CN115278492A - 具有免持控制的助听器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了具有免持控制的助听器，该助听器包括：配置成从环境接收输入信号的一个或多个传声器；配置成处理来自环境的输入信号的信号处理器；及配置成将处理后的输入信号的至少一部分发射到助听器用户的耳朵内的接收器；其中信号处理器还配置成处理形成输入信号的一部分并由一个或多个传声器接收的姿势信号，及配置成与助听器的程序选择器和/或设置处理器通信，以将姿势信号传到程序选择器和/或设置处理器从而基于姿势信号控制助听器的信号处理器的程序选择和/或设置；其中所述处理器配置成在助听器处理器中处理声音时将姿势信号与传声器接收的声音分离。
Description
技术领域
本申请涉及具有免持控制的助听器。
背景技术
一般已知的助听器在助听器上包括物理按钮，其使用户能控制和调节助听器的设置、程序等。然而，灵巧在一般终端用户控制助听器时经常是一个问题，简单的按钮按压可为助听器用户提供的访问功能有限。此外，先进的按钮按压(快/长/更长的按钮按压)的学习不能凭直觉获知且复杂，尤其对于上了年纪的及灵巧降低的人更是如此。这些接近控制按钮的困难可导致它们的使用不足，使得助听器用户获得比助听器能为他/她做的少的功能。
此外，助听器用户经常需要在佩戴助听器时按压一个或多个按钮和/或从耳朵取下助听器以调节任何设置和/或程序。对于助听器用户而言，这可能与难堪和社会耻辱相关联。
因此，需要提供一种解决至少部分上面提及的问题的解决方案。
发明内容
本发明提供现有解决方案的备选方案。
根据一方面，上面提及的难题由一种助听器解决，其包括配置成从环境接收输入信号的一个或多个传声器及配置成处理来自环境的输入信号的信号处理器。接收器配置成将处理后的输入信号的至少一部分发射到助听器用户的耳朵内，其中信号处理器还配置成处理形成输入信号的一部分并由一个或多个传声器接收的姿势信号。此外，处理后的姿势信号被传给助听器的程序选择器和/或设置处理器，以将姿势信号传到程序选择器和/或设置处理器从而基于姿势信号控制助听器的信号处理器的程序选择和/或设置。这样，助听器的用户可通过在助听器附近简单地进行姿势移动而控制助听器设置和程序选择。姿势移动将通过助听器传声器接收为助听器的输入声音信号的一部分，及姿势信号将从初始声音信号减去以使能将纯净声音传入耳内，同时检测到由用户给予助听器的命令。这使助听器能免持控制，因为不再需要按物理设置在助听器上的按钮。处理器还可配置成在助听器处理器中处理声音时将姿势信号与传声器接收的声音分开。这样，预期在姿势信号包括听得见的声音时，这些声音将不妨碍例如语音理解/语音可懂度。因而，用户将不被源自姿势信号的这些声音打扰。
与助听器免持通信的几个机会在下面提出。它们在助听器中可一起相互作用或者可实施为分开的解决方案。所提出的部分解决方案可区分为有源和无源，其它解决方案可使用其它手段，例如传感器等。应当理解，无源解决方案预期为具有配置成帮助例如姿势信号的检测的有源硬件元件，而有源解决方案不需要助听器的额外元件就可工作。两种解决方案均预期在助听器中可一起实施或单独实施。在此提出的另外的可能性是在助听器和/或佩戴助听器的用户的环境中主动使用传感器。
在无源解决方案的一情形下，助听器可包括配置成将超声波发射到助听器环境的超声发射器，其中一个或多个传声器配置成接收从助听器附近出现的姿势反射回来的超声波。
在使用超声波的无源解决方案中，超声发射器配置成发射高于18kHz的超声波，其中空间发射范围配置成覆盖助听器周围的预定区域。
由佩戴助听器的人呈现的姿势可以是手势，其中多个不同的手势配置成控制用于控制助听器的程序选择器和/或信号处理器的设置的不同命令。
信号处理器可配置成检测形成输入信号的一部分的姿势信号的速度和方向以评估与助听器附近呈现的姿势有关的反射波的频率变化。
传声器可配置成还接收在助听器的听力处理时使用的并发射到用户补偿听力损失的环境声音，其中在助听器处理器中处理声音时姿势信号与传声器接收的声音分离例如从传声器接收的声音减去。
多个手势配置为“打开命令”手势、“音量调高”手势、“音量调低”手势和“程序选择”手势。
助听器可配置成具有训练单元和/或将与训练单元通信联系，其中训练单元配置成接收用于特定用户的多个不同命令的多个不同手势以训练助听器识别用户的控制助听器的不同命令的多个不同手势。
在有源解决方案的一情形下，姿势信号可配置为由人的物体或手在助听器附近的移动导致的声音模式，其中该声音模式由一个或多个传声器拾取并由信号处理器检测，其中特定声音模式控制助听器的特定命令，例如助听器处理中的程序选择和/或设置。
声音模式可在助听器的训练单元中进行训练以使助听器能识别用于特定命令的特定声音模式。
在提及的无源和有源解决方案的情形下，检测到的姿势信号可导致助听器将预定声音传给助听器用户从而指明由姿势信号导致的命令的执行。
在这里提出的基于传感器的解决方案中，为了以免持方式控制助听器，已考虑生物统计传感器。
也就是说，在实施例中，本发明中已考虑使大脑-听力仪器能无缝地相互作用的传统脑机接口后面的原理。嵌入在助听器中的耳内EEG电极与安装在用户环境中的闪烁光源一起可使用户每当视觉上注意光按钮时能触发特定行动。
也就是说，当看(隐约)闪烁的光时，大脑将自动调节节奏与闪烁频率同步。该频率通过助听器反映在记录的EEG信号中，即通过所谓的神经-外界同步。该反应称为视觉诱发电位(VEP)。使光以高于50Hz的频率闪烁将确保其表现为恒定的光源，因而将不被感知为干扰。
在任何描述的解决方案中的助听器控制例如可包括音量控制/程序变化。
在传感器情形下，其中使用EEG信号，一种可能性是使用以不同频率闪烁的外部LED灯或屏幕(可以是电话上的app)。每一频率可被分配给不同的用户交互，从而使用户能分离地控制助听器而无需用手按按钮。因而，当用户注意特定闪烁模式时，所得的诱发反应使能助听器音量控制的变化和/或程序变化。
在提出的助听器自动化办公室模式下，该解决方案是仅在助听器用户看屏幕时降增益。这将在用户看邮件、阅读和/或一般在大脑上工作时使用户能专心。然而，一旦开始与同事交互并看向远离屏幕的方向，平常优化的设置将被复原而无需明确的用户交互。
屏幕的闪烁将通过神经-外界同步反映在EEG信号中。在检测到屏幕的频率时，增益减小。
在处于所谓的办公室模式时的另一情形可以是确保用户仅通过看助听器用户前面的屏幕即能改变助听器的设置，无需接触助听器。也就是说，向用户呈现具有列表或带设置的子菜单的菜单的屏幕，用户能够在助听器内无需使用他/她的手就能改变，给予他/她正改变到什么设置的知识，不管助听器处于什么状态，从而向用户提供助听器的免持控制。如先前阐述的，所提出的解决方案是在屏幕上向助听器用户提供菜单项，每一菜单项配置成以特定频率闪烁。菜单以其进行闪烁的每一特定频率使用户能选择性地看用户感兴趣的程序或助听器设置的闪烁菜单屏幕编码。也就是说，使用以不同频率闪烁的不同菜单，通过经助听器测量用户的EEG信号，可能检测到用户看哪一特定菜单项，从而在一定时间之后提供正确的设置。
另一方案包括音量控制和TV盒控制。通过将具有不同频率的小二极管添加到TV盒，得到新形式的分离的用户交互。聚焦于具有特定频率的光将调高音量，另一频率将调低音量，第三频率将使能配对设备。
另一方案包括免持警报按钮，其中特别设计的警报按钮安装在老年用户的房间中可使这些用户通过简单地注视闪烁按钮几秒就能触发紧急呼叫。这对于托老所等很理想。也可触发120或999呼叫。
因而，如已指明的，不同的行动可通过从视觉诱发电位记录的不同反应触发。如对本领域技术人员显而易见的，这同样解释姿势情形。
附图说明
本发明的各个方面将从下面结合附图进行的详细描述得以最佳地理解。为清晰起见，这些附图均为示意性及简化的图，它们只给出了对于理解本发明所必要的细节，而省略其他细节。在整个说明书中，同样的附图标记用于同样或对应的部分。每一方面的各个特征可与其他方面的任何或所有特征组合。这些及其他方面、特征和/或技术效果将从下面的图示明显看出并结合其阐明，其中：
图1示出了针对免持控制配置的助听器，其中手被示为在助听器附近执行手势；
图2示出了助听器的输入信号的处理及姿势信号与输入信号的分离；
图3示出了助听器中用于免持控制的超声发射器方案；
图4示出了助听器的EEG传感器控制；
图5示出了助听器的EEG传感器控制的例子。
具体实施方式
下面结合附图提出的具体描述用作多种不同配置的描述。具体描述包括用于提供多个不同概念的彻底理解的具体细节。然而，对本领域技术人员显而易见的是，这些概念可在没有这些具体细节的情形下实施。装置和方法的几个方面通过多个不同的块、功能单元、模块、元件、电路、步骤、处理、算法等(统称为“元素”)进行描述。根据特定应用、设计限制或其他原因，这些元素可使用电子硬件、计算机程序或其任何组合实施。
电子硬件可包括微机电***(MEMS)、(例如专用)集成电路、微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、选通逻辑、分立硬件电路、印刷电路板(PCB)(如柔性PCB)、及配置成执行本说明书中描述的多个不同功能的其它适当硬件，例如用于感测和/或记录环境、装置、用户等的物理性质的传感器。计算机程序应广义地解释为指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用、软件应用、软件包、例程、子例程、对象、可执行、执行线程、程序、函数等，无论是称为软件、固件、中间件、微码、硬件描述语言还是其他名称。
听力装置如助听器可适于改善或增强用户的听觉能力，其通过从用户环境接收声信号(即输入信号)、产生对应的音频信号、可能修改该音频信号、及将可能已修改的音频信号作为可听见的信号提供给用户的至少一只耳朵(即输出信号)而实现。“改善或增强用户的听觉能力”可包括补偿个体用户的特定听力损失。“听力装置”还可指适于以电子方式接收音频信号、可能修改该音频信号、及将可能已修改的音频信号作为可听见的信号提供给用户的至少一只耳朵的设备如可听戴设备、耳麦或头戴式耳机。可听见的信号可以下述形式提供：辐射到用户外耳内的声学信号、作为机械振动通过用户头部的骨结构和/或通过中耳的部分传到用户内耳的声信号、及直接或间接传到用户耳蜗神经和/或听觉皮层的电信号。
听力装置适于以任何已知的方式佩戴。这可包括：i)将听力装置的单元安排在耳后(具有将空传声信号导入耳道的管或者具有设置成靠近耳道或位于耳道中并通过导线(或无线)连接到耳后单元的接收器/扬声器)，如耳后型助听器；和/或ii)将听力装置整个或部分设置在用户的耳廓和/或耳道中，如耳内式助听器或耳道式/深耳道式助听器；或iii)将听力装置的单元设置成连接到植入到颅骨内的固定装置，如骨锚式助听器或者耳蜗植入物；或iv)将听力装置单元设置为整个或部分植入的单元，如骨锚式助听器或耳蜗植入物。
“听力***”指包括一个或两个听力装置的***。“双耳听力***”指包括两个听力装置的***，其中这些听力装置适于协同地向用户的两只耳朵提供听得见的信号。听力***或双耳听力***还可包括与至少一听力装置通信的一个或多个辅助装置，该辅助装置影响听力装置的运行和/或受益于听力装置的功能。在至少一听力装置和辅助装置之间建立有线或无线通信链路以使信息(如控制和状态信号，可能音频信号)能在其间进行交换。辅助装置可至少包括下述之一：遥控器、远程传声器、音频网关设备、无线通信设备例如移动电话(智能电话)或平板电脑或另一装置(例如包括图形界面)、广播***、汽车音频***、音乐播放器或其组合。音频网关设备可适于如从娱乐装置例如TV或音乐播放器，从电话装置例如移动电话，或从计算机例如PC接收多个音频信号。辅助装置还可适于(例如使用户能)选择和/或组合所接收音频信号(或信号组合)中的适当信号以传给至少一听力装置。遥控器适于控制至少一听力装置的功能和/或运行。遥控器的功能可实施在智能电话或其它(如便携)电子设备中，该智能电话/电子设备可能运行控制至少一听力装置的功能的应用程序(APP)。
一般地，听力装置包括i)用于从用户周围接收声信号并提供对应的输入音频信号的输入单元如传声器；和/或ii)用于以电子方式接收输入音频信号的接收单元。听力装置还包括用于处理输入音频信号的信号处理单元及用于根据处理后的音频信号将听得见的信号提供给用户的输出单元。
输入单元可包括多个输入传声器，例如用于提供随方向而变的音频信号处理。前述定向传声器***适于(相对地)增强用户环境中的多个声源中的目标声源和/或衰减其它声源(如噪声)。在一方面，该定向***适于检测(如自适应检测)传声器信号的特定部分源自哪一方向。这可使用传统已知的方法实现。信号处理单元可包括适于将随频率而变的增益施加到输入音频信号的放大器。信号处理单元还可适于提供其它适宜的功能如压缩、降噪等。
现在参考图1，示出了助听器1，以及在助听器1附近进行手势移动的手。助听器包括电池2、信号处理器SP、至少一传声器3和接收器4以及未示出的电元件。
图1中所示的助听器为耳内接收器式(RITE)助听器，其中接收器4计划设置在用户耳朵中并经连接元件6连接到助听器的耳后部分5(BTE)。然而，需要强调的是，所示RITE型助听器不应视为对本发明的限制，因为BTE型助听器、CIC型助听器、ITE型助听器均可同等好地实施成具有在此描述的助听器免持控制。因此，图1所示仅用于说明免持控制的助听器，例如经助听器用户的手7进行导致姿势信号8的手势移动而进行免持控制。
也就是说，图1的助听器用于图示助听器1，其包括配置成从环境接收输入信号(未示出)的一个或多个传声器3。助听器1还包括配置成处理来自环境的输入信号的信号处理器SP及配置成将处理后的输入信号的至少一部分发射到助听器用户的耳朵内的接收器4。信号处理器SP还配置成处理形成输入信号的一部分并由一个或多个传声器3接收的姿势信号8，及与助听器的程序选择器和/或设置处理器通信，以将姿势信号8传到程序选择器和/或设置处理器从而基于姿势信号控制助听器的信号处理器的程序选择和/或设置。
因而，现在转到图2，其更详细地示出了针对包含姿势信号8的输入信号，由助听器执行的信号处理步骤。在图2中，示出了声输入怎样形成输入信号，其中声输入不仅包括来自助听器环境的一般声音，而且包括结合图1所述的姿势信号8。声输入由一个或多个传声器3接收，其被处理以减去声输入的姿势信号(GS)部分。姿势信号(GS)被分析并分类为控制例如程序选择或助听器设置的命令，如图2中标示为P1、P2、P3。匹配姿势输入的程序或设置将被传给信号处理器从而根据助听器用户提供的姿势意指的及识别的姿势信号中指明的命令调节助听器设置和/或行动。
信号处理器的变化可导致在助听器中发生几件事。可能性已在本发明中提及，根据用户所处情形及提供的姿势，可包括程序选择、调高音量、调低音量、调节增益、关闭助听器等。
通过这样的解决方案，用户不需要直接按压助听器上的按钮，而是仅需要向助听器呈现免持姿势，助听器藉此基于用户提供的姿势自动调整程序、设置等。
在图3所示的实施例中，助听器包括配置成将超声波11发射到助听器1的环境的超声发射器10。如先前阐述的，一个或多个传声器3配置成接收从在助听器附近呈现的姿势信号8反射回来的反射的超声波12。如先前结合图1所述，在该实施例中，反射的超声波12在声输入的信号处理时进行分析并在经接收器4将听力损失补偿的输出发射到用户之前从信号处理器中用于补偿听力损失的输入信号实质上减去。如先前描述的，这被视为助听器免持控制的无源解决方案。
在图3的实施例中，优选地，超声发射器10发射高于18kHz的超声波11，其中空间发射范围配置成覆盖助听器周围的预定区域。
如图3中所示，环境中的姿势可以是助听器用户的手势7，其中多个不同的手势配置成控制用于控制助听器的程序选择器和/或信号处理器的设置的不同命令，如结合图2所述。
为检测输入声信号中的特定姿势，信号处理器配置成检测形成输入信号的一部分的姿势信号的速度和方向以评估与助听器附近呈现的姿势有关的反射波的频率变化。
在另一实施例中，助听器配置成具有训练单元和/或配置成与训练单元通信联系。训练单元配置成接收用于特定用户的多个不同命令的多个不同手势以训练助听器识别用户的控制助听器的不同命令的多个不同手势。
再次参考图1，在一实施例中，姿势信号也可配置为由人的物体或手7在助听器附近的移动导致的声音模式。声音模式由一个或多个传声器3拾取并由信号处理器SP检测，其中特定声音模式控制助听器的特定命令，例如助听器处理中的程序选择和/或设置。如先前描述的，这是助听器的免持控制的有源解决方案。
与在此描述的控制助听器的无源解决方案一样，有源解决方案也可用训练单元实施，其配置成使助听器能更好地识别用于不同命令的不同声音模式。
同样，在提及的有源和无源解决方案中，助听器配置成使得检测到的姿势信号导致助听器将预定声音经接收器传给助听器用户从而指明由姿势信号导致的命令的执行。
现在参考图4，示出了助听器的、使用传感器的免持控制。在该实施例中，如图1中所示的助听器另外配备有一个或多个EEG传感器，其配置成记录来自助听器用户的大脑的EEG信号。在该实施例中，EEG信号100用于记录因助听器用户看用户环境中的物体102而导致的视觉诱发电位101，其中物体102配备有闪烁元件，例如LED灯103或屏幕(可以是电话上的app)。物体的LED 103配置成以不同频率闪烁。
根据该实施例，闪烁LED 103的每一频率可被分配给不同的用户交互，从而使用户能分离地控制助听器而无需用手按按钮。因而，当用户注意LED 103的特定闪烁模式时，所得的诱发反应101使能助听器中的变化。这样的变化在图4中示为包括下述的行动：音量控制和/或程序变化、警报触发、办公室模式等。可预见几种可能性，这些可能性均被视为落在本发明范围内。
在提出的助听器自动化办公室模式下，一种解决方案可以是仅在助听器用户看屏幕时降增益。这将在用户看邮件、阅读和/或一般在大脑上工作时使用户能专心。然而，一旦用户开始与同事交互并看向远离屏幕的方向，平常优化的设置将被复原而无需明确的用户交互。也就是说，屏幕的闪烁将通过神经-外界同步反映在EEG信号中，在检测到屏幕的频率时，增益减小，如果未检测到EEG反应，视为助听器用户未看屏幕，增益恢复到正常。
在处于办公室模式时的另一情形可以是确保用户仅通过看助听器用户前面的屏幕即能改变助听器的设置，无需接触助听器。也就是说，向用户呈现屏幕，如图5中所示，具有列表或带设置(在图5中示为设置1、设置2、设置3、设置4)子菜单的菜单，用户能够在助听器内无需使用他/她的手就能改变，给予他/她正改变到什么设置的知识，不管助听器处于什么状态，从而向用户提供助听器的免持控制。如图5中所示，每一菜单项配置成以特定频率闪烁，其中菜单以其进行闪烁的每一特定频率使用户能选择性地看用户感兴趣的程序或助听器设置的闪烁菜单屏幕编码。由于不同的闪烁频率，这将导致不同的视觉诱发电位，助听器从而将能够区分用户看的菜单。因而，通过经助听器测量用户的EEG信号，可能检测到用户正看哪一特定菜单项，从而在一定时间之后提供正确的设置。
其它应用例子在先前已进行描述，因此将不进一步详细说明。此外，当由对应的过程适当代替时，上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的及权利要求中限定的装置的结构特征可与方法步骤结合。
除非明确指出，在此所用的单数形式“一”、“该”的含义均包括复数形式(即具有“至少一”的意思)。应当进一步理解，说明书中使用的术语“具有”、“包括”和/或“包含”表明存在所述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。应当理解，除非明确指出，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，可以是直接连接或耦合到其他元件，也可以存在中间***元件。如在此所用的术语“和/或”包括一个或多个列举的相关项目的任何及所有组合。除非明确指出，在此公开的任何方法的步骤不必须精确按所公开的顺序执行。
应意识到，本说明书中提及“一实施例”或“实施例”或“方面”或者“可”包括的特征意为结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一实施方式中。此外，特定特征、结构或特性可在本发明的一个或多个实施方式中适当组合。提供前面的描述是为了使本领域技术人员能够实施在此描述的各个方面。各种修改对本领域技术人员将显而易见，及在此定义的一般原理可应用于其他方面。除非明确指出，以单数形式提及的元件不意指“一个及只有一个”，而是指“一个或多个”。除非明确指出，术语“一些”指一个或多个。
Claims (11)
1.一种助听器，包括：
配置成从环境接收输入信号的一个或多个传声器；
配置成处理来自环境的输入信号的信号处理器；及
配置成将处理后的输入信号的至少一部分发射到助听器用户的耳朵内的接收器；
其中信号处理器还配置成处理形成输入信号的一部分并由一个或多个传声器接收的姿势信号，及配置成与助听器的程序选择器和/或设置处理器通信，以将姿势信号传到程序选择器和/或设置处理器从而基于姿势信号控制助听器的信号处理器的程序选择和/或设置；
其中所述处理器配置成在助听器处理器中处理声音时将姿势信号与传声器接收的声音分离。
2.根据权利要求1所述的助听器，其中，姿势信号与传声器接收的声音分离为相减。
3.根据权利要求1所述的助听器，其中，所述助听器还包括配置成将超声波发射到助听器环境的超声发射器，其中一个或多个传声器配置成接收从助听器附近出现的姿势反射回来的超声波，例如其中超声发射器发射高于18kHz的超声波，其中空间发射范围配置成覆盖助听器周围的预定区域。
4.根据权利要求1所述的助听器，其中，环境中的姿势为助听器用户的手势，其中多个不同的手势配置成控制用于控制助听器的程序选择器和/或信号处理器的设置的不同命令。
5.根据权利要求1所述的助听器，其中，信号处理器配置成检测形成输入信号的一部分的姿势信号的速度和方向以评估与助听器附近呈现的姿势有关的反射波的频率变化。
6.根据权利要求1所述的助听器，其中，传声器配置成还接收在助听器的听力处理时使用的并发射到用户补偿听力损失的环境声音，其中在助听器处理器中处理声音时姿势信号与传声器接收的声音分离。
7.根据权利要求1所述的助听器，其中，多个手势配置为“打开命令”手势、“音量调高”手势、“音量调低”手势和“程序选择”手势。
8.根据权利要求1所述的助听器，其中，助听器配置成具有训练单元和/或将与训练单元通信联系，其中训练单元配置成接收用于特定用户的多个不同命令的多个不同手势以训练助听器识别用户的控制助听器的不同命令的多个不同手势。
9.根据权利要求1所述的助听器，其中，姿势信号配置为由人的物体或手在助听器附近的移动导致的声音模式，其中该声音模式由一个或多个传声器拾取并由信号处理器检测，其中特定声音模式控制助听器的特定命令，例如助听器处理中的程序选择和/或设置。
10.根据权利要求9所述的助听器，其中，声音模式在助听器的训练单元中进行训练。
11.根据前面任一权利要求所述的助听器，其中，检测到的姿势信号导致助听器将预定声音传给助听器用户从而指明由姿势信号导致的命令的执行。
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