本發(fā)明涉及用于困難聲學(xué)條件的語音可懂度增強(qiáng)系統(tǒng)和用于在困難聲學(xué)條件下增強(qiáng)語音可懂度的方法。

背景技術(shù)：

1、噪聲環(huán)境中的語音通信困難是常見體驗(yàn)。尤其是雞尾酒會(huì)、咖啡館和類似情況提出了挑戰(zhàn)，因?yàn)樾盘?對話伙伴的語音)非常類似并且通常沒有噪聲(其他人的談話音)響亮。具有正常聽力的人需要花費(fèi)大量精力來辨別話語，即使具有非常輕微的聽力損失的人則需要花費(fèi)更多的精力。

2、許多噪聲抑制算法(包括自適應(yīng)麥克風(fēng)方向圖)在信噪比(snr)方面表現(xiàn)出顯著的增益。然而，它們通常不能在實(shí)際測試中提供更好的語音識別分?jǐn)?shù)，例如由于處理偽影和不自然的聲音。

3、傳統(tǒng)的被動(dòng)聽力保護(hù)器通常衰減太多，特別是在較高頻率下，使得語音識別甚至更糟。此外，傳統(tǒng)的聽力保護(hù)器導(dǎo)致阻塞(即，由于耳道阻塞而沒有補(bǔ)償，用戶感知到他們自己的話音的“中空”或“轟鳴”聲音)。

4、旨在相對均等地衰減寬音頻頻帶而不使音樂感知失真的所謂音樂家耳塞通常也衰減太多，以至于不能用于在嘈雜的環(huán)境中收聽。它們也經(jīng)常不處理阻塞效應(yīng)。

5、另一方面，助聽器旨在通過使用聲音放大的一般措施來提高可聽度。如上所述，這通常對在嘈雜環(huán)境中難以理解語音的正常聽力或接近正常聽力的人沒有幫助。為了允許用戶參與對話，大多數(shù)助聽器包含通氣口以允許來自用戶自身話音的骨骼/組織傳導(dǎo)的聲音逸出耳道，但這具有固有問題，即當(dāng)通氣口足夠大以提供對用戶自身話音的可接受感知時(shí)，來自周圍環(huán)境的許多低頻能量進(jìn)入耳朵，通過亥姆霍茲(helmholtz)共振放大并掩蔽重要的較高頻率語音提示。為了抵消這種掩蔽效應(yīng)，必須增加高頻增益。這又意味著耳膜處的整體水平增加到高于將導(dǎo)致開放耳朵的水平。然而，當(dāng)水平增加到特定水平以上(對于正常聽力對象，對應(yīng)于耳外約65dba時(shí)，該特定水平遠(yuǎn)低于典型聚會(huì)處存在的水平，頻率辨別和語音理解下降。

6、解決改善正常聽力或接近正常聽力的人在嘈雜環(huán)境中的收聽舒適度和/或語音識別的一個(gè)或多個(gè)上述挑戰(zhàn)的耳設(shè)備將是非常有利和有用的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到上述問題和挑戰(zhàn)，特別是與嘈雜環(huán)境中的對話的收聽舒適性和可懂度有關(guān)的問題和挑戰(zhàn)，并且隨后做出下面描述的發(fā)明。

2、本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種用于困難聲學(xué)條件的語音可懂度增強(qiáng)系統(tǒng)，所述語音可懂度增強(qiáng)系統(tǒng)包括用于插入人的耳道中的至少一個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備，所述至少一個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備布置有面向耳道部分和面向環(huán)境部分，并且所述至少一個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備包括：

3、包括通氣口的聲學(xué)路徑，所述聲學(xué)路徑將所述面向環(huán)境部分與所述面向耳道部分耦合；以及

4、電聲路徑，包括在所述面向環(huán)境部分處的麥克風(fēng)、濾波器和在所述面向耳道部分處的揚(yáng)聲器；

5、其中，所述聲學(xué)路徑被布置為傳送元音主導(dǎo)頻率范圍內(nèi)的聲學(xué)聲音，并且其中，所述電聲路徑被布置為聲學(xué)地再現(xiàn)輔音主導(dǎo)頻率范圍內(nèi)和所述元音主導(dǎo)頻率范圍內(nèi)的聲音信號；以及

6、其中，所述電聲路徑被布置為使得通過所述電聲路徑補(bǔ)償在所述元音主導(dǎo)頻率范圍內(nèi)來自所述聲學(xué)路徑的貢獻(xiàn)來改善信號掩蔽比。

7、因此，提供了用于在困難的聲學(xué)環(huán)境中增強(qiáng)語音可懂度的有利系統(tǒng)。系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)將在下文中變得清楚。

8、在本上下文中，語音被理解為使用語言(諸如非音調(diào)語言)的聲音通信。每種語言使用形成其話語的聲音的元音和輔音的語音組合。元音往往在頻率上比輔音低并且比輔音響亮，因此承擔(dān)了由語音引起的聲能的主要部分。然而，實(shí)際上是較低能量和較高頻率的輔音攜帶話語的大多數(shù)含義。因此，語音的可理解性高度取決于由輔音引起的語音的頻率范圍。與元音相比，輔音對掩蔽的向上擴(kuò)展更敏感，因此來自元音的能量可以對輔音施加掩蔽效果。這樣的掩蔽效果容易涉及，因?yàn)樗赡茉谑章牬舐暵晫W(xué)環(huán)境中說話的人時(shí)發(fā)生，例如在具有高水平背景噪聲的咖啡館中。為了克服高水平的背景噪聲，人們傾向于大聲說話并且需要更多努力才能聽到，這種現(xiàn)象通常被稱為倫巴第(lombard)效應(yīng)。大聲說話對其他人的可理解性具有深遠(yuǎn)的影響，因?yàn)樘砑拥穆暷芗性谠糁車丛谠糁鲗?dǎo)頻率范圍內(nèi)，而只有非常少的能量可以添加到輔音，即在輔音主導(dǎo)頻率范圍內(nèi)。因此，在社交環(huán)境中，每個(gè)人都說得更大聲，這意味著在元音主導(dǎo)頻率范圍中添加了大量能量。這基本上意味著輔音將被元音掩蔽，這進(jìn)而使得更難以理解正在說什么。然而，元音在語音中的重要性不應(yīng)被低估，并且它們?nèi)匀辉谡Z音可懂度中起重要作用。

9、在本上下文中，信號掩蔽比被理解為將期望信號的水平與掩蔽信號的水平進(jìn)行比較的度量。在本上下文中，期望信號是基本上存在于輔音主導(dǎo)頻率范圍內(nèi)的信號，并且掩蔽信號是基本上存在于元音主導(dǎo)頻率范圍內(nèi)的信號。換句話說，信號掩蔽比也可以被稱為輔音與元音比。掩蔽信號可以不一定表示當(dāng)討論信噪比時(shí)對于噪聲信號而言典型的不想要的聲音，而是，掩蔽信號實(shí)際上也可以包括有助于語音可懂度的語音提示。例如，掩蔽信號可包括感興趣的說話者(對佩戴語音可懂度增強(qiáng)系統(tǒng)的人說話的人)的聲音貢獻(xiàn)、以及存在于與感興趣的說話者和語音可懂度增強(qiáng)系統(tǒng)的佩戴者相同的聲學(xué)環(huán)境中的多個(gè)其他人做出的聲音貢獻(xiàn)(在整個(gè)以下公開中，該聲音貢獻(xiàn)可被稱為多路重合噪聲(babble?noise))。要點(diǎn)是掩蔽信號對輔音主導(dǎo)頻率范圍中的輔音施加掩蔽效果，并且因此，通過改善信號掩蔽比，可以減小掩蔽效果，并且改善語音可懂度。因此，應(yīng)當(dāng)注意，語音可懂度增強(qiáng)系統(tǒng)由此被有效地布置為執(zhí)行主動(dòng)掩蔽控制。

10、還應(yīng)當(dāng)注意，關(guān)于改善信號掩蔽比的前述討論應(yīng)當(dāng)被解釋為根據(jù)用戶未佩戴語音可懂度增強(qiáng)系統(tǒng)的情況進(jìn)行改善，即，根據(jù)至少一個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備(諸如兩個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備)未插入用戶的耳道中的情況進(jìn)行改善。

11、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，改善所述信號掩蔽比包括相對于所述元音主導(dǎo)頻率范圍中存在的所得聲壓級來增加所述輔音主導(dǎo)頻率范圍中存在的所得聲壓級。

12、改善信號掩蔽比或輔音與元音比可以包括相對于存在于元音主導(dǎo)頻率范圍中的所得聲壓級來增加輔音主導(dǎo)頻率范圍中的所得聲壓級。這可以包括放大輔音主導(dǎo)頻率范圍內(nèi)存在的聲學(xué)聲音，即，電聲路徑被布置為在輔音主導(dǎo)頻率范圍內(nèi)執(zhí)行聲音放大。然而，這不應(yīng)被解釋為使得僅通過在輔音主導(dǎo)頻率范圍內(nèi)調(diào)整電聲路徑的增益來實(shí)現(xiàn)改善信號掩蔽比，因?yàn)殡娐暵窂饺匀槐徊贾脼檠a(bǔ)償元音主導(dǎo)頻率范圍內(nèi)的聲學(xué)路徑的貢獻(xiàn)。相對于在元音主導(dǎo)頻率范圍中所存在的所得聲壓級，增加在輔音主導(dǎo)頻率范圍中所存在的所得聲壓級是有利的，因?yàn)檠诒涡盘枌φZ音可懂度最感興趣的信號(即，輔音主導(dǎo)頻率范圍中的信號)的影響降低，從而可以改善語音可懂度。

13、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述改善所述信號掩蔽比包括：通過使用所述電聲路徑補(bǔ)償所述元音主導(dǎo)頻率范圍中來自所述聲學(xué)路徑的貢獻(xiàn)，來減小由所述元音主導(dǎo)頻率范圍貢獻(xiàn)的所述耳道中的所得聲壓級與由所述輔音主導(dǎo)頻率范圍貢獻(xiàn)的所述耳道中的所得聲壓級之間的差。

14、根據(jù)本實(shí)施例的語音可懂度增強(qiáng)系統(tǒng)是有利的，因?yàn)樗鼫p小了由元音主導(dǎo)頻率范圍貢獻(xiàn)的聲壓級(spl)與由輔音主導(dǎo)頻率范圍貢獻(xiàn)的spl之間的差。聲壓級是最常用的聲波強(qiáng)度指標(biāo)，并且通常以分貝(db)為單位進(jìn)行度量。通過使用電聲路徑補(bǔ)償來自聲學(xué)路徑的貢獻(xiàn)來執(zhí)行聲壓級差的減小。補(bǔ)償?shù)哪康牟皇峭耆窒麃碜月晫W(xué)路徑的貢獻(xiàn)，因?yàn)橛陕晫W(xué)路徑貢獻(xiàn)的語音的元音內(nèi)容在佩戴入耳式耳機(jī)設(shè)備的人的耳道中的語音再現(xiàn)中仍然是重要的。在沒有由聲學(xué)路徑貢獻(xiàn)的元音內(nèi)容的情況下，如至少一個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備的佩戴者所經(jīng)歷的語音將聽起來不自然并且缺乏重要特征。然而，補(bǔ)償?shù)哪康氖窍鄬τ谳^低能量輔音的影響減少高能量元音的影響。因此，語音的輔音主導(dǎo)部分可以相對于語音的元音主導(dǎo)部分被提升，從而提高語音在許多聲學(xué)環(huán)境中的可懂度。

15、換句話說，補(bǔ)償?shù)男Ч?，從外部聲學(xué)環(huán)境到耳道的總傳遞函數(shù)，其由聲學(xué)路徑和電聲路徑兩者的貢獻(xiàn)產(chǎn)生，表現(xiàn)出元音主導(dǎo)頻率范圍的聲壓級與輔音主導(dǎo)頻率范圍中的聲壓級之間的差與沒有應(yīng)用補(bǔ)償?shù)那闆r下兩者之間的差相比更小。

16、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通過使用在信號處理器中實(shí)現(xiàn)的濾波器補(bǔ)償來自聲學(xué)路徑的貢獻(xiàn)來獲得差的減小。信號處理器可以將濾波應(yīng)用于由麥克風(fēng)記錄的信號，從而提供經(jīng)濾波的信號以使用揚(yáng)聲器進(jìn)行再現(xiàn)。經(jīng)濾波的信號的聲學(xué)再現(xiàn)的效果是在元音主導(dǎo)頻率范圍的子范圍或全范圍中由聲學(xué)路徑貢獻(xiàn)的聲學(xué)聲音的效果被衰減。

17、在本上下文中，元音主導(dǎo)頻率范圍被理解為基本上由形成元音部分的頻率分量的存在所主導(dǎo)的頻率范圍。此外，在本上下文中，輔音主導(dǎo)頻率范圍被理解為由形成輔音部分的頻率的存在所主導(dǎo)的頻率范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解，無法在元音的頻率分量和輔音的頻率分量之間畫出清晰的界線，因?yàn)橛扇祟惿傻娜魏我粽{(diào)可以包括多個(gè)諧波，包括一次諧波(或基波)和二次諧波、三次諧波、四次諧波等(或泛音)，并且元音的頻率分量的泛音可以存在于更高的頻率范圍內(nèi)，諸如在輔音主導(dǎo)頻率范圍內(nèi)。然而，語音領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，輔音的頻率分量通常存在于比構(gòu)成元音的頻率分量更高的頻率(諸如從2khz到4khz)，元音通常存在于較低頻率(諸如在從50hz到1khz的范圍內(nèi))。

18、語音可懂度增強(qiáng)系統(tǒng)(或下文中的“系統(tǒng)”)的至少一個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備(諸如兩個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備)被布置成插入人的耳道中。當(dāng)插入耳道中時(shí)，入耳式耳機(jī)設(shè)備具有面向耳道的部分——“面向耳道部分”——和面向人的周圍環(huán)境的另一方向的部分——“面向環(huán)境部分”。入耳式耳機(jī)設(shè)備的這兩個(gè)部分通過聲學(xué)路徑的存在而耦合。聲學(xué)路徑被理解為聲學(xué)聲音可以沿其傳播的路徑。聲學(xué)路徑包括通氣口，該通氣口是具有可由聲學(xué)問題決定的特定幾何形狀的通道或管道。通氣口有效地將面向環(huán)境部分與面向耳道部分耦合，確保環(huán)境中存在的聲學(xué)聲音可以傳播到人的耳道中。聲學(xué)路徑被布置成使得特定頻率范圍的聲學(xué)聲音可以通過聲學(xué)路徑傳播，而其他頻率的聲學(xué)聲音可能受到阻礙。這些聲學(xué)特性可歸因于通氣口的幾何形狀(形狀、橫截面積、長度)。通常，在現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中，諸如用于收聽音樂的入耳式耳機(jī)設(shè)備，此類通氣口用于減少阻塞效應(yīng)對收聽體驗(yàn)的影響。然而，如在下文中將清楚的，通氣口的存在用于另一目的，即聲音在人的耳道中的聲學(xué)再現(xiàn)。盡管如此，通氣口的存在的有利效果是聲學(xué)路徑可以減少阻塞效應(yīng)對佩戴者自我話音的體驗(yàn)的影響。

19、除了具有包括通氣口的聲學(xué)路徑之外，所述入耳式耳機(jī)設(shè)備還包括電聲路徑，該電聲路徑包括在所述面向環(huán)境部分處的麥克風(fēng)、濾波器和在所述面向耳道部分處的揚(yáng)聲器。借助于這樣的電聲路徑，來自外部聲學(xué)環(huán)境的聲音可以被電子地處理，例如數(shù)字地處理，并且在耳道中再現(xiàn)。

20、此外，語音可懂度增強(qiáng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于，它可以有效地提供多頻帶(諸如雙頻帶)動(dòng)態(tài)范圍壓縮，從而實(shí)現(xiàn)元音主導(dǎo)范圍和輔音主導(dǎo)范圍中的不同壓縮。

21、此外，語音可懂度增強(qiáng)系統(tǒng)是有利的，因?yàn)樗梢灾辽僭谀撤N程度上提供外部環(huán)境中的聲學(xué)聲音的自然再現(xiàn)。該效果至少由聲學(xué)路徑提供，該聲學(xué)路徑實(shí)現(xiàn)存在于外部聲學(xué)環(huán)境中的聲音在耳道中的自然再現(xiàn)。

22、入耳式耳機(jī)設(shè)備可以被理解為被布置為由用戶通過將該設(shè)備適配在用戶的外耳中(諸如在耳甲(concha)中，靠近耳道)而佩戴的耳機(jī)設(shè)備。入耳式耳機(jī)設(shè)備還可以至少部分地延伸到用戶的耳道中。入耳式耳機(jī)設(shè)備通?？梢员怀尚螢橹辽俨糠值剡m配在外耳和/或耳道內(nèi)，從而確保設(shè)備適配到用戶的耳朵。入耳式耳機(jī)設(shè)備也可以被理解為入耳式耳機(jī)、耳塞、耳道式耳機(jī)、耳塞式耳機(jī)或可聽戴設(shè)備。

23、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述輔音主導(dǎo)頻率范圍包括高于所述元音主導(dǎo)頻率范圍的頻率。

24、輔音主導(dǎo)頻率范圍可以包括高于所述元音主導(dǎo)頻率范圍的頻率。無論輔音主導(dǎo)頻率范圍和元音主導(dǎo)頻率范圍之間是否存在重疊，輔音主導(dǎo)頻率范圍仍然可以包括元音主導(dǎo)頻率范圍中不存在的頻率，并且這些頻率高于元音主導(dǎo)頻率范圍。由此清楚的是，輔音主導(dǎo)頻率范圍是與比元音主導(dǎo)頻率范圍更高的頻率相關(guān)的頻率范圍。

25、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述聲學(xué)路徑被布置有聲學(xué)傳遞函數(shù)，該聲學(xué)傳遞函數(shù)具有低通特性，該低通特性具有通帶和截止頻率，并且其中所述元音主導(dǎo)頻率范圍包括低于所述截止頻率的頻率，并且其中所述輔音主導(dǎo)頻率范圍包括高于所述截止頻率的頻率。

26、聲學(xué)路徑可以以這樣的方式布置，使得其具有聲學(xué)傳遞函數(shù)，該聲學(xué)傳遞函數(shù)具有低通特性，該低通特性具有通帶和截止頻率，其中所述元音主導(dǎo)頻率范圍包括低于所述截止頻率的頻率，并且其中所述輔音主導(dǎo)頻率范圍包括高于所述截止頻率的頻率。通過在其傳遞函數(shù)中實(shí)現(xiàn)這種低通特性，聲學(xué)路徑被布置為使頻率低于截止頻率(在通帶中)的聲學(xué)聲音穿過并到達(dá)佩戴至少一個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備的用戶的耳道。然而，頻率高于截止頻率的聲學(xué)聲音在通過聲學(xué)路徑時(shí)受到嚴(yán)重限制。聲學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易理解，頻率高于截止頻率的聲學(xué)聲音可沿著聲學(xué)路徑通過，然而，其受到嚴(yán)重阻礙。通常，截止頻率是發(fā)生3db衰減的頻率。元音主導(dǎo)頻率范圍包括低于截止頻率的頻率，并且輔音主導(dǎo)頻率范圍包括高于截止頻率的頻率，然而這不排除元音主導(dǎo)頻率范圍也包括高于截止頻率的頻率和輔音主導(dǎo)頻率范圍包括低于截止頻率的頻率的可能性。

27、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述截止頻率在250hz至4khz的范圍內(nèi)。

28、所述截止頻率可以在250hz(赫茲)至4khz(千赫茲)的范圍內(nèi)，例如500hz至2khz，例如650hz至1600hz，例如700hz至1200hz，例如800hz、900hz或1khz。

29、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述元音主導(dǎo)頻率范圍包括在50hz至1khz范圍內(nèi)的頻率。

30、元音主導(dǎo)頻率范圍可以包括從50hz到1khz范圍內(nèi)的頻率，諸如從400hz到800hz范圍內(nèi)的頻率，例如600hz。

31、根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，所述輔音主導(dǎo)頻率范圍包括在2khz至4khz范圍內(nèi)的頻率。

32、根據(jù)實(shí)施例，所述差低于15db，諸如低于10db，諸如低于8db，諸如低于6db，例如低于5db。

33、在補(bǔ)償之后，由所述元音主導(dǎo)頻率范圍貢獻(xiàn)的所述耳道中的聲壓級與由所述輔音主導(dǎo)頻率范圍貢獻(xiàn)的所述耳道中的所得聲壓級之間的差可以低于15db(分貝)，諸如低于10db，諸如低于8db，諸如低于6db，例如低于5db。

34、減小由元音主導(dǎo)頻率范圍貢獻(xiàn)的聲壓級與由輔音主導(dǎo)頻率范圍貢獻(xiàn)的聲壓級之間的差，使得差低于15db被認(rèn)為僅僅是減小了由聲學(xué)路徑對收聽體驗(yàn)提供的影響，而不是完全消除了由聲學(xué)路徑提供的影響。在本上下文中，通過聲學(xué)路徑傳播的聲學(xué)聲音不被認(rèn)為是不想要的聲音，并且相反，通過聲學(xué)路徑從入耳式耳機(jī)設(shè)備的面向環(huán)境部分傳播到入耳式耳機(jī)設(shè)備的面向耳道部分的聲學(xué)聲音可以有助于語音可懂度。

35、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述電聲路徑被布置為在300hz至1khz的信號處理頻率范圍內(nèi)補(bǔ)償來自所述聲學(xué)路徑的貢獻(xiàn)。

36、電聲路徑可以被布置為通過使用信號處理器來補(bǔ)償在信號處理頻率范圍內(nèi)來自所述聲學(xué)路徑的貢獻(xiàn)。信號處理頻率范圍可以是300hz至1khz的頻率范圍，諸如400hz至800hz的頻率范圍，例如600hz。

37、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，來自所述聲學(xué)路徑的貢獻(xiàn)的所述補(bǔ)償是取決于信號的。

38、取決于信號至少被理解為信號處理(即，補(bǔ)償)取決于存在于外部聲學(xué)環(huán)境中的聲學(xué)信號。這種取決于信號的補(bǔ)償是有利的，因?yàn)檎Z音可懂度增強(qiáng)系統(tǒng)可以更好地適應(yīng)外部聲學(xué)環(huán)境，從而提供改進(jìn)的收聽體驗(yàn)。

39、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，對來自所述聲學(xué)路徑的貢獻(xiàn)的所述補(bǔ)償是取決于水平的。

40、應(yīng)當(dāng)理解的是，信號處理(即，補(bǔ)償)取決于在例如元音主導(dǎo)頻率范圍(例如，元音主導(dǎo)頻率范圍的中心頻率)中測量的聲壓級。這種依賴性的有利的之處在于，語音可懂度增強(qiáng)系統(tǒng)可以更好地適應(yīng)外部聲學(xué)環(huán)境中存在的聲壓級。例如，如果外部聲學(xué)環(huán)境中的聲壓級較低，則與聲壓級較高的情況相比，實(shí)現(xiàn)高水平語音可懂度的補(bǔ)償要求可能更少。在這樣的低聲壓級中，補(bǔ)償可以保持在低水平，從而不太嚴(yán)重地影響由聲學(xué)路徑貢獻(xiàn)的聲學(xué)聲音，例如，通過更少的失真。由此實(shí)現(xiàn)了以下優(yōu)點(diǎn)：在佩戴至少一個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備的用戶的耳道中，聲學(xué)聲音的再現(xiàn)質(zhì)量總是盡可能高。

41、還應(yīng)當(dāng)注意，實(shí)現(xiàn)上述任何條款的設(shè)備可以被布置為根據(jù)外部聲學(xué)環(huán)境的變化間歇地調(diào)整補(bǔ)償，包括調(diào)整傳遞函數(shù)的增益以及甚至打開和關(guān)閉補(bǔ)償。該設(shè)備可以另外被布置為根據(jù)其他聲學(xué)條件執(zhí)行其他種類的聲音處理。這樣的其他類型的處理可以包括低頻放大，這在安靜對話中可能是有利的。

42、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述電聲路徑被布置為通過在所述元音主導(dǎo)頻率范圍的至少一部分中再現(xiàn)聲音信號來補(bǔ)償來自所述聲學(xué)路徑的貢獻(xiàn)。

43、電聲路徑可以被布置為在元音主導(dǎo)頻率范圍的至少一部分中再現(xiàn)外部聲學(xué)環(huán)境的聲音信號。這可以例如包括使用入耳式耳機(jī)設(shè)備的揚(yáng)聲器以實(shí)現(xiàn)對聲學(xué)路徑的貢獻(xiàn)的補(bǔ)償?shù)姆绞絹碓佻F(xiàn)聲音信號。補(bǔ)償可以包括在至少元音主導(dǎo)頻率范圍內(nèi)再現(xiàn)具有與由聲學(xué)路徑貢獻(xiàn)的音頻信號相反的極性或不同的相位的聲音信號。

44、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述電聲路徑被布置為以與由所述聲學(xué)路徑傳送的所述聲學(xué)聲音的極性相反的極性再現(xiàn)在所述元音主導(dǎo)頻率范圍的所述至少一部分中的聲音信號。補(bǔ)償?shù)男Ч?，與至少一個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備未插入用戶/佩戴者的耳道中的情況相比，元音主導(dǎo)頻率范圍內(nèi)的聲學(xué)聲音的感知響度降低。

45、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述電聲路徑被布置為通過對聲音信號施加相移來再現(xiàn)在所述元音主導(dǎo)頻率范圍的所述至少一部分中的聲音信號。

46、由于電聲路徑包括麥克風(fēng)或根據(jù)其他實(shí)施例的多個(gè)麥克風(fēng)以及揚(yáng)聲器，因此電聲路徑可以對所記錄的信號執(zhí)行信號處理。信號處理可以包括對這樣的信號施加相移。因此，電聲路徑可以被布置為通過施加相移，在元音主導(dǎo)頻率范圍的至少一部分中在用戶的耳道中再現(xiàn)源自外部聲學(xué)環(huán)境的聲音信號。相移的施加可以導(dǎo)致再現(xiàn)信號對經(jīng)由聲學(xué)路徑及其通氣口從外部聲學(xué)環(huán)境傳輸?shù)蕉赖囊纛l信號具有抵消效果。

47、根據(jù)實(shí)施例，所述相移高于90度并且低于270度。

48、所施加的相移可以高于90度并且低于270度。相移可以施加于元音主導(dǎo)頻率范圍中的任何頻率，諸如元音主導(dǎo)頻率范圍的中心頻率，例如在600hz的頻率處。

49、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述麥克風(fēng)和所述揚(yáng)聲器相對于正端子和負(fù)端子相反地布線。

50、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述通氣口是阻尼通氣口。

51、通氣口可以是包括一個(gè)或多個(gè)通氣元件和一個(gè)或多個(gè)阻尼元件的阻尼通氣口。阻尼通氣口可以例如是具有位于通氣口的一端或兩端處的阻尼布(damping?cloth)的通氣口，或者是配置有集成阻尼效果的通氣口。

52、當(dāng)用戶佩戴入耳式耳機(jī)設(shè)備時(shí)，向入耳式耳機(jī)設(shè)備添加無阻尼通氣口可以抑制阻塞效應(yīng)，但導(dǎo)致亥姆霍茲諧振。通過進(jìn)一步向通氣口添加阻尼元件，由此提供阻尼通氣口，可以去除亥姆霍茲共振以及其可能產(chǎn)生的相關(guān)變形。

53、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述揚(yáng)聲器和所述通氣口在所述至少一個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備內(nèi)部聲學(xué)上分離。

54、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述通氣口被布置成具有與直徑在1.5mm至3.5mm的范圍內(nèi)(諸如2.0mm至3.0mm，例如2.3mm或2.5mm)的圓柱體相等的橫截面積。

55、通氣口的優(yōu)選橫截面積可以例如在1.8mm2(平方毫米)至9.6mm2的范圍內(nèi)，諸如3.1mm2至7.1mm2，例如4.2mm2或4.9mm2。通氣口可以具有各種橫截面形狀，諸如圓形、矩形和半圓形，并且可以沿其長度具有變化的橫截面面積，或者由兩個(gè)或更多個(gè)通氣口或分支通氣口組合，但可以優(yōu)選地被設(shè)計(jì)成具有等于圓柱形通氣口的上述尺寸的尺寸。

56、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述通氣口被布置成長度等于長度在2.5mm至10mm的范圍內(nèi)的圓柱體，例如3.5mm至9mm，例如4.5mm至8mm，例如5mm或7mm。

57、通氣口可以沿其長度具有各種形狀，并且可以是直的、彎曲的或彎折的，并且可以由兩個(gè)或更多個(gè)通氣口或分支通氣口組合，但是可以優(yōu)選地設(shè)計(jì)成具有與圓柱形通氣口的上述尺寸相等的尺寸。

58、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述濾波器被布置在所述至少一個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備的信號處理器(諸如數(shù)字信號處理器)中。

59、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述至少一個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備是電池供電的，例如由可充電電池供電。

60、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述至少一個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備包括兩個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備，所述人的每個(gè)耳道各使用一個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備，并且其中所述兩個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備被布置為協(xié)調(diào)它們之間的設(shè)置。

61、語音可懂度增強(qiáng)系統(tǒng)可包括兩個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備，人的每個(gè)耳道各使用一個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備，這兩個(gè)設(shè)備被布置為協(xié)調(diào)它們之間的設(shè)置。因此，實(shí)現(xiàn)了一種語音可懂度增強(qiáng)系統(tǒng)，其具有與上述相同的優(yōu)點(diǎn)并且適合于同時(shí)與用戶的兩只耳朵一起使用。應(yīng)當(dāng)注意，關(guān)于至少一個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備描述的任何效果和優(yōu)點(diǎn)同樣適用于本實(shí)施例的兩個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備。

62、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述至少一個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備包括在所述面向耳道部分處的反饋麥克風(fēng)。

63、語音可懂度增強(qiáng)系統(tǒng)的至少一個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備可以包括布置在至少一個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備的所述面向耳道部分處的反饋麥克風(fēng)。反饋麥克風(fēng)的有利之處在于，它有助于改進(jìn)對由至少一個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備的電聲路徑執(zhí)行的聲音處理的控制。特別地，反饋麥克風(fēng)可以用于適配電聲路徑的前饋處理。此外，反饋的有利之處在于，它使得語音可懂度增強(qiáng)系統(tǒng)能夠檢測系統(tǒng)的用戶/佩戴者是否正在說話，并且相應(yīng)地調(diào)整電聲路徑以向用戶/佩戴者提供佩戴者自身語音的期望印象。

64、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述電聲路徑被布置為基于由所述反饋麥克風(fēng)提供的輸入來補(bǔ)償來自所述聲學(xué)路徑的貢獻(xiàn)。

65、基于由反饋麥克風(fēng)提供的輸入來補(bǔ)償來自聲學(xué)路徑的貢獻(xiàn)的有利之處在于，對由至少一個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備的電聲路徑執(zhí)行的聲音處理的改進(jìn)控制。具體地，通過使補(bǔ)償基于由反饋麥克風(fēng)提供的輸入，可以確保當(dāng)至少一個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備插入其中時(shí)存在于用戶的耳道中的聲學(xué)聲音實(shí)際上反映了期望的收聽體驗(yàn)。

66、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述電聲路徑的所述麥克風(fēng)是定向麥克風(fēng)。

67、在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，至少一個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備的電聲路徑的麥克風(fēng)是定向麥克風(fēng)。定向麥克風(fēng)被理解為在一個(gè)或多個(gè)方向上最敏感的麥克風(fēng)。換句話說，定向麥克風(fēng)具有不同于全向的極性模式(pattern)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解，這種定向麥克風(fēng)可以以多種方式實(shí)現(xiàn)，包括使用以特定配置布置的多個(gè)麥克風(fēng)，或者通過使用單個(gè)麥克風(fēng)結(jié)合多個(gè)麥克風(fēng)端口/管道。當(dāng)至少一個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備中實(shí)現(xiàn)時(shí)，定向麥克風(fēng)的有利之處在于，相對于具有更定向特性的聲音貢獻(xiàn)(諸如站立在語音可懂度增強(qiáng)系統(tǒng)的用戶/佩戴者前方的講話者的相關(guān)語音)，可以抑制全向聲音貢獻(xiàn)(諸如多路重合噪聲)。因此，可以進(jìn)一步提高語音可懂度。

68、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，定向麥克風(fēng)具有超心形特性。

69、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述至少一個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備的所述電聲路徑包括多個(gè)麥克風(fēng)。

70、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，至少一個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備的電聲路徑可以包括多個(gè)麥克風(fēng)，例如兩個(gè)麥克風(fēng)。多個(gè)麥克風(fēng)可以被布置成使得至少一個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備包括定向麥克風(fēng)和全向麥克風(fēng)。

71、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述電聲路徑被布置為在電聲路徑的通帶中以標(biāo)稱增益放大聲音。

72、電聲路徑可以被布置為在電聲路徑的通帶中以標(biāo)稱增益放大聲音，諸如在電聲路徑的整個(gè)通帶中以標(biāo)稱增益放大聲音。這在語音理解可能困難的低聲壓級的情況下是有利的。

73、本發(fā)明的另一方面涉及一種用于增強(qiáng)困難聲學(xué)條件下的語音可懂度的方法，所述方法包括以下步驟：

74、將至少一個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備插入人的耳道中，所述至少一個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備被布置有面向耳道部分和面向環(huán)境部分，所述至少一個(gè)入耳式耳機(jī)設(shè)備包括聲學(xué)路徑和電聲路徑，所述聲學(xué)路徑包括將所述面向環(huán)境部分與所述面向耳道部分耦合的通氣口，所述電聲路徑包括在所述面向環(huán)境部分處的麥克風(fēng)、濾波器和在所述面向耳道部分處的揚(yáng)聲器；

75、通過所述聲學(xué)路徑將元音主導(dǎo)頻率范圍內(nèi)的聲學(xué)聲音從所述面向環(huán)境部分傳送到所述面向耳道部分；

76、通過所述電聲路徑聲學(xué)地再現(xiàn)輔音主導(dǎo)頻率范圍和所述元音主導(dǎo)頻率范圍內(nèi)的聲音信號；以及

77、通過所述電聲路徑補(bǔ)償在所述元音主導(dǎo)頻率范圍內(nèi)來自所述聲學(xué)路徑的貢獻(xiàn)，使得信號掩蔽比得到改善。

78、由此實(shí)現(xiàn)了一種用于在困難的聲學(xué)條件下增強(qiáng)語音可懂度的方法。該方法由于關(guān)于上述語音可懂度增強(qiáng)系統(tǒng)給出的至少相同的原因而是有利的。

79、根據(jù)實(shí)施例，所述方法由根據(jù)任何前述條款的語音可懂度增強(qiáng)裝置執(zhí)行。