阅读说明：本技术 用于运行助听器的方法 (Method for running hearing aid ) 是由 M.阿诺德 S.佩特劳施 于 2019-05-16 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于运行助听器(1)的方法,其中由助听器(1)的至少一个输入转换器(10)产生输入信号(32),其中根据输入信号(32)借助信号处理(34)产生初步输出信号(36),其中根据输入信号(32)确定在助听器(1)的用户的听觉器官(16)处预期的直接声音(24′),其中确定初步输出信号(36)相对于预期的直接声音(24′)的传播延迟(Δ),其中根据输入信号(32)和/或初步输出信号(36)在考虑预期的直接声音(24′)和/或初步输出信号(36)相对于预期的直接声音(24′)的传播延迟(Δ)的情况下产生掩蔽信号(44),并且其中根据初步输出信号(36)和掩蔽信号(44)产生输出信号(50)。(The present invention relates to a kind of methods for running hearing aid (1), input signal (32) are wherein generated by least one input converter (10) of hearing aid (1), preliminary output signal (36) are wherein generated by signal processing (34) according to input signal (32), wherein according to input signal (32) determine at the hearing organ (16) of the user of hearing aid (1) expected from direct voice (24 '), wherein determine the propagation delay (Δ) of preliminary output signal (36) relative to expected direct voice (24 '), wherein produced according to input signal (32) and/or preliminary output signal (36) in the case where considering propagation delay (Δ) of expected direct voice (24 ') and/or preliminary output signal (36) relative to expected direct voice (24 ') Raw masking signal (44), and output signal (50) are wherein generated according to preliminary output signal (36) and masking signal (44).)

用于运行助听器的方法

技术领域

本发明涉及一种用于运行助听器的方法，其中由助听器的至少一个输入转换器产生输入信号，其中根据输入信号借助信号处理产生初步输出信号，并且其中根据初步输出信号产生输出信号。

背景技术

在助听器的运行中，环境的声音信号通常借助输入转换器转换为电信号，并且在信号处理单元中根据用户的听力学要求进行整理并且在此特别是取决于频率地进行增强。整理后的信号现在由输出转换器转换为输出声音信号，该输出声音信号被馈送给用户的听觉器官。现在在此，在正常使用助听器时，在运行中本身会产生如下情况，即，当环境的声音信号到达用户的听觉器官时，助听器的输出声音信号与环境的声音信号叠加。这一点的原因特别是在于，助听器通常被构造为不完全封闭用户的耳道，从而避免用户通常作为干扰感知的阻塞效应。为此，在必要时还可以在助听器的壳体中设置小孔(通气孔)。

现在，根据环境的声音信号由输入转换器产生的输入信号在信号处理单元中特别是在用于频带滤波的过程中经历时间延迟，该时间延迟不能通过信号处理的技术措施任意减小。这现在导致，在助听器中根据信号处理的输出信号产生的输出声音信号以微小的时间延迟与环境的声音信号叠加。由此，这在用户感知的总声音信号中导致所谓的梳状滤波器效应。由于助听器的输出声音信号与直接的环境声音信号叠加中的时间延迟，依据时间延迟和频率，各个信号分量相长干涉，这导致增强，而与此相反，针对时间延迟倒数的半整数倍的频率，由于相消干涉可能在总声音信号中出现显著的衰减。在此，梳状滤波器效应可能会被用户感知为非常不舒适，因为梳状滤波器效应例如通过消除特定的频率，由于相消干涉可能严重改变可听到的声音信号的泛音频谱和/或梳状滤波器效应可能在宽带噪声上“施加”谐波结构。

这种梳状滤波器效应特别是当直接的声音信号具有与助听器的输出声音信号大致相同的音量时出现。针对这两个声音信号中的一个会明显更响亮的频率，所述干涉对于用户是难以感知的。现在可以尝试，通过信号处理中的增强来最小化两个声音信号大致同样响亮的频率范围。特别地，在许多听力损失的情况下，通常需要针对大约1kHz频率以上的输出信号进行显著的信号增强，使得在该频率以下直接声音占明显主导。现在通过在两个声音信号的可听到的重叠的范围中执行信号增强的急剧增长，可以减小梳状滤波器效应的频谱宽度。然而这意味着，在尽管较窄的重叠范围中仍会出现梳状滤波器效应，并且此外在响亮的直接声音的情况下由于通常针对这种情况在信号处理中执行的动态压缩，可能性受到限制。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种用于运行助听器的方法，通过该方法可以以尽可能简单的方式避免梳状滤波器效应使用户不舒适的后果，而不会显著改变或者完全不损害特定于用户的信号处理。

所述技术问题根据本发明通过用于运行助听器的方法来解决，其中由助听器的至少一个输入转换器产生输入信号，其中根据输入信号借助信号处理产生初步输出信号，其中根据输入信号确定在助听器的用户的听觉器官处预期的直接声音，其中确定初步输出信号相对于预期的直接声音的传播延迟，其中根据输入信号和/或初步输出信号在考虑用户的听觉器官处预期的直接声音和/或初步输出信号相对于用户的听觉器官处的预期的直接声音的传播延迟的情况下产生掩蔽信号，并且其中根据初步输出信号和掩蔽信号产生输出信号。在下面的描述中还阐述了有利的且部分视为有创造性的方案。

优选地，根据输入信号借助取决于频率的并且特别是特定于用户的信号处理产生初步输出信号。特别地，根据输入信号产生初步输出信号在此意味着，将输入信号的信号分量输入到初步输出信号中，并且因此根据输入信号不仅确定了针对另外的信号的信号处理的参数。在此，输入信号的信号分量在必要时还会受到其动态变化、频谱变化或定向特性变化的影响。除了本身包含在输入信号中的信息，在必要时还可以根据助听器的形状参数和/或用户的耳道确定在助听器的用户的听觉器官处预期的直接声音。在此，该确定过程特别是包括估计。优选地，输出信号由助听器的至少一个输出转换器转换为输出声音信号，该输出声音信号输出到用户的听觉器官。

在此，初步输出信号特别是由在不使用根据本发明的方法的情况下由助听器的输出转换器输出到用户的听觉器官的信号给出。输出信号的产生根据初步输出信号和掩蔽信号实现，在此特别是通过线性叠加所述两个信号实现。

在此，初步输出信号相对于期望的直接声音的传播延迟的确定尤其可以事先进行，或者通过在计算地考虑在信号处理中通过在那里使用的滤波器而出现的等待时间实现，或者通过在再现散布测试信号中的延迟的标准化测量过程实现。

根据输入信号和/或初步输出信号，优选地以如下方式产生掩蔽信号，即，尽可能补偿初步输出信号中的以下信号分量，该信号分量在助听器的用户的听觉器官处与预期的直接声音一起导致用户可听到的梳状滤波器效应，使得用户不能感知到本身为伪影形式的掩蔽信号的存在。因为梳状滤波器效应的出现一方面取决于预期的直接声音本身，另一方面还取决于初步输出信号，所以在此除了输入信号的知识，以及除了鉴于输入信号预期的直接声音的知识以外还需要初步输出信号的知识。然而，该知识通过在信号处理中使用的算法的知识直接呈现，所以初步输出信号对于执行该方法不必重新分支，而是特别是从输入信号中导出该方法所需的、初步输出信号的信号特性知识。

特别地，如下地产生掩蔽信号：在梳状滤波器效应的范围中导致部分信号消除的、预期的直接声音与初步输出信号之间的相消干涉，通过相反的、与掩蔽信号的相长干涉来补偿，而预期的直接声音与初步输出信号的相长干涉通过与掩蔽信号的相消干涉来补偿。

优选地，根据输入信号确定预期的直接声音的幅度谱，其中依据预期的直接声音的幅度谱预先给定掩蔽信号的幅度谱。因此可以考虑如下情况：掩蔽信号应当补偿预期的直接声音，特别是为了避免梳状滤波器效应。由于梳状滤波器效应伴随着幅度谱中的特殊结构，即伴随着相对于频率描绘的信号幅度值，因此关于相应补偿优选地将掩蔽信号的幅度谱调谐到预期的直接声音。在此，预期的直接声音的幅度谱根据输入信号特别是在考虑助听器和/或用户的耳道的形状参数的情况下进行确定，其中特别是可以使用通过相应测量确定的、输入信号关于预期的直接声音的传递函数。

在此，优选地，掩蔽信号的幅度谱的非零值基本上由预期的直接声音的幅度谱给出。这意味着，在完全借助掩蔽信号进行掩蔽的频率范围中，除了取决于频率的线性增强因数，必要时还通过预期的直接声音给出同一个掩蔽信号的幅度谱。在此，掩蔽信号设置为零的范围特别是可以依据用户的听力损失来预先给定，或者也可以动态地依据输入信号来确定。

确定初步输出信号的幅度谱，并且进一步依据初步输出信号的幅度谱预先给定掩蔽信号的幅度谱，被证明是有利的。这使得能够特别是考虑助听器中进行的信号处理以用于产生掩蔽信号，因为可能的话不会改变这一点，以便能够最优地补偿助听器的用户的听力损失，然而特别地，预期的直接声音的幅度与根据初步输出信号产生的输出声音信号的比例对于梳状滤波器效应的形成是决定性的。

优选地，在此以如下方式预先给定掩蔽信号的幅度谱，即，掩蔽信号基本上仅针对如下频率具有非零的幅度值，针对该频率，根据初步输出信号通过助听器的输出转换器产生的输出声音信号具有在比预期的直接声音低-6dB和比预期的直接声音高12dB之间的声级。在此，掩蔽信号仅在如下频率范围中提供非零值，在这些频率中，由于预期的直接声音与初步输出信号或者与由此产生的输出声音信号的幅度的比例，总的来说存在很大的概率会形成梳状滤波器效应。也就是说，如果两个声音信号中的一个、即预期的直接声音或者根据初步输出信号产生的输出声音信号明显更响亮、即明显大于10dB，则相长干涉和相消干涉就较小，使得助听器的用户几乎不会或者完全不能感知到所述干涉。在这种情况下，在这种频率范围中就可以省去相应的掩蔽信号。

特别地，当通过助听器存在高的信号增强，并且因此初步输出信号导致比预期的直接声音明显更响亮的输出声音信号时，一方面所描述的掩蔽信号的消失在特定的频率范围中可以确保，初步输出信号的期望特性、例如方向性或动态范围不会受到掩蔽信号的干扰。尽管后者在特定的频率范围中完全不需要。另一方面，针对初步输出信号的声级与预期的直接声音的比例的掩蔽信号在所描述的范围中确保了，在(例如通过干扰噪声抑制或者通过采用压缩的)增强的短暂变化中，以及在初步输出信号的由此伴随着的变化中，总是可以补偿这一点。

在有利的实施中，以如下方式产生掩蔽信号，即，在初步输出信号相对于预期直接声音的传播延迟的190％与210％之间、优选195％和205％之间、特别优选恰好200％，选择掩蔽信号的幅度值相对于预期的直接声音的相应的幅度值的信号延迟。在由预期的直接声音和初步输出信号构成的信号零极点图中，梳状滤波器效应通过信号消除体现，信号消除由单位圆附近的零点表示。在此，消除的频率确定了零点的角位置，而到单位圆线的距离由预期的直接声音与输出声音信号的幅度的比例来确定。在此，输出声音信号根据初步输出信号产生。在这种情况下，如下解释具有所述特性的掩蔽信号，即，为所形成的声音信号的传递函数添加附加的零点，这些零点的角位置占据在先前零点之间，优选地准确地占据在各个半中间角度处，并且这导致之前的零点从单位圆线偏移。这导致信号消除的明显减少。

合适地，一部分掩蔽信号的幅度值根据预期的直接声音的相位反转的幅度值形成。这特别是应当包括，预期的直接声音的具体频谱值导致具有反转相位的掩蔽信号中的相应频谱值。由此可以特别有利地补偿预期的直接声音。

例如，如果声源的声音信号由x(t)给出，并且直接的声音路径或者助听器中的信号处理在第一近似中通过标量乘以系数D和增益A来近似，则由于助听器中的传播延迟Δt通过如下给出所形成的声音信号y(t)，

(i)y(t)＝D·x(t)+A·x(t-Δt),

或者

(ii)Y(z)＝(D+A·z^-Δn)·X(z)

在频域中，其中Δn对应于传播延迟Δt。如果现在将掩蔽信号加到由增益A给出的初步输出信号，则该掩蔽信号会在传递函数中产生附加项，其在等式(ii)中在右侧由括号中的项给出。有利地，掩蔽信号相对于直接声音D·x(t)具有两倍的传播延迟2·Δt，这导致等式(ii)的传递函数中的项C·z^-2Δn，

(iii)Y(z)＝(D+A·z^-Δn-C·z^-2Δn)·X(z)＝H(z)·X(z)

在此，通过项C的相应的频率依赖关系，即通过D＝D(z)＝>C＝C(z)来考虑等式(iii)中D的频率依赖关系。现在可以示出，通过根据等式(iii)的传递函数H(z)中的相应的项，利用以下特征给出关于抑制梳状滤波器效应最佳的掩蔽信号：

(iv)C＝D·e^2(∠A-∠D)＝|D|·e^2∠A-∠D,

其中∠A或∠D被称为A或D的复数相位。在由输出转换器再现之后，在信号值Y_C(z)＝-C·z^-2Δn·X(z)中形成的掩蔽信号的有利的值，在此还可以针对传递函数H(z)的对于掩蔽信号的幅度重要的值|C|与理想值|D|的小偏差，以及针对C的所述相位的小偏差取得。特别地，相对于理想值|D|的值|C|的相对偏差可以高达6dB，并且相位∠C的绝对偏差可以高达±30°，即理想相位2∠A-∠D的p/6。

在另外的有利实施中，由助听器的另外的输入转换器产生另外的输入信号，其中借助信号处理根据另外的输入信号产生初步输出信号作为定向信号，并且其中根据输入信号和/或另外的输入信号和/或定向信号产生掩蔽信号。这使得即使在取决于方向的直接声音中也能够补偿梳状滤波器效应。特别地，在此，定向信号的定向特性的每个定向瓣被解释为单独的信号源，信号源与预期的直接声音叠加导致单独的梳状滤波器效应，从而优选地针对这些信号源中的每一个产生单独的掩蔽信号。

本发明还涉及一种助听器，其具有用于产生输入信号的至少一个输入转换器、与输入转换器连接的用于根据输入信号产生初步输出信号的信号处理单元和用于再现输出信号的至少一个输出转换器，其中，信号处理单元被设计为用于根据输入信号和初步输出信号通过根据本发明的方法来产生输出信号。在此，针对所述方法及其扩展提到的优点可以比照地转用到所述助听器。

附图说明

下面参考附图更详细地解释本发明的实施例。附图中：

图1以纵剖面图示意性示出了耳道中的助听器，通过该助听器也将直接声音传播到听觉器官，

图2以图表示意性示出了对于直接声音、助听器的输出声音信号和由叠加形成声音信号的频率响应，

图3以框图示意性示出了用于抑制根据图1的助听器中的梳状滤波器效应的方法，

图4a以零极点图示意性示出了在没有掩蔽信号的情况下由直接声音叠加的输出声音信号的传递函数，

图4b示意性示出了根据图4a的所形成的声音信号的传递函数的频率响应，

图5a以零极点图示意性示出了在具有掩蔽信号的情况下根据图4a的传递函数，

图5b示意性示出了根据图5a的所形成的声音信号的传递函数的频率响应，

图6以框图示出了借助定向麦克风的根据图3的方法的替换实施。

彼此相应的部件和参量在所有的附图中分别具有相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中示意性示出了助听器1的纵剖面图，该助听器布置在未详细示出的用户的耳道2中。该助听器1在此被设计为ITE仪器(“in-the-ear”)。远离助听器1的是外部声源4，声音信号6从该外部声源4发射到助听器1的用户的耳朵8。在此，声音信号6以还要描述的方式由助听器的输入转换器10转换为输入信号，该输入信号在助听器1中被进一步处理，并且在此特别是被取决于频率地增强，其中，作为助听器1的输出转换器12的处理结果，在耳道2中产生取决于声音信号6的输出声音信号14。该输出声音信号14通过耳道2传播到听觉器官16，听觉器官16特别是包括鼓膜18。通过助听器1和耳道2之间的狭窄的间隙20或者通过在助听器1中设置的、在那里设置用于避免阻塞效应的通气孔22，声音信号6的一部分现在作为直接声音24也传播到听觉器官16。在此，这在耳道2中导致输出声音信号14与直接声音24的叠加。因为由于在助听器1中用于信号处理的滤波器，输出声音信号14相对于直接声音24具有一定的传播延迟，所以在依据输出声音信号14与直接声音的幅度比例并且依据频率的叠加中出现所谓的梳状滤波器效应。该梳状滤波器效应在图2中示出。

在图2中，通过分别相对于频率f绘制声级P，以图表示意性示出了直接声音24(虚线)的频率响应、由根据图1的助听器增强的输出声音信号14(点线)的频率响应和由叠加形成的声音信号26(实线)的频率响应。由于在助听器中的信号处理中已经提到的传播延迟，直接声音24与输出声音信号14以时间延迟叠加。

现在，在所形成的声音信号26中可以看到，在特定的频率中，时间延迟的叠加导致相长干涉28，这在叠加的声音信号26中在整体上导致声级的提高。另一方面，在一些频率中，时间延迟的叠加导致相消干涉30，相消干涉有时甚至导致叠加的声音信号26中几乎完全的消除。在此，相长干涉28的最大值分别位于对应于助听器中的时间延迟倒数的频率的整数倍处，相消干涉30的最小值分别处于该频率的半整数倍处。根据依据图1的声音信号6和直接声音24的频谱、用于产生输出声音信号14的特定于用户的增强以及所出现的时间延迟，所出现的梳状滤波器效应可能会被助听器的用户感知为非常不舒服。

在图3中以框图示意性示出用于抑制根据图1的助听器中的根据图2的梳状滤波器效应的方法。在此由麦克风给出的输入转换器10首先根据声音信号6产生输入信号32。现在，根据该输入信号32通过信号处理34产生初步输出信号36，该信号处理34特别是包括用于根据声波图借助取决于频带的增强来补偿用户的听力减退的、特定于用户的算法。同样地，现在根据该输入信号32，借助之前确定并存储的、提供关于通过助听器1处的耳道2的直接声音路径的消息以及关于其频率响应的消息的参数38，确定在听觉器官16处预期的直接声音24′，该预期的直接声音24′在理想情况下精确地对应于理想的、传播到用户的听觉器官16的直接声音24。

在此，例如通过相应的、考虑参数38的第一传递函数40，根据声音信号6通过输入信号32确定预期的直接声音24′的幅度谱。

现在依据预期的直接声音24′针对如下的频率范围产生掩蔽信号44，针对该频率范围，根据初步输出信号36通过输出转换器12产生的声音信号的声级将在低-6dB和高12dB之间。在此，掩蔽信号44为，掩蔽信号44的幅度值在考虑输出转换器12的再现特性的情况下主要对应于预期的直接声音6′的幅度值，然而相对于预期的直接声音(并且主要相对于输入信号32)延迟了时间间隔2Δ，其中Δ表示助听器1中的传播延迟，该传播延迟主要基于在信号处理34中采用的滤波器。

在此，掩蔽信号44的具体产生还可以重新通过第二传递函数42和输入信号32进行，其中与预期的直接声音24′的依赖关系间接通过输入信号32产生。然而，在这种情况下，预期的直接声音24′中的变化也导致掩蔽信号44中的变化，因为针对预期的直接声音24′中的变化需要声音信号6的变化，并且因此需要输入信号32的变化。

现在，将掩蔽信号44与初步输出信号36叠加，并且由此产生输出信号50。该输出信号50由在此通过扬声器给出的输出转换器12转换为输出声音信号14′。在此，该输出声音信号14′不同于根据图2的通过借助掩蔽信号44考虑了预期的直接声音24′的输出声音信号14。

在图1的图示中，输出声音信号14′通过在那里与真实的直接声音24叠加的耳道2传播到用户的鼓膜18。在此，通过掩蔽信号44，在由输出声音信号14′与直接声音24叠加形成的声音信号中避免了梳状滤波器效应。参照图4和图5详细解释这种抑制的工作方式。

图4a示出了在不使用根据图3的掩蔽信号44的情况下由直接声音叠加的输出声音信号的传递函数H(z)的零极点图。在此，所形成的信号的零点54沿着单位圆线56延伸。在当前情况下，输出声音信号和直接声音对于所检查的频谱从0到500Hz具有相同的幅度。在图4b中，在此相对于频率f以dB为单位示出了所形成的声音信号26关于根据图1的输入的声音信号6的传递函数的频率响应。在此清楚地看到衰减58，衰减58分别对应于正虚部半平面和负虚部半平面中的零点54。因此对应于传递函数的零点54的消除58在此由根据图2的相消干涉30引起。

图5a现在示出了根据图4a的情况的零极点图，其中为了产生输出声音信号使用根据图3的方法，即特别是将掩蔽信号44混入初步输出信号36。可以清楚地看到，零点54现在不再沿单位圆线56延伸，而是以交替的较小半径r1或较大半径r2与该单位圆线56略微间隔开。在图5b中所示的传递函数的频率响应不再具有任何消除58，而是仅具有大约6dB的小纹波。在此，掩蔽信号的幅度对应于直接声音的幅度，并且相比于直接声音，掩蔽信号延迟了存在于直接声音与初步输出信号之间的传播延迟的两倍的值。

图6以框图示出了根据图3的方法的替换实施。在此，助听器1具有产生另外的输入信号62的另外的输入转换器60。根据输入信号32和另外的输入信号62在信号处理34的第一方框64中产生定向信号66。在此，掩蔽信号44可以通过根据输入信号32并且根据另外的输入信号62和/或根据定向信号66估计预期的直接声音24′产生。在此，根据当前的输入信号32、62必要时还考虑定向信号66来产生另外的定向信号68。该另外的定向信号68可以与定向信号66相同，或者如果定向信号66例如没有精确地对准直接声音的源，则在必要时也可以有差异。现在根据另外的定向信号68与根据图3描述的方法类似地产生掩蔽信号44。

虽然在细节上通过优选的实施例对本发明进行阐述和描述，但是本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员可以从中导出其它方案，而不脱离本发明的保护范围。

附图标记列表

1 助听器

2 耳道

4 外部声源

6 声音信号

8 耳朵

10 输入转换器

12 输出转换器

14 输出声音信号

14′ 输出声音信号

16 听觉器官

18 鼓膜

20 间隙

22 通气孔

24 直接声音

24′ 预期的直接声音

26 形成的声音信号

28 相长干涉

30 相消干扰

32 输入信号

34 信号处理

36 初步输出信号

38 参数

40 第一传递函数

42 第二传递函数

44 掩蔽信号

50 输出信号

54 零点

56 单位圆线

58 消除

60 另外的输入转换器

62 另外的输入信号

64 信号处理的第一方框

66 定向信号

f 频率

H(z) 传递函数

r₁ 半径

r₂ 半径

Δ 传播延迟