[0001] Die Erfindung betrifft ein Hörhilfegerät mit einem Richtmikrofonsystem gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb
eines derartigen Hörhilfegerätes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
[0002] Unter einem Hörhilfegerät gemäß der Erfindung wird jedes Gerät verstanden, welches
ein von einem Benutzer als akustisches Signal wahrnehmbares Ausgangssignal liefert
oder dazu beiträgt, ein solches Ausgangssignal zu liefern, und das über Mittel verfügt,
die zum Ausgleich eines individuellen Hörverlustes des Benutzers dienen oder beitragen.
Insbesondere handelt es sich dabei um am Körper oder am Kopf, insbesondere am oder
im Ohr, tragbare sowie ganz oder teilweise implantierbare Hörgeräte. Es sind jedoch
auch solche Geräte mit umfasst, deren vorwiegender Zweck nicht im Ausgleich eines
Hörverlustes liegt, beispielsweise Geräte der Unterhaltungselektronik (Fernsehgeräte,
Hifi-Anlagen, MP3-Player etc), oder Kommunikationsgeräte (Mobiltelefone, PDAs, Headsets
etc), die jedoch über Mittel zum Ausgleich eines individuellen Hörverlustes verfügen.
[0003] Zur binauralen Versorgung eines Benutzers wird in der Regel ein Hörhilfegerätesystem
aus zwei am oder im Ohr tragbaren Hörhilfegeräten, insbesondere Hörgeräten, verwendet.
Ein Hörhilfegerätesystem kann neben wenigstens einem am oder im Ohr tragbaren Hörhilfegerät
weiterhin auch wenigstens ein weiteres Gerät, beispielsweise eine am Körper des Benutzers
tragbare externe Prozessoreinheit umfassen. Die externe Prozessoreinheit kann beispielsweise
zur Fernbedienung des Hörhilfegerätes bzw. Hörhilfegerätesystems dienen, daneben aber
auch noch weitere Funktionen, beispielsweise eine Analyse der akustischen Hörumgebung,
erfüllen.
[0004] Ein Hörhilfegerät umfasst in der Regel einen Eingangswandler zur Aufnahme eines Eingangssignals.
Der Eingangswandler ist beispielsweise als Mikrofon ausgebildet, das ein akustisches
Signal aufnimmt und in ein elektrisches Signal wandelt. Als Eingangswandler kommen
jedoch auch Einheiten in Betracht, die eine Spule oder eine Antenne aufweisen und
die ein elektromagnetisches Signal aufnehmen und in ein elektrisches Signal wandeln.
Ferner umfasst ein Hörhilfegerät üblicherweise eine Signalverarbeitungseinheit zur
Verarbeitung und frequenzabhängigen Verstärkung des elektrischen Signals. Zur Signalverarbeitung
im Hörhilfegerät dient ein vorzugsweise digitaler Signalprozessor (DSP), dessen Arbeitsweise
mittels auf das Hörhilfegerät übertragbarer Programme oder Parameter beeinflussbar
ist. Dadurch lässt sich die Arbeitsweise der Signalverarbeitungseinheit sowohl an
den individuellen Hörverlust eines Hörhilfegeräteträgers als auch an die aktuelle
Hörsituation anpassen, in der das Hörhilfegerät gerade betrieben wird. Das so veränderte
elektrische Signal ist schließlich einem Ausgangswandler zugeführt. Dieser ist in
der Regel als Hörer ausgebildet, der das elektrische Ausgangssignal in ein akustisches
Signal wandelt. Jedoch sind auch hier andere Ausführungsformen möglich, z.B. ein implantierbarer
Ausgangswandler, der direkt mit einem Gehörknöchelchen verbunden ist und dieses zu
Schwingungen anregt.
[0005] Ein Hörhilfegerät mit einem Klassifikator, der ein in das Hörhilfegerät eingehendes
Mikrofonsignal analysiert und automatisch die Hörsituation erkennt, in der sich das
Hörhilfegerät gerade befindet, ist aus der Offenlegungsschrift
EP 0 064 042 A1 bekannt. In Abhängigkeit von der erkannten Hörsituation werden die Signalverarbeitung
im Hörhilfegerät betreffende Parameter automatisch eingestellt.
[0006] Ein modernes Hörhilfegerät umfasst in der Regel ein Richtmikrofonsystem, durch das
insbesondere die Sprachverständlichkeit in diversen Hörsituationen verbessert werden
kann, z. B. bei einem Gespräch in einer Umgebung mit Störlärm. Gewöhnlich umfasst
ein Richtmikrofonsystem wenigstens zwei Mikrofone, deren Ausgänge miteinander verschaltet
und deren Ausgangssignale miteinander verknüpft sind, um eine Richtwirkung zu erzielen.
In Abhängigkeit von der Verschaltung der Mikrofone, insbesondere einer internen Signalverzögerung
zwischen den beiden Mikrofonsignalen, sind unterschiedliche Richtcharakteristiken
einstellbar. Als Maß für die Richtwirkung dient gewöhnlich der AI-DI (articulation
index directivity index). Damit bei einem Richtmikrofonsystem die gewünschte Richtwirkung
erreicht wird, muss eine interne Basis-Zeitverzögerung zwischen den Mikrofonsignalen
bei jedem neuen Hörhilfegerät sorgfältig eingestellt werden. Dies geschieht gewöhnlich
in sog. KEMAR-Messungen für eine bestimmte Trageposition des jeweiligen Hörhilfegerätes,
wobei ein Referenzsignal aus frontaler Richtung präsentiert wird. Die Basis-Zeitverzögerung
wird in der Regel so eingestellt, dass ein von vorne (bezüglich der Blickrichtung)
einfallendes Schallsignal optimal empfangen und ein aus entgegengesetzter Richtung
(von hinten) einfallendes Schallsignal maximal unterdrückt wird.
[0007] Ein Hörhilfegerät mit einem Richtmikrofonsystem mit zwei elektrisch miteinander verschalteten
Mikrofonen, bei dem in Abhängigkeit von einer Signalverzögerung zwischen den erzeugten
Mikrofonsignalen unterschiedliche Richtcharakteristiken einstellbar sind, ist beispielsweise
aus der Patentschrift
US 5,757,933 bekannt.
[0008] Im Hinblick auf die Einstellung der Basis-Zeitverzögerung ergeben sich zwei Probleme:
erstens hängt die Basis-Zeitverzögerung hochgradig vom effektiven Abstand der beiden
Mikrofone im Bezug zu einer Schallquelle ab und zweitens ist die effektive Basis-Zeitverzögerung
wegen der frequenzabhängigen Beugung und Reflexion des Schalls auch frequenzabhängig.
Die frequenzabhängige Basis-Zeitverzögerung wird normalerweise durch KEMAR-Messungen
ermittelt, sie hängt aber in hohem Maß von den Reflexionseigenschaften der Hörumgebung
des Hörhilfegerätes ab.
[0009] Das erste Problem ist hochrelevant für universell passende (instant fit) Hörhilfegeräte
mit festgelegten Schlauch- oder Kabellängen zwischen dem jeweiligen Hörhilfegerät
und einer zugehörigen Otoplastik. Durch die vorgegebenen Schlauch- oder Kabellängen
variieren die Positionen der individuell getragenen Hörhilfegeräte stärker als bei
einer konventionellen Anpassung, weil bei letzterer der Akustiker die Schlauchlänge
manuell an das individuelle Ohr des jeweiligen Benutzers anpassen kann und dadurch
eher die ideale Position erreicht wird. Je mehr ein Winkel α zwischen einer Verbindungslinie
der Mikrofonöffnungen und der horizontalen Ebene bei einem von einem Benutzer getragenen
Hörhilfegerät von dem während des Entwicklungsprozesses am KEMAR für die optimale
Trageposition ermittelten Winkel α abweicht, desto ineffektiver ist die Richtwirkung
des Richtmikrofonsystems, d. h., der AI-DI sinkt.
[0010] Das zweite Problem tritt unabhängig von der jeweiligen Trageposition auf. Individuelle
Faktoren wie Frisur oder Form des Kopfes und der Pinna beeinflussen die frequenzabhängige
Gruppenlaufzeit und verschlechtern dadurch die Leistungsfähigkeit des Richtmikrofonsystems.
[0011] Die
US 2002/0 041 696 A1 offenbart ein Hörhilfegerät mit einem Richtmikrofonsystem gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb eines derartigen Hörhilfegerätes gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
[0012] Die
US 7 340 068 B2 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung von Windgeräuschen, bei
denen ein erstes zeitabhängiges Korrelationssignal, das aus Werten einer Kreuzkorrelationsfunktion
zwischen einem ersten und einem zweiten Mikrofonsignal besteht, und ein zweites zeitabhängiges
Korrelationssignal erzeugt werden, das aus Werten einer Autokreuzkorrelationsfunktion
entweder des ersten oder des zweiten Mikrofonsignals besteht.
[0013] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine hohe Leistungsfähigkeit eines Richtmikrofonsystems
bei einem Hörhilfegerät zu erreichen, unabhängig von der individuellen Trageposition
des Hörhilfegerätes.
[0014] Diese Aufgabe wird durch ein Hörhilfegerät mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch
1 gelöst. Ferner wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Betrieb eines Hörhilfegerätes
mit den in Patentanspruch 10 angegebenen Verfahrensschritten gelöst.
[0015] Die Grundidee der Erfindung besteht darin, mittels einer Kreuzkorrelationsanalyse
die Zeitverzögerung zu bestimmen, mit der ein akustisches Signal an den Mikrofonen,
insbesondere der dem jeweiligen Mikrofon zugeordneten Mikrofonöffnung in dem Gehäuse
des Hörhilfegerätes, eintrifft. Die interne Zeitverzögerung bei wenigstens einem von
einem der beiden Mikrofone erzeugten Mikrofonsignal erfolgt dann in Abhängigkeit von
der mittels der Korrelationsanalyse ermittelten externen Verzögerung.
[0016] Durch die Erfindung wird es möglich, die interne Verzögerung an die individuelle,
von der Trageposition abhängige externe Verzögerung anzupassen. Somit kann eine in
Bezug auf die individuelle Trageposition optimierte Richtwirkung eingestellt werden.
Auch bei einer Abweichung der individuellen Trageposition von der idealen Trageposition
wird eine hohe Leistungsfähigkeit des betreffenden Richtmikrofonsystems, insbesondere
ein hoher AI-DI, erreicht.
[0017] Außerdem umfasst das erfindungsgemäße Hörhilfegerät einen Klassifikator zum Bestimmen
der Hörsituation, in der sich das Hörhilfegerät gerade befindet, wobei die Einstellung
der Zeitverzögerung in Abhängigkeit von der Hörsituation erfolgt. Die Bestimmung des
effektiven Abstandes der Mikrofone des betreffenden Richtmikrofonsystems ist nämlich
besonders dann sinnvoll, wenn die Lage der akustischen Schallquelle, von der ein akustisches
Signal ausgeht und von den Mikrofonen erfasst wird, in Relation zu den Mikrofonen
bekannt ist. Davon kann in bestimmten Hörsituationen ausgegangen werden. Beispielsweise
wird in der Hörsituation "Gespräch in Ruhe" davon ausgegangen, dass der Hörhilfegeräteträger
dem Gesprächspartner zugewandt ist. Dies ist somit ein idealer Zeitpunkt zur Bestimmung
des effektiven Abstandes zwischen den Mikrofonen. Neben der Hörsituation "Gespräch
in Ruhe" trifft dies jedoch auch auf andere Hörsituationen, beispielsweise "Fernsehen"
zu.
[0018] Vorteilhaft erfolgt die Bestimmung der Zeitverzögerung, mit der ein akustisches Signal
an den Mikrofonen eintrifft, mittels einer Kreuzkorrelationsfunktion. Diese wird allgemein
in der Signalanalyse zur Beschreibung der Korrelation zweier Signale x(t) und y(t)
bei unterschiedlichen Zeitverschiebungen
τ zwischen den beiden Signalen eingesetzt. Sie zeigt z.B. Maxima bei Zeitverschiebungen,
die der Signallaufzeit vom Messort des Signals x(t) zum Messort des Signals y(t) entsprechen.
Auch Laufzeitunterschiede von einer Signalquelle zu beiden Messorten können auf diese
Weise festgestellt werden. Die Kreuzkorrelationsfunktion der Mikrofonsignale hat bei
einer Zeitverzögerung
τ ein Maximum, die der Laufzeit des akustischen Signals zwischen den beiden Mikrofonen
(soll heißen: zwischen den beiden Mikrofonöffnungen im Gehäuse des Hörhilfegerätes)
entspricht. Diese Zeitverzögerung wird als effektive Zeitverzögerung
τeff bezeichnet. Somit kann anhand der Kreuzkorrelationsfunktion in einfacher Weise die
effektive externe Laufzeit eines aus Sicht des Benutzers aus frontaler Richtung in
das in individueller Position getragene Hörhilfegerät eintreffendes akustisches Signal
zwischen den beiden Mikrofonen bestimmt werden.
[0019] Vorteilhaft wird die interne Zeitverzögerung zwischen den Mikrofonsignalen nicht
aufgrund einer einzigen Bestimmung der Kreuzkorrelationsfunktion der beiden Mikrofonsignale
und damit einer einmaligen Berechnung der effektiven Zeitverzögerung
τeff eingestellt. Vielmehr erfolgt vorteilhaft innerhalb eines bestimmten Zeitraumes eine
mehrmalige Bestimmung der Kreuzkorrelationsfunktion und damit der effektiven Zeitverzögerung
τeff. Vorzugsweise mittels einer Histogramm-Analyse wird daraus eine resultierende effektive
Zeitverzögerung
τeff,
res bestimmt. Dadurch lassen sich stabile Ergebnisse erzielen. Zur Histogramm-Analyse
wird die Zeitverschiebung
τ in bestimmte Zeitbereiche eingeteilt und es wird für jeden Zeitbereich die Häufigkeit
ermittelt, mit dem die effektive Zeitverzögerung
τeff in diesen Zeitbereich fällt. Aus dem Zeitbereich, in dem die ermittelten effektiven
Zeitverzögerungen
τeff am häufigsten liegen, ergibt sich dann die resultierende effektive Zeitverzögerung
τeff,
res.
[0020] Bei einem hinter dem Ohr tragbaren Hörhilfegerät mit einem Richtmikrofonsystem mit
einem vorderen und einem hinteren Mikrofon wird vorteilhaft die interne (Basis-) Zeitverzögerung
des von dem hinteren Mikrofon erzeugten Mikrofonsignals gleich der in oben beschriebener
Weise ermittelten effektiven Zeitverzögerung
τeff bzw. resultierende effektive Zeitverzögerung
τeff,
res eingestellt. Es handelt sich dabei um die Basis-Zeitverzögerung, durch die ein aus
Sicht des Hörhilfegeräteträgers direkt von hinten eintreffendes akustisches Signal
weitgehend ausgelöscht wird (Kardioid-Charakteristik). Um die Richtung der größtmöglichen
Signalunterdrückung zu variieren, kann jedoch auch eine von der Basis-Zeitverzögerung
abweichende Zeitverzögerung eingestellt werden. Damit kann mit einem Richtmikrofonsystem
mit zwei Mikrofonen beispielsweise eine Super-Kardioid-, eine Hyper-Kardioid- oder
auch eine "Acht"- Charakteristik eingestellt werden.
[0021] Wie eingangs bereits erwähnt, ist die externe Zeitverzögerung durch Beugungs- und
Reflexionseffekte frequenzabhängig. Daher sieht eine bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung vor, eine ebenfalls zeitabhängige interne Zeitverzögerung zu bestimmen.
Dies kann in einfacher Weise dadurch erreicht werden, dass die von den Mikrofonen
ausgehenden Mikrofonsignale zunächst jeweils einer Filterbank zugeführt werden. Durch
diese erfolgt eine Aufspaltung der Mikrofonsignale in Frequenzbänder. Es erfolgt dann
die Bestimmung der internen Zeitverzögerung separat für das jeweilige Frequenzband.
Dadurch lässt sich der Einfluss von Beugungs- und Reflexionserscheinungen weitgehend
unterdrücken.
[0022] Um systematische Fehler bei der Berechnung der effektiven Zeitverzögerung und damit
der Einstellung der internen Zeitverzögerung zu vermeiden, wird die berechnete effektive
Zeitverzögerung bzw. resultierende effektive Zeitverzögerung zunächst einer Plausibilitätsprüfung
unterzogen, bevor die interne Zeitverzögerung angepasst wird. Insbesondere können
bei einer halligen Umgebung oder bei einer falschen räumlichen Ausrichtung der betreffenden
Hörhilfegeräte fehlerhafte Werte bezüglich der effektiven Zeitverzögerung ermittelt
werden. Um eine fehlerhafte Einstellung der internen Zeitverzögerung zu unterbinden,
können für die berechnete effektive Zeitverzögerung beispielsweise Schwellwerte festgelegt
werden, bei deren Überschreiten keine Anpassung der internen Zeitverzögerung erfolgt.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, bei einem Hörhilfegerätesystem mit zwei am
Kopf getragenen Hörhilfegeräten einen Vergleich der in beiden Hörhilfegeräten ermittelten
effektiven Zeitverzögerungen durchzuführen. Weichen diese Zeitverzögerungen zu sehr
voneinander ab, so deutet dies auf eine nicht für die erfindungsgemäße Einstellung
geeignete Hörsituation hin.
[0023] Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt kein abruptes Umschalten
von der bisher verwendeten internen Zeitverzögerung zu der neu berechneten internen
Zeitverzögerung, sondern es findet vielmehr ein allmählicher Übergang zwischen den
beiden Zeitverzögerungen (fading) statt. Dadurch werden Umschalt-Artefakte vermieden.
[0024] Insgesamt bietet die Erfindung folgende Vorteile:
- 1. Durch die Anwendung statistischer Methoden (Histogramm-Analyse) wird eine individuell
angepasste und damit effektivere Richtwirkung erreicht.
- 2. Frequenzabhängige Beugungs- und Reflexionserscheinungen werden berücksichtigt und
damit eine hohe Richtwirkung über den gesamten relevanten Frequenzbereich erreicht.
- 3. Durch ein erfindungsgemäß eingestelltes Hörhilfegerät wird das Sprachverstehen
in wechselnden Hörumgebungen deutlich verbessert.
[0025] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Dabei zeigen:
- Figur 1
- ein hinter dem Ohr tragbares Hörhilfegerät in stark vereinfachter, schematischer Darstellung
nach dem Stand der Technik,
- Figur 2
- die elektrische Verschaltung zweier Mikrofone zu einem Richtmikrofonsystem gemäß dem
Stand der Technik,
- Figur 3
- die Position zweier Mikrofone in Bezug auf eine Schallquelle, und
- Figur 4
- ein Hörhilfegerätesystem mit zwei Hörhilfegeräten, bei denen eine optimierte Signalverzögerung
zwischen jeweils zwei zu einem Richtmikrofonsystem verschalteten Mikrofonen ermittelbar
ist.
[0026] Figur 1 zeigt in stark vereinfachter, schematischer Darstellung beispielhaft den
Aufbau eines Hörhilfegerätes, insbesondere eines hinter dem Ohr tragbaren Hörhilfegerätes
HA, nach dem Stand der Technik. Hörhilfegeräte umfassen prinzipiell als wesentliche
Komponenten wenigstens einen Eingangswandler, einen Verstärker und einen Ausgangswandler.
Der Eingangswandler ist in der Regel ein Schallempfänger, z. B. ein Mikrofon, und/oder
ein elektromagnetischer Empfänger, z. B. eine Induktionsspule. Der Ausgangswandler
ist meist als elektroakustischer Wandler, z. B. Miniaturlautsprecher bzw. Hörer, oder
als elektromechanischer Wandler, z. B. Knochenleitungshörer, realisiert. Der Verstärker
ist üblicherweise in eine Signalverarbeitungseinheit integriert. Bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß Figur 1 sind in ein zum Tragen hinter dem Ohr vorgesehenes Hörhilfegerätegehäuse
ein vorderes Mikrofon F und ein hinteres Mikrofon B zur Aufnahme des Schalls aus der
Umgebung eingebaut. Eine Signalverarbeitungseinheit SP, die sich ebenfalls in dem
Gehäuse des Hörhilfegerätes HA befindet, verarbeitet die Mikrofonsignale und verstärkt
sie. Das Ausgangssignal der Signalverarbeitungseinheit SP wird an einen Lautsprecher
bzw. Hörer R übertragen, der ein akustisches Signal ausgibt. Der Schall wird gegebenenfalls
über einen Schallschlauch (nicht dargestellt), der mit einer Otoplastik im Gehörgang
fixiert ist, zum Trommelfell des Benutzers übertragen. Die Energieversorgung des Hörhilfegerätes
und insbesondere die der Signalverarbeitungseinheit SP erfolgt durch eine ebenfalls
in dem Hörhilfegerät HA angeordnete Spannungsquelle VS, z.B. eine Batterie.
[0027] Als Besonderheit umfasst die Signalverarbeitungseinheit des bekannten Hörhilfegerätes
gemäß Figur 1 einen Klassifikator K, der anhand einer Analyse der von den Mikrofonen
F und B erzeugten Mikrofonsignale die Hörumgebung bzw. die Hörsituation feststellen
kann, in der sich das Hörhilfegerät HA augenblicklich befindet. Derartige Hörsituationen
sind beispielsweise "Gespräch in Ruhe", "Gespräch in Störlärm", "Fernsehen" etc. In
Abhängigkeit von der erkannten Hörsituation werden die Signalverarbeitung in der Signalverarbeitungseinheit
betreffende Parameter zur Anpassung der Signalverarbeitung an die erkannte Hörsituation
automatisch eingestellt.
[0028] Aus Figur 2 ist der übliche Aufbau eines bei Hörhilfegeräten verwendeten Richtmikrofonsystems
mit zwei Mikrofonen F (front)und B (back) ersichtlich. Die Mikrofone F und B haben
meist einen Abstand zwischen 5 mm und 15 mm und sind in allen Raumrichtungen gleich
empfindlich (omnidirektional). Um eine richtungsabhängige Empfindlichkeit zu erzielen,
werden die Mikrofone F und B elektrisch miteinander verschaltet und dadurch die von
ihnen erzeugten Mikrofonsignale miteinander verknüpft. Üblicherweise wird dabei das
von dem hinteren Mikrofon B erzeugte Mikrofonsignal SB in einem Verzögerungselement
T um eine interne Zeitverzögerung T
i verzögert und von dem Mikrofonsignal SF, das von dem vorderen Mikrofon F erzeugt
wird, subtrahiert. Die Subtraktion wird zumeist durch einen Inverter I in Verbindung
mit einem Summationsglied S realisiert. Dadurch wird das von dem hinteren Mikrofon
B stammende Mikrofonsignal SB invertiert und zu dem von dem vorderen Mikrofon F stammenden
Mikrofonsignal SF addiert. So entsteht am Ausgang des Summationsgliedes S das Richtmikrofonsignal
SD.
[0029] Wird die interne Zeitverzögerung T
i so eingestellt, dass sie der Laufzeit eines akustischen Signals zwischen den beiden
Mikrofonen F und B entspricht (Basis-Zeitverzögerung), so wird das akustische Signal
einer auf der Verbindungslinie der beiden Mikrofone liegenden Signalquelle am Wenigsten
gedämpft, wenn sich die Signalquelle vor dem vorderen Mikrofon F befindet, und maximal
gedämpft, wenn sich die Signalquelle hinter dem hinteren Mikrofon B befindet. Durch
Variation der internen Zeitverzögerung T
i kann die Richtung der maximalen Dämpfung in bekannter Weise im Raum geschwenkt werden.
Dadurch können Richtcharakteristiken wie "Kardioid-Charakteristik", "Super-Kardioid-Charakteristik",
"Hyper-Kardioid-Charakteristik", "Acht-Charakteristik" etc eingestellt werden.
[0030] Die Erfindung ist nicht auf die gezeigte übliche Ausführungsform eines Richtmikrofonsystems
für ein Hörhilfegerät beschränkt. Vielmehr ist diese analog auch auf andere Verschaltungen
der Mikrofone und Richtmikrofonsysteme mit mehr als zwei Mikrofonen übertragbar.
[0031] Figur 3 dient der Erläuterung der Auswirkungen einer gegenüber einer idealen Position
veränderten Position eines am Kopf eines Benutzers getragenen Hörhilfegerätes bzw.
dessen Richtmikrofonsystems. Zunächst wird davon ausgegangen, dass sich eine Schallquelle
vor dem vorderen Mikrofon F auf einer Geraden durch die beiden Mikrofone F und B befindet.
Dann trifft der Schall zunächst an dem vorderen Mikrofon F und um die Laufzeit verzögert,
die der Schall für die Distanz d zwischen den beiden Mikrofonen F und B benötigt,
an dem hinteren Mikrofon B ein. Die interne Verzögerung T
i (vgl. Figur 2) wird dann so eingestellt, dass sie der Laufzeit des Schalls zum Überwinden
der Distanz d entspricht.
[0032] Liegt nun - wie in Figur 3 dargestellt - durch eine nicht ideale Trageposition des
betreffenden Hörhilfegerätes eine Schallquelle AS abseits der Geraden L, so trifft
das von der akustischen Signalquelle AS abgegebene akustische Signal A entsprechend
früher an dem hinteren Mikrofon B ein, da hierfür das akustische Signal lediglich
die effektive Distanz d
eff überwinden muss. Die effektive Distanz d
eff resultiert aus dem Abstand der Projektion des vorderen Mikrofons F sowie des hinteren
Mikrofons B in eine horizontale Ebene H. Bei einer nicht entsprechend angepassten
internen Zeitverzögerung wird somit nicht die gewünschte Richtcharakteristik eingestellt.
[0033] Gemäß der Erfindung wird automatisch eine aus der effektiven Distanz d
eff resultierende Zeitverzögerung ermittelt und eingestellt.
[0034] Bei manchen Hörhilfegeräten wird bereits bei der Grundeinstellung davon ausgegangen,
dass die Mikrofone des Richtmikrofonsystems nicht in einer horizontalen Ebene liegen,
sondern dass auch bei der idealen Trageposition eine Gerade durch die Mikrofone einen
vorgegebenen Winkel α mit der Horizontalen einschließt. Dies ändert jedoch nichts
an der erfindungsgemäßen Vorgehensweise, da auch hierbei die ideale Trageposition
von der tatsächlichen individuellen Trageposition abweichen kann und eine derartige
Abweichung erfindungsgemäß erfasst wird und ihre Auswirkungen entsprechend korrigiert
werden.
[0035] Figur 4 zeigt bei einem Hörhilfegerätesystem mit zwei Hörhilfegeräten HA1 und HA2
die zur Ermittlung einer optimierten internen Zeitverzögerung für das jeweilige Richtmikrofonsystem
erforderlichen Komponenten. Dabei weist das erste Hörhilfegerät HA1 ein vorderes Mikrofon
F1 sowie ein hinteres Mikrofon B1 und das zweite Hörhilfegerät HA2 ein vorderen Mikrofon
F2 sowie ein hinteres Mikrofon B2 auf. Die von den Mikrofonen ausgehenden Mikrofonsignale
SF1, SB1, SF2, SB2 sind zunächst den Filterbänken FB11, FB12 bzw. FB21, FB22 zugeführt,
in denen die Mikrofonsignale SF1, SB1, SF2, SB2 jeweils in mehrere Frequenzbänder
unterteilt werden. Die weitere Signalverarbeitung erfolgt dann parallel in den jeweiligen
Frequenzbändern. Die Berechnung der internen Zeitverzögerung wird nachfolgend für
ein bestimmtes Frequenzband beschrieben. Sie erfolgt analog auch für die übrigen Frequenzbänder.
[0036] Die Mikrofonsignale SF3, SF4 des betreffenden Frequenzbandes sind bei dem Hörhilfegerät
HA1 zunächst einer Kreuzkorrelationsanalyseeinheit K1 zugeführt. Die von einer Zeitverzögerung
τ abhängige Kreuzkorrelationsfunktion der Mikrofonsignale hat bei einer Zeitverzögerung
τleff1 ein Maximum, die der Laufzeit des akustischen Signals zwischen den beiden Mikrofonen
entspricht. Vorteilhaft werden bei der Erfindung innerhalb eines bestimmten Zeitraumes,
beispielsweise innerhalb einer Minute, mehrere Kreuzkorrelationsfunktionen der Mikrofonsignale
SF3 und SF4 in Abhängigkeit von der Zeitverzögerung
τ bestimmt. Die statistische Auswertung der ermittelten Kreuzkorrelationsfunktionen
erfolgt anschließend in einer Histogramm-Analyseeinheit H1, die Teil einer Steuereinheit
C1 ist. Dabei wird für den betrachteten Zeitraum die relative Häufigkeit der ermittelten
effektiven Zeitverzögerungen
τeff1 in Abhängigkeit von der Zeitverzögerung
τ aufgetragen, bei denen die jeweilige Kreuzkorrelationsfunktion ihr Maximum hatte.
In einer Zeitverzögerungsbestimmungseinheit D1 wird daraus dann eine resultierende
effektive Zeitverzögerung
τeff,
res1 bestimmt, bei der die Kreuzkorrelationsfunktionen am häufigsten ihr Maximum aufwiesen.
Diese Zeitverzögerung wird dann als mögliche interne Zeitverzögerung herangezogen.
Bevor jedoch die interne Zeitverzögerung tatsächlich eingestellt wird, erfolgt vorzugsweise
zunächst noch eine Plausibilitätsprüfung der resultierenden effektiven Zeitverzögerung
τeff,
res1 in einer Plausibilitätsprüfungseinheit P1. Vorzugsweise werden in der Plausibilitätsprüfungseinheit
P1 ein Vergleich der ermittelten, resultierenden effektiven Zeitverzögerung
τeff,
res1 mit einem vorgegebenen Sollwert-Bereich sowie ein Vergleich mit der in dem zweiten
Hörhilfegerät HA2 in analoger Weise ermittelten, resultierenden effektiven Zeitverzögerung
τ
eff,
res2 durchgeführt. Starke Abweichungen der in beiden Hörhilfsgeräten HA1 und HA2 ermittelten,
resultierenden effektiven Zeitverzögerungen
τeff,
res1 und
τeff,
res2 deuten auf unbrauchbare Ergebnisse hin.
[0037] Bei einer erfolgreichen Plausibilitätsprüfung wird bei dem Hörhilfegerät HA1 die
interne Verzögerung T
i1 und analog bei dem Hörhilfegerät HA2 die interne Verzögerung T
i2 in Abhängigkeit von der jeweils ermittelten, resultierenden effektiven Zeitverzögerung
τeff,
res1 bzw.
τeff,
res2 eingestellt. Insbesondere wird die interne Zeitverzögerung T
i1 bzw. T
i2 mit der erfindungsgemäß bestimmten, resultierenden effektiven Zeitverzögerung
τeff,
res1 bzw.
τeff,
res2 gleich gesetzt.
[0038] In analoger Weise erfolgt auch für das zweite Hörhilfegerät HA2 eines betreffenden
Hörhilfegerätesystems die Ermittlung der internen Zeitverzögerung T
i2 mittels einer Steuereinheit C2, die eine Kreuzkorrelationsanalyseeinheit K2, eine
Histogramm-Analyseeinheit H2, eine Zeitverzögerungsbestimmungseinheit D2 sowie eine
Plausibilitätsprüfungseinheit P2 umfasst.
[0039] In den Hörhilfegeräten HA1 und HA2 erfolgt eine Verknüpfung der Mikrofonsignale,
beispielsweise analog zu der Verknüpfung gemäß Figur 2, bei der in den betreffenden
Verzögerungseinheiten die ermittelten internen Zeitverzögerungen T
i1 bzw. T
i2 eingestellt werden.
1. Hörhilfegerät (HA; HA1, HA2) mit einem Richtmikrofonsystem, umfassend wenigstens
- ein erstes Mikrofon (F; F1, F2), von dem ein erstes Mikrofonsignal (SF; SF1, SF2)
ausgeht,
- ein zweites Mikrofon (B; B1, B2), von dem ein zweites Mikrofonsignal (SB; SB1, SB2)
ausgeht,
- eine Verzögerungseinheit (T), wobei zum Erzeugen einer Richtwirkung das zweite Mikrofonsignal
(SB; SB1, SB2) oder ein daraus hervorgehendes viertes Mikrofonsignal (SB3, SB4) mittels
der Verzögerungseinheit (T) um eine interne Zeitverzögerung (Ti; Ti1, Ti2) verzögert und mit dem ersten Mikrofonsignal (SF; SF1, SF2) oder einem daraus hervorgehenden
dritten Mikrofonsignal (SF3, SF4) zum Erzeugen eines Richtmikrofonsignals (SD) verknüpft
wird,
- eine Kreuzkorrelationsanalyseeinheit (K1, K2), in die das erste (SF; SF1, SF2) oder
das dritte (SF3, SF4) Mikrofonsignal und das zweite (SB; SB1, SB2) oder das vierte
(SB3, SB4) Mikrofonsignal eingehen, zur Bestimmung eines Werts einer Kreuzkorrelation
der beiden Mikrofonsignale (SF, SB; SF1, SB1, SF3, SB3, SF2, SB2, SF4, SB4);
- eine Steuereinheit (C1, C2) zum Einstellen der Zeitverzögerung (Ti; Ti1, Ti2) in Abhängigkeit von dem Wert der Kreuzkorrelation der beiden Mikrofonsignale (SF,
SB; SF1, SB1, SF3, SB3, SF2, SB2, SF4, SB4);
gekennzeichnet durch
- einen Klassifikator (K) zum Bestimmen einer Hörsituation, in der sich das Hörhilfegerät
(HA; HA1, HA2) gerade befindet,
wobei
- die Einstellung der Zeitverzögerung (Ti; Ti1, Ti2) in Abhängigkeit von der Hörsituation erfolgt.
2. Hörhilfegerät nach Anspruch 1, wobei die Einstellung der internen Zeitverzögerung
(Ti; Ti1, Ti2) in einer Hörsituation "Gespräch in Ruhe" erfolgt.
3. Hörhilfegerät nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei in der Kreuzkorrelationsanalyseeinheit
(K1, K2) eine Kreuzkorrelationsfunktion der beiden Mikrofonsignale (SF, SB; SF3, SB3,
SF4, SB4) in Abhängigkeit von einer Zeitverzögerung bestimmbar ist.
4. Hörhilfegerät nach Anspruch 3, wobei eine effektive Zeitverzögerung (τeff1, τeff2) bestimmbar ist, bei der die Kreuzkorrelationsfunktion ein Maximum aufweist.
5. Hörhilfegerät nach Anspruch 4, wobei eine Histogramm-Analyse-Einheit (H1, H2) zum
Durchführen einer Histogramm-Analyse auf Basis einer Anzahl innerhalb eines bestimmten
Zeitraums ermittelter effektiver Zeitverzögerungen (τeff1, τeff2) vorhanden ist und eine resultierende effektive Zeitverzögerung (τeff, res1, τeff, res2) mittels der Histogramm-Analyse bestimmbar ist.
6. Hörhilfegerät nach Anspruch 4 oder 5, wobei als interne Zeitverzögerung (Ti; Ti1, Ti2) die effektive Zeitverzögerung (τeff1, τeff2) bzw. die resultierende effektive Zeitverzögerung (τeff, res1, τeff, res2) einstellbar ist.
7. Hörhilfegerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei eine Plausibilitätsprüfungseinheit
(P1, P2) zur Durchführung einer Plausibilitätsprüfung der ermittelten effektiven Zeitverzögerung
(τeff1 τeff2) bzw. der ermittelten resultierenden effektiven Zeitverzögerung (τeff, res1, τeff, res2) vorhanden ist und der ermittelte Wert der effektiven Zeitverzögerung (τeff1, τeff2) bzw. der ermittelte Wert der resultierenden effektiven Zeitverzögerung (τeff, res1, τeff, res2) in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Plausibilitätsprüfung einstellbar ist.
8. Hörhilfegerät nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine Filterbank (FB11, FB12,
FB21, FB22) vorhanden ist zur Aufteilung der Mikrofonsignale (SF; SF1, SB1, SF2, SB2)
in unterschiedliche Frequenzbänder und die Einstellung der internen Zeitverzögerung
(Ti; Ti1, Ti2) in Abhängigkeit von dem jeweiligen Frequenzband erfolgt.
9. Hörhilfegerätesystem mit einem am oder im linken Ohr eines Benutzers tragbaren ersten
Hörhilfegerät (HA1) nach einem der Ansprüche 4 bis 8 und mit einem am oder im rechten
Ohr eines Benutzers tragbaren zweiten Hörhilfegerät (HA2) nach einem der Ansprüche
4 bis 8, wobei die Plausibilitätsprüfung anhand eines Vergleiches der in beiden Hörhilfegeräten
(HA1, HA2) ermittelten effektiven Zeitverzögerungen (τeff1, τeff2) bzw. resultierenden effektiven Zeitverzögerungen (τeff, res1, τeff, res2) durchführbar ist.
10. Verfahren zum Betrieb eines Hörhilfegerätes (HA; HA1, HA2) mit einem Richtmikrofonsystem
mit wenigstens einem ersten Mikrofon (F; F1, F2), von dem ein erstes Mikrofonsignal
(SF; SF1, SF2) ausgeht, und einem zweiten Mikrofon (B; B1, B2), von dem ein zweites
Mikrofonsignal (SB; SB1, SB2) ausgeht, wobei
- zum Erzeugen einer Richtwirkung das zweite Mikrofonsignal (SB; SB1, SB2) oder ein
daraus hervorgehendes viertes Mikrofonsignal (SB3, SB4) mittels einer Verzögerungseinheit
(T) um eine interne Zeitverzögerung (Ti; Ti1, Ti2) verzögert und mit dem ersten Mikrofonsignal (SF; SF1, SF2) oder einem daraus hervorgehenden
dritten Mikrofonsignal (SF3, SF4) verknüpft wird,
- ein Wert einer Kreuzkorrelation der beiden Mikrofonsignale (SF, SB; SF1, SB1, SF3,
SB3, SF2, SB2, SF4, SB4) bestimmt wird und
- die interne Zeitverzögerung (Ti; Ti1, Ti2) in Abhängigkeit von dem Wert der Kreuzkorrelation der beiden Mikrofonsignale (SF,
SB; SF1, SB1, SF3, SB3, SF2, SB2, SF4, SB4) eingestellt wird;
dadurch gekennzeichnet, dass
- eine Hörsituation, in der sich das Hörhilfegerät (HA; HA1, HA2) gerade befindet,
bestimmt wird und
- die Einstellung der internen Zeitverzögerung (Ti; Ti1, Ti2) in Abhängigkeit von der Hörsituation erfolgt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die interne Zeitverzögerung (Ti; Ti1, Ti2) in einer Hörsituation "Gespräch in Ruhe" eingestellt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 11, wobei eine Kreuzkorrelationsfunktion
der beiden Mikrofonsignale (SF, SB; SF1, SB1, SF3, SB3, SF2, SB2, SF4, SB4) in Abhängigkeit
von einer Zeitverzögerung bestimmt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei eine effektive Zeitverzögerung (τeff1, τeff2) bestimmt wird, bei der die Kreuzkorrelationsfunktion ein Maximum aufweist.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei mittels einer Histogramm-Analyse auf Basis einer
Anzahl innerhalb eines bestimmten Zeitraums ermittelter effektiver Zeitverzögerungen
(τeff1, τeff2) eine resultierende effektive Zeitverzögerung (τeff, res1, τeff, res2) bestimmt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei der ermittelte Wert der effektiven Zeitverzögerung
(τeff1, τeff2) bzw. der ermittelte Wert der resultierenden effektiven Zeitverzögerung (τeff, res1 τeff, res2) einer Plausibilitätsprüfung unterzogen wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei als interne Zeitverzögerung (Ti; Ti1, Ti2) die ermittelte effektive Zeitverzögerung (τeff1, τeff2) bzw. die ermittelte resultierende effektive Zeitverzögerung (τeff, res1, τeff, res2) eingestellt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, wobei die interne Zeitverzögerung (Ti; Ti1, Ti2) in Abhängigkeit von der Frequenz eines in das Hörhilfegerät eingehenden akustischen
Eingangssignals eingestellt wird.
18. Verfahren zum Betrieb eines Hörhilfegerätesystems mit einem am oder im linken Ohr
eines Benutzers tragbaren ersten Hörhilfegerät (HA1), das gemäß einem Verfahren nach
einem der Ansprüche 15 bis 17 betrieben wird, und mit einem am oder im rechten Ohr
eines Benutzers tragbaren zweiten Hörhilfegerät (HA2), das gemäß einem Verfahren nach
einem der Ansprüche 15 bis 17 betrieben wird, wobei die Plausibilitätsprüfung anhand
eines Vergleiches der in dem jeweiligen Hörhilfegerät (HA1, HA2) ermittelten effektiven
Zeitverzögerungen (τeff1, τeff2) bzw. resultierenden effektiven Zeitverzögerung (τeff, res1,
τeff, res2) durchgeführt wird.