一種基于智能手機(jī)的助聽裝置及實(shí)現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于智能手機(jī)的助聽裝置及實(shí)現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聽力損失會(huì)嚴(yán)重影響聽力障礙（簡稱聽障）患者的身心健康，佩戴助聽器是目前 聽障患者改善聽力最有效的手段。在中國，龐大的老齡聽障人口、落后的助聽器技術(shù)、以及 漢語與英語本身的差異性，都使得漢語數(shù)字助聽器技術(shù)研究面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
[0003] 由于擁有自主知識產(chǎn)權(quán)、能夠生產(chǎn)數(shù)字助聽器信號處理專用芯片的公司很少，所 以市場上的數(shù)字助聽器價(jià)格昂貴，同時(shí)又由于助聽器驗(yàn)配需要專門的聽力測試儀器，所以 患者必須去具有驗(yàn)配能力的助聽器專賣店購買助聽器。高昂的價(jià)格和驗(yàn)配門檻導(dǎo)致很多聽 障患者得不到需要的治療，現(xiàn)有技術(shù)的不足使得數(shù)字助聽器普及率不高。
[0004] 申請?zhí)枮?01010528865. 7的專利公開了一種聲音補(bǔ)償參數(shù)計(jì)算方法和設(shè)備、聲 音補(bǔ)償系統(tǒng)，通過計(jì)算用戶對指定強(qiáng)度下測試語音的感知響度來確定補(bǔ)償參數(shù)中的頻率 點(diǎn)。該專利中，將聽障歸因于對語音的基頻和共振峰頻點(diǎn)信號的缺損，助聽的方法是對基頻 和共振峰所在的關(guān)鍵頻帶進(jìn)行補(bǔ)償。但根據(jù)聽力學(xué)文獻(xiàn)，患者對純音感知以及對語音感知 的不同，主要是由于患者的時(shí)域解析度和頻率解析度降低，即對時(shí)間鄰近和頻率相鄰的信 號不能區(qū)分。在這種情況下，對該頻點(diǎn)對應(yīng)的關(guān)鍵頻帶信號增強(qiáng)并不能提高時(shí)域解析度和 頻率解析度。因此該專利中采用的語音測試并不能起到很好的效果。其次，該專利中所述 的聲音補(bǔ)償設(shè)備，對輸入聲音按照聽力測試結(jié)果對應(yīng)的補(bǔ)償參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償參數(shù)不隨 輸入聲音的聲壓級大小調(diào)整。而對于聽障患者，由于其聽覺動(dòng)態(tài)范圍的縮小，雖然其所能聽 到的最小聲壓級抬高，但其所能忍受的最大聲壓級也降低了。如果補(bǔ)償參數(shù)不隨輸入聲音 的聲壓級大小進(jìn)行調(diào)整，則在大聲壓級信號輸入時(shí)，補(bǔ)償后的信號超過患者的動(dòng)態(tài)范圍，患 者會(huì)感覺炸耳而難以忍受。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對上述問題，本發(fā)明提供一種基于智能手機(jī)的助聽裝置及實(shí)現(xiàn)方法，利用目前 市場上已經(jīng)普及的智能手機(jī)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一種具有聽力補(bǔ)償功能的智能手機(jī)數(shù)字助聽裝置及 實(shí)現(xiàn)方法，成本低且聽力補(bǔ)償效果更好，使用更舒適。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0007] -種基于智能手機(jī)的助聽裝置，包括智能手機(jī)本體，所述智能手機(jī)本體內(nèi)置有麥 克風(fēng)、揚(yáng)聲器和存儲(chǔ)器，其特征在于，還包括分別與智能手機(jī)本體相連的聽力損失測試模 塊、參數(shù)計(jì)算模塊和聽力補(bǔ)償模塊；
[0008] 所述聽力損失測試模塊包括聲音播放子模塊、用戶反饋?zhàn)幽K和參數(shù)存儲(chǔ)子模 塊，其中，用戶通過聲音播放子模塊依次收聽不同強(qiáng)度的頻率的純音，并對聽到的聲音的感 知情況通過用戶反饋?zhàn)幽K反饋至聽力損失測試模塊，聽力損失測試模塊根據(jù)用戶的反饋 將用戶每個(gè)頻率的純音聽閾THRni(i= 1，2,…，N)，舒適閾MCLni(i= 1，2,…，N)和痛閾 UCLni(i= 1，2,…，N)通過參數(shù)存儲(chǔ)子模塊進(jìn)行存儲(chǔ)，i= 1，2,…，N為每個(gè)聽力測試頻率 對應(yīng)的頻點(diǎn)；
[0009] 所述參數(shù)計(jì)算模塊根據(jù)測得的多頻率純音聽閾THRni(i= 1，2,…，N)、舒適閾 MCLni(i= 1，2,…，N)和痛閾UCLni(i= 1，2,…，N)計(jì)算各個(gè)測試頻率對應(yīng)的聽力補(bǔ)償通道 的聽力補(bǔ)償參數(shù)；
[0010] 所述聽力補(bǔ)償模塊根據(jù)計(jì)算得到的聽力補(bǔ)償參數(shù)對各個(gè)測試頻率對應(yīng)的聽力補(bǔ) 償通道的聲音進(jìn)行補(bǔ)償。
[0011] -種基于智能手機(jī)的助聽實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，包括如下步驟：
[0012] S01 :依次對N個(gè)聲音頻率進(jìn)行聽力損失測試，具體為：
[0013] 01A)聲音播放子模塊依次播放不同強(qiáng)度的頻率的純音，用戶通過耳機(jī)進(jìn)行收聽；
[0014] 01B)用戶對聽到的聲音的感知情況，通過用戶反饋?zhàn)幽K進(jìn)行反饋；
[0015] 01C)根據(jù)用戶的反饋得到每個(gè)頻率的純音聽閾THRni(i= 1，2,…，N)，舒適閾 MCLni(i= 1，2,…，N)和痛閾UCLni(i= 1，2,…，N)，i= 1，2,…，N為每個(gè)聽力測試頻率對 應(yīng)的頻點(diǎn)；
[0016] S02 :對每個(gè)聽力測試頻點(diǎn)i，參數(shù)計(jì)算模塊根據(jù)該頻點(diǎn)測試得到的用戶的純音聽 閾THRni，舒適閾MCLni，痛閾UCLniW及正常成年人在該頻點(diǎn)的純音聽閾THRU1、舒適閾MCLU1 和痛閾UCLU1計(jì)算該頻點(diǎn)對應(yīng)的聽力補(bǔ)償通道的聽力補(bǔ)償參數(shù)，具體為：
[0017] 對每個(gè)聽力補(bǔ)償通道，以用戶測試得到的純音聽閾THRni、舒適閾MCLni和痛閾 UCLn#為拐點(diǎn)，分四段計(jì)算聽力補(bǔ)償參數(shù)ki= 1，2,…，N;j= 1，2, 3, 4 :
[0018]
[0019]
[0020]
[0021]
[0022] S03 :根據(jù)計(jì)算得到的聽力補(bǔ)償參數(shù)kx]，聽力補(bǔ)償模塊對各個(gè)測試頻點(diǎn)對應(yīng)的聽 力補(bǔ)償通道的聲音進(jìn)行補(bǔ)償，具體為：
[0023] 03A)將智能手機(jī)麥克風(fēng)采集的數(shù)字音頻信號s(m)，m= 1，2,…，M進(jìn)行分幀；
[0024] 03B)對每幀信號s(m)進(jìn)行N通道濾波器組分解，得到N個(gè)通道分解信號Sl (m)，i =1，2,…，N，每個(gè)通道的分解濾波器組中心頻率為步驟SOI中的測試頻點(diǎn)；
[0025] 03C)依次對每個(gè)i,i= 1，2,…，N進(jìn)行以下計(jì)算：
[0026] C-01)按（式5)計(jì)算i通道的分解信號Sl (m)的輸入聲壓級SPLINi(單位為dB):
[0027]
[0028] 其中，praf為參考聲壓值，在空氣中一般取2X10 5pa，R為校準(zhǔn)系數(shù)，由智能手機(jī)麥 克風(fēng)增益決定，N? |I為向量的2-范數(shù)；
[0029] C-02)根據(jù)計(jì)算得到的第i通道分解信號Sl (m)的輸入聲壓級SPLINi，按式（6)計(jì) 算得到第i通道聽力補(bǔ)償增益系數(shù)K1;
[0030]
[0031] C-03)使用（式7)計(jì)算第i通道分解信號s,_ (m)對應(yīng)的輸出聲壓級SPL0UT1;
[0032] V. ? i Mi i-N ' <'
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[0033] C-04)使用（式8)計(jì)算第i通道分解信號Sl (m)需要補(bǔ)償?shù)穆晧杭堿SPQ，單位 為dB，
[0034] ASPL^AxX(SPLOUT-SPUN,),i= 1, 2, -,N(式 8)
[0035] 其中，Ai為第i通道的補(bǔ)償系數(shù)，取值在（〇, 1)之間；
[0036] C-05)使用（式9)將第i通道分解信號Sl (m)需要補(bǔ)償?shù)穆晧杭堿SPQ換算成 第i通道的增益A。i= 1，2,…，N;
[0037]
[0038] 03D)對每個(gè)通道輸入分解信號進(jìn)行增益為Ai，i= 1，2,…，N的補(bǔ)償，補(bǔ)償公式如 (式10)，式中yi (m)為補(bǔ)償后的第i個(gè)通道輸出信號，共得到N個(gè)通道補(bǔ)償后的輸出信號 y^m),i= 1, 2, ???,N；
[0039] y; (m) = (m),i= 1, 2, ???,N(式 10)
[0040] 03E)對N個(gè)通道輸出信號71〇11)，i= 1，2,…，N進(jìn)行濾波器組綜合，綜合得到總的 輸出y(m)，m= 1，2,…，M，作為分幀的數(shù)字音頻輸入信號s(m)，m= 1，2,…，M對應(yīng)的分幀 輸出信號y(m)。
[0041] 本發(fā)明的有益效果是：
[0042] 第一、本發(fā)明通過智能手機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字助聽功能，避免使用昂貴的數(shù)字助聽器專用 DSP芯片，可以降低成本，而且使用和攜帶方便，使更多的聽障患者可以得到聽力矯正治療。
[0043] 第二、本發(fā)明使用智能手機(jī)單通道麥克風(fēng)就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字助聽功能，無需使用麥 克風(fēng)陣列采集信號，降低成本和電路復(fù)雜性。
[0044] 第三、本發(fā)明將智能手機(jī)麥克風(fēng)采集到的聲音信號分成N個(gè)通道，在每個(gè)通道內(nèi) 調(diào)節(jié)聽障患者的聽力補(bǔ)償參數(shù)，使智能手機(jī)助聽裝置的聽力補(bǔ)償效果更好，使用更舒適。
[0045] 第四、在每個(gè)聽力補(bǔ)償通道內(nèi)，本發(fā)明使用聲壓級分段的壓縮圖線進(jìn)行聽力補(bǔ)償， 既可以保護(hù)聽障患者的殘余聽力，又能保證補(bǔ)償效果。
[0046] 第五、補(bǔ)償參數(shù)隨輸入聲音的聲壓級大小進(jìn)行調(diào)整，在輸入小聲壓級信號時(shí)給予 大的補(bǔ)償，而在輸入較大聲壓級時(shí)給予小的補(bǔ)償，在輸入超過患者聽覺動(dòng)態(tài)范圍的聲壓級 時(shí)不補(bǔ)償。即本發(fā)明在測量得到患者的聽閾、舒適閾和痛閾的情況下，將每個(gè)頻帶內(nèi)的輸入 信號根據(jù)聲壓級分成四段，每段給予不同的補(bǔ)償參數(shù)，使患者在聽小信號時(shí)更清晰，聽大信 號時(shí)不炸耳，獲得更舒適的聽覺體驗(yàn)