[發(fā)明專利]一種具有云端后臺支持的助聽器系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011213450.0
• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN112367599B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊霞
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市億鑫鑫科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: H04R25/00
• 分類號: H04R25/00
• 代理公司: 深圳市鼎泰正和知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44555
• 代理人: 周小濤

1.一種具有云端后臺支持的助聽器系統(tǒng)，其特征在于，包括：助聽器、聽力跟蹤評估終端以及云端后臺服務(wù)器；所述助聽器和聽力跟蹤評估終端處在用戶端，助聽器以及聽力跟蹤評估終端通過無線通信技術(shù)實現(xiàn)與云端后臺服務(wù)器之間的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸；

助聽器用于采集外界聲音信號并經(jīng)過放大處理后傳導(dǎo)給人體，所述助聽器還在時間窗口內(nèi)收集聲音環(huán)境數(shù)據(jù)并通過無線通信傳輸給所述云端后臺服務(wù)器，以及具有通過無線通信從云端后臺服務(wù)器遠(yuǎn)程下載調(diào)試參數(shù)并基于調(diào)試參數(shù)對本助聽器內(nèi)相關(guān)功能模組的工作參數(shù)進(jìn)行調(diào)試；

聽力跟蹤評估終端用于供用戶自助進(jìn)行自身聽力的跟蹤評估，獲得聽力評估數(shù)據(jù)，并且通過無線通信傳輸給所述云端后臺服務(wù)器；

云端后臺服務(wù)器根據(jù)聽力跟蹤評估終端的聽力評估數(shù)據(jù)，以及助聽器收集的聲音環(huán)境數(shù)據(jù)，確定助聽器的調(diào)試參數(shù)，下發(fā)給助聽器；

所述助聽器包括：麥克風(fēng)、放大器、受話器、聲音環(huán)境采集單元、調(diào)試單元、無線通信單元；所述麥克風(fēng)用于采集外界聲音信號并將其轉(zhuǎn)化為電信號；所述放大器按照增益模式曲線來對麥克風(fēng)采集并轉(zhuǎn)化的電信號執(zhí)行放大處理，所述受話器將放大處理之后的電信號轉(zhuǎn)化為聲音信號，并傳導(dǎo)給人體；所述聲音環(huán)境采集單元用于在時間窗口內(nèi)收集聲音環(huán)境數(shù)據(jù)并通過無線通信傳輸給所述云端后臺服務(wù)器；所述調(diào)試單元通過無線通信從云端后臺服務(wù)器遠(yuǎn)程下載調(diào)試參數(shù)，并且根據(jù)調(diào)試參數(shù)對放大器增益模式進(jìn)行調(diào)試；所述無線通信單元為助聽器內(nèi)置的支持藍(lán)牙的無線通信模組，從而基于藍(lán)牙無線通信協(xié)議連接至手機(jī)，再利用手機(jī)的移動互聯(lián)網(wǎng)通信能力實現(xiàn)與云端后臺服務(wù)器的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸；

所述麥克風(fēng)為指向性麥克風(fēng)，從周邊一個或多個方向角采集聲音信號；當(dāng)麥克風(fēng)根據(jù)聲音環(huán)境采集單元的指令而用于在時間窗口內(nèi)收集聲音環(huán)境數(shù)據(jù)時，其采集方式切換為采集全部方向角的聲音信號，不屏蔽任何方向角的聲音信號；

所述放大器的增益模式曲線通過拐點將增益模式曲線劃分為多段，不同段的增益不同；所述放大器的增益模式指標(biāo)還包括壓縮比以及高低頻衰減率；

所述聲音環(huán)境采集單元基于與用戶攜帶的手機(jī)的交互而自動開啟一個所述時間窗口；

所述聽力跟蹤評估終端包括：入耳式揚(yáng)聲器、降噪單元、測聽音頻生成單元、藍(lán)牙單元、記錄單元；用戶在自助進(jìn)行聽力跟蹤評估時佩戴聽力跟蹤評估終端，所述入耳式揚(yáng)聲器播放測聽音頻生成單元生成的測聽聲音，并且對用戶耳道有一定的封閉，避免測聽過程中受到外部聲音的干擾；并且，降噪單元采取主動降噪技術(shù)，進(jìn)一步抵消外界聲音，從而為用戶提供更為理想的測聽環(huán)境；測聽音頻生成單元依次在若干個預(yù)定的頻率點生成測聽聲音，且每個頻率點上測聽聲音均播放若干次，每次播放的音量以固定的量級遞增或者遞減；記錄單元登記用戶的反饋記錄，并且完成測聽評估后根據(jù)所登記的全部反饋記錄生成聽力評估數(shù)據(jù)，并且通過無線通信傳輸給所述云端后臺服務(wù)器；所述云端后臺服務(wù)器包括：聲音環(huán)境特征分析單元和調(diào)試參數(shù)確定單元；聲音環(huán)境特征分析單元獲得聲音環(huán)境數(shù)據(jù)，提取聲音環(huán)境特征；所述調(diào)試參數(shù)確定單元根據(jù)聲音環(huán)境特征，對照聲音環(huán)境特征與調(diào)試參數(shù)的映射表，設(shè)定調(diào)試參數(shù)，以便反饋給助聽器的調(diào)試單元；聲音環(huán)境特征分析單元從所述聲音環(huán)境數(shù)據(jù)將各個聲源的聲源分量還原出來，進(jìn)而針對每個聲源的聲源分量提取聲音環(huán)境特征；假設(shè)來自聲音環(huán)境采集單元采集的聲音環(huán)境數(shù)據(jù)表示為Y，則

其中，y₁(t)至y_m(t)表示麥克風(fēng)從各個方向角上采集的聲音環(huán)境數(shù)據(jù)，s₁(t)至s_m(t)表示假設(shè)周邊環(huán)境中的m個聲源的情況下每個聲源對應(yīng)的聲源分量；

矩陣為混合矩陣，表示多路聲源的混合效應(yīng)，將混合矩陣簡寫為A，聲源分量簡寫為S，則Y＝A·S，聲音環(huán)境特征分析單元對于上述聲音環(huán)境數(shù)據(jù)Y執(zhí)行去均值化處理和白化處理，經(jīng)去均值處理和白化處理去除相關(guān)性后的數(shù)據(jù)記為Z，并且估計確定周邊環(huán)境中的聲源數(shù)量m；初始化一個分離矩陣W＝[W₁，W₂...W_i...W_m]，其中W_i表示分離矩陣中與第i個聲源對應(yīng)向量；采用下式對分離矩陣W進(jìn)行迭代：

w_i(k+1)＝E{ZG[w_i^T(k)Z]}-E{G′[w_i(k)Z]}w_i(k)

其中w_i(k)表示第k輪迭代的向量，函數(shù)E{·}表示期望，可以用對Z在各時刻的均值來估計，函數(shù)G{·}取當(dāng)經(jīng)迭代后，w_i(k+1)相對于w_i(k)不再變化或者變化量在預(yù)定范圍內(nèi)，則認(rèn)為已經(jīng)收斂，完成對分離矩陣W的計算，利用分離矩陣求聲源分量S＝W·Y；聲音環(huán)境特征分析單元針對每個聲源分量，求取該聲源分量的聲音環(huán)境特征，所述聲音環(huán)境特征包括短時能量和Mel頻率倒譜系數(shù)；聲音環(huán)境特征分析單元基于訓(xùn)練后的分類向量機(jī)，根據(jù)每個聲源分量的聲源環(huán)境特征，以特征向量的形式輸入分類向量機(jī)，獲得對聲源類型的判斷；所述調(diào)試參數(shù)確定單元根據(jù)用戶環(huán)境中存在的全部聲源類型，對照聲音環(huán)境特征與調(diào)試參數(shù)的映射表，設(shè)定調(diào)試參數(shù)，以便反饋給助聽器的調(diào)試單元；所述云端后臺服務(wù)器還包括：聽力評估數(shù)據(jù)分析單元，聽力評估數(shù)據(jù)分析單元根據(jù)聽力跟蹤評估終端提供的聽力評估數(shù)據(jù)，評估用戶對應(yīng)不同音量和頻率的聽力等級；所述調(diào)試參數(shù)確定單元根據(jù)用戶聽力等級，對照用戶聽力等級與調(diào)試參數(shù)的映射表，設(shè)定調(diào)試參數(shù)，以便反饋給助聽器的調(diào)試單元。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有云端后臺支持的助聽器系統(tǒng)，其特征在于：所述聲音環(huán)境采集單元采集的聲音環(huán)境數(shù)據(jù)來自用戶周邊環(huán)境的聲源，并且聲音環(huán)境特征分析單元從所述聲音環(huán)境數(shù)據(jù)將各個聲源的聲源分量還原出來，進(jìn)而針對每個聲源的聲源分量提取聲音環(huán)境特征。