CN117156365A - 验配听力装置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于验配听力装置(2)的方法，其中听力装置(2)具有用于接收声学信号并将其转换成输入信号(8)的至少一个输入换能器(6)，用于输入信号(8)的信号放大并产生输出信号(12)的信号处理装置(10)，以及用于将输出信号(12)转换成声音信号的输出换能器(14)，其中实施至少一个测试测量(20，24)，其中测试信号被生成为声学信号，并且其中听力装置用户将所得到的声音信号评估为测试结果(22，26，28)，基于测试结果(22，26，28)确定验配公式(32)，并且基于验配公式(32)设置信号处理装置(10)，使得如果在听力装置(2)的操作期间，输入信号(8)的信号开始的上升时间小于或等于存储的阈值，则输出信号(12)的信号开始比剩余输出信号(12)以更高的增益值放大。

Description

验配听力装置的方法

技术领域

本发明涉及验配听力装置、尤其是助听器，并且涉及相应的验配装置。

背景技术

助听器是便携式听力装置(助听装置)，用于为听力困难或听力受损的人提供听力。为了满足众多的个人需求，提供了不同设计的助听器，例如耳后式助听器(BTE)和具有外部接收器的助听器(RIC:耳道式接收器)以及耳内式助听器(ITE)，例如还有外耳式助听器或耳道式助听器(ITE:耳内式，CIC:完全耳道式，IIC:耳道隐形式)。作为示例列出的听力装置佩戴在听力装置用户的外耳上或耳道内。此外，市场上也有骨传导助听器、植入式或振动触觉助听器。这些通过机械或电子方式刺激受损的听力。

原则上，这种听力装置具有作为基本部件的输入换能器、放大器和输出换能器。输入换能器通常是声电换能器，例如麦克风，和/或电磁接收器，例如感应线圈或(射频，RF)天线。输出换能器通常被实现为电声换能器，例如微型扬声器(耳机)，或者机电换能器，例如骨传导耳机。放大器通常被集成到信号处理装置中。电源通常由电池或可充电蓄电池提供。

由输入换能器接收的输入信号通常是多通道的，这意味着输入信号被分成几个单独的频率通道，每个频率通道覆盖一定频谱宽度的频带。例如，助听器可以具有频率范围在0kHz(千赫)和24kHz之间的48个(频率)通道，由此通道中的输入信号的单独信号分量可以借助于信号处理装置被单独处理，特别是单独滤波和/或放大。

通过由听力装置巧妙地调整声学输入信号的时间和频率相关的放大或增益，可以实现对听力装置用户需求的最佳适应。问题是找到一种规则或算法，可以为任何，特别是时变的语音信号/噪声信号混合确定最佳的时间和频率相关的放大。

对于听力装置的信号放大和听力装置参数的初始调整，为此使用所谓的验配公式。这里的目的是使听力装置设定，特别是单独频率范围或频率通道中的放大，尽可能接近相应听力装置用户的个人或特定要求。

这些验配公式或规则可以被设计成例如改善语音理解、定位、声音质量、环境噪声检测或(声音)自然度。这种验配公式例如可以是线性的，以便预测具有固定增益和不同输入水平的频率响应曲线的听力装置的增益。非线性验配公式根据输入水平计算不同的增益值，并且已经被开发用于具有宽动态范围压缩(WDRC)的助听器。

如今常见的验配公式有NAL-NL-2和DSLm I/O v5。验配公式不仅考虑了增益，还考虑了助听器用户的个人和心理声学方面，例如年龄、性别、助听器使用经验和语音类型。用于验配公式的参数通常在听力装置验配期间使用纯音听力图(PTA)根据测听值来确定。

通常所说的“听力损失”实际上是由于活体听觉***中信息转换的复杂性和层次性而导致的一系列不同的病理。或多或少构成任何听力损失的最突出的缺陷是听力阈值的损失(声音可听度的损失)、产生的响度调节(正常响度范围的损失)、频率选择性的损失和时间分辨率的损失。

因为这些缺陷发生在同一个信息***中，它们是相互联系的，它们的行为表现很难区分。

传统的基于纯音听力图的听力装置验配解决了听力阈值的损失，并且在较小程度上解决了响度范围的损失，同时基本上完全忽略了频率选择性的损失和时间处理的缺陷。

尽管听力阈值损失的补偿是必要的先决条件，但这通常不足以通过听力装置恢复正常听力。此外，宽带放大并不总是有益于各种听力障碍，如果使用过度放大，还会带来一些长期风险。

在传统的验配中，依赖于频率的宽带增益用于补偿听力阈值不足，并且自适应增益控制(AGC)的时间常数用于改善听力装置用户的减小的动态范围。然而，两者都没有解决上述的频谱-时间缺陷。

发明内容

本发明基于指定一种特别合适的验配听力装置的方法的任务。特别地，传统的基于PTA的宽带增益验配的上述缺点将被弥补，并且时间分辨率将被提高。本发明还基于这样的任务，即指定一种特别适合于实施该方法的验配装置。

关于该方法，该任务通过根据本发明的权利要求1的特征来解决，关于该验配装置，通过根据本发明的权利要求10的特征来解决。有利的实施例和进一步的发展是从属权利要求的主题。关于该方法引用的优点和实施例也可以加以必要的修改而转移到验配装置，反之亦然。

就下面描述的过程步骤而言，适配装置的有利设计尤其源于其被设计成执行这些过程步骤中的一个或多个的事实。

根据本发明的方法被提供用于听力装置的适配或验配，并且适用于并建立用于该目的。本发明基于这样的知识，即可以通过增加信号开端来提高声学信号的时间分辨率。然而，为此所需的放大的强度和持续时间取决于听力损失，并且对于听力受损的人是未知的。因此，在验配过程中，确定验配公式或用于验配公式的(输入或公式)参数，在助听器工作期间，通过验配公式或(输入或公式)参数来不同地调节声音信号的开始和稳定部分的放大。

听力装置尤其用于弥补听力受损的用户(听力装置用户)。听力装置被设计成从环境中拾取声音信号并将它们输出给听力装置用户。为此，听力装置具有至少一个输入换能器，特别是声电换能器，例如麦克风。在听力装置工作期间，输入换能器从环境中拾取声音信号(噪声、声音、语音等)，并将这些中的每一个转换成电输入信号。特别地，输入信号是多通道的。换句话说，声学信号被转换成多通道输入信号。因此，输入信号具有几个频率通道，特别是至少两个，优选至少20个，特别优选至少40个，例如48个(频率)通道，每个通道覆盖助听器频率范围的相关频带。例如，0kHz和24kHz之间的频率范围被分成48个通道，从而产生具有48个通道的输入信号。

听力装置还包括输出换能器，特别是电声换能器，例如接收器。通过在信号处理装置中修改(例如，放大、滤波、衰减)输入信号或单独频率或信号通道，从电(多通道)输入信号生成电(多通道)输出信号。在使用验配公式进行验配的过程中，执行信号处理装置的调整，特别是关于信号放大。

根据该方法，在验配过程中执行至少一个测试测量，其中测试信号被生成为声学信号，该声学信号借助于听力装置被转换成相应的声音信号。在测试测量的过程中，听力装置用户评估所得的声音信号，由此该评估被存储为测试结果。

测试结果用于确定验配公式或其参数。随后，基于验配公式调整信号处理装置，使得如果在听力装置的操作期间，输入信号的信号开始(开端)的上升时间小于或等于存储的阈值，则输出信号的信号开始以比剩余输出信号以更高的增益值(放大值)放大。因此，为声音信号产生特定的开端放大。因此，实现了一种特别合适的验配方法，其中可以提高听力装置的时间分辨率。

在一个可想象的实施例中，从测试结果估计或测量验配公式。换句话说，为听力装置用户估计或测量声音信号的开始和稳定部分的放大幅度和持续时间。

下面更详细地解释用于确定调整公式的三种可能的方法。

在第一方法中，估计验配公式或其参数，特别是声音信号的开始和稳定部分的放大的强度和持续时间，而在第二和第三方法中，在测试测量的框架内测量参数作为测试结果。

在第一方法中，仅执行纯音听力图作为测试测量，并且基于测试结果确定验配公式。特别地，使用已知的验配公式，其具有不同增益的两个版本。例如，使用NAL-NI2，其具有用于新助听器用户的较小增益的验配公式(例如70％增益)和用于有经验用户的较大增益的验配公式(例如100％增益)。

听力设备或其信号处理装置被设置为识别听力的起点或信号的起点。确定信号开端是现有技术水平(参见例如EP 3 823 306 A1和US 6,700,982 B1)。因此，对于第一方法，听力装置布置成检测在声学信号处的信号开端。因此，阈值是由检测函数预先确定或预先表征的。对于有经验用户的放大被施加到信号的开始，而对于新用户的放大用于信号的其余部分。这实现了听力装置的特别节省时间和资源的适配。

在测量的第二和第三方法中，在用于确定验配公式的适当实施例中，根据测试结果分别确定测试信号呈现的可分辨时间差和分辨测试信号所需的幅度差。“可分辨时间差”在此处和下文中被理解为特别是指两个时间上间隔开的声音信号(音调)之间的时间差，在该时间差下听力装置用户仍然能够分别区分或感知两个连续的声音信号或音调。因此，可分辨时间差是时间分辨率的度量。特别地，可分辨时间差指的是助听器用户的个体时间分辨率，而不是助听器的时间分辨率。幅度差在此处和下文中被理解为特别是指两个声音信号(音调)之间的(单独的)水平差，在该水平差下，听力装置用户可以分别区分或感知声音信号，而在相同的幅度下，这是不可区分的。因此，幅度差是增益值的度量。通过测量或确定时间差和幅度差，可以实现听力装置的特别有效和用户特定的适配。

在有利的进一步发展中，所确定的时间差被存储并用作阈值。在同样有利的进一步发展中，使用幅度差来确定增益值。这确保了听力装置的特别合适和可靠的调节。

在优选实施例中，双音调被用作测试信号，双音调即相同频率的两个音调，它们在时间上间隔开和/或具有不同的信号水平/幅度。通过改变时间距离和/或信号幅度，可以可靠和简单地确定时间差和/或幅度差。连词“和/或”在此处和下文中应理解为，通过该连词连接的特征既可以一起设计，也可以彼此替换。

对于第二方法，验配公式是基于纯音听力图、间隙检测(时间)和仅可感知的水平差异(幅度)来测量的。在合适的实施例中，在此通过间隙检测测量来确定时间差，通过水平差测量来确定幅度差。在不同的频率上执行间隙检测测量(在安静和噪声中)，以确定不同频率通道的时间差(dT(f))。除了听力阈值之外，在听力图频率处测量仅可感知的水平差，以确定幅度差的值(dA(f))。

对于第三方法，可选地，验配公式，特别是时间差和幅度差，基于组合的时间-幅度测量来确定。在组合的时间-幅度测量中，基本上执行两个测试测量。首先，多音调测量，特别是双音调测量，被用作第一测试测量，由此产生两个时间分离的声音信号作为测试信号，并且由此声音信号之间的时间间隔被连续地或迭代地减小，直到听力装置用户在所产生的声音信号中仅感知到单个音调。声音信号之间的相应时间间隔，即不再可能区分单独信号的时间差，被确定为测试结果。在随后的第二测试测量中，其中一个声音信号的幅度，即信号水平，被连续或迭代地增加，直到听力装置用户再次感知到所产生的声音信号中的两个可区分的声音。再次出现可辨性的两个声音信号之间的幅度差被确定为测试结果。对不同的频率重复进行测试测量。特别地，对助听器的每个频率通道进行测试测量。

为了测量时间方面，因此使用多音调呈现，其中例如对于一系列频率，一个接一个地呈现两个时间上分离的音调信号(双音调)。第一音调的初始呈现水平基于纯音听力图(特定频率)。可以在第一次迭代中确定第一音调信号和第二音调信号之间的水平或幅度差。声音信号之间的时间间隔在随后的呈现过程中减少，在每次呈现后询问听力装置用户他们是否只能听到所产生的声音信号中的一个声音信号或多个声音信号。一旦听力装置用户指示仅呈现一个声音，声音呈现序列停止，并改变幅度扫描或采样。

例如，在幅度扫描中，第二音频信号的幅度在每次呈现时增加。第一和第二声音信号之间的初始时间差可以小于或等于在多音调呈现中找到或确定的可分辨时间差。当听力装置用户只感知到一个声音信号时，第二声音信号的音量增加。重复这一过程，直到听力装置用户再次在所产生的声音信号中检测到两个可单独感知的声音信号。再次检测到两个声音信号的幅度差被定义为该对象在该频率所需的开端增益的测量(增益值)。对下一个频率重复整个过程，直到所有相关的频率点或频率通道都被处理。

因此，从组合的时间-幅度测量中导出两个结果测量。一方面是双音调呈现的可分辨时间差，另一方面是分辨在仍然可感知的时刻呈现的双音调所需的幅度差。

如果上升时间比仅可感知的间隙差dT(f)更快/更小，那么根据本发明，提供信号开始或信号开端的放大。然后基于导出的幅度差dA(f)计算所需的开端放大。在合适的设计中，使用以下公式来计算频率或频率通道f的增益值oG(f)：

oG(f)＝dA(f)×[max({dT(f)-trise(f)},0)+toffset(f))]×aoffset(f)

其中dA(f)是幅度差，dT(f)是时间差，trise(f)是输入信号的上升时间。时间分量toffset(f)和幅度分量aoffset(f)的常数或偏移量例如通过优化来确定。或者，偏移值toffset(f)和aoffset(f)可以是存储值，其可以是基于研究或证据的。

如果时间差大于上升时间(dT(f)>trise(f))，则应开始增加dA(f)，这实际上相当于阈值比较。那么表达式max({dT(f)-trise(f)}，0)是正数，相应地oG(f)基于偏移值toffset(f)和aoffset(f)也将是正数。常数toffset(f)和aoffset(f)有助于缩放和偏移所施加的幅度差dA(f)。常数toffset(f)和aoffset(f)优选地基于相应的实验被预先表征和存储。

本发明的附加或进一步的方面提供了一种用于验配听力装置的验配装置。在这一方面，验配装置包括用于执行测试测量的测试器件，由此获得至少一个测试结果，和用于利用验配公式调节听力装置的调节器件，以及用于执行上述方法的控制器(即控制单元)。

在这种情况下，控制器通常在编程和/或电路方面被设置成执行根据上述本发明的方法。因此，控制器被特别设置成基于测试结果产生用于调节装置的调节公式。调节公式设计成使得如果在听力装置运行期间，输入信号的信号起点的上升时间小于或等于存储的阈值，则输出信号的信号起点比剩余输出信号以更高的放大值放大。

在优选实施例中，控制器至少在其核心中由具有处理器和数据存储器的微控制器形成，在该微控制器中，用于执行根据本发明的方法的功能以操作软件(固件)的形式被可编程地实现，使得当操作软件在微控制器中执行时，该方法被自动执行-必要时与装置用户交互。可选地，在本发明的范围内，控制器也可以由不可编程的电子部件形成，例如专用集成电路(ASIC)或FPGA(现场可编程门阵列)，其中用于执行根据本发明的方法的功能通过电路技术手段实现。

例如，验配公式的确定可以基于传统的基于PTA的验配公式。可替换地，可以基于阈值(振幅测量)处的间隙检测(时间)和JND(仅可察觉的差异)响度差来确定验配公式。此外，可选地，基于时间-幅度响应的测量的验配公式也是可能的。

附图说明

在下面的附图中更详细地解释了本发明的实施例的例子。这显示了以下各项的示意和简化表示:

图1是听音装置，以及

图2是验配听力装置的方法的流程图。

在所有附图中，对应的部件和尺寸总是被赋予相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出了听力装置2的基本设计。听力装置2被设计为耳后式助听器(BTE)的例子。

如图1示意性所示，听力装置2包括装置外壳4，其中安装了一个或多个麦克风，也称为(声-电)输入换能器6。输入换能器6用于拾取听力装置2的环境中的声音或声学信号，并将它们转换成电的、多通道的输入信号8。优选地，输入信号8具有几个频率通道，例如频率范围在0kHz和28kHz之间的48个频率通道。

也集成在设备外壳4中的信号处理单元10处理输入信号8。信号处理单元10的输出信号12被传输到输出换能器14，该输出换能器14被设计为例如输出声学信号的扬声器或耳机。在听力装置2的情况下，如果必要的话，声学信号经由未更详细示出的声管或外部耳机传输到听力***用户的耳膜，声管或外部耳机装配有位于耳道中的耳模。然而，机电输出换能器14也可以作为接收器，例如在骨传导接收器的情况下。

听力装置2的电源，特别是信号处理装置10的电源由也集成在设备外壳4中的电池16提供。

在下文中，参照图2更详细地解释用于验配听力装置2的方法。该方法例如通过未详细示出的验配装置来执行，该验配装置具有例如测试装置和调节装置以及控制器。

在该过程中，听力装置2或信号处理装置10的设定和参数适配听力装置用户的需要。

在所示的实施例中，在过程开始18之后进行测试测量，在每个过程开始18中产生测试信号作为声学信号，听力装置2将该声学信号转换成听力装置用户的相应声音信号，其中听力装置用户在相应测试测量的框架内评估产生的声音信号。结果存储为测试结果，并用于进一步验配。

在过程开始18之后，首先执行纯音听力图作为测试测量20，借助于该测试测量，检测听力阈值的损失，并且在较小程度上检测听力装置用户的音量范围的损失。测试测量20的测试结果22用于随后的测试测量24。

测试测量24被设计为组合的时间-幅度测量，并且基本上具有两个连续的(部分)测试测量24a、24b。

在第一测试测量24a中，确定听力装置用户的时间处理或时间分辨率的缺陷。对于时间方面的测量，使用多音调呈现，特别是双音调呈现，其中两个时间上分离的声音信号(双音调)作为一系列频率的测试信号一个接一个地呈现。第一音调的初始呈现水平(信号音量)基于纯音听力图(特定频率)的测试结果22。可以在第一次迭代中确定第一音调信号和第二音调信号之间的水平或幅度差。声音信号之间的时间间隔在随后的呈现过程中减少，在每次呈现后询问听力装置用户他们是否只能听到所产生的声音信号中的一个声音信号或多个声音信号。一旦听力装置用户指示仅呈现一个音调，呈现双音调的可分辨时间差被存储为测试结果26。随后，测试测量24a的音调呈现序列停止，并且对测试测量24b的幅度扫描或幅度采样进行改变。

例如，在测试测量24b的幅度采样中，第二音频信号的幅度在每次呈现时增加。第一和第二音频信号之间的初始时间差可以小于或等于在测试测量24a中确定的可分辨时间差(测试结果26)。如果听力装置用户仅感知到一个声音信号，则第二声音信号的音量增加。重复这一过程，直到听力装置用户再次在所产生的声音信号中检测到两个可单独感知的声音信号。再次检测到两个声音信号的幅度差被存储为测试结果28。测试结果28是听力装置用户2在该频率下所需的开端增益的测量(增益值)。对下一个频率重复整个过程，直到所有相关的频率点或频率通道都被处理。

因此，组合的时间-幅度测量24提供了具有两个结果测量的测试结果28。一方面是呈现双音调的可分辨时间差(间隙差),另一方面是分辨在可感知时间呈现的双音调所需的振幅差。

然后在过程步骤30中从测试结果28中确定验配公式32。验配公式32设计成使得它在听力装置2或信号处理装置10中实现开端放大，以改善听力装置用户的频谱-时间缺陷。为此，在听力装置2的运行期间检测输入信号8的上升时间或上升速率。如果上升时间比仅可感知的间隙差或时间差(测试结果26)更快/更小，则发生信号开端的增加的放大。然后基于导出的幅度差计算所需的开端增益或增益值(测试结果28)。

频率或频率通道f的增益值oG(f)通过以下公式计算：

oG(f)＝dA(f)×[max({dT(f)-trise(f)},0)+toffset(f))]×aoffset(f)

其中dA(f)是幅度差，dT(f)是时间差，trise(f)是输入信号的上升时间。时间分量toffset(f)和幅度分量aoffset(f)的常数或偏移量通过优化来确定。

在过程步骤34中，验配公式32被传输到听力装置2或信号处理装置10。听力装置2因此使用验配公式32来调节。这里，用于计算增益值的上述公式与参数dA(f)、dT(f)、toffset(f)和aoffset(f)一起存储在信号处理装置10的存储器中，信号处理装置10确定听力装置2操作期间的上升时间trise(f)，并使用该公式计算和设置开端增益的增益值oG(f)。

在调节听力装置2之后，该方法在过程步骤36中终止。

要求保护的发明不限于上述实施例。相反，在不脱离所要求保护的发明的主题的情况下，本领域技术人员还可以在所公开的权利要求的范围内从中得出本发明的其他变型。特别地，在不脱离所要求保护的发明的主题的情况下，在所公开的权利要求的范围内，结合实施例描述的所有单个特征也可以以其他方式组合。

特别地，代替组合的时间-幅度测量24，也可以执行阈值(幅度测量)处的间隙检测(时间)JND(仅可察觉的差异)响度差。此外，例如，基于传统的基于PTA的验配公式，如NAL-NL-2，确定验配公式。

附图标记列表

2听力装置

4设备外壳

6输入换能器

8输入信号

10信号处理装置

12输出信号

14输出换能器

16电池

18过程开始

20测试测量/纯音听力图

22测试结果

24测试测量/时间幅度测量

24a测试测量/多音调呈现

24b测试测量/幅度扫描

26测试结果

28测试结果

30过程步骤

32验配公式

34过程步骤

36过程步骤

Claims (10)

1.一种验配听力装置(2)的方法，其中所述听力装置(2)具有：

a)至少一个输入换能器(6)，用于接收声学信号并将其转换成输入信号(8),以及

b)信号处理装置(10)，用于输入信号(8)的信号放大和输出信号(12)的生成，以及

c)输出换能器(14)，用于将输出信号(12)转换成声音信号，

其中执行至少一个测试测量(20，24)，其中产生测试信号作为声学信号，并且其中听力装置用户将所得到的声学信号判断为测试结果(22，26，28)，

其中测试结果(22，26，28)用于确定验配公式(32)，并且

其中信号处理装置(10)借助验配公式(32)调节，使得如果在听力装置(2)的操作中，输入信号(8)的信号开始的上升时间小于或等于存储的阈值，则输出信号(12)的信号开始比输出信号(12)的其余部分以更高的增益值而放大。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，估计或测量验配公式(32)。

3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，确定测试信号呈现的可分辨时间差和分辨测试信号所需的幅度差，用于确定验配公式(32)。

4.根据权利要求3的方法，其特征在于，时间差被存储并用作阈值。

5.根据权利要求3或4的方法，其特征在于，增益值是基于幅度差来确定的。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其特征在于，双音调被用作测试信号。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的方法，其特征在于，时间差借助间隙检测测量来确定，幅度差借助水平差测量来确定。

8.根据权利要求3至6中任一项所述的方法，其特征在于，时间差和幅度差通过组合的时间-幅度测量(24)来确定，其中在第一测试测量(24a)中使用多音调测量，其中生成两个时间上分离的声音信号作为测试信号，并且其中声音信号之间的时间距离迭代地减小，直到听力装置用户在生成的声音信号中仅感知到一个音调，

其中在随后的第二测试测量(24b)中，其中一个声音信号的幅度连续增加，直到听力装置用户感知到所产生的声音信号中的两个声音，以及

其中对不同的频率重复第一和第二测试测量(24a，24b)。

9.根据权利要求3至8中任一项所述的方法，其特征在于，使用以下公式计算增益值：

oG(f)＝dA(f)×[max({dT(f)-trise(f)}，0)+toffset(f))]×aoffset(f)

oG(f)作为增益值()，dA(f)作为幅度差，dT(f)作为时间差，trise(f)作为输入信号(8)的上升时间，toffset(f)和aoffset(f)作为优化常数。

10.一种用于验配听力装置(2)的验配装置，包括：

测试装置，用于执行测试测量(20，24)，由此获得至少一个测试结果(22，26，28)，以及

调节装置，用于利用验配公式(32)调节听力装置(2),以及

控制器，用于执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法。