专利名称：助听设备及其配合设备和相应的方法
技术领域：
本说明书涉及用于配合助听设备以补偿用户听力缺失的配合设备并且涉及相应的方法。此外，本说明书涉及减小助听设备中的反馈的方法并且涉及相应的助听设备。
背景技术：
由接收器和麦克风组成的助听设备可能经历反馈。反馈是十分严重的问题。反馈是指其中接收器输出的一部分被麦克风拾音、通过助听设备处理被放大、并且再次由接收器发出的过程。当助听设备的放大率大于反馈路径衰减时，可能发生不稳定并且通常导致反馈啸叫，这限制了可以达到的最大增益，并且因此反馈危及到了佩戴助听设备的舒适度。J. Maxwell 禾口 P. Zurek 的 “reducing acoustic feedback in hearing aids”， IEEE Transactions on speech and audio processing 3(4)，pp 304-323 (1995)提出了一种使用自适应有限冲激响应(FIR)滤波器来对整个反馈路径进行建模的自适应反馈消除(AFC)。该模型需要长滤波器来涵盖反馈路径冲激响应的主要部分，并且因此具有慢的收敛速度和高的计算负荷。为了解决这些问题，US 6，072，884公开了一种反馈路径模型的替代形式，其呈现了具有两部分的反馈路径短的自适应HR滤波器和固定滤波器(通常是HR滤波器)。固定滤波器旨在对反馈路径的不变或者慢速变化的部分进行建模，而自适应滤波器跟踪迅速变化的部分。该模型通常产生较短的自适应^R滤波器、较快的收敛速度和较小的计算负荷。然而，在实践中获得固定滤波器系数的方法是在由调试师或者在为用户配合助听器方面受过训练的人员为用户配合助听器时，针对每个独立用户测量反馈路径，并且配合固定滤波器以对测量的响应进行建模。这不仅需要额外的配合步骤，而且因为由调试师测量的反馈路径已经包括了一些变化的部分，所以也不能获得反馈路径真实不变的部分。因此，以上测量的反馈路径不仅包括不变的效果，而且包括一些变化的效果。例如，在耳道中的助听器的配合被包括在不变部分中，但是当用户打哈欠或者当助听器被重新插入耳中时，它可能经历改变。因此，本发明的目标是提供具有改进的反馈路径模型的助听设备。
发明内容
根据本发明，由用于配合助听设备以补偿用户听力缺失的配合设备来实现上述及其他目标；助听设备包括接收器和麦克风，并且其中在接收器和麦克风之间存在反馈路径； 并且其中，助听设备还包括适用于减小反馈的自适应反馈消除器；并且其中，自适应反馈消除器包括用于对反馈路径的不变部分进行建模的固定滤波器，以及用于对反馈路径的变化部分进行建模的自适应滤波器；并且其中，配合设备适用于独立于使用助听设备的实际用户来向固定滤波器提供与反馈路径的不变部分相关的信息。因此，配合设备能够向固定滤波器提供参数，这些参数描述了反馈路径的不变部分；并且因此，固定滤波器不包括随时间变化的部分。在实施例中，可以独立于助听设备所投入使用的声学环境来提供所述信息。在实施例中，所述信息的提供包括使用从一群体中检索到的信息来计算反馈路径的不变部分。因此，配合设备适用于根据在将实际的助听设备配合给用户之前获得的群体数据检索反馈路径的不变部分；并且因此，配合设备适用于向固定滤波器提供反馈路径的不变部分；该不变部分不包括随时间变化的部分。在实施例中，包含在配合设备中的处理器适用于计算作为多个测量的反馈路径的公共部分的不变部分，其中，对于在制造容差内与助听设备基本上相同的一类助听设备，在多个用户上对该多个测量的反馈路径进行测量。因此，用户特定的影响可以被排除在不变部分之外。本发明还涉及减小助听设备中的反馈的方法；助听设备包括接收器和麦克风；并且其中，在接收器和麦克风之间存在反馈路径；其中助听设备还包括适用于减小反馈的自适应反馈消除器，并且其中，自适应反馈消除器包括用于对反馈路径不变部分进行建模的固定滤波器、以及用于对反馈路径的变化部分进行建模的自适应滤波器；并且其中，该方法包括使用不变部分和变化部分对反馈进行建模，不变部分和变化部分使用固定滤波器和自适应滤波器；以及独立于使用助听设备的实际用户，将不变部分提供给助听设备的固定滤波器。因此，本方法能够向固定滤波器提供参数，这些参数描述了反馈路径的不变部分； 并且因此，固定滤波器不包括随时间变化的部分。在实施例中，可以独立于助听设备所投入使用的声学环境来提供信息。在实施例中，提供步骤包括基于从一群体检索到的信息来计算不变部分。因此，该方法适用于根据在将实际助听设备配合给用户之前所获得的群体数据中检索反馈路径的不变部分；并且因此，配合设备适用于向固定滤波器提供反馈路径的不变部分；该不变部分不包括随时间变化的部分。在实施例中，提供包括计算作为多个测量的反馈路径公共部分的不变部分，其中， 针对在制造容差内与助听设备基本上相同的一类助听设备，在多个用户上对该多个测量的反馈路径进行测量。因此，用户特定的影响可以被排除在不变部分之外。在实施例中，提供的步骤包括使用公共声学零极点模型来计算不变部分。因此，至少在无噪声或基本上无噪声的环境中，本方法能够成功地估计公共极点。在实施例中，提供步骤包括使用迭代最小二乘搜索来计算不变部分。因此，本方法能够在噪声环境中成功地估计不变部分。在实施例中，计算不变部分包括提供公共声学零极点模型作为对于迭代最小二乘搜索的初始估计。因此，本方法能够获得对反馈路径的不变部分更精确的估计，因为CPZ和ILSS方法的组合不会遭遇具有如CPZ方法的在噪声环境中的问题，并且也不会具有如ILSS方法的具有局部最小值的问题。在实施例中，该方法还包括向自适应滤波器提供具有不同自适应速度的两个级联
5的自适应滤波器。因此，该方法能够提供用于反馈路径的不变部分的滤波器(固定滤波器)、以及用于反馈路径的慢速变化部分的滤波器(以第一自适应速度级联的自适应滤波器)、以及用于反馈路径快速变化部分的滤波器(以第二自适应速度级联的自适应滤波器)。因此，获得了更精确的反馈路径估计。在实施例中，该方法还包括并行地使用自适应滤波器，并且经由包含在助听设备中的开关来控制激活哪个自适应滤波器。本发明还涉及包括接收器和麦克风的助听设备；其中，存在从接收器到麦克风的反馈路径；其中，助听设备还包括适用于减小反馈的自适应反馈消除器；并且其中，自适应反馈消除器包括用于对反馈路径的不变部分进行建模的固定滤波器以及用于对反馈路径的变化部分进行建模的自适应滤波器；并且其中，独立于使用助听设备的实际用户，向助听设备的固定滤波器提供不变部分。由于相同的原因，助听设备及其实施例具有与减小反馈的方法相同的优点。在实施例中，可以独立于助听设备所投入使用的声学环境来提供信息。在实施例中，不变部分包括从一群体中检索的信息。在实施例中，不变部分包括多个测量的反馈路径的公共部分，其中，针对在制造容差内与助听设备基本上相同的一类助听设备，在多个用户上对该多个测量的反馈路径进行测量。在实施例中，不变部分包括使用公共声学零极点模型计算的信息。在实施例中，不变部分包括使用迭代最小二乘搜索计算的信息。在实施例中，不变部分包括通过提供公共声学零极点模型作为对于迭代最小二乘搜索的初始估计所计算的信息。在实施例中，自适应滤波器包括具有不同自适应速度的两个级联的自适应滤波器。在实施例中，将级联的自适应滤波器中的第一个的自适应速度选为例如毫秒(ms) 级，例如从Ims至IOms ；而将级联的自适应滤波器中的第二个的自适应速度选为例如秒级， 例如从IOms至1秒。在实施例中，并行使用自适应滤波器，并且其中，助听设备还包括控制激活哪个自适应滤波器的开关。本发明还涉及配合助听设备以补偿用户听力缺失的方法；助听设备包括接收器和麦克风，并且其中，在接收器和麦克风之间存在反馈路径；并且其中，助听设备还包括适用于减小反馈的自适应反馈消除器；并且其中，自适应反馈消除器包括用于对反馈路径的不变部分进行建模的固定滤波器，以及用于对反馈路径的变化部分进行建模的自适应滤波器；并且其中，配合步骤包括独立于使用助听设备的实际用户来向助听设备的固定滤波器提供不变部分。因相同的原因，配合方法及其实施例包括与配合设备相同的优点。在实施例中，独立于助听设备所投入使用的声学环境来额外地提供不变部分。在实施例中，配合步骤包括使用从一群体检索到的信息来计算不变部分。在实施例中，配合步骤包括计算作为多个测量的反馈路径的公共部分的不变部分，其中，针对在制造容差内与助听设备基本相同的一类助听设备，在多个用户上对多个测量的反馈路径进行测量。在实施例中，配合的方法还包括一旦对助听设备提供了反馈路径的不变部分，就执行用户助听设备的在线校准。因此实现了一旦识别了不变部分并提供给助听设备，就在使用设备使得能够捕获用户特性时，能够针对每个独立用户执行在线校准。
图1示出了包括自适应反馈消除器的助听器的实施例。图2示出了配合设备的实施例。
具体实施例方式在上文和下文中，可以从包括助听器、助听假体等的组中选择助听设备。助听设备的示例可以包括耳后(BTE)助听器和耳内(ITE)助听器以及完全耳道内(CIC)助听器。图1示出了包括麦克风101和接收器102的助听设备100的实施例。在实施例中，包括冲激响应b (η)的反馈路径107存在于接收器102和麦克风101 之间。反馈路径107可以是声和/或电和/或机械的反馈路径。在上文和下文中，η代表离散时间索引，并且η从0开始。助听设备100还可以包括适用于根据一个或多个算法来处理来自麦克风101的信号的处理器106等。在实施例中，处理器106可以适合于补偿助听设备100的用户的听力缺失。在实施例中，助听设备可以包括固定滤波器104，该固定滤波器104包含反馈路径模型的不变部分。在实施例中，助听设备可以包括自适应反馈消除器103。自适应反馈消除器103可以包括包含反馈路径模型的不变部分的固定滤波器104以及包含反馈路径模型的变化部分的自适应滤波器105。因此，自适应消除器103可以将反馈路径模型的冲激响应S(H)分成两个部分包括冲激响应f(n)的不变反馈路径模型和包括冲激响应e (η)的变化反馈路径模型。因此， 自适应反馈消除器可以使用不变反馈路径模型f (η)和变化反馈路径模型e(n)来跟踪反馈路径b(n)的变化。在实施例中，不变反馈路径模型可以包含在有限冲激响应(FIR)滤波器或无限冲激响应(IIR)滤波器中。在第一实施例中，能够通过直接测量反馈路径来提取反馈路径的不变部分。然而， 因为实际上在反馈路径中不变部分与变化部分是非常紧密耦合的，所以可能非常难以隔离不变部分，除非每个组件都从助听设备中分离并且被单独测量，这在测量中需要高的精度。 而且，由于组件批次内的变化，测量的不变部分仅对单个设备有效。在第二实施例中，通过使用等效电声模型来理论上地或者通过使用诸如边界元素计算的方法来数值地对每个组件进行建模。为了产生对于不变部分的良好估计，这些方法需要针对每个组件构建精确的模型，这对于一些组件可能是困难的。
在第三个实施例中，从测量的反馈路径的集合中提取不变反馈路径模型104。原理是在不同的用户上和/或在不同的声环境下使用相同类型的助听设备来测量多个反馈路径。那么反馈路径的不变部分可以被认为是这些测量的反馈路径中的公共部分。在第三实施例中，可能已经测量了包括冲激响应Id1 (n) ;b2 (η) ；. . . ;bN(n)的N个反馈路径。原则上，反馈路径冲激响应可能具有无限的持续时间。因此，在下文中可以假定反馈路径和反馈路径模型的冲激响应都被截成足够的长度L。例如，可以截断反馈路径和反馈路径模型使得由于截断而导致的冲激响应中的能量损失至少低于响应总能量35dB。该N 个反馈路径可以构成一个群体。使f (η)和q (η)分别表示第k个反馈路径的不变模型和变化模型的冲激响应。那么第k个建模的反馈路径‘(《)是％(11)和f(n)的卷积，即
权利要求
1 一种用于配合助听设备来补偿用户听力缺失的配合设备；所述助听设备包括接收器和麦克风，并且其中在所述接收器和所述麦克风之间存在反馈路径；并且.其中，所述助听设备还包括自适应反馈消除器，所述自适应反馈消除器适用于减小所述反馈；并且,其中，所述自适应反馈消除器包括固定滤波器，所述固定滤波器用于对所述反馈路径的不变部分进行建模；以及自适应滤波器，所述自适应滤波器用于对所述反馈路径的变化部分进行建模；并且,其中，所述配合设备适用于独立于使用所述助听设备的实际用户来向所述固定滤波器提供关于所述反馈路径的所述不变部分的信息。
2.根据权利要求1所述的配合设备，其中，包含在所述配合设备中的处理器适用于计算作为多个测量的反馈路径的公共部分的不变部分，其中，针对在制造容差内与所述助听设备基本上相同的一类助听设备，在多个用户上对所述多个测量的反馈路径进行测量。
3.—种在助听设备中减小反馈的方法；所述助听设备包括接收器和麦克风；并且其中在所述接收器和所述麦克风之间存在反馈路径；其中所述助听设备还包括.自适应反馈消除器，所述自适应反馈消除器适用于减小所述反馈，并且其中，所述自适应反馈消除器包括固定滤波器，所述固定滤波器用于对所述反馈路径的不变部分进行建模；以及自适应滤波器，所述自适应滤波器用于对所述反馈路径的变化部分进行建模；,并且其中，所述方法包括,用所述不变部分和所述变化部分对所述反馈进行建模，所述不变部分和所述变化部分使用所述固定滤波器和所述自适应滤波器；以及,独立于使用所述助听设备的实际用户，将所述不变部分提供给所述助听设备的所述固定滤波器。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述提供步骤包括计算作为多个测量的反馈路径的公共部分的所述不变部分，其中，针对在制造容差内与所述助听设备基本上相同的一类助听设备，在多个用户上对所述多个测量的反馈路径进行测量。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，计算所述不变部分包括提供公共声学零极点模型作为用于迭代最小二乘搜索的初始估计。
6.根据权利要求3至5中的任何一项所述的方法，其中，所述方法还包括向所述自适应滤波器提供具有不同自适应速度的两个级联的自适应滤波器。
7.一种包括接收器和麦克风的助听设备；,其中，存在从所述接收器到所述麦克风的反馈路径；并且,其中，所述助听设备还包括适用于减小所述反馈的自适应反馈消除器；并且,其中，所述自适应反馈消除器包括用于对所述反馈路径的不变部分进行建模的固定滤波器、以及用于对所述反馈路径的变化部分进行建模的自适应滤波器；并且 ；其中，独立于使用所述助听设备的实际用户，将所述不变部分提供给所述助听设备的所述固定滤波器。
8.根据权利要求7所述的助听设备，其中，所述不变部分包括多个测量的反馈路径的公共部分，其中，针对在制造容差内与所述助听设备基本上相同的一类助听设备，在多个用户上对所述多个测量的反馈路径进行测量。
9.根据权利要求7至8中的任何一项所述的助听设备，其中，所述不变部分包括使用公共声学零极点模型计算的信息。
10.根据权利要求7至8中的任何一项所述的助听设备，其中，所述不变部分包括使用迭代最小二乘搜索所计算的信息。
11.根据权利要求9或10所述的助听设备，其中，所述不变部分包括通过提供公共声学零极点模型作为用于所述迭代最小二乘搜索的初始估计所计算的信息。
12.根据权利要求7至11中的任何一项所述的助听设备，其中，所述自适应滤波器包括具有不同自适应速度的两个级联的自适应滤波器。
13.根据权利要求12所述的助听设备，其中，所述级联的自适应滤波器被并行使用，并且其中，所述助听设备还包括控制激活所述级联的自适应滤波器中的哪一个的开关。
14.一种配合助听设备来补偿用户听力缺失的方法；所述助听设备包括接收器和麦克风，并且其中，在所述接收器和所述麦克风之间存在反馈路径；并且,其中，所述助听设备还包括适用于减小所述反馈的自适应反馈消除器；并且,其中，所述自适应反馈消除器包括用于对所述反馈路径的不变部分进行建模的固定滤波器、以及用于对所述反馈路径的变化部分进行建模的自适应滤波器；并且,其中，所述配合步骤包括独立于使用所述助听设备的实际用户，将所述不变部分提供给所述助听设备的所述固定滤波器。
15.根据权利要求14所述方法，其中，所述配合步骤包括计算作为多个测量的反馈路径的公共部分的所述不变部分，其中，针对在制造容差内与所述助听设备基本上相同的一类助听设备，在多个用户上对所述多个测量的反馈路径进行测量。
全文摘要
本发明公开了一种配合助听设备补偿用户听力缺失的设备和方法以减小反馈的助听设备和方法。本发明涉及包括接收器和麦克风的助听设备；其中存在从接收器到麦克风的反馈路径；其中助听设备还包括适用于减小反馈的至少一部分的自适应反馈消除器；并且其中自适应反馈消除器包括用于对反馈路径的不变部分进行建模的固定滤波器以及用于对反馈路径的变化部分进行建模的自适应滤波器；并且其中独立于使用助听设备的实际用户和助听设备所投入使用的声学环境，将不变部分提供给助听设备的固定滤波器。由此实现了一种包含固定滤波器的助听器，该固定滤波器包括反馈路径的不变部分。
文档编号H04R25/00GK102316403SQ201110156679
公开日2012年1月11日 申请日期2011年5月31日 优先权日2010年5月31日
发明者马桂林 申请人:Gn瑞声达A/S