提供波束成形的信号输出和全向信号输出的双耳听力系统的制作方法

1.本公开涉及对来自无线双耳听力系统的左耳头戴式听力设备和右耳头戴式听力设备的相应麦克风信号执行双侧处理以在头戴式听力设备用户的左耳或右耳处提供双侧或单耳波束成形的信号和在头戴式听力设备用户的对耳处提供双侧全向麦克风信号的方法。


背景技术：

2.听力正常的个人能够选择性地关注例如目标说话者以在嘈杂的聆听条件下，诸如餐厅、酒吧、音乐会场地等，即所谓的鸡尾酒会场景或声音环境下，实现语音清晰度并保持情境感知。听力正常的个人能够利用更好的耳朵聆听策略，其中个人将他或她的注意力集中在目标谈话者或说话者的具有最佳信噪比，即期望的声源的耳朵的语音信号上。这种更好的耳朵聆听策略还可以通过认知过滤机制(诸如选择性注意)来监控离轴未被注意的谈话者。
3.相比之下，对于听力受损的个人来说，在这种嘈杂的声音环境中聆听特定的、期望的声源，同时通过监测离轴或未被注意的谈话者来保持环境意识，这仍然是一项具有挑战性的任务。因此，希望例如通过利用现有双耳助听器系统的众所周知的空间过滤能力来为听力受损的个人提供类似的听力能力。然而，双耳助听器系统和相关波束成形技术的使用通常侧重于增加或改善双侧或双耳波束成形麦克风信号，或针对特定目标方向(通常是个人的正面方向)的传入声音的信号的信噪比(snr)，但以降低声音环境中未被注意的通常是离轴的谈话者的可听性为代价。双耳波束成形麦克风信号的信噪比改进是由双耳波束成形麦克风信号的高方向性指数引起的，这意味着放置在所选目标方向周围相对窄角范围之外的声源被严重衰减或抑制。其中声源保持基本不衰减的窄角范围可以仅围绕目标方向延伸 /-20至40度方位角。双耳波束成形的麦克风信号的这种特性会导致听力受损的个人或患者/用户产生不愉快的使其失去情景感知的所谓“隧道听力”感觉。
4.本领域需要一种双耳助听器系统，该系统在鸡尾酒会声音环境或类似的不利聆听条件下为听力受损的个人提供改进的语音清晰度，但不牺牲离轴感知以提供相对于现有技术可比的定向助听器系统增强的情境感知。
5.us8,755,547公开了一种用于增强声音清晰度的双耳波束成形方法和双耳助听器系统。增强声音清晰度的方法包括以下步骤：检测从第一方向发出的主要声音并产生主要信号；检测从第一方向的左右发出的二次声音并产生二次信号；相对于二次信号延迟主要信号；并将信号的组合呈现给聆听者听觉系统的左右两侧。us8,755,547仅将优先效应用于本地化优势。


技术实现要素：

6.本公开涉及对来自双耳听力系统的左耳头戴式听力设备和右耳头戴式听力设备的相应麦克风信号执行双侧处理的方法以及对应的双耳听力系统。双耳听力系统在无线通
信链路上使用多个单耳定向信号的耳对耳无线交换或流式传输。左耳或右耳头戴式听力设备被配置为生成具有高方向性指数的双侧或单耳波束成形的信号，该高方向性指数可在目标方向，例如在用户的视线方向上表现出最大灵敏度，并降低了左右耳头戴式听力设备相应同侧的灵敏度。对耳头戴式听力设备通过混合一对单耳定向信号在对耳处生成双侧全向麦克风信号，其中，双侧全向麦克风信号表现出具有低方向性指数的全向响应或极性模式，因此对于用户头部周围的所有声音入射方向或方位角，灵敏度基本相等。
7.本发明的双耳听力系统利用人类对声源分离和整合的认知能力，使听力受损的个人能够专注于由双侧或单耳波束成形的信号提供的干净目标信号，并同时通过使用双侧全向麦克风信号监测离轴声源/谈话者。
8.本发明的第一方面涉及一种双耳听力系统，包括：用于放置在用户的左耳或右耳处或其中的第一头戴式听力设备，所述第一头戴式听力设备包括第一麦克风布置和第一微型扬声器、接收器或刺激电极；
9.用于放置在用户的对耳处或其中的第二头戴式听力设备，所述第二头戴式听力设备包括第二麦克风布置和第二微型扬声器、接收器或刺激电极。双耳听力系统包括配置为执行以下步骤的信号处理布置：
10.基于由第一麦克风布置提供的一个或多个麦克风信号生成第一单耳定向信号，
11.响应于传入的声音，至少基于由第一麦克风布置提供的两个或更多个麦克风信号生成双侧或单耳波束成形的信号，
12.例如通过第一输出或功率放大器将双侧或单耳波束成形的信号施加到第一微型扬声器、接收器或刺激电极。
13.信号处理布置还被配置为：
14.响应于传入的声音，基于由第二麦克风布置提供的一个或多个麦克风信号生成第二单耳定向信号，
15.以固定或可调比率混合第一和第二单耳定向信号以生成双侧全向麦克风信号，
16.将双侧全向麦克风信号施加到第二微型扬声器、接收器或刺激电极。
17.在助听器验配过程中，助听器调剂师(dispenser)或听力学家可能会选择听力损失最大的用户耳朵接收双侧全向麦克风信号，而用户较好的耳朵接收双侧或单耳波束成形的信号。患者或用户左耳和右耳的相应听力损失可由调剂师在验配双耳听力系统之前或期间确定。双耳听力系统的信号处理布置，诸如第一信号处理器，可以被配置为执行双侧或单耳波束成形的信号的听力损失补偿，以及信号处理布置，优选地第二信号处理器，还被配置为执行双侧全向麦克风信号的听力损失补偿。
18.根据双耳听力系统的一个实施例，以及对来自左耳助听器和右耳头戴式听力设备的相应麦克风信号执行双侧处理的方法，在混合第一和第二单耳定向信号之前，第一单耳定向信号相对于第二单耳定向信号有时间延迟。第一单耳定向信号和第二单耳定向信号之间的相对时间延迟可以在3ms至50ms之间，诸如在5ms至20ms之间，其中所述时间延迟在2khz下被确定。第一和第二单耳定向信号之间的这种相对时间延迟通过利用所谓的哈斯效应和其他优点在这些信号之间提供有益的听觉融合，如下面参考附图更详细讨论的。
19.本领域技术人员将理解，信号处理布置可以包括用于双耳听力系统的单个共享数字信号处理器，例如布置在第一和第二头戴式听力设备的相应壳体之外。信号处理布置可
以可替代地包括几个物理上独立的信号处理器，例如，布置在第一头戴式听力设备的壳体内的第一数字信号处理器，以及布置在第二头戴式听力设备的壳体内的第二数字信号处理器。在后一实施例中，第一信号处理器，优选数字信号处理器可以被配置为：生成第一单耳定向信号，
[0020]-通过有线或无线通信链路将第一单耳定向信号发送到第二头戴式听力设备，
[0021]-例如通过第一输出或功率放大器将波束成形的信号施加到第一微型扬声器、接收器或刺激电极。
[0022]
此外，第二信号处理器，优选数字信号处理器可以被配置为：
[0023]-通过有线或无线通信链路接收由第一头戴式听力设备发送的第一单耳定向信号，
[0024]-生成第二单耳定向信号并将第一和第二单耳定向信号以固定或可调比率混合以生成双侧全向麦克风信号，
[0025]-例如通过第二输出或功率放大器将双侧全向麦克风信号施加到第二微型扬声器、接收器或激励电极。
[0026]
第一和第二头戴式听力设备可以包括相应的助听器，该助听器可以验配到用户或听力受损个人，使得听力损失最大的耳朵接收双侧全向麦克风信号，而听力损失最小或最佳听力的耳朵接收双侧波束成形的信号。患者或用户的左耳和右耳相应的听力损失可以由调剂师与助听器配合使用常规手段确定用户的左耳和右耳听力损失来确定。以这种方式，听力受损的个人可以利用更好的耳朵聆听策略，其中个人使用接收双侧或单耳波束成形的信号的耳朵将他或她的注意力集中在位于目标方向上的目标扬声器上，该信号由于位于目标方向周围狭窄角度范围之外的所有声源的大衰减，而对目标扬声器具有良好的信噪比(snr)。双侧全向麦克风信号允许听力受损个人通过认知过滤机制(诸如选择性注意)使用对耳来监测离轴声源，即位于目标方向周围狭窄角度范围之外的声源。再现到用户另一只耳朵的双侧全向麦克风信号为用户提供了良好的情景感知能力，因此能够至少部分消除与传统波束成形算法和双耳助听系统相关的不希望有的“隧道听力”感觉。
[0027]
本领域技术人员将理解，第一助听器的第一信号处理器可以被配置为在应用到用户的左侧或右侧之前执行双侧波束成形的信号的听力损失补偿。双侧波束成形的信号的听力损失补偿可基于在助听器验配过程期间例如在调剂师办公室单独测量或确定的所讨论耳朵的听力损失来确定。同样地，第二助听器的第二信号处理器可以被配置为执行双侧全向麦克风信号的听力损失补偿。双侧全向麦克风信号的听力损失补偿可以基于在助听器验配过程期间单独测量或确定的所讨论耳朵的听力损失来确定。
[0028]
在一个实施例中，信号处理布置或第二信号处理器被配置为通过根据以下公式混合第一和第二单耳定向信号来生成双侧全向麦克风信号：
[0029]
s＝β*dl (1-β)dr
e2e
(t1)；
[0030]
其中：
[0031]
s：是基于第一和第二单耳定向信号的混合的双侧全向麦克风信号的时域表示；
[0032]
dl：是第二单耳定向信号的时域表示；
[0033]
dr
e2e
(t1)是具有相对时间延迟(t1)的第一单耳定向信号的时域表示，
[0034]
β：是设置第一和第二单耳定向信号的混合比的在0至1之间的标量缩放因子，或者
是设置第一和第二单耳定向信号的频率相关混合比的滤波器。
[0035]
在一个这样的实施例中，信号处理布置，优选地第二信号处理器，被配置为根据第一和第二单耳定向信号的相对功率自适应地调整缩放因子β，例如通过根据以下公式计算β：
[0036][0037]
信号处理布置或第二信号处理器被配置为自适应地调整缩放因子β，以最大化双侧全向麦克风信号s的功率；或者自适应地调整数字滤波器的系数以最大化双侧全向麦克风信号s的功率，如下面参考附图更详细地讨论的。可以设置第一和第二单耳定向信号的频率相关混合比的滤波器可以包括数字滤波器，诸如fir滤波器或iir滤波器。
[0038]
在一个实施例中，缩放因子β包括具有群延迟d的线性相位fir滤波器，并且第二信号处理器被配置为根据以下公式生成双侧全向麦克风信号：
[0039]
s＝β*dl (z-d-β)dr
e2e
(t1)
[0040]
在双耳听力系统的一个实施例中，第一头戴式听力设备包括：
[0041]-至少一个壳体部分，其形状和尺寸适合放置在用户的左耳或右耳道内，并且包括第一麦克风布置的全向麦克风，所述全向麦克风在至少一个壳体部分的向外定向的表面处具有声音入口，使得第一单耳定向信号的第一极性模式至少部分地由用户的左耳廓或右耳廓的自然定向特性形成。进一步地，第二头戴式听力设备包括：
[0042]-至少一个壳体部分，其形状和尺寸适合放置在用户的对侧耳道内，并且包括第二麦克风布置的全向麦克风，所述全向麦克风在至少一个壳体部分的向外定向的表面处具有声音入口，使得第二单耳定向信号的第二极性模式至少部分地由用户的对侧耳廓的自然定向特性形成。
[0043]
在用户的左耳和右耳道中的每一个内，例如在所讨论的助听器或耳塞的ite、itc、cic、ric壳体结构的向外定向表面上存在相应的麦克风声音入口，允许第一和第二单耳定向信号以计算有效的方式的优点形成，如下文参考附图更详细讨论的。
[0044]
根据双耳听力系统的另一个实施例，第一和第二头戴式听力设备包括分别包含第一麦克风和第二麦克风布置的bte壳体部分或壳体区。因此，第一头戴式听力设备可以包括：
[0045]-至少一个壳体部分，其形状和尺寸适于放置在用户的左耳耳廓或右耳耳廓处或后面，所述至少一个壳体部分包括第一麦克风布置的第一和第二全向麦克风，其布置有相应的沿至少一个壳体部分间隔开预定距离的声音入口；以及
[0046]
其中，信号处理布置，优选地第一信号处理器，被配置为：
[0047]-将第一单耳波束成形算法应用于由第一和第二全向麦克风提供的第一和第二麦克风信号以生成第一单耳定向信号，以及
[0048]-将第二单耳波束成形算法应用于由第一麦克风布置的第一和第二全向麦克风提供的第一和第二麦克风信号以生成第三单耳定向信号，
[0049]-接收第四单耳定向信号，例如通过有线或无线通信链路从第二头戴式听力设备，
[0050]-基于第三和第四单耳定向信号生成双侧波束成形的信号：另外，第二头戴式听力设备优选地包括：
[0051]-至少一个壳体部分，其形状和尺寸适于放置在用户的对侧耳廓处或后面，所述至少一个壳体部分包括第二麦克风布置的第一和第二全向麦克风，其布置有相应的沿至少一个壳体部分间隔开预定距离的声音入口；
[0052]
其中，信号处理布置，优选地第二信号处理器，还被配置为：
[0053]-将第三单耳波束成形算法应用于由第一和第二全向麦克风提供的第一和第二麦克风信号以生成第二单耳定向信号，以及
[0054]-将第四单耳波束成形算法应用于由第二麦克风布置的第一和第二全向麦克风提供的第一和第二麦克风信号以生成第四单耳定向信号，以及
[0055]
可选地
[0056]-通过有线或无线通信链路将第四单耳定向信号发送到第一头戴式听力设备。
[0057]
根据对来自左耳头戴式听力设备和右耳头戴式听力设备的相应麦克风信号执行双侧处理的双耳听力系统和方法的一个实施例，信号处理布置，例如，第一信号处理器，还被配置为基于第四单耳定向信号和第三单耳定向信号，使用时延和求和机制自适应地计算双侧波束成形的信号；所述计算包括根据以下公式最小化成本函数c(α，β)：
[0058]
c(α，β)＝{e{(αz
l
βzr)
·
(αz
l*
βz
r*
)} λ
*
(α β-1) λ(α β-1)
*
[0059]
在约束α β＝1下；并且其中：
[0060]
e表示统计期望值，
[0061]
dli表示第四单耳定向信号的第i个子带，
[0062]
dri表示第三单耳定向信号的第i个子带；以及
[0063]
*表示复函数的共轭。
[0064]
根据双耳听力系统的一个实施例，信号处理布置，优选地第一信号处理器，还被配置为根据以下公式生成第一单耳定向信号
[0065][0066]
并且信号处理布置，优选地第二信号处理器，被配置为根据以下公式生成第二头戴式听力设备的第二单耳定向信号
[0067][0068]
其中表示与声源的角度，并且是目标方向，
[0069]
表示第二头戴式听力设备的第一麦克风的头部相关传递函数，如在声学人体模型(诸如kemar或hats)上测量的，
[0070]
表示第二头戴式听力设备的第二麦克风的头部相关传递函数，如在声学人体模型(诸如kemar或hats)上测量的，
[0071]
表示第一头戴式听力设备的第一麦克风的头部相关传递函数，如在声学人体模型(诸如kemar或hats)上测量的，
[0072]
表示第一头戴式听力设备的第二麦克风的头部相关传递函数，如在声学人体模型(诸如kemar或hats)上测量的；以及
[0073]ffl
(f，b)表示第一离散时间滤波器，例如第一头戴式听力设备的fir滤波器的频率响应，
[0074]fbl
(f，a)表示第二离散时间滤波器，例如第一头戴式听力设备的fir滤波器的频率响应，
[0075]ffr
(f，d)表示第一离散时间滤波器，例如第二头戴式听力设备的fir滤波器的频率响应，
[0076]fbr
(f，c)表示第二离散时间滤波器，例如第二头戴式听力设备的fir滤波器的频率响应；
[0077]
其中，通过最小化成本函数来确定滤波器f
bl
(f，a),f
fl
(f，b)f
br
(f，c),f
fr
(f，d)的相应组滤波系数a、b、c和d：
[0078][0079]
其中，trueomnitarget(f，θ)是双侧全向麦克风信号的选定目标函数；
[0080]
p
l
为第一单耳定向信号的频率响应；
[0081]
pr为第二单耳定向信号的频率响应；
[0082]
wo，w
zerol
和w
zeror
和是相应的权重函数，表示成本函数的三个分量之间的频率权衡成本，以及可选的声源角度。
[0083]
本发明的第二方面涉及一种对来自双耳听力系统的左耳头戴式听力设备和右耳头戴式听力设备的相应麦克风信号执行双侧处理以在头戴式听力设备用户的左耳或右耳处提供双侧或单耳波束成形的信号和在头戴式听力设备用户的对耳处提供双侧全向麦克风信号的方法。所述方法包括：
[0084]
通过信号处理布置，优选地左耳或右耳头戴式听力设备的第一信号处理器，执行以下步骤：
[0085]-基于由第一麦克风布置提供的一个或多个麦克风信号生成第一单耳定向信号，
[0086]-响应于传入的声音，至少基于由第一麦克风布置提供的两个或更多个麦克风信号生成双侧或单耳波束成形的信号，
[0087]-将双侧或单耳波束成形的信号转换为用户左耳或右耳的对应听觉信号；并且另外
[0088]
通过信号处理布置，优选对耳头戴式听力设备的第二信号处理器，执行以下步骤：
[0089]-响应于传入的声音，基于由第二麦克风布置提供的一个或多个麦克风信号生成第二单耳定向信号，
[0090]-以固定或可调的比率混合、相加或组合第一和第二单耳定向信号以生成双侧全向麦克风信号，
[0091]-将双侧全向麦克风信号转换为对应的可听信号，以供用户对耳使用。
[0092]
本方法可以还包括：
[0093]-将第一单耳波束成形算法应用于由第一麦克风布置提供的第一和第二全向麦克风信号以生成第一单耳定向信号，
[0094]-将第二单耳波束成形算法应用于由第一麦克风布置提供的第一和第二全向麦克风信号以生成第三单耳定向信号，
[0095]-通过无线通信链路从第二头戴式听力设备接收第四单耳定向信号，
[0096]-基于第三和第四单耳定向信号生成双侧波束成形的信号；以及
[0097]-将第三单耳波束成形算法应用于由第二麦克风布置提供的第一和第二全向麦克风信号以生成第二单耳定向信号，以及
[0098]-将第四单耳波束成形算法应用于由第二麦克风布置提供的第一和第二全向麦克风信号以生成第四单耳定向信号，并且可选地
[0099]-通过无线通信链路将第四单耳定向信号发送到第一头戴式听力设备。
[0100]
本方法的又一个实施例包括：
[0101]-所述第一单耳定向信号在目标方向(通常是零度方位角)上以及在携带第一头戴式听力设备的耳朵的同侧表现出具有基本相等灵敏度的第一极性模式，
[0102]-所述双侧或单耳波束成形的信号在目标方向上表现出具有最大灵敏度的极性模式，并且在携带第一头戴式听力设备时耳朵的同侧灵敏度降低并且对侧耳朵处灵敏度降低，
[0103]-所述第二单耳定向信号在目标方向上以及在携带第二头戴式听力设备的耳朵的同侧表现出具有基本相等灵敏度的第二极性模式，
[0104]-所述双侧全向麦克风信号表现出根据第一和第二极性模式的极性模式，
[0105]-所述第三单耳定向信号在目标方向上表现出具有最大灵敏度的第三极性模式，而在携带第一头戴式听力设备的耳朵的同侧和对侧灵敏度降低，
[0106]-所述第四单耳定向信号在目标方向上表现出具有最大灵敏度的第四极性模式，而在携带第二头戴式听力设备的耳朵的同侧和对侧灵敏度降低。
[0107]
上述第一、第二、第三和第四极性模式以及双侧或单耳波束成形的信号和双侧全向麦克风信号的相应敏感度或响应可在双耳听力系统适当地安装在一个声学人体模型上的情况下在2khz下使用窄带测试信号(如正弦波)确定。可以通过诸如1.5khz-5khz带限白噪声信号的替代类型的测试信号来确定极性模式的相应灵敏度。由于在对语音理解很重要的频率范围内进行平均，后一种测量条件可能会给出双耳听力系统真实世界性能的更具代表性的结果。下面参考附图详细讨论这些极性模式中的每一个在各种声音入射角处的示例性灵敏度或响应。
[0108]
声学人体模型可以是可商购的声学人体模型，诸如kemar或hats或任何类似的声学人体模型，其被设计为模拟或表示人头部和躯干的平均声学特性。本领域技术人员将理解，当双耳助听器系统被适当地布置在用户或患者身上时，上述极性模式通常与声学人体模型上的极性模式大致相同。然而，对基于声学人体模型的测定的引用确保了明确定义和可重复的测量条件。
附图说明
[0109]
在下文中，参考附图详细描述本发明的示例性实施例，其中：
[0110]
图1示意性地图示了根据本发明的示例性实施例的包括经由双向无线数据通信信道连接的左耳助听器和右耳助听器的双耳或双侧听力系统，
[0111]
图2示出了根据本发明的第一实施例的双耳或双侧听力系统的左耳助听器的示意框图，
[0112]
图3示出了根据本发明的第一实施例的双耳或双侧听力系统的右耳助听器的示意
框图，
[0113]
图4是根据本发明的示例性实施例的验配有双耳或双侧听力系统的听力受损个人的示意图，
[0114]
图5是由双侧听力系统的示例性实施例生成双侧波束成形的信号和双侧全向麦克风信号的特性的示意图，
[0115]
图6a示出了由第二单耳波束成形器的示例性实施例在第一助听器验配在kemar的左耳上的情况下在1、2和4khz的测试频率下生成的一组测量的第一单耳定向信号的极性模式，
[0116]
图6b示出了由第四单耳波束成形器的示例性实施例在第二助听器验配在kemar的右耳上的情况下在1、2和4khz的测试频率下生成的一组测量的第二单耳定向信号的极性模式，
[0117]
图7示出了在kemar右耳上验配第二助听器的情况下，基于测试频率1、2和4khz下的第一和第二单耳定向信号的一组测量的双侧全向麦克风信号的极性模式，
[0118]
图8示出了由第一助听器的双侧波束成形器的示例性实施例生成的双侧波束成形的信号在1khz、2khz和4khz下测量的的一组极性模式；以及
[0119]
图9示意性地图示了作为以毫秒(ms)为单位测量的语音信号之间的时间滞后的函数的以db为单位的语音的自相关函数。
具体实施方式
[0120]
在下文中，参考附图描述了本双耳听力系统的各种示例性实施例。本领域技术人员将理解，附图是示意性的并且为清楚起见进行了简化，因此仅示出了对理解本发明必不可少的细节，而省略了其他细节。相同的附图标记始终指代相同的元件。因此，不必针对每幅图详细描述相同的元件。
[0121]
图1示意性地图示了双耳或双侧听力系统50，其包括左耳助听器或仪器10l和右耳助听器或仪器10r，每个都包括用于连接到另一听力仪器的无线通信接口。在本实施例中，左耳和右耳助听器10l、10r经由支持数字化麦克风信号的实时流传输的双向无线或可能的有线数据通信连接或链路12彼此连接。唯一的id可以与左耳和右耳助听器10l、10r中的每一个相关联。双耳助听器系统50的所示无线通信接口34l、34r中的每一个可以被配置为在2.4ghz工业科学与医学(ism)频带中操作并且可以符合蓝牙le标准。可替代地，所示无线通信接口34l、34r中的每一个可以包括磁性线圈天线44l、44r并且基于近场磁耦合，诸如在10至20mhz之间的频率区域中操作的nmfi。
[0122]
在本助听器系统的一些实施例中，左助听器10l和右助听器10r除了上述唯一id之外可以基本相同，使得以下对左助听器10l的特征、组件和信号处理功能的描述也适用于右助听器10r。左助听器10l可以包括zno2电池(未示出)或连接用于向助听器电路14l供电的可充电电池。左助听器10l包括麦克风布置16l，该麦克风布置16l优选地至少包括第一和第二全向麦克风，如下面更详细地讨论的。
[0123]
左助听器10l另外包括可以包括听力损失处理器的信号处理器24l。信号处理器24l还被配置为对左助听器的麦克风信号和对侧麦克风信号执行单耳波束成形和双侧波束成形，如下面更详细讨论的。听力损失处理器被配置为补偿左助听器10l的用户的听力损
失。优选听力损失处理器24l包括众所周知的动态范围压缩器电路或算法，以用于补偿用户的动态范围的频率相关损失，在本领域中通常称为招募(recruitment)。因此，信号处理器24l生成并输出对扬声器或接收器32l具有附加听力损失补偿的双侧波束成形音频信号。扬声器或接收器32l将电音频信号转换成对应的声学信号以传输到用户的左耳道中。
[0124]
本领域技术人员将理解，信号处理器24l、24r中的每一个可以包括数字处理器，例如诸如数字信号处理器的软件可编程微处理器。左耳和右耳助听器10l、10r中的每一个的操作可以由在软件可编程微处理器上执行的合适操作系统控制。操作系统可以配置为管理助听器硬件和软件资源，例如包括双侧波束成形的信号的计算、第一和第三单耳波束成形的信号的计算、听力损失补偿的计算以及可能的其他处理器和相关的信号处理算法、无线数据通信接口34l、某些存储器资源等。操作系统可以调度任务以有效使用助听器资源，可以还包括用于成本分配的会计软件，包括功耗、处理器时间、内存位置、无线传输和其他资源。操作系统可以控制无线双向数据通信接口34l的操作，使得通过无线双向数据通信接口34l和通信信道12，第一单耳波束成形的信号被发送到右耳助听器10r，并且从右耳助听器接收第二单耳波束成形的信号。右耳助听器10r具有以对应方式起作用的相同硬件组件和软件组件。
[0125]
图2是用于放置在双耳或双侧助听器系统50的用户左耳处或左耳内的左耳助听器或仪器10l的示意框图。左耳助听器10l的所示组件可以布置在一个或多个助听器壳体部分内，诸如bte、rie、ite、itc、cic、ric等类型的助听器壳体内。助听器10l包括麦克风布置16l，该麦克风布置16l优选地至少包括上述第一全向麦克风和第二全向麦克风101a、101b，它们分别响应传入或撞击声音而生成第一和第二麦克风信号。第一和第二全向麦克风101a、101b的相应声音入口或端口(未示出)优选地以一定间隔布置在助听器10l的一个壳体部分中。声音入口或端口之间的间距取决于壳体部分的尺寸和类型，但可能介于5至30mm之间。该端口间隔范围能够通过将求和和延迟函数或算法应用于第一和第二麦克风信号而形成第一单耳波束成形的信号。助听器10l优选地包括一个或多个模数转换器(未示出)，其在应用到第一单耳波束成形器105和第二单耳波束成形器115之前将模拟麦克风信号转换成具有一定分辨率和采样频率的对应数字麦克风信号。
[0126]
第一单耳波束成形器105被配置为生成单耳定向信号120，例如，第三单耳定向信号，例如通过使用求和与延迟类型的波束成形算法。第一单耳波束成形器105被配置为基于数字化的第一和第二麦克风信号生成第三单耳定向或波束成形的信号120，该波束成形的信号120优选地具有在目标方向(即，零度方向)或者用户的视线方向(即图8所示的方向)上具有最大响应或灵敏度的第三极性模式。在目标方向或至少非常接近目标方向的最大灵敏度，例如在从350度到10度的角度范围内，使得第三单耳波束成形的信号120非常适合作为双侧波束成形器106的输入信号，因为第三极性模式相对于从用户左耳的同侧和从用户头部的后半球(即在声音入射方向或约180度的角度)到达的传入声音信号的最大灵敏度表现出降低的灵敏度。与目标方向相比，从侧面和后部方向到达的声音的相对衰减或抑制可能大于6db，或大于10db，诸如大于12db或15db，该相对衰减或抑制使用窄带测试信号，诸如正弦波在2khz下确定。第三极性模式的响应或灵敏度可以表现出这些离轴声音信号在更宽的频率范围内的相同相对衰减，例如由1.5khz-5khz带限白噪声信号确定的。
[0127]
第二单耳波束成形器115被配置为例如使用基于由麦克风布置16l提供的数字化
的第一和第二麦克风信号的求和与延迟类型的波束成形算法来生成第一单耳定向信号123。第一单耳定向信号123具有在目标方向上具有良好灵敏度的第一极性模式，并且在用户左耳的同侧处或附近具有最大灵敏度，该灵敏度使用图8所示的方位角约定在2khz下确定。在目标方向上和用户左耳同侧的这种基本相等的灵敏度优选地意味着，对于使用窄带测试信号(诸如正弦波)在2khz下确定的声音入射方向或180度至330度之间的角度范围，第一极性模式的灵敏度变化小于6db，更优选地小于4db，诸如小于2db。第一极性模式的响应或灵敏度可以在例如由1.5khz-5khz带限白噪声信号确定的较宽频率范围内在180度至330度之间的声音入射方向上表现出相同的均匀性。例如，第一极性模式可以基本上等于kemar左耳的开耳式定向响应。
[0128]
图6a示出了对于安装在kemar左耳处的示例性bte助听器在测试频率1、2和4khz下的第二单耳波束成形器115的一个实施例的第一单耳定向信号123的一组测量的极性模式。第一单耳定向信号123在360度或0度的目标方向上的灵敏度可以比在270度方向上的灵敏度低约4-8db，以允许双侧全向麦克风信号，也就是真正的全向信号，在第一单耳定向信号123和第二单耳定向信号混合之后在目标方向上的适当灵敏度，如下面所讨论的。换句话说，与第三单耳定向信号120相比，第一单耳定向信号123不仅对来自目标方向的传入声音具有良好的灵敏度，而且对来自用户左耳同侧附近的宽角度范围的传入声音也具有良好的灵敏度。本领域技术人员将理解，第一极性模式优选地被设计成使得对到达用户对侧耳朵(在所示实施例中为右耳)的声音的灵敏度可以明显小于对从用户左耳同侧到达的声音的灵敏度，该灵敏度使用如图6a所示的正弦波的窄带测试信号在2khz下确定。这种灵敏度差异可能部分是由用户头部的声影效应引起的，或者是由测试情景下的声学人体模型引起的，因此在诸如图6a所示的4khz等较高频率下尤其明显。
[0129]
信号处理器24l被配置为通过rf或nfmi天线44l和双向数据通信接口34l使用合适的专有通信协议或支持实时音频的标准化通信协议将第一单耳定向信号123发送到右耳或右侧，即对侧助听器10r。本领域技术人员将理解，第一单耳定向信号123优选地在无线传输之前以数字格式-例如标准化的数字音频格式编码。信号处理器24l还被配置为通过双向数据通信接口34l和无线通信链路12从右耳助听器10r接收第四单耳定向信号121。
[0130]
本领域技术人员将理解，第一单耳波束成形器105可以实现为集成在信号处理器24l上的专用计算硬件，或者由在信号处理器24l上执行的第一组合适的可执行程序指令实现，诸如由先前讨论的可编程微处理器或dsp或专用计算硬件和可执行程序指令的任意组合实现。同样，第二单耳波束成形器115可以实现为信号处理器24l的专用计算硬件，或者由在信号处理器24l上执行的第二组合适的可执行程序指令实现，诸如由先前讨论的可编程微处理器或dsp或专用计算硬件和可执行程序指令的任意组合实现。
[0131]
第三单耳定向信号120和第四单耳定向信号121，其中后者是从右耳助听器10r接收到的，被施加到双侧波束成形器106的输入端，该双侧波束成形器106被配置为响应于基于第一单耳定向信号和第四单耳定向信号123、121生成双侧波束成形的信号109。双侧波束成形的信号具有在目标方向上具有最大灵敏度的极性模式，并且对于所有其他声音入射角的灵敏度(包括在左耳助听器的同侧和右耳助听器的同侧以及在用户头部的后半球处，例如约为160-200度的声音入射角)相对降低，该灵敏度使用窄带测试信号(诸如正弦波)在2khz下确定。双侧波束成形的信号的响应或灵敏度可以表现出这些离轴声音信号在更宽的
频率范围内的相同相对衰减，例如由1.5khz-5khz带限白噪声信号确定的。在左耳助听器的同侧和右耳助听器的同侧，双侧波束成形的信号对于声音入射的灵敏度或响应可以是至少10db，诸如大于12db或15db，小于使用窄带测试信号在2khz下确定的目标方向上的灵敏度。
[0132]
本领域技术人员将理解，双侧波束成形器106可以被配置为通过应用本领域已知的各种类型的固定或自适应波束成形算法，诸如延迟和求和波束成形算法或滤波器和求和波束成形算法，来生成双侧波束成形的信号109。双侧波束成形器106的替代实施例可以与受让人的共同未决申请us16/431,690中公开的双侧波束成形器和波束成形算法中的一个相同，在该申请中，信号处理器24l被配置为基于第三单耳定向信号120z
l
和第四单耳定向信号121zr使用时延和求和机制自适应地计算双侧波束成形的信号109；所述计算包括根据以下公式最小化成本函数c(α，β)：
[0133]
c(α，β)＝{e{(αz
l
βzr)
·
(αz
l*
βz
r*
)} λ
*
(α β-1) λ(α β-1)
*
；
[0134]
在约束α β＝1下；e是统计期望值，以及*表示复函数的共轭，如受让人的共同未决申请us16/431,690中更详细讨论的。
[0135]
图8示出了双侧波束成形器106的上述实施例在1khz、2khz和4khz下确定的双侧波束成形的信号109的相应极性模式。双侧波束成形的信号109的极性模式是通过测量其灵敏度作为测试声源的方位角0-360度的函数而获得的。左侧和右侧助听器适当地放置在kemar或类似的声学人体模型上，该声学人体模型模拟人体头部和躯干的平均声学特性。测试声源可以生成宽带测试信号，诸如最大长度序列(mls)声音信号，该信号在从0至360度的每个方位角以预定大小的步长，例如5或10度再现。声学传递函数是从双侧波束成形的信号109和测试信号导出的。声学传递函数的功率谱表示双侧波束成形的信号109在每个方位角处的幅度响应。对于自适应波束成形器和波束成形算法，为了避免高估波束成形的信号109的灵敏度，应用施罗德相位复谐波作为扩散声场中的声学测试声音信号以模拟用户的真实的声学环境可能是有利的。幅度谱响应可以例如基于测试声音信号回放和作为响应获得的双侧波束成形的信号109之间的谐波幅度来估计。
[0136]
信号处理器24l可以被配置为将双侧波束成形的信号109应用到先前讨论的左侧助听器10l的常规听力损失功能或模块110。常规听力损失处理器110被配置为补偿左助听器10l的用户的听力损失并且将听力损失补偿的输出信号提供给先前讨论的微型扬声器或接收器32l或替代耳蜗植入式输出级的多个输出电极。常规听力损失处理器110可以包括输出或功率放大器(未示出)，诸如d类放大器，例如数字调制脉冲宽度调制器(pwm)或脉冲密度调制器(pdm)等，以驱动微型扬声器或接收器32l，或驱动耳蜗植入设备的刺激电极。微型扬声器或接收器32l将电听力损失补偿的输出信号转换为对应的可听信号，例如电或声输出信号，该信号例如可以经由左助听器10l的适当形状和尺寸的耳塞传送到用户的耳鼓或传送到用户的适当听觉神经。
[0137]
图3是用于放置在双耳或双侧助听器系统50的用户右耳处或右耳内的右耳助听器或仪器10r的示意框图。右耳助听器10r的所示组件可以布置在一个或多个助听器壳体部分内，诸如bte、rie、ite、itc、cic、ric等类型的助听器壳体内，优选地与前面讨论的左耳助听器的一样类型的壳体内。助听器10rl包括第二麦克风布置16r，其可以与上述第一麦克风布置16l相同并且因此包括如图所示的第一和第二全向麦克风101a、101b。助听器10r优选地包括一个或多个模数转换器(未示出)，其在将对应的数字化麦克风信号施加到第三单耳波
束成形器215的相应输入并施加到第四单耳波束成形器205的相应输入之前将模拟麦克风信号转换成具有一定分辨率和采样频率的对应数字麦克风信号。
[0138]
第三单耳波束成形器215被配置为生成上述第四单耳定向信号121。第三单耳波束成形器215被配置为例如使用应用于由第二麦克风布置16r提供的数字化的第一和第二麦克风信号的求和与延迟类型的波束成形算法来生成第四单耳定向信号121。第四单耳定向信号121优选地具有在目标方向(即，用户的零度方向或视线方向，即如图8所示的方向)上具有最大灵敏度的第四极性模式。目标方向或至少非常接近目标方向上的最大灵敏度，例如在类似于第三单耳定向信号120的极性模式的350度-10度的角空间内。相对于从用户右耳的同侧和从用户头部的后半球(即在约180度的方向)到达的传入声音的最大灵敏度，第四极性模式表现出降低的灵敏度。第四极性模式的响应或灵敏度可以表现出从用户右耳的同侧和后部到达的传入声音的相对衰减或抑制大于6db或10db，诸如大于12db或甚至大于15db，该相对衰减或抑制使用窄带测试信号(诸如正弦波)在2khz下确定。第四极性模式的响应或灵敏度可以表现出这些离轴声音信号在更宽的频率范围内的相同相对衰减，例如由1.5khz-5khz带限白噪声信号确定的。第四单耳定向信号121通过无线通信接口34r和磁线圈天线44r被发送到左耳助听器16l。
[0139]
第二信号处理器24r还被配置为实现第四单耳波束成形器205的功能，第四单耳波束成形器205被配置为生成第二定向麦克风信号220。第二单耳定向信号220在目标方向上和在用户右耳的同侧表现出具有良好灵敏度的第二极性模式，该灵敏度使用图8所示的声音入射角约定在2khz下确定。在目标方向上和在用户左耳的同侧的这种基本相等的灵敏度优选地意味着第二极性模式的响应或灵敏度在2khz下确定的180度至30度之间的角度范围内以小于6db、更优选地小于4db，诸如小于3db的幅度变化。在目标方向上和用户右耳同侧的这种基本相等的灵敏度优选地意味着，对于使用窄带测试信号(诸如正弦波)在2khz下确定的声音入射方向或180度至30度之间的角度范围，第二极性模式的灵敏度变化小于6db，更优选地小于4db，诸如小于2db。第二极性模式的响应或灵敏度对于在例如由1.5khz-5khz带限白噪声信号确定的较宽频率范围内的180度至30度之间的声音入射可以表现出相同的均匀性。例如，第一极性模式可以基本上等于kemar右耳的开耳式定向响应。
[0140]
出于前面讨论的原因，第二单耳定向信号220在目标方向(360或0度)上的第二极性模式中反射的灵敏度可以比90度角的灵敏度低约4-10db。图6b示出了对于安装在kemar右耳处的示例性bte助听器在测试频率1、2和4khz下的第四单耳波束成形器215的一个实施例的第二单耳定向信号220的一组测量的极性模式。第二单耳定向信号123在360度或0度目标方向上的灵敏度可以比在90度方向上的灵敏度低约4-10db，以允许双侧全向麦克风信号，也就是真正的全向信号，在第二单耳定向信号123和第一单耳定向信号混合之后在目标方向上的适当灵敏度。本领域技术人员将理解，第一和第二单耳定向信号123、220的极性模式可以关于前后轴或方向，即从0度到180度基本上镜像对称。第二单耳定向信号220不仅对来自目标方向的传入声音具有良好的灵敏度，而且对来自用户右耳同侧附近的宽角度范围的传入声音也具有良好的灵敏度。本领域技术人员将理解，第二极性模式优选地被设计成使得对到达用户对侧耳朵(在所示实施例中为左耳)的声音的灵敏度可以明显小于对从用户左耳同侧到达的声音的灵敏度，该灵敏度使用如图6b所示的窄带测试信号在2khz下确定。
[0141]
本领域技术人员将理解，第四单耳波束成形器205可以实现为集成在信号处理器24r上的专用计算硬件，或者由在信号处理器24r上执行的第一组合适的可执行程序指令实现，诸如由先前讨论的可编程微处理器或dsp或专用计算硬件和可执行程序指令的任意组合实现。同样，第三单耳波束成形器215可以实现为信号处理器24r的专用计算硬件，或者由在信号处理器24r上执行的第二组合适的可执行程序指令实现，诸如由先前讨论的可编程微处理器或dsp或专用计算硬件和可执行程序指令的任意组合实现。
[0142]
本领域技术人员将理解，存在产生第一单耳定向信号123的第一极性模式的第二单耳波束成形器115的多种实现方式，并且同样存在产生第二单耳定向信号220的第二极性模式的第四单耳波束成形器205的多种实现方式。在双耳助听器系统的某些实施例中，第二单耳波束成形器115和第四单耳波束成形器205被完全省略，这节省了第一信号处理器24l和第二信号处理器24r的计算资源和功耗。第二单耳波束成形器115和第四单耳波束成形器205的功能通过利用用于形成第一单耳定向信号和第二单耳定向信号的用户外耳(例如耳廓和耳道)的自然定向特性来替代。第一助听器包括至少一个壳体部分，其形状和尺寸适合放置在用户的左耳道或右耳道内。至少一个壳体部分包括第一麦克风布置的全向麦克风，其在至少一个壳体部分的向外定向的表面处具有声音入口。第二助听器包括至少一个壳体部分，该壳体部分的形状和尺寸适合放置在与耳道相对的用户耳朵内。至少一个壳体部分包括第二麦克风布置的全向麦克风，其在第二助听器的至少一个壳体部分的向外定向的表面处具有声音入口。第一助听器的至少一个壳体部分可以是ite、cic或itc助听器或ric类型助听器的耳道塞的单独成形的壳体，并且对于第二助听器的至少一个壳体部分同样如此。
[0143]
根据第二单耳波束成形器115和第四单耳波束成形器205的示例性实施例，第一信号处理器24l被配置为生成第一单耳定向信号如上文发明内容部分所讨论的。根据第一单耳波束成形器105和第三单耳波束成形器215的示例性实施例，第二信号处理器24r优选地被配置为生成第二单耳定向信号如上文发明内容部分所讨论的。
[0144]
第二信号处理器24r通过无线通信接口34r和磁线圈天线44r从左耳助听器16l接收第一单耳定向信号123。第一单耳定向信号123优选地相对于第二单耳定向信号220在由缩放函数211处理之前或结合缩放函数211处理并施加到信号混合器或组合器217时被时间延迟。第一单耳定向信号123的相对时间延迟由延迟元件t1示意性地指示，并且包括第一单耳定向信号123通过无线通信链路12的固有传输时间延迟和由第二信号处理器24r引入达到目标或期望的时间延迟的时间延迟。
[0145]
相对时间延迟的第一单耳定向信号123被施加到第一缩放函数211的输入，该函数在第一单耳定向信号123的缩放版本被输入到信号混合器或组合器217之前将0至1之间的缩放因子β应用于第一单耳定向信号123。第一单耳定向信号123被施加到第一缩放函数211的输入，第一缩放函数211在第一单耳定向信号123的缩放版本被输入到信号混合器或组合器217之前将可以是0至1之间的标量值的缩放因子β应用于第一单耳定向信号123。第二单耳定向信号220在被施加到第二缩放函数213的输入之前通过可选的时间延迟函数213发送，该时间延迟函数213示意性地表示为延迟t2，第二缩放函数213在将第二单耳定向信号220的缩放版本施加到信号混合器或组合器217的第二输入之前将标量缩放因子(1-β)应用
于第二单耳定向信号220。
[0146]
信号混合器或组合器217相应地将第一单耳定向信号123和第二单耳定向信号220以由标量缩放因子β的值设置的混合比混合，以生成双侧全向麦克风信号219。信号处理器24r可以被配置为将双侧全向麦克风信号219施加到右侧助听器10r的先前讨论的常规听力损失功能或模块210。常规听力损失处理器210被配置为补偿用户右耳的听力损失并且将听力损失补偿的输出信号提供给微型扬声器或接收器32r或者替代耳蜗植入式输出级的多个输出电极。常规听力损失处理器210和微型扬声器或接收器32r等可以与上面讨论的左耳助听器的对应组件相同。时间延迟t1的目标或期望值可以设置为3ms至50ms之间的值，诸如5ms至20ms之间的值，其中，如果时间延迟在100hz至10khz的频率范围内变化，则在2khz处确定所述时间延迟。
[0147]
本领域技术人员将理解，第一单耳定向信号123和第二单耳定向信号220生成双侧全向麦克风信号219的时间延迟、缩放和混合操作可以形式上表示为：
[0148]
s＝β*dr (1-β)dl
e2e
(t1)；
[0149]
其中：
[0150]
s：是双侧全向麦克风信号219的时域表示；
[0151]
dr：是第二单耳定向信号220的时域表示；
[0152]
dl
e2e
(t1)：是具有相对时间延迟(t1)的第一单耳定向信号123的时域表示，
[0153]
β：是用于设置第一和第二单耳定向信号的混合比的在0至1之间的标量缩放因子。可替代地，β是用于设置第一和第二单耳定向信号的频率相关混合比的滤波器，如下面所讨论的。
[0154]
在第一单耳定向信号123和第二单耳定向信号220之间引入相对时间延迟t1使双侧全向麦克风信号219产生几个重要优点，诸如由于众所周知的haas效应，在第一单耳定向信号123和第二单耳定向信号220之间提供良好的感知或听觉融合，这对于5至20ms之间的相对时间延迟t1尤其明显。相对时间延迟t1的另一个优点是它对第一和第二单耳定向信号123，220的去相关，从而当第一和第二单耳定向信号123、220由信号混合器或组合器217求和或相加时，使信号消除效应最小化。
[0155]
图9图示了该相对时间延迟t1如何用于暂时去相关第一和第二单耳定向信号123、220，并且示出了作为以毫秒(ms)测量的语音信号之间的时间滞后的函数的语音的以db为单位的自相关函数。很明显，自相关随着时间滞后的增加而降低，并且语音的自相关在时间滞后或约5ms内降低了约10db。
[0156]
因为第一单耳定向信号123通过无线通信链路发送到右耳助听器16r，所以第一单耳定向信号123相对于第二单耳定向信号220会有固有的时间延迟，反之，助听器的角色至少在那个传输时间延迟上交换时也是这种情况。本领域技术人员将理解，如果该传输时间延迟超过上述在3ms至50ms之间的目标延迟，则第二信号处理器24r可以被配置为例如使用先前讨论的第二时间延迟元件t2并在其中设置适当的时间延迟以补偿通过无线通信链路的过长延迟对第二单耳定向信号220引入时间延迟。
[0157]
缩放因子β可以具有固定的标量值，例如在本发明的一些实施例中，为0.5。标量缩放因子β可以被限制在0至1之间的某个区间内，例如《/＝0.5-ε或》/＝0.5 ε以通过在信号混合器或组合器217中混合或相加第一和第二单耳定向信号123、220来减少梳状滤波器效
应。参数ε的范围可以从0.1到0.3。
[0158]
根据本发明的替代实施例，缩放因子β是动态可调的，并且其瞬时值由第二信号处理器根据第一和第二单耳定向信号123、220的预定特性来控制。
[0159]
根据一个这样的实施例，第二信号处理器被配置为根据第一和第二单耳定向信号123、220的相对信号功率或信号电平自适应地调整缩放因子β-例如通过根据以下公式计算缩放因子β：
[0160][0161]
在一个实施例中，β由第二信号处理器24r的示意性示出的计算函数、元件或算法214计算，其中元件214接收第一和第二单耳定向信号123、220作为所示的输入。第二信号处理器24r可以被配置为调整β以最大化双侧全向麦克风信号219的功率。通过利用β和(1-β)之间的“倒数”关系，可以确保在参考方向上所需响应的一定容差范围内，双侧全向麦克风信号219在目标或参考方向，例如0度上的定向响应。
[0162]
上述根据第一和第二单耳定向信号123、220的相对信号功率或信号电平对缩放因子β的自适应调整，当用户位于同时存在多个声源的鸡尾酒会类型的声音环境或听觉场景中时，提供了双侧全向麦克风信号219的某些有利特性。理论上，如果声音环境中只有一个声源，则第二信号处理器可适于仅拾取或选择第一和第二单耳定向信号123、220中功率较大的一个作为双侧全向麦克风信号219。然而，在鸡尾酒会场景中，有多个声源分布在用户周围，并且选择第一和第二单耳定向信号123、220的最大总功率并不能保证每个声源的最佳可听性。因此，第一和第二单耳定向信号123、220根据它们的相对电平的上述加权平均提供了照顾各种声音环境的良好折衷。还清楚的是，β值的选择赋予更强的信号更多的权重，因为当dl2＞＞dr2，β
→
1和双侧全向麦克风信号219主要由第一单耳定向信号123组成时，反之当dr2＞＞dl2亦然。
[0163]
标量缩放因子β的动态可调值很有用，因为如果β是固定的，例如为0.5时，用户处于只有一个声源的声音环境中，例如在用户头部的左侧，当施加到用户右耳的双侧全向麦克风信号219呈现时，这个0.5的β值将减少6db的传入声音。在接收双侧波束成形的信号109的用户左耳处，由于双侧波束成形器的高方向性，声源将被强烈衰减或抑制。相反，当标量缩放因子β根据第一和第二单耳定向信号123、220的相对信号功率或信号电平自适应地调整时，β将变为约1，从而在双侧全向麦克风信号219中呈现不衰减。
[0164]
本领域技术人员还将理解，当佩戴本双耳或双侧助听器系统50的用户由于左耳和右耳助听器处的传入声压基本上相等而位于扩散声场中时，β的值将变为约0.5，这意味着第一单耳定向信号123和第四单耳定向信号220优选地具有约相等的功率。本领域技术人员将理解，第一和第二单耳定向信号123、220的相应功率或电平的确定优选地使用某个信号平均时间或积分时间来进行，并且该积分或平滑确定双侧全向麦克风信号219的合成有多快改变。用于确定第一单耳定向信号123的功率或电平的积分时间优选地在2ms至10ms之间，并且第二单耳定向信号220的范围相同，因为该范围将允许双侧全向麦克风信号219捕获语音发作。然而，积分时间可以明显更长，例如在本发明的其他实施例中超过50ms。
[0165]
根据本发明的另一实施例，β表示为滤波器，诸如fir滤波器或iir滤波器。因此，缩放因子β的动态调整允许在可听频率范围的整个或至少子范围内第一和第二单耳定向信号
123、220之间的不同混合量。
[0166]
缩放因子β可以包括具有d个样本的群延迟的线性相位fir滤波器。根据系统中第一和第二助听器的各自角色，第二信号处理器24r或第一信号处理器24l可以被配置为根据以下公式最大化双侧全向麦克风信号219(表示为s)的功率：
[0167]
s＝β*dr (z-d-β)dl
e2e
(t1)
[0168]
第二信号处理器24r可以例如被配置为自适应地调整fir数字滤波器的系数以最大化双侧全向麦克风信号219在频率上的功率。第二信号处理器24r可以应用任何合适的优化算法，诸如lms或nlms算法以执行fir数字滤波器的自适应调整。
[0169]
图7示出了在kemar左耳和右耳上验配双耳助听器系统的情况下，基于测试频率1、2和4khz下的第一和第二单耳定向信号123、220的混合的一组测量的双侧全向麦克风信号219的极性模式。双侧全向麦克风信号219是使用0.5的固定标量缩放因子β生成的。
[0170]
图4是验配有双耳或双侧听力系统的听力受损个人463的示意图，该双耳或双侧听力系统包括安装在用户左耳和右耳处的第一和第二助听器16l、16r。说明性声源布置或设置包括目标声源460，例如，放置在0度方位角的目标方向上的所需的扬声器。声源布置可以包括一个或多个干扰声源463、465，这些干扰声源463、465在各种离轴方向(即在目标方向之外)上围绕用户的头部布置。
[0171]
图5是通过双侧助听器系统的示例性实施例施加到用户左耳的双侧波束成形的信号501的高方向性指数和施加到用户右耳的双侧全向麦克风信号502的相对低得多的方向性指数的示意图。