基于测量的ITD的ILD的听力植入双侧匹配

摘要

描述了用于在左侧和右侧均具有电极阵列的双侧听力植入物系统的植入电极阵列中生成用于刺激触点的电极刺激信号的装置。处理左侧和右侧音频输入信号以生成相应的左侧和右侧带通信号，其各自表示音频输入信号中关联的音频频带。针对带通信号估计频率特定的耳间时间延迟(ITD)，并且使用所估计的ITD来调整带通信号中的耳间电平差(ILD)。然后，使用调整的带通信号来为相应的左侧和右侧电极阵列中的刺激触点生成左侧和右侧电极刺激信号。

权利要求

1.一种双侧听力植入物系统，包括：

植入的左侧电极阵列和右侧电极阵列，每个所述电极阵列具有用于将电极刺激信号递送到相邻听觉神经组织的多个刺激触点；

左侧滤波器组和右侧滤波器组，所述左侧滤波器组和右侧滤波器组被配置为处理左侧音频输入信号和右侧音频输入信号以生成对应的多个左侧带通信号和多个右侧带通信号，其中，每个带通信号表示所述输入音频信号中的关联的音频频带；

耳间时间延迟ITD处理模块，其被配置为：

i.通过从重叠的测量时间窗计算耳间时间延迟ITD直方图，来针对所述带通信号来估计耳间时间延迟ITD，ii.确定所述耳间时间延迟ITD直方图的标准偏差，以表征所估计的耳间时间延迟ITD的精度，并且iii.使用所估计的耳间时间延迟ITD作为估计精度的函数，来调整所述带通信号中的耳间电平差ILD；以及多个音频处理级部，所述多个音频处理级部被配置为：使用所调整的带通信号，来针对在对应的所述左侧电极阵列和所述右侧电极阵列中的所述刺激触点生成左侧电极刺激信号和右侧电极刺激信号。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述耳间时间延迟ITD处理模块被配置为使用所述音频输入信号来估计所述耳间时间延迟ITD。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述耳间时间延迟ITD处理模块被配置为使用所述带通信号来估计所述耳间时间延迟ITD。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述耳间时间延迟ITD处理模块被配置为使用所述带通信号的包络分量来估计所述耳间时间延迟ITD。

5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述耳间时间延迟ITD处理模块被配置为使用所述带通信号的精细结构分量来估计所述耳间时间延迟ITD。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述耳间时间延迟ITD处理模块被配置为使用刺激脉冲请求来估计所述耳间时间延迟ITD。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述耳间时间延迟ITD处理模块调整所述带通信号的通道特定的耳间电平差ILD。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述耳间时间延迟ITD处理模块调整所述带通信号的宽带耳间电平差ILD。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述耳间时间延迟ITD处理模块调整所述信号中的通道特定的动态分量。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述耳间时间延迟ITD处理模块被配置为：使用估计精度阈值来确定何时调整所述耳间电平差ILD，以使得当对应的耳间时间延迟ITD的估计精度小于所述估计精度阈值时调整耳间电平差ILD，而当对应的耳间时间延迟ITD的估计精度大于所述估计精度阈值时不调整所述耳间电平差ILD。

11.一种用于在具有左侧电极阵列和右侧电极阵列的双侧听力植入物系统的植入电极阵列中针对刺激触点来生成电极刺激信号的方法，所述方法包括：处理左侧音频输入信号和右侧音频输入信号，以生成对应的多个左侧带通信号和多个右侧带通信号，其中，每个带通信号表示所述音频输入信号中的关联的音频频带；

通过从重叠的测量时间窗计算耳间时间延迟ITD直方图，来针对所述带通信号估计频率特定的耳间时间延迟ITD；

确定所述耳间时间延迟ITD直方图的标准偏差，以表征所估计的耳间时间延迟ITD的精度；

使用所估计的耳间时间延迟ITD作为估计精度的函数，来调整所述带通信号中的耳间电平差ILD；以及使用所调整的带通信号来针对在对应的所述左侧电极阵列和所述右侧电极阵列中的所述刺激触点生成左侧电极刺激信号和右侧电极刺激信号。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，使用所述音频输入信号来估计所述耳间时间延迟ITD。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，使用所述带通信号来估计所述耳间时间延迟ITD。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，使用所述带通信号的包络分量来估计所述耳间时间延迟ITD。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，使用所述带通信号的精细结构分量来估计所述耳间时间延迟ITD。

16.根据权利要求11所述的方法，其中，使用刺激脉冲请求来估计所述耳间时间延迟ITD。

17.根据权利要求11所述的方法，其中，所调整的耳间电平差ILD是通道特定的耳间电平差ILD。

18.根据权利要求11所述的方法，其中，所调整的耳间电平差ILD是宽带耳间电平差ILD。

19.根据权利要求11所述的方法，其中，调整所述带通信号中的耳间电平差ILD包括：调整所述信号中的通道特定的动态分量。

20.根据权利要求11所述的方法，其中，

使用估计精度阈值来确定何时调整所述耳间电平差ILD，以使得当对应的耳间时间延迟ITD的估计精度小于所述估计精度阈值时调整耳间电平差ILD，而当对应的耳间时间延迟ITD的估计精度大于所述估计精度阈值时不调整所述耳间电平差ILD。

说明书

基于测量的ITD的ILD的听力植入双侧匹配

[0001] 相关申请的交叉引用

[0002] 本申请要求2014年12月3日提交的美国临时专利申请62/086,897的优先权，其通过引用整体并入本文。

技术领域

[0003] 本发明涉及听力植入物系统，更具体地涉及耳蜗植入物系统和其它可植入听觉假体中的信号处理装置。

背景技术

[0004] 如图1所示，正常的人耳通过外耳101将声音传送到鼓膜102，鼓膜102移动使耳蜗104的卵圆窗和圆窗振动的中耳103的骨骼。耳蜗104是绕其轴螺旋形缠绕约两圈半的狭长的管。它包括被称为前庭阶的上通道和被称为鼓阶的下通道，其通过耳蜗管连接。耳蜗104形成具有称为蜗轴的中心的竖直螺旋锥体，听神经113的螺旋神经节细胞驻留在其中。响应于由中耳103传送的接收到的声音，充满流体的耳蜗104用作变换器以生成电脉冲，其被传送到耳蜗神经113，并且最终到脑。

[0005] 当将外部声音变换成沿着耳蜗104的神经基质的有意义的动作电位的能力存在问题时，听力有障碍。为了改善有障碍的听力，已经开发了听力假体。例如，当障碍与中耳103的运作有关时，可以使用常规助听器以放大的声音的形式向听觉系统提供声学-机械(acoustic-mechanical)刺激。或者当障碍与耳蜗104相关联时，具有植入电极的耳蜗植入物可以利用由沿着电极分布的多个电极触点递送的小电流来电刺激听神经组织。虽然以下讨论是特定于耳蜗植入物，但是当刺激电极被植入其它解剖结构时，一些听力有障碍的人更好地服务。因此，听觉植入物系统包括脑干植入物，中脑植入物等，其均刺激听力系统中的特定听觉目标。

[0006] 图1还示出了典型的耳蜗植入物系统的一些组件，其中外部麦克风向外部植入物处理器111提供音频信号输入，其中可以实现各种信号处理方案。例如，在耳蜗植入物领域中众所周知的信号处理方法包括连续交错采样(CIS)数字信号处理、通道特定的采样序列(CSSS)数字信号处理(如美国专利No.6,348,070所述，其通过引用并入本文)、频谱峰值(SPEAK)数字信号处理、精细结构处理(FSP)、和压缩模拟(CA)信号处理。

[0007] 然后将所处理的信号转换成数字数据格式，以用于由外部发射器线圈107传送到植入物刺激器108。除了接收所处理的音频信息之外，植入物刺激器108还执行附加信号处理——诸如误差校正、脉冲形成等，并且产生通过电极引线109发送到植入的电极阵列110的刺激模式(基于所提取的音频信息)。通常，该电极阵列110在其表面上包括提供对耳蜗104的选择性刺激的多个电极触点112。

[0008] 双耳刺激(binaural stimulation)长期以来一直用于助听器中，但是其最近才在诸如耳蜗植入物(CI)的听力植入物中变得常见。对于耳蜗植入物，双耳刺激需要具有两个植入电极阵列的双侧植入物系统，每个耳中一个植入电极阵列。传入的左侧和右侧声信号类似于在助听器中的那些声信号，并且可以简单地分别作为位于左耳和右耳附近的麦克风的输出信号。

[0009] 图2示出了典型的双侧耳蜗植入物信号处理系统中的各个功能块。独立地在每侧——左侧和右侧，输入感测麦克风201感测环境声音并将它们转换成形成对系统的音频输入的代表性电信号。图3示出了来自输入感测麦克风201的输入音频信号的短时间段的典型示例。例如，如图4所示，通过将输入音频信号分解成多个频谱带通信号的多个带通滤波器(BPF)202馈送输入音频信号。如图5所示，每个带通信号501被认为具有精细结构分量502和包络分量503(通常通过Hilbert变换导出)。经滤波的包络信号504以与带通滤波器的基频F0相关的频率围绕零参考轴线振荡。

[0010] 非线性动态处理模块203通过诸如利用自动增益控制(AGC)和其它动态信号处理调整的自适应处理来动态调整滤波器包络。包络检测器204例如通过全波整流和低通滤波来提取带通信号的缓慢变化的带通包络分量。脉冲定时模块205利用对应的带通载波波形来调制包络信号，以产生刺激脉冲请求，映射/脉冲生成模块206在所述刺激脉冲请求上执行非线性(例如，对数)映射以拟合患者的感知特性，并以针对在植入在左侧和右侧的每个耳蜗中的反映了耳蜗的音质(tonotopic)神经响应的每个电极阵列的刺激触点(EL-1至EL-n)中的每一个刺激触点的、特定形式的非重叠的二相输出脉冲来产生电极刺激信号。

[0011] 双侧耳蜗植入物提供双边听力的好处，其可允许听者在水平面内定位声源。这需要来自双耳的信息，诸如耳间电平差(ILD)和耳间时间差(ITD)。这在例如Macpherson,E.A和Middlebrooks,J.C.,Listener Weighting Of Cues For Lateral Angle:The Duplex Theory Of Sound Localization Revisited(侧向角度线索的听者加权：修订的声音定位的二重学说),J.Acoust.Soc.Am.111,2219-3622,2002中进一步讨论，其通过引用并入本文。ITD是在到达左耳和右耳的信号之间的相对时间偏移，其由当声源不在正中面内时信号到达每个耳的不同时间引起。ILD是进入耳的信号的声音电平的类似的差异。同样众所周知的是，双边听力使在噪声下更容易理解话音，且其中对ITD的感知再次起着关键的作用。这在例如，Bronkhorst,A.W.和Plomp,R.,The Effect Of Head-Induced Interaural Time And Level Differences On Speech Intelligibility In Noise(头部导致的耳间时间和电平差对噪声下的话音可懂度的影响),J.Acoust.Soc.Am.83,1508-1516,1988中更完整地进行了解释，其通过引用并入本文。

[0012] 在对ITD的感知中，可以感知到ITD信息的两个源：来自信号包络的ITD信息和来自信号精细结构的ITD信息。已经发现，针对声音定位和针对噪声下的话音的理解，精细结构ITD信息比包络ITD信息起更重要的作用。例如，在Wightman和Kistler,Factors Affecting The Relative Salience Of Sound Localization Cues in Binaural and Spatial Hearing in Real and Virtual Environments(在真实和虚拟环境中双耳和空间听力中的声音定位线索的相对显著性的影响因素),由Gilkey,R.H.和Anderson,T.R.编辑,(Lawrence Erlbaum Associates,Mahwah,New Jersey,1997)；Smith等,Chimaeric Sounds Reveal Dichotomies In Auditory Perception(听觉感知中的空想声音揭示二分法),在Nature 416,87-90,2002；Nie等,Encoding Frequency Modulation To Improve Cochlear Implant Performance In Noise(编码频率调制以提高噪声下的耳蜗植入物性能),IEEE Trans.Biomed.英语.52,64-73,2005；以及Zeng等,Speech Recognition With Amplitude And  Frequency  Modulations  (具有振幅和频率调制的话音识别) ,Proc.Natl.Acad.Sci.102,2293-2298,2005,所有这些都通过引用并入本文，2005，所有这些都通过引用并入本文。

[0013] 在较旧的耳蜗植入装置中，未使用精细结构信息。相反，传入的声音被分成多个频带，对于每个频带提取缓慢变化的包络，并且使用该包络信息来调制高频脉动载波信号的振幅。在这样的常规的耳蜗植入物中，脉动载波信号的频率和相位仅由话音处理器决定，并且不直接与传入信号的精细结构相关。因此，利用这种已知的耳蜗植入物，只有包络ITD信息可用，因此ITD感知非常有限。

[0014] 已经实现了更新近的耳蜗植入物系统，其中刺激信号由具有基于左侧和右侧声信号的精细结构内的时间事件的定时的刺激脉冲组成。例如，这样的时间事件可以是信号的精细结构内的峰值或过零点。已经例如由美国专利公布20040478675、美国专利No.6,594,525、美国专利公布2004136556描述了用于编码精细结构信息的刺激方案，其通过引用并入本文；以及在van Hoesel和Tyler,Speech Perception,Localization,And Lateralization With Bilateral Cochlear Implants(利用双侧耳蜗植入物的话音感知、定位、和偏侧化),J.Acoust.Soc.Am.113,1617-1630,2003，以及Litvak等,Auditory Nerve Fiber Responses To Electric Stimulation:Modulated And Unmodulated Pulse Trains(听神经纤维对电刺激的响应：调制和未调制的脉冲串),J.Acoust.Soc.Am.110(1),
368-79,2001中被描述，其也通过引用并入本文。通过这些改进的刺激策略，与仅包含包络ITD信息的刺激策略相比，ITD感知应当提高。然而，在比较研究中，没有发现对噪声环境下话音理解或声音定位的改善；见在上的van Hoesel。

[0015] 还已知，听力有障碍的听者在有噪声环境中定位声源和理解话音有困难。参见例如Colburn,S.等.Binaural Directional Hearing-Impairments And Aids(双耳定向听力——障碍和辅助),W.Yost&G.Gourevitch(编辑)Directional Hearing 261-278页,New York:Springer-Verlag,1987中；Durlach N.I.等,Binaural Interaction Of Impaired Listeners.A Review Of Past Research(有障碍听者的双耳交互。过去研究的回顾),Audiology,20(3):181-211,1981中；Gabriel K.J.等，Frequency Dependence Of Binaural Performance In Listeners With Impaired Binaural Hearing(具有有障碍双耳听力的听者中双耳效能的频率依赖性),J Acoust Soc Am.,Jan:91(1):336-47,1992；Hawkins DB,Wightman FL.(1980).Interaural time discrimination ability of listeners with sensorineural hearing loss(具有感音神经性听力丧失的听者的耳间时间辨别能力).Audiology.19,495-507；Kinkel,M.等,Binaurales  bei 
 und   I.Meβmethoden  und Meβergebnisse,
Audiologische Akustik 6/91,192-201,1991；Koehnke,J.等,Effects Of Reference Interaural Time And Intensity Differences On Binaural Performance In Listeners With Normal And Impaired Hearing (参考耳间时间和强度差对具有正常和有障碍听力的听者的双耳效能的影响),Ear and Hearing,16,331–353,1995；以及Smoski,W.J.和Trahiotis,C.,Discrimination Of Interaural Temporal Disparities By Normal-Hearing Listeners And Listeners With High-Frequency Sensorineural Hearing Loss(正常听力听者和具有高频感音神经性听力丧失的听者的耳间时间差异的辨别),J Acoust Soc Am.79,1541-7,1986，其全部通过引用并入本文。

发明内容

[0016] 本发明的实施例涉及用于在具有在左侧和右侧均具有电极阵列的双侧听力植入物系统的植入电极阵列中为刺激触点生成电极刺激信号的装置。左侧和右侧滤波器组被配置为处理左侧和右侧音频输入以生成对应的左侧和右侧带通信号，其均表示音频输入信号中相关联的音频频带。ITD处理模块估计带通信号的频率特定的耳间时间延迟(ITD)，并且使用估计的ITD来调整带通信号中的耳间电平差(ILD)。然后，多个另外的音频处理级部使用所调整的带通信号来为对应的左侧电极阵列和右侧电极阵列中的刺激触点生成左侧和右侧电极刺激信号。

[0017] ITD处理模块可以被配置为使用音频输入信号、带通信号(例如，带通信号的包络分量和/或精细结构分量)和/或刺激脉冲请求中的一个或多个来估计ITD。ITD处理模块可以调整带通信号的通道特定的ILD和/或宽带ILD。ITD处理模块可以调整信号中的通道特定的动态分量。

[0018] ITD处理模块可以被配置为从重叠的测量时间窗计算ITD直方图以估计ITD。可以使用ITD直方图的标准偏差来表征估计的ITD的精度，并使用估计精度的函数来调整ILD。因此，例如，ITD处理模块可以被配置为使用估计精度阈值来确定何时调整ILD，使得当ITD的估计精度低于估计精度阈值时调整对应ILD，但当ITD的估计精度超过估计精度阈值时不调整对应ILD。

附图说明

[0019] 图1示出了具有典型的听觉假体系统的人耳的剖视图，该系统被设计成将电刺激递送到内耳和将声学刺激递送至耳道处。

[0020] 图2示出了典型的双侧耳蜗植入物信号处理装置中的各个功能块。

[0021] 图3示出了来自麦克风的音频话音信号的短时间段的示例。

[0022] 图4示出了由滤波器组通过带通滤波分解成信号集合的声学麦克风信号。

[0023] 图5示出了特定的带通信号及其各个分量部分。

[0024] 图6示出了根据本发明的一个特定实施例的，具有ITD调整的非线性处理级部的双侧耳蜗植入信号处理装置中的各个功能块。

[0025] 图7示出了根据本发明的另一特定实施例的，具有后端ITD到ILD映射的双侧耳蜗植入物信号处理装置中的各个功能块。

[0026] 图8示出了根据本发明的另一实施例的，使用ITD直方图分析的ITD处理模块中的各个内部处理子模块。

[0027] 图9示出了在本发明的一个特定实施例中使用的窄分布ITD直方图的示例。

[0028] 图10示出了不同的宽分布ITD直方图的另一示例。

[0029] 图11示出了具有多模态ITD分布的ITD直方图的示例。

[0030] 图12示出了作为FWHM的函数的ITD加权因子W的图。

[0031] 图13示出了使用在0和1之间改变的通道特定的ITD加权的由动态非线性信号处理级部应用的有效增益的示例。

[0032] 图14示出了在使用通道特定的ITD加权的动态非线性信号处理之后的有效ILD的另一示例。

[0033] 图15示出了两个不同的预定义的通道特定的ITD到ILD映射函数的示例。

[0034] 图16示出了反映目标声源的方向角的ITD到ILD映射的示例。

具体实施方式

[0035] 本发明的实施例涉及双侧听力植入物系统，其具有在随时间修改信号振幅的非线性/动态处理组件和/或ITD到ILD映射级部(stage)中的ITD信息的改进的使用。广义上，从一个或多个信号分量导出对频率特定的ITD的估计，并且然后将该估计用于调整通道特定的ILD或宽带ILD。基于测量的ITD，在双侧系统各处影响动态信号电平修改。

[0036] 耳蜗植入信号处理方案通常使用自适应处理来动态地改变带通信号包络；例如，使用自动增益控制(AGC)、降噪以及其它动态信号处理级部。此外，双侧独立的左侧和右侧处理装置(例如，图2)引入时间偏移的耳间电平差(ILD)，特别是在信号起始期间和在振幅变化期间。但是现有的听力植入物信号处理装置还可以保留不同信号分量中的耳间时间差(ITD)；例如音频输入信号、带通信号、带通包络和/或通道特定的刺激定时脉冲。保留的ITD信息可被用于修改和校正双侧听力植入物系统的两侧的动态相互作用，以产生听力植入患者的与对应信号分量ITD协调的有效ILD。

[0037] 现有的听力植入物系统仅应用非线性双侧独立信号或振幅修改。这准许与正常听力相似的响度增长，并且还通过减小音频数据类型的大小来减少计算工作量。为了在整个听力植入物系统中维持ILD，现有的处理装置禁用任何非线性或自适应信号处理级部——例如AGC、噪声抑制算法等。替选地，所有非线性和动态组件可以被双侧链接，使得类似的通道特定的或总体时间可变增益将被应用于左侧和右侧两者，尽管这将妨碍某些分量在某些情形下的运行。例如，在两侧独立地应用的噪声抑制算法将允许减少与噪声源同侧的一侧的某些信号分量，同时维持对侧的系统中的通道特定的振幅。

[0038] 图6示出了根据本发明的一个特定实施例的，具有由通道特定的ITD调整的非线性处理级部的双侧听力植入物信号处理装置中的各个功能块。正如现有的双侧处理装置一样，由感测麦克风201生成左侧和右侧音频输入，并且然后由左侧和右侧滤波器组202进行处理，该滤波器组202被配置为生成对应的左侧和右侧带通信号，其中每个带通信号表示音频输入信号中的相关联的音频频带。

[0039] ITD处理模块601还从感测麦克风201接收左侧和右侧音频输入信号并且从左侧和右侧滤波器组202接收左侧和右侧带通信号，并且使用这些来估计频率特定的ITD。ITD处理模块601可以经由在两个左侧和右侧处理路径之间的无线通信构件，或者从能够流送立体声音频信号的外部组件——例如MP3播放器等——来接收其输入。在各个特定实施例中，ITD处理模块601可以被配置为使用音频输入信号、带通信号(例如，带通信号的包络分量和/或精细结构分量)和/或刺激脉冲请求中的一个或多个来估计ITD。

[0040] 然后，ITD处理模块601使用估计的ITD来调整带通信号中的通道特定的ILD以作为非线性/动态处理级部203的一部分，其执行对通道特定的信号分量的动态调整。然后，诸如包络检测模块204、脉冲定时模块205、和映射/脉冲生成模块206的多个进一步的音频处理级部使用来自非线性动态处理模块203的所调整的带通信号针对对应的左侧和右侧电极阵列中的刺激触点来生成左侧和右侧电极刺激信号。

[0041] 图7示出了使用后端宽带ITD到ILD映射的双侧听力植入物信号处理装置的不同实施例中的各个功能块。左侧和右侧信号的初始处理与现有的双侧听力植入物处理装置相似，具有常规的感测麦克风201、滤波器组202、非线性动态处理模块203、和包络检测模块204。ITD处理模块701从感测麦克风201接收左侧和右侧音频输入信号以及从左侧和右侧滤波器组202接收左侧和右侧带通信号，并使用它们来估计作为向ITD到ILD映射部702的输出的优势ITD，ITD到ILD映射部702调整来自包络检测模块204的通道中的一些或全部的信号包络的ILD。然后，由脉冲定时模块205和映射/脉冲生成模块206使用所调整的信号包络来生成到植入的左侧和右侧电极阵列中的刺激触点的电刺激信号。

[0042] ITD处理模块601或701可以使用ITD直方图的标准偏差来表征估计的ITD的精度，并且使用估计精度的函数来调整ILD。图8示出了从重叠的测量时间窗计算ITD直方图以估计通道特定的ITD分布的ITD处理模块801中的各个内部处理子模块。一致性检测器/互相关器模块802接收音频输入信号、带通信号(例如，带通信号的包络分量和/或精细结构分量)和/或刺激脉冲请求中的一个或多个，并检测通道特定的ITD；例如，应用延迟线和一致性检测的脉冲定时信号的模型的简单实现；见Jeffress,A Place  Theory  of  Sound Localization(一种声音定位的位置学说),J Comp Physiol Psychol,41,1947,p.35-39，其以引用方式并入本文。对于音频、带通、和包络信号，可以使用其它特定技术；例如，Lindemann,J.Acoust.Soc.Am.80,1608-1622(1986)(以引用方式并入本文)或更一般的互相关。

[0043] 然后，ITD直方图分析模块803使用所分析的音频信号来动态地修改ITD直方图；即，通过移动头部和声源的相对位置或者头部移动。ITD直方图分析模块803分析ITD直方图并计算反映其最大出现(或平均值)的优势ITD的估计、以及可以被反映为半最大值全宽度(FWHM)值的直方图伸展量。例如，图9示出了相对/狭窄/紧密的ITD直方图，其中最大值/平均值由垂直虚线示出，并且伸展的特征在于短FWHM值。图10示出了更宽广、更伸展的ITD直方图的示例，其中最大值/平均值相对较低，而FHWM更长。图11示出了多模态ITD直方图的示例，其导致FWHM的高值，这不反映优势ITD的属性，而是ITD分布的一般属性。

[0044] 基于所获得的诸如FWHM的ITD的质量测量，通道特定的加权模块804可以计算通道特定的加权因子W以作为FWHM的函数，即如图12所示的逻辑函数，使得窄ITD分布(例如，<100μs)生成相对小的加权因子W，而宽或多模态分布(例如>500μs)导致相对大的加权因子W。在来自ITD处理模块801的ITD信息可以被用在进一步的信号处理中，诸如以下各项中的任意或全部：使用通道特定的加权因子W来识别应用于带通包络的操纵量，基于ITD信息来应用ILD的显式通道特定映射，和/或评估频带特定的ITD和ILD，并将基于ILD值进行ITD选择。

[0045] 例如，通过信号处理链——例如通道特定的噪声降低、通道特定的自动增益控制等——中的通道特定的动态分量，可以根据ITD加权因子来修改带通信号包络。这些动态信号处理组件对带通信号执行时变和非线性操作，并且由于非线性时变处理，不保留频道ILD，因为在时间t1和t2处的电平L不是输入信号x的单个线性函数：L(t1,x)-L(t1,x+a)≠L(t2,x)-L(t2,x+a)。在通道信号或连续信号分量中可以检测到的ITD越清晰(如由ITD分布的小FWHM反映的)，应当对信号包络应用的改变越小。另一方面，相对大的FWHM将导致W＝1(图13)，并且整个系统将保持更可靠的ILD(图14)。因此，清晰可识别的ITD导致信号的线性化和较少的时变处理。由此，由测量的ITD的质量来控制信号处理对ILD的影响程度。如果检测到鲁棒的ITD，则ILD不变。如果ITD分散，则ILD可以被非线性信号处理组件修改。通道特定的或频率的处理使得能够执行动态操作，其保留提供可靠ITD的那些通道上的ILD，并在那些没有提供可靠ITD的通道上增强话音理解。因此，实现了话音理解和ILD传输的平衡。

[0046] 本发明的一些实施例可以将通用加权因子(双侧系统的每侧一个通用加权因子)应用于系统的宽带非线性动态分量(例如AGC)。这可以基于ITD分析级部的优势ITD。从根据n个滤波器频带计算的n个ITD中，可以选择具有最小FWHM的优势ITD来计算通用宽带加权因子Wu：Wu＝W(i)，其中FWHM(i)

[0047] 估计的ITD还可以用于直接映射到在诸如图7所示的具有ITD到ILD映射级部的系统中的通道特定的ILD。根据ITD直方图的最大值/平均值估计ITD，如上所述从n个ITD确定优势ITD，并且例如如图15所示的映射级部中可以将期望ILD存储在预定义的通道特定的映射函数中。例如，ITD到ILD映射函数可以从头相关传递函数中导出，该头相关传递函数可以从KEMAR模拟人导出。对于ITD到ILD映射，可以利用优势ITD来估计目标声源的方向角Θ，并且利用该方向角，可以选择适合的HRTF(Θ)。ILD是利用仅ILD的HRTF_ILD(Θ)来计算的，HRTF_ILD(Θ)可以通过使用对于两耳的完全相同的相位响应来从HRTF(Θ)导出。如果X和Y是输入信号x和输出信号y的傅里叶变换，则可以将其写为：Y＝X*HRTF_ILD(Θ)，其中Θ是ITD的函数，如图16所示。如图15中的“扩展的”线所指示，也可以扩大作为ITD的函数的ILD，其中根据对期望ILD值匹配而改变双侧包络中较小者。

[0048] 可以由ITD的FWHM触发ILD操纵，这意味着仅当FWHM位于定义的阈值以下时才执行ILD操纵。因此，在存在鲁棒的通道特定的ITD时，输出ILD与测量的ITD对齐，而迟缓的ITD(由高w反映)导致信号包络没有改变。然后，这一个ITD用于计算所有通道的通用加权函数，从而导致所有通道上的明确ILD。固定频带特定权重可以被附加地应用以负责频率特定的ILD变化。

[0049] 即使在诸如人类语音的单个空间上静止声源的存在下，现有的听力植入物系统修改ILD，同时ITD保持相对恒定。但是本发明的实施例允许随时间对修改ILD的信号分量的控制，以将协调的ITD和ILD递送至双侧听力植入物患者。这样的系统可以自然地设置ILD，并扩大或降低它们。这还允许基于特定于患者的对这两个特征的敏感性，在声音感知的偏侧化上平衡ITD和ILD的相对贡献。

[0050] 例如，刺激中存在的600μs ITD可以生成完全偏侧化。在相同的双侧通道对中，10dB的ILD可以生成完全偏侧化，而声学中可用的最大ILD可能仅为3dB。在这种情况下，ILD可以在ITD的生理范围内映射到-10dB至+10dB的范围。由于系统识别检测到的ITD的质量并设置对ILD的影响量，因为仅当检测到单个声源时ITD和ILD才匹配，因此误解是不太可能的。由这样的系统产生的ILD可以被听力植入物用户更容易地理解，因为它们(如正常听力中)与ITD非常相关，并且可以去除或减少在不一致的ITD和ILD之间的冲突。

[0051] 本发明的实施例可以部分地在任何常规计算机编程语言中实现。例如，优选实施例可以以程序编程语言(例如，“C”)或面向对象的编程语言(例如，“C++”或Python)来实现。本发明的替选实施例可以被实现为预编程硬件元件、其它相关组件、或者作为硬件和软件组件的组合。

[0052] 实施例可以部分地实现为计算机程序产品以用于与计算机系统一起使用。这样的实施方式可以包括一系列计算机指令，其或者固定在有形介质——诸如计算机可读介质(例如，软盘，CD-ROM，ROM或固定盘)上，或者经由调制解调器或其它接口设备——诸如通过介质连接到网络的通信适配器——可传送到计算机系统。介质可以或者是有形介质(例如，光学或模拟通信线路)，或者是使用无线技术(例如，微波、红外、或其它传输技术)实现的介质。该系列计算机指令实施本文先前关于该系统所描述的全部或部分功能。本领域技术人员应当理解，这样的计算机指令可以用许多编程语言编写，以用于与许多计算机体系结构或操作系统一起使用。此外，这样的指令可以存储在诸如半导体、磁性、光学、或其它存储器设备的任何存储器设备中，并且可以使用诸如光学、红外、微波、或其它传输技术的任何通信技术来传送。预期这样的计算机程序产品可以被分发为具有附带的印刷的或电子文档的可移动介质(例如，成品软件)，被预加载有计算机系统(例如，在系统ROM或固定式盘上)，或通过网络(例如，互联网或万维网)从服务器或电子公告牌分发。当然，本发明的一些实施例可以被实现为软件(例如，计算机程序产品)和硬件两者的组合。本发明的其它实施例被实现为完全是硬件、或完全是软件(例如，计算机程序产品)。

[0053] 尽管已经公开了本发明的各种示例性实施例，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以进行各种改变和修改，其将在不脱离本发明的真实范围的情况下实现本发明的优点中的至少一些。例如，本文描述的方法可以应用于除耳蜗植入物之外的听觉假体，例如，具有由耳蜗核内或耳蜗核附近的电极提供的电刺激的听觉脑干植入物，或具有由下丘上或下丘内的电极提供的电刺激的听觉中脑植入物。此外，相应的方法和系统也可以用于深度脑刺激。