技术领域
[0001] 本
发明涉及
声音信号处理技术领域，具体涉及一种双耳
同步信号处理助听系统及方法。
背景技术
[0002] 由于
助听器通常包括成对的扬声器和麦克
风，且分别置于使用者的两个耳朵处；即使用者每个耳朵处均设置有一个麦克风和与麦克风连接的扬声器；位于两侧的两个麦克风同时工作，能够接收到位于人体两侧的不同声音，但这两个麦克风将声音信号传递给对应的扬声器时并不能根据声源的
位置做出相应的变化，使得使用者的两个耳朵所听得的同一声源处的声音信号并无差别，影响使用者对该声源的
定位。
[0003] 具体的，因人耳具有极强的声源定位能
力。但是，它的先决条件是双耳同时使用，且双耳必须具备同等的听力
阈值。声音在空气的传递过程中，随着距离和介质的变化会有
能量和速度的变化，正常人的双耳具备同等的听力阈值，固同一声源处发出的声音信号到达双耳时会有不同的变化(体现在
频率和声压上)；而如果听力损失且阈值不对称，无论来自什么方向的声音大多数都会被听力阈值较好的一侧听到，这样就无法判定声源的方向。因此，急需一种能够使得双耳同步
信号处理的助听设备及相关方法。
发明内容
[0004] 本发明的主要目的是提供一种双耳同步信号处理助听系统及方法，旨在解决
现有技术中双耳不具备同等的听力阈值的人无法判断声源的方向的问题。
[0005] 本发明提供一种双耳同步信号处理助听方法，包括：
[0006] 通过第一声音接收器接收第一输入声音信号；
[0007] 通过第二声音接收器接收第二输入声音信号；
[0008] 获取所述第一输入声音信号和所述第二输入声音信号之间的时延差；
[0009] 根据所述时延差得到第一距离和第二距离，其中，所述第一距离为所述第一声音接收器与声源的距离，所述第二距离为所述第二声音接收器与声源的距离；
[0010] 根据所述第一距离、所述第一输入声音信号，及所述第二距离与所述第二输入声音信号得到第一输出声音信号和第二输出声音信号。
[0011] 优选的，所述获取所述第一输入声音信号和所述第二输入声音信号之间的时延差，包括：
[0012] 通过第一储存单元记录所述第一输入声音信号的音频
采样数据；
[0013] 通过第二储存单元记录所述第二输入声音信号的音频采样数据；
[0014] 通
过采样比较单元比较所述第一输入声音信号的音频采样数据和所述第二输入声音信号的音频采样数据以得到所述时延差。
[0015] 优选的，所述根据所述时延差得到第一距离和第二距离，包括：
[0016] 根据所述时延差计算声源到所述第一声音接收器及所述第二声音接收器之间的传播距离差，其中，计算公式为：
[0017]
[0018] 其中，d12为所述声源到所述第一声音接收器及所述第二声音接收器之间的传播距离差，单位为m；c为声速；fs为采样率，单位为样本/秒；A12为所述时延差，即样本差数；当A12为正数时，表示所述第一声音接收器接收到所述第一声音
输入信号先于所述第二声音接收器接收到第二声音输入信号，当A12为负数时，表示所述第一声音接收器接收到所述第一声音输入信号后于所述第二声音接收器接收到第二声音输入信号；
[0019] 根据所述声源到所述第一声音接收器及所述第二声音接收器之间的传播距离差计算所述第一距离及所述第二距离，其中，计算公式为：
[0020]
[0021]
[0022] 其中，r1为所述第一距离，单位为m；r2为所述第二距离，单位为m；d为所述第一声音接收器与所述第二声音接收器之间的距离，单位为m。
[0023] 优选的，所述根据所述第一距离、所述第一输入声音信号，及所述第二距离与所述第二输入声音信号得到第一输出声音信号和第二输出声音信号，包括：
[0024] 获取第一初始增益比例和第二初始增益比例；
[0025] 根据所述第一初始增益比例和所述第二初始增益比例计算得到所述第一输出增益比例和所述第二输出增益比例，其中，计算公式为：
[0026] B1＝b1，
[0027]
[0028] 其中，b1为所述第一初始增益比例，对使用者进行听力测试而得到；b2为所述第二初始增益比例，对使用者进行听力测试而得到；B1为所述第一输出增益比例；B2为所述第二输出增益比例；
[0029] 获取第一滤通信号和第二滤通信号；
[0030] 根据所述第一输出增益比例对第一滤波信号进行增益而得到第一输出声音信号；
[0031] 根据所述第二输出增益比例对第二滤波信号进行增益而得到第二输出声音信号。
[0032] 优选的，所述获取第一滤通信号和第二滤通信号，包括：
[0033] 通过第一带通
滤波器将所述第一输入声音信号转化为所述第一滤通信号；
[0034] 通过第二
带通滤波器将所述第二输入声音信号转化为所述第二滤通信号。
[0035] 优选的，所述根据所述第一输出增益比例对第一滤波信号进行增益而得到第一输出声音信号，包括：
[0036] 通过第一增益单元对第一滤波信号进行增益而得到第一输出声音信号，其中，增益比例为所述第一输出增益比例，具体计算公式为：
[0037] Y1＝y1·B1，
[0038] 其中，Y1为所述第一输出声音信号的声压值，单位为dB；y1为所述第一滤波信号的声压值，单位为dB。
[0039] 优选的，所述根据所述第二输出增益比例对第二滤波信号进行增益而得到第二输出声音信号，包括：
[0040] 通过第二增益单元对第二滤波信号进行增益而得到第二输出声音信号，其中，增益比例为所述第二输出增益比例，具体计算公式为：
[0041] Y2＝y2·B2，
[0042] 其中，Y2为所述第二输出声音信号的声压值，单位为dB；y2为所述第二滤波信号的声压值，单位为dB。
[0043] 优选的，所述获取第一初始增益比例和第二初始增益比例，包括：
[0044] 获取第一下阈值、第一上阈值、第二下阈值和第二上阈值；
[0045] 获取所述第一输入声音信号的声压值和所述第二输入声音信号的声压值；
[0046] 根据所述第一下阈值、所述第一上阈值、所述第二下阈值和所述第二上阈值得到第一初始增益比例和第二初始增益比例，其中，计算公式为：
[0047]
[0048]
[0049] 其中，u11为第一下阈值，单位为dB；u12为第一上阈值，单位为dB，且u11小于u12；u21为第二下阈值，单位为dB；u22为第二上阈值，单位为dB，且u21小于u22；x1第一增益常数，取值范围为(1.2,1.5)；x2第二增益常数，取值范围为(1.2,1.5)。
[0050] 优选的，还包括:
[0051] 通过第一扬声器播放所述第一输出声音信号；
[0052] 通过第二扬声器播放所述第二输出声音信号。
[0053] 本发明还提出一种双耳同步信号处理助听系统，应用于上述的双耳同步信号处理助听方法，包括第一声音接收器、第二声音接收器、第一储存单元、第二储存单元、采样比较单元、第一声压解析单元、第二声压解析单元、计算单元、第一增益单元、第二增益单元、第一带通滤波器、第二带通滤波器、第一扬声器和第二扬声器；
[0054] 所述第一声压解析单元、所述第一储存单元和所述第一带通滤波器均与所述第一声音接收器连接；所述第一带通滤波器与所述第一增益单元连接；所述第一增益单元与所述第一扬声器连接；所述第一声压解析单元与所述第一带通滤波器连接；
[0055] 所述第二声压解析单元、所述第二储存单元和所述第二带通滤波器均与所述第二声音接收器连接；所述第二带通滤波器与所述第二增益单元连接；所述第二增益单元与所述第二扬声器连接；所述第二声压解析单元与所述第二带通滤波器连接；
[0056] 所述第一储存单元、所述第二储存单元和所述计算单元均与所述采样比较单元连接；所述第一声压解析单元、所述第二声压解析单元、所述第一增益单元和所述第二增益单元均与所述计算单元连接。
[0057] 通过上述技术方案，根据同一声源与助听器的两个声音接收器之间的不同距离，分别对该声源到达两个声音接收器的声音信号进行对应的处理，处理的原则是离声源更近的声音接收器一侧的扬声器的会对声音信号进行相对放大输出，而离声音较远的声音接收器一侧的扬声器会对声音信号进行相对缩小输出，使用者通过两侧声音的大小差别对声源进行定位判断，进而使得使用者在使用采用了本发明提出的双耳同步信号处理助听方法的助听器时双耳的感官更加同步且真实，提升使用满意度。
附图说明
[0058] 为了更清楚地说明本发明
实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0059] 图1为本发明一种双耳同步信号处理助听方法第一实施例的
流程图；
[0060] 图2为本发明一种双耳同步信号处理助听方法第二实施例的部分流程图；
[0061] 图3为本发明一种双耳同步信号处理助听方法第三实施例的部分流程图；
[0062] 图4为本发明一种双耳同步信号处理助听方法第四实施例的部分流程图；
[0063] 图5为本发明一种双耳同步信号处理助听系统一实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0064] 应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0065] 本发明提出一种双耳同步信号处理助听系统及方法和系统。
[0066] 如附图5所示，在本发明提出的一种双耳同步信号处理助听系统的第一实施例中，本系统包括第一声音接收器、第二声音接收器、第一储存单元、第二储存单元、采样比较单元、第一声压解析单元、第二声压解析单元、计算单元、第一增益单元、第二增益单元、第一带通滤波器、第二带通滤波器、第一扬声器和第二扬声器。
[0067] 第一声压解析单元、第一储存单元和第一带通滤波器均与第一声音接收器连接；第一带通滤波器与第一增益单元连接；第一增益单元与第一扬声器连接；第一声压解析单元与第一带通滤波器连接。
[0068] 第二声压解析单元、第二储存单元和第二带通滤波器均与第二声音接收器连接；第二带通滤波器与第二增益单元连接；第二增益单元与第二扬声器连接；第二声压解析单元与第二带通滤波器连接。
[0069] 第一储存单元、第二储存单元和计算单元均与采样比较单元连接；第一声压解析单元、第二声压解析单元、第一增益单元和第二增益单元均与计算单元连接。
[0070] 本系统应用下述的双耳同步信号处理助听方法，具体的，本系统可以以助听器的形式实施，也可以以其他助听仪器的形式实施，下述实施例中均采用以助听器的形式来实施。
[0071] 如附图1所示，在本发明提出的一种双耳同步信号处理助听方法的第一实施例中，包括如下步骤：
[0072] 步骤S110：通过第一声音接收器接收第一输入声音信号。
[0073] 具体的：第一声音接收器优选为助听器的第一麦克风，集成佩戴于使用者的左耳。
[0074] 步骤S120：通过第二声音接收器接收第二输入声音信号。
[0075] 具体的：第二声音接收器优选为助听器的第二麦克风，集成佩戴于使用者的右耳。
[0076] 步骤S130：获取所述第一输入声音信号和所述第二输入声音信号之间的时延差。
[0077] 具体的，因第一麦克风和第二麦克风分别佩戴于使用者的左耳和右耳，上述第一输入声音信号和第二输入声音信号均为同一声源传出的，故第一输入声音信号和第二输入声音信号之间会产生时延差(因第一麦克风和第二麦克风之间有距离)；这里的时延差是音频采样的差值。
[0078] 步骤S140：根据所述时延差得到第一距离和第二距离，其中，所述第一距离为所述第一声音接收器与声源的距离，所述第二距离为所述第二声音接收器与声源的距离。
[0079] 具体的：因时延差是因声源到第一麦克风和第二麦克风之间的距离差而产生的，故根据时延差可计算得到第一距离和第二距离。
[0080] 步骤S150：根据所述第一距离、所述第一输入声音信号，及所述第二距离与所述第二输入声音信号得到第一输出声音信号和第二输出声音信号。
[0081] 具体的：在计算得到第一距离和第二距离后，即知晓声源相对第一麦克风和第二麦克风的位置，根据位置信息即可对上述第一输入声音信号和第二输入声音信号进行调整并得到第一输出声音信号和第二输出声音信号。这里的第一输出声音信号传送至左耳，第二输出声音信号传送至右耳。也就是使用者实际听得的声音信号。
[0082] 有益效果：通过上述技术方案，根据同一声源与助听器的两个声音接收器之间的不同距离，分别对该声源到达两个声音接收器的声音信号进行对应的处理，处理的原则是离声源更近的声音接收器一侧的扬声器的会对声音信号进行相对放大输出，而离声音较远的声音接收器一侧的扬声器会对声音信号进行相对缩小输出，使用者通过两侧声音的大小差别对声源进行定位判断，进而使得使用者在使用采用了本发明提出的双耳同步信号处理助听方法的助听器时双耳的感官更加同步且真实，提升使用满意度。
[0083] 如附图2所示，在本发明提出的一种双耳同步信号处理助听方法的第二实施例中，基于上述第一实施例，步骤S130，还包括如下步骤：
[0084] 步骤S210：通过第一储存单元记录所述第一输入声音信号的音频采样数据。
[0085] 具体的：第一储存单元会存储并记录第一麦克风接收到的第一输入声音信号的音频采样数据。
[0086] 步骤S220：通过第二储存单元记录所述第二输入声音信号的音频采样数据。
[0087] 具体的：第二储存单元会存储并记录第二麦克风接收到的第二输入声音信号的音频采样数据。
[0088] 步骤S230：通过采样比较单元比较所述第一输入声音信号的音频采样数据和所述第二输入声音信号的音频采样数据以得到所述时延差。
[0089] 具体的：采样比较单元对比分析第一输入声音信号的音频采样数据和第二输入声音信号的音频采样数据并得到时延差。
[0090] 如附图3所示，在本发明提出的一种双耳同步信号处理助听方法的第三实施例中，基于上述第一实施例，步骤S140，还包括如下步骤：
[0091] 步骤S310：根据所述时延差计算声源到所述第一声音接收器及所述第二声音接收器之间的传播距离差，其中，计算公式为：
[0092]
[0093] 其中，d12为所述声源到所述第一声音接收器及所述第二声音接收器之间的传播距离差，单位为m；c为声速；fs为采样率，单位为样本/秒，即Hz，本实施例中优选为96000Hz；A12为所述时延差，即样本差数；当A12为正数时，表示所述第一声音接收器接收到所述第一声音输入信号先于所述第二声音接收器接收到第二声音输入信号，当A12为负数时，表示所述第一声音接收器接收到所述第一声音输入信号后于所述第二声音接收器接收到第二声音输入信号。
[0094] 具体的：通过计算单元计算上述声源到所述第一声音接收器及所述第二声音接收器之间的传播距离差。
[0095] 步骤S320：根据所述声源到所述第一声音接收器及所述第二声音接收器之间的传播距离差计算所述第一距离及所述第二距离，其中，计算公式为：
[0096]
[0097]
[0098] 其中，r1为所述第一距离，单位为m；r2为所述第二距离，单位为m；d为所述第一声音接收器与所述第二声音接收器之间的距离，单位为m。
[0099] 具体的：通过计算单元计算上述第一距离和上述第二距离。
[0100] 如附图4所示，在本发明提出的一种双耳同步信号处理助听方法的第四实施例中，基于上述第三实施例，步骤S150，包括如下步骤：
[0101] 步骤S410：获取第一初始增益比例和第二初始增益比例。
[0102] 具体的：这里的第一初始增益比例和第二初始增益比例为根据使用者的听力损失情况而预设，故针对不同的使用者，其助听器会调节并预设入不同的第一初始增益比例和第二初始增益比例，且第一初始增益比例和第二初始增益比例通常由专业的听力测试人员对使用者进行听力损失测试而得到。并将第一初始增益比例存储至第一储存单元，将第二初始增益比例存储至第二储存单元。
[0103] 步骤S420：根据所述第一初始增益比例和所述第二初始增益比例计算得到所述第一输出增益比例和所述第二输出增益比例，其中，计算公式为：
[0104] B1＝b1，
[0105]
[0106] 其中，b1为所述第一初始增益比例，对使用者进行听力测试而得到；b2为所述第二初始增益比例，对使用者进行听力测试而得到；B1为所述第一输出增益比例；B2为所述第二输出增益比例。
[0107] 具体的：通过计算单元计算得到第一输出增益比例和第二输出增益比例。
[0108] 步骤S430：获取第一滤通信号和第二滤通信号。
[0109] 步骤S440：根据所述第一输出增益比例对第一滤波信号进行增益而得到第一输出声音信号。
[0110] 步骤S450：根据所述第二输出增益比例对第二滤波信号进行增益而得到第二输出声音信号。
[0111] 在本发明提出的一种双耳同步信号处理助听方法的第五实施例中，基于上述第四实施例，步骤S430，包括如下步骤：
[0112] 步骤S510：通过第一带通滤波器将所述第一输入声音信号转化为所述第一滤通信号。
[0113] 具体的：即通过第一带通滤波器将第一输入声音信号的高频部分和低频部分滤掉(例如截止频率为fL＝200Hz，fH＝5000Hz)，以得到第一滤通信号，这样可去掉第一输入声音信号中不重要的部分，减少后续操作的计算量。
[0114] 步骤S520：通过第二带通滤波器将所述第二输入声音信号转化为所述第二滤通信号。
[0115] 具体的：即通过第二带通滤波器将第二输入声音信号的高频部分和低频部分滤掉(例如截止频率为fL＝200Hz，fH＝5000Hz)，以得到第二滤通信号，这样可去掉第二输入声音信号中不重要的部分，减少后续操作的计算量。
[0116] 在本发明提出的一种双耳同步信号处理助听方法的第六实施例中，基于上述第四实施例，步骤S440，包括如下步骤：
[0117] 步骤S610：通过第一增益单元对第一滤波信号进行增益而得到第一输出声音信号，其中，增益比例为所述第一输出增益比例，具体计算公式为：
[0118] Y1＝y1·B1，
[0119] 其中，Y1为所述第一输出声音信号的声压值，单位为dB；y1为所述第一滤波信号的声压值，单位为dB。
[0120] 具体的，通过第一声压解析单元解析上述第一滤通信号以得到第一滤通信号的声压值。
[0121] 在本发明提出的一种双耳同步信号处理助听方法的第七实施例中，基于上述第四实施例，步骤S450，包括如下步骤：
[0122] 步骤S710：通过第二增益单元对第二滤波信号进行增益而得到第二输出声音信号，其中，增益比例为所述第二输出增益比例，具体计算公式为：
[0123] Y2＝y2·B2，
[0124] 其中，Y2为所述第二输出声音信号的声压值，单位为dB；y2为所述第二滤波信号的声压值，单位为dB。
[0125] 具体的，通过第二声压解析单元解析上述第二滤通信号以得到第二滤通信号的声压值。
[0126] 在本发明提出的一种双耳同步信号处理助听方法的第八实施例中，基于上述第四实施例，步骤S410，还包括如下步骤：
[0127] 步骤S810：获取第一下阈值、第一上阈值、第二下阈值和第二上阈值。
[0128] 具体的：这里的第一下阈值、第一上阈值、第二下阈值和第二上阈值为通过测试使用者的听力损失而得到，优选的，第一下阈值为使用者的左耳的能感受到声音的声压值，第一上阈值为使用者的左耳能接收的极限声压值(高于这个值会对使用者的听力造成损伤)，第二下阈值为使用者的右耳的能感受到声音的声压值，第二上阈值为使用者的右耳能接收的极限声压值(高于这个值会对使用者的听力造成损伤)。
[0129] 步骤S820：获取所述第一输入声音信号的声压值和所述第二输入声音信号的声压值。
[0130] 具体的：通过第一声压解析单元解析第一输入声音信号并得到第一输入声音信号的声压值，通过第二声压解析单元解析第二输入声音信号并得到第二声音信号的声压值。
[0131] 步骤S830：根据所述第一下阈值、所述第一上阈值、所述第二下阈值和所述第二上阈值得到第一初始增益比例和第二初始增益比例，其中，计算公式为：
[0132]
[0133]
[0134] 其中，u11为第一下阈值，单位为dB；u12为第一上阈值，单位为dB，且u11小于u12；u21为第二下阈值，单位为dB；u22为第二上阈值，单位为dB，且u21小于u22；x1第一增益常数，取值范围为(1.2,1.5)；x2第二增益常数，取值范围为(1.2,1.5)。
[0135] 通过上述技术方案，能够针对各使用者的不同的听力损失情况而制定不同的第一初始增益比例和第二初始增益比例，便于后续操作。
[0136] 在本发明提出的一种双耳同步信号处理助听方法的第九实施例中，基于上述第一实施例，还包括如下步骤：
[0137] 步骤S910：通过第一扬声器播放所述第一输出声音信号。
[0138] 具体的：第一扬声器放置于使用者的左耳的耳道内，便于使用者的左耳接收第一输出声音信号。
[0139] 步骤S920：通过第二扬声器播放所述第二输出声音信号。
[0140] 具体的：第二扬声器放置于使用者的右耳的耳道内，便于使用者的右耳接收第一输出声音信号。
[0141] 上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0142] 通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助
软件加必需的通用
硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，
服务器，
空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
[0143] 上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和
权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
