增益因子(Gp,i)，并且其中，所述声冲击控制器(5)具体地适配为当所述频率相关饱和度(Si)减小时增加所述第一频率相关增益因子(Gb,i)并且减小所述第二频率相关增益因子(Gp,i)。
10.根据权利要求7和5所述的听力装置，其中，所述声冲击控制器(5)被适配为根据所述瞬时声环境(AE)的类型来针对每个频带调整所述第一频率相关增益因子(Gb,i)和所述第二频率相关增益因子(Gp,i)。
11.根据权利要求7和6所述的听力装置，其中，所述声冲击控制器(5)被适配为根据所述声冲击事件的类型来针对每个频带调整所述第一频率相关增益因子(Gb,i)和所述第二频率相关增益因子(Gp,i)。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的听力装置，其中，所述声冲击控制器(5)被适配为根据所述用户的个人偏好(PP)来调整所述第一增益因子(Gb)和所述第二增益因子(Gp)，或另选地针对每个频带的所述第一频率相关增益因子(Gb,i)和所述第二频率相关增益因子(Gp,i)，或所述总增益(Ga)，或另选地针对每个频带的所述总频率相关增益(Ga,i)。
13.根据权利要求12所述的听力装置，其中，所述听力装置还包括控制元件，该控制元件被构造和配置为接收用户输入，并且其中，所述声冲击控制器被适配为根据所述用户输入来调整所述个人偏好(PP)，以及其中，具体地，所述听力装置被适配为从装配装置接收初始个人偏好(PP)。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的听力装置，其中，所述听力装置还包括收发器，该收发器被适配为向根据权利要求1至13中任一项的并且用于被佩戴在所述用户的另一耳朵处或者至少部分地在所述用户的另一耳朵内的第二听力装置发送信息以及从该第二听力装置接收信息，其中，所述信息包括下列中的至少一种：
-所述冲击检测信息；
-所述第一增益因子(Gb)和/或所述第二增益因子(Gp)；
-针对所述频带中的一个或更多个频带的所述第一频率相关增益因子(Gb,i)和/或所述第二频率相关增益因子(Gp,i)；
-所述总增益因子(Ga)和/或所述第一增益分配系数(rb)和/或所述第二增益分配系数(rp)；
-针对所述频带中的一个或更多个频带的所述总频率相关增益因子(Ga,i)和/或所述第一频率相关增益分配系数(rb,i)和/或所述第二频率相关增益分配系数(rp,i)；
-所述瞬时声环境(AE)的类型；
-所述声冲击事件的类型，
其中，所述声冲击控制器(5)被适配为应用从另一听力装置接收到的信息以在所述听力装置中确定下列中的至少一种：
-所述冲击检测信息；
-所述第一增益因子(Gb)和/或所述第二增益因子(Gp)；
-针对所述频带中的一个或更多个频带的所述第一频率相关增益因子(Gb,i)和/或所述第二频率相关增益因子(Gp,i)；
-所述总增益因子(Ga)和/或所述第一增益分配系数(rb)和/或所述第二增益分配系数(rp)；
-针对所述频带中的一个或更多个频带的所述总频率相关增益因子(Ga,i)和/或所述第一频率相关增益分配系数(rb,i)和/或所述第二频率相关增益分配系数(rp,i)；
-所述瞬时声环境(AE)的类型；
-所述声冲击事件的类型。
15.一种用于听力装置中的声冲击控制的方法，该听力装置用于被佩戴在该听力装置的用户的耳朵处或者至少部分地在该听力装置的用户的耳朵内，该方法包括以下步骤：
a)接收音频信号并且基于此提供输入音频信号；
b)检测在所述输入音频信号中存在的声冲击事件并且提供与该声冲击事件有关的冲击检测信息；
c)处理所述输入音频信号并且提供经处理的音频信号；
d)根据所述冲击检测信息来确定第一增益因子(Gb)和第二增益因子(Gp)；
e)按照所述第一增益因子(Gb)衰减所述经处理的音频信号并且提供经衰减的音频信号；
f)将所述经衰减的音频信号的信号电平限制到最大信号电平并且提供受限音频信号；
g)按照所述第二增益因子(Gp)衰减所述受限音频信号并且提供另一经衰减的音频信号作为输出音频信号；以及
h)将所述输出音频信号输出给所述用户。
16.根据权利要求15所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
-将所述输入音频信号分解成多个带限输入音频信号，每个带限输入音频信号与对应的频带相关联；以及
-将多个带限输出音频信号组合或者组成为单个输出音频信号，
其中，针对每个频带单独地执行步骤c)至步骤g)。
17.根据权利要求15或16所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
-向用于被佩戴在所述用户的另一耳朵处或者至少部分地在所述用户的另一耳朵内的第二听力装置发送信息；
-从所述第二听力装置接收信息，
其中，所述信息包括下列中的至少一种：
·所述冲击检测信息；
·所述第一增益因子(Gb)和/或所述第二增益因子(Gp)；
·针对所述频带中的一个或更多个频带的第一频率相关增益因子(Gb,i)和/或第二频率相关增益因子(Gp,i)；
·总增益因子(Ga)和/或第一增益分配系数(rb)和/或第二增益分配系数(rp)；
·针对所述频带中的一个或更多个频带的总频率相关增益因子(Ga,i)和/或第一频率相关增益分配系数(rb,i)和/或第二频率相关增益分配系数(rp,i)；
·瞬时声环境(AE)的类型；
·所述声冲击事件的类型，
并且其中，从另一听力装置接收到的信息被用于在所述听力装置中确定下列中的至少一种：
·所述冲击检测信息；
·所述第一增益因子(Gb)和/或所述第二增益因子(Gp)；
·针对所述频带中的一个或更多个频带的第一频率相关增益因子(Gb,i)和/或第二频率相关增益因子(Gp,i)；
·总增益因子(Ga)和/或第一增益分配系数(rb)和/或第二增益分配系数(rp)；
·针对所述频带中的一个或更多个频带的总频率相关增益因子(Ga,i)和/或第一频率相关增益分配系数(rb,i)和/或第二频率相关增益分配系数(rp,i)；
·瞬时声环境(AE)的类型；
·所述声冲击事件的类型。
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