[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Verstärkungsfaktors eines
Hörhilfegeräts. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: Ermitteln einer Stärke eines
näherungsweise ungestörten Signals, Ermitteln einer Stärke eines Störsignals, Ermitteln
einer Stärke eines gestörten Signals, und Erzeugen des Verstärkungsfaktors. Die Stärke
des näherungsweise ungestörten Signals und/oder die Stärke des Störsignals und/oder
die Stärke des gestörten Signals kann jeweils beispielsweise ein gleitender Mittelwert
einer Momentanleistung, ein gleitender Mittelwert eines Effektivwerts oder ein gleitender
Mittelwert eines zeitlichen Verlaufs eines anderen Amplitudenwerts (beispielsweise
eines Schalldrucks, eines Spannungs- oder eines Stromsignals) sein. Der gleitende
Mittelwert kann beispielsweise mittels einer Abtastung eines Spannungssignals und
einer nachfolgenden Filterung mittels eines Tiefpasses erzeugt werden. Das Spannungssignal
kann ein Spannungssignal sein, das beispielsweise mittels eines Einweggleichrichters
oder mittels eines Brückengleichrichters erzeugt wird. Das gleichgerichtete Spannungssignal
kann auch (ohne Abtastung) direkt einer Tiefpassfilterung zugeführt werden.
[0002] Außerdem betrifft die Erfindung eine entsprechende Vorrichtung.
[0003] Hörgeräte sind tragbare Hörvorrichtungen, die zur Versorgung von Schwerhörenden dienen.
Um den zahlreichen individuellen Bedürfnissen entgegenzukommen, werden unterschiedliche
Bauformen von Hörgeräten wie Hinter-dem-Ohr-Hörgeräte (HdO), Hörgerät mit externem
Hörer (RIC:
receiver in the canal) und In-dem-Ohr-Hörgeräte (IdO), z.B. auch Concha-Hörgeräte oder Kanal-Hörgeräte
(ITE, CIC), bereitgestellt. Die beispielhaft aufgeführten Hörgeräte werden am Außenohr
oder im Gehörgang getragen. Darüber hinaus stehen auf dem Markt aber auch Knochenleitungshörhilfen,
implantierbare oder vibrotaktile Hörhilfen zur Verfügung. Dabei erfolgt die Stimulation
des geschädigten Gehörs entweder mechanisch oder elektrisch.
[0004] Hörgeräte besitzen prinzipiell als wesentliche Komponenten 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, oder als elektromechanischer Wandler, z. B. Knochenleitungshörer,
realisiert. Der Verstärker ist üblicherweise in eine Signalverarbeitungseinheit integriert.
Dieser prinzipielle Aufbau ist in FIG 1 am Beispiel eines Hinter-dem-Ohr-Hörgeräts
dargestellt. In ein Hörgerätegehäuse 1 zum Tragen hinter dem Ohr sind ein oder mehrere
Mikrofone 2 zur Aufnahme des Schalls aus der Umgebung eingebaut. Eine Signalverarbeitungseinheit
3, die ebenfalls in das Hörgerätegehäuse 1 integriert ist, verarbeitet die Mikrofonsignale
und verstärkt sie. Das Ausgangssignal der Signalverarbeitungseinheit 3 wird an einen
Lautsprecher bzw. Hörer 4 übertragen, der ein akustisches Signal ausgibt. Der Schall
wird gegebenenfalls über einen Schallschlauch, der mit einer Otoplastik im Gehörgang
fixiert ist, zum Trommelfell des Geräteträgers übertragen. Die Energieversorgung des
Hörgeräts und insbesondere die der Signalverarbeitungseinheit 3 erfolgt durch eine
ebenfalls ins Hörgerätegehäuse 1 integrierte Batterie 5.
[0005] Geräuschverringerungsalgorithmen, die in heutigen Hörhilfegeräten verwendet werden,
basieren meistens auf der folgenden Gleichung für ein Wiener-Filter. Hierbei berechnet
sich ein Verstärkungsfaktor Q1 als Quotient aus einer ermittelten Stärke Xpi eines
näherungsweise ungestörten Signals Xi geteilt durch eine Summe aus der ermittelten
Stärke Xpi des näherungsweise ungestörten Signals X und einer ermittelten Stärke SSpi
eines Störsignals SSi: Q1 = Xpi/(Xpi+SSpi).
[0006] Bei einem schlechten Signal-Rausch-Verhältnis wird der Verstärkungsfaktor sehr klein
und kann somit numerisch schwer handhabbar werden (beispielsweise aufgrund von Quantisierungsfehlern).
Unter einem schlechten Signal-Rausch-Verhältnis wird hier und im Folgenden ein kleines
Verhältnis Xpi/Ypi zwischen der ermittelten Stärke Xpi des näherungsweise ungestörten
Signals Xi und der ermittelten Stärke Ypi des gestörten Signals Yi verstanden.
[0007] Aus diesem Grund ist es bei Anwendung obiger Gleichung für ein Wiener-Filter heute
üblich, den Verstärkungsfaktor Q1 nach unten zu begrenzen, indem eine Dämpfung auf
6 dB oder auf 10 dB begrenzt wird.
[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Verfahren bereitzustellen,
mit dem eine zuverlässige Ermittlung eines Verstärkungsfaktors auch bei schlechten
Signal-Rausch-Verhältnissen durchgeführt werden kann.
[0009] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Erzeugen des Verstärkungsfaktors
folgende Schritte umfasst: Ermitteln einer Stärke eines näherungsweise ungestörten
Signals, Ermitteln einer Stärke eines Störsignals, Ermitteln einer Stärke eines gestörten
Signals und Erzeugen des Verstärkungsfaktors. Das Erzeugen des Verstärkungsfaktors
umfasst folgende Schritte: Bilden eines Zählers, wobei der Zähler eine Summe mit einer
ersten Summenkomponente umfasst, die mittels Multiplikation der Stärke des näherungsweise
ungestörten Signals mit einer ersten Wichtung gebildet wird, und eine zweite Summenkomponente
umfasst, die mittels Multiplikation der Stärke des gestörten Signals mit einer zweiten
Wichtung gebildet wird, Bilden eines Nenners, der als einen ersten Summanden den Zähler
und als einen zweiten Summanden die Stärke des Störsignals umfasst, und Ermitteln
des Verstärkungsfaktors mittels Bildung eines Quotienten aus dem Zähler geteilt durch
den Nenner.
[0010] In Bezug auf die Vorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Vorrichtung
zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorbereitet ist.
[0011] Durch die spezielle Form des Nenners des Quotienten ist der Wertebereich des Verstärkungsfaktors
(unter Randbedingungen, die in der Figurenbeschreibung erläutert werden) auf einen
numerisch gut handhabbaren Bereich (der beispielsweise zwischen 0,5 und 1 liegt) implizit
und in stetig differenzierbarer Weise begrenzbar. Mit Begrenzen in 'stetig differenzierbarer
Weise' ist gemeint, dass eine nicht stetig differenzierbare Abhängigkeit des Verstärkungsfaktors
von einer Stärke des gestörten Signals und/oder von einer Stärke des Störsignals vermieden
wird.
[0012] Dadurch, dass das Verfahren auch den Schritt eines Ermittelns einer Stärke eines
gestörten Signals umfasst und dass das Bilden des Zählers ein Aufaddieren der ersten
Summenkomponente und einer zweiten Summenkomponente umfasst, die mittels Multiplikation
der Stärke des gestörten Signals mit einer zweiten Wichtung gebildet wird, wird ein
Einfluss des näherungsweise ungestörten Signals auf eine Signalsenke erhöht, wenn
ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis vorliegt, und der Einfluss des näherungsweise ungestörten
Signals auf die Signalsenke wird verringert, wenn ein schlechtes Signal-Rausch-Verhältnis
vorliegt. Die Signalsenke kann beispielsweise das Ohr eines Hörgeräteträgers sein,
für den ein akustisches Signal unter Berücksichtigung des gestörten Signals erzeugt
wird.
[0013] Es kann auch vorteilhaft sein, wenn die zweite Wichtung mittels Subtraktion der ersten
Wichtung von einem konstanten Wert ermittelt wird. Hierdurch wird eine Dämpfung eines
der beiden Signale an eine Dämpfung des anderen Signals mittels einer Operation angepasst,
die mit minimalem Aufwand schnell und effizient durchführbar ist.
[0014] Eine Weiterbildung sieht vor, dass die erste Wichtung mittels einer Handhabe von
Hand einstellbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann die erste Wichtung mittels einer
selbsttätigen Steuerung oder Regelung einstellbar sein. Die selbsttätige Steuerung
oder Regelung kann die erste Wichtung beispielsweise in Abhängigkeit einer Auswertung
des näherungsweise ungestörten Signals und/oder des Störsignals und/oder des gestörten
Signals einstellen. Alternativ oder zusätzlich ist es auch vorstellbar, dass die selbsttätige
Steuerung oder Regelung die erste Wichtung in Abhängigkeit einer Auswertung des im
Folgenden definierten ersten Signals und/oder des im Folgenden definierten zweiten
Signals und/oder des im Folgenden definierten dritten Signals einstellt. Entsprechend
können die für eine Einstellbarkeit der ersten Wichtung beschriebenen Merkmalskombinationen
alternativ oder zusätzlich auch für eine Einstellbarkeit der zweiten Wichtung vorgesehen
sein.
[0015] Eine alternative oder zusätzliche Weiterbildung sieht vor, dass das näherungsweise
ungestörte Signal ein bandbegrenzter Teil eines ersten Signals ist und/oder dass das
Störsignal ein bandbegrenzter Teil eines zweiten Signals ist und/oder dass das gestörte
Signal ein bandbegrenzter Teil eines dritten Signals ist. Mittels einer frequenzabschnittsweisen
Anwendung des Verfahrens können gezielt speziell diejenigen Signalanteile des gestörten
Signals gedämpft werden, die ein schlechtes Signal-Rausch-Verhältnis aufweisen, während
diejenigen Signalanteile des gestörten Signals nicht oder weniger stark gedämpft werden,
die ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis aufweisen.
[0016] Für eine Anwendung im akustischen Bereich kann es zweckmäßig sein, wenn das Störsignal
aus einem zweiten Signal ermittelt wird, das aus einer zweiten räumlichen Richtung
empfangen wird, die von einer ersten räumlichen Richtung abweicht, aus der ein erstes
Signal empfangen wird, aus dem das näherungsweise ungestörte Signal abgeleitet wird.
Hierdurch werden der Signalsenke bevorzugt Signale zugeführt, die aus der ersten räumlichen
Richtung empfangen werden, wobei Signale die aus der zweiten Richtung empfangen werden,
unterdrückt werden.
[0017] Insbesondere bevorzugt ist, wenn die zweite räumliche Richtung der ersten räumlichen
Richtung entgegengerichtet ist. Hierdurch ist eine optimale Unterdrückung eines Störsignals
möglich, das nicht von der Nutzquelle stammt.
[0018] Eine bevorzugte Ausführungsform ergibt sich, wenn das gestörte Signal aus einem dritten
Signal abgeleitet wird, das mit einer Richtungsselektivität empfangen wird, die geringer
ist als eine Richtungsselektivität, mit der das zweite Signal empfangen wird.
[0019] Eine alternativ oder zusätzlich mögliche Weiterbildung besteht darin, dass das gestörte
Signal aus einem dritten Signal abgeleitet wird, das mit einer Richtungsselektivität
empfangen wird, die geringer ist als eine Richtungsselektivität, mit der das erste
Signal empfangen wird. Jede der beiden vorgenannten Maßnahmen stellt einen Beitrag
dafür dar, dass der Signalsenke auch ungedämpfte oder mit einer geringen Dämpfung
gedämpfte Signale zuführbar sind, die aus anderen Richtungen als der ersten Richtung
kommen.
[0020] Besonders bevorzugt ist, wenn das erste, zweite und/oder dritte Signal ein akustisches
Signal ist, das mittels eines Hörhilfegeräts erfasst wird. Hierdurch kann das Verfahren
dazu genutzt werden, einen Nutzen eines Hörhilfegeräts zu verbessern.
[0021] Die Erfindung ist anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:
- FIG 1
- ein Hörhilfegerät gemäß dem Stand der Technik im stark vereinfachten Blockschaltbild,
- FIG 2
- ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Bestimmen eines Verstärkungsfaktors
eines Hörhilfegeräts,
- FIG 3
- ein dreidimensionales Diagramm über die Abhängigkeit des Verstärkungsfaktors von einer
ersten Pegeldifferenz zwischen einem Pegel des näherungsweise ungestörten Signals
und einem Pegel des gestörten Signals und einer zweiten Pegeldifferenz zwischen einem
Pegel des Störsignals und einem Pegel des gestörten Signals für den Fall, dass das
gestörte Signal nicht berücksichtigt wird,
- FIG 4
- ein dreidimensionales Diagramm über die Abhängigkeit des Verstärkungsfaktors von einer
ersten Pegeldifferenz zwischen einem Pegel des näherungsweise ungestörten Signals
und einem Pegel des gestörten Signals und einer zweiten Pegeldifferenz zwischen einem
Pegel des Störsignals zu einem Pegel des gestörten Signals für den Fall, dass das
näherungsweise ungestörte Signal nicht berücksichtigt wird,
- FIG 5
- ein dreidimensionales Diagramm über die Abhängigkeit des Verstärkungsfaktors von einer
ersten Pegeldifferenz zwischen einem Pegel des näherungsweise ungestörten Signals
und einem Pegel des gestörten Signals und einer zweiten Pegeldifferenz zwischen einem
Pegel des Störsignals und einem Pegel des gestörten Signals für den Fall, dass das
näherungsweise ungestörte und das gestörte Signal je zur Hälfte berücksichtigt werden,
und
- FIG 6
- ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen eines Verstärkungsfaktors
eines Hörhilfegeräts.
[0022] Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung dar.
[0023] FIG 1 zeigt im stark vereinfachten Blockschaltbild den Aufbau eines Hörhilfegerätes
nach dem Stand der Technik. Hörhilfegeräte besitzen prinzipiell als wesentliche Komponenten
einen oder mehrere Eingangswandler, einen Verstärker und einen Ausgangswandler. Der
Eingangswandler ist in der Regel ein Schallempfänger, z.B. ein Mikrofon, 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. Dieser prinzipielle
Aufbau ist in FIG 1 am Beispiel eines Hinter-dem-Ohr-Hörgerätes 1 dargestellt. In
ein Hörgerätegehäuse 2 zum Tragen hinter dem Ohr sind zwei Mikrofone 3 und 4 zur Aufnahme
des Schalls aus der Umgebung eingebaut. Eine Signalverarbeitungseinheit 5, die ebenfalls
in das Hörgerätegehäuse 2 integriert ist, verarbeitet die Mikrofonsignale und verstärkt
sie. Das Ausgangssignal der Signalverarbeitungseinheit 5 wird an einen Lautsprecher
bzw. Hörer 6 übertragen, der ein akustisches Signal ausgibt. Der Schall wird gegebenenfalls
über einen Schallschlauch, der mit einer Otoplastik im Gehörgang fixiert ist, zum
Trommelfell des Hörgeräteträgers übertragen. Die Energieversorgung des Hörgerätes
und insbesondere die der Signalverarbeitungseinheit 5 erfolgt durch eine ebenfalls
ins Hörgerätegehäuse 2 integrierte Batterie 7.
[0024] Die in FIG 2 gezeigte Vorrichtung 10 zum Bestimmen eines Verstärkungsfaktors eines
Hörhilfegeräts weist drei Eingänge EYi, ESSi, EXi für je ein Mikrofonsignal Y', SS',
X' auf. Der erste Eingang EXi ist für ein bandpassbegrenztes Mikrofonsignal Xi vorgesehen,
das aus einer Richtung RX empfangen wird, in der sich eine akustische Nutzquelle QX
befindet, deren Schallsignal X" einem Ohr 20 eines Hörgeräteträgers in aufbereiteter
Form zugeführt werden soll. Der zweite Eingang ES-Si ist für ein bandpassbegrenztes
Mikrofonsignal SSi vorgesehen, das aus einer Richtung RSS empfangen wird, in der sich
eine akustische Störquelle QSS befindet, deren Schallsignal SS" als reines Störsignal
anzusehen ist. Der dritte Eingang EYi ist für ein bandpassbegrenztes Mikrofonsignal
Yi vorgesehen, das mit einer Rundumcharakteristik, also von einer oder mehreren Schallquellen
QZ, QSS empfangen wird, die sich in einer oder mehreren beliebigen unbestimmten Richtungen
befinden, die nicht mit der Richtung RX übereinstimmen.
[0025] Der Übersicht halber sind in der FIG 2 unterschiedliche Mikrofone MX, MY, MSS zur
Erzeugung der Mikrofonsignale Y', Y' und SS' eingezeichnet. Typischerweise werden
jedoch alle drei Mikrofonsignale Y', Y' und SS' mittels eines einzigen Doppelmikrophons
erzeugt, dessen Richtcharakteristik elektronisch variierbar ist. Die Spitzen der Richtungspfeile
RX, RY und RSS von den verschiedenen Schallquellen QSS, QX, QZ enden also typischerweise
am selben Ort.
[0026] Das Doppelmikrophon umfasst vorzugsweise ein erstes und ein zweites Mikrophon, das
jeweils eine Rundstrahl-Empfangscharakteristik aufweist. Typischerweise sind die beiden
Mikrophone in einem Abstand von 6 bis 10 mm auf Richtung RX bezogen hintereinander
angeordnet. Mittels einer Laufzeitverzögerung des elektrischen Ausgangssignals eines
der beiden Mikrophone, die an einen akustischen Laufzeitunterschied in RX-Richtung
angepasst ist, und einer Subtraktion des laufzeitverzögerten Ausgangssignals von dem
Ausgangssignals des anderen Mikrophons (oder mittels einer umgekehrten Subtraktion)
erhält das Doppelmikrophon in seinem Klemmenverhalten eine Nieren-Empfangscharakteristik.
[0027] Die Einheiten FX, FY und FSS sind Filterbänke, die dazu vorbereitet sind, das jeweilige
Mikrofonsignal X', Y' bzw. SS' in mehrere bandbegrenzte Eingangssignale Xi, Yi, SSi
zu wandeln, die im Frequenzbereich benachbart sind. Mit dem Buchstaben i in den Bezugszeichen
wird daran erinnert, dass die Schaltungsteile zwischen den Filterbänken FSS, FX, FY
und dem Frequenzmultiplexer C mehrfach ausgeführt ist.
[0028] Die Signalstärkenermittler PXi, PYi und PSSi sind dazu vorbereitet aus den bandbegrenzten
Eingangssignalen Xi, Yi, SSi jeweils eine Signalstärke Xpi, Ypi, SSpi zu ermitteln.
[0029] Alternativ kann mindestens eine der Einheiten FX, FY, FSS oder jede der Einheiten
FX, FY, FSS dazu ausgebildet sein, das ihr zugeführte Mikrofonsignal X', Y' bzw. SS'
im Zeitbereich mittels eines Fouriertransformators jeweils in eine Amplitudenverteilungsdichtefunktion
über der Frequenz umzuwandeln und deren Signalstärke in (vorzugsweise äquidistanten)
Frequenzabständen abzutasten.
[0030] Die Vorrichtung 10 umfasst einen Differentialaddierer DAi, der die beiden Signalstärken
Xpi und Ypi aufaddiert und den aufaddierten Signalstärkenwert als ein erstes Zwischensignal
Zi (Zähler Zi) bereitstellt. Vor dem Aufaddieren der Signalstärken der beiden Signalstärken
Xpi, Ypi wendet der Differentialaddierer DAi auf die Signalstärke Xpi des näherungsweise
ungestörten Signals Xi eine erste Wichtung WXi an und auf die Signalstärke Ypi des
gestörten Signals Yi eine zweite Wichtung WYi an. Der Differentialaddierer DAi weist
einen Eingang EWi für ein Wichtungssignal WXSi auf, dessen Wert WXi von Hand eingestellt
werden kann und/oder dessen Wert WXi mittels einer (in den Figuren nicht dargestellten)
selbsttätigen Steuerung oder Regelung eingestellt wird. Die erste Wichtung WXi entspricht
dem Wert des Wichtungssignals WXSi. Der Differentialaddierer DAi ermittelt die zweite
Wichtung WYi = 1-WXi mittels einer Subtraktion der ersten Wichtung WXi von 1.
[0031] Die Vorrichtung 10 umfasst einen Summierer Si, der das erste Zwischensignal Zi (Zähler
Zi) und die Signalstärke des Störsignals SSi aufaddiert. Das Ergebnis ist ein zweites
Zwischensignal ZS2i. Eine Nullstellenvermeidungseinheit NVEi wandelt das zweite Zwischensignal
ZS2i in ein nullstellenfreies drittes Zwischensignal Ni (Nenner Ni) um. Damit wird
eine nachfolgende Division durch Null vermieden. Außerdem umfasst die Vorrichtung
10 einen Quotientenbildner QBi, der einen Verstärkungsfaktor Qi (Quotient Qi) mittels
Teilung des ersten Zwischensignals Zi (Zähler Zi) durch das dritte Zwischensignal
Ni (Nenner Ni) erzeugt. Darüberhinaus umfasst die Vorrichtung 10 einen Multiplizierer
Mi, um den Verstärkungsfaktor Qi auf das näherungsweise ungestörte Signal Xi anzuwenden
und ein frequenzbandspezifisches Ausgangssignal Xai zu bilden. Des Weiteren umfasst
die Vorrichtung 10 einen Frequenzmultiplexer C, um die frequenzbandspezifischen Ausgangssignale
Xai der verschiedenen Frequenzbänder zu einem synthetisierten Ausgangssignal Xa' zusammenzufassen.
Das synthetisierten Ausgangssignal Xa' wird einem Schallgeber SG zugeführt, der das
synthetisierte Ausgangssignal Xa' in ein entsprechendes Schallsignal Xa" umwandelt,
das einem Ohr 20 eines Hörhilfegeräteträgers zugeführt wird.
[0032] Die FIG 3, 4, 5 zeigen in dB (also in dreifachlogarithmischer Darstellung) für unterschiedliche
Werte des Wichtungssignals WXi wie ein Verstärkungsfaktor Qi von einer ersten Pegeldifferenz
V1 zwischen einer Signalstärke Xpi des näherungsweise ungestörten Signals Xi und einer
Signalstärke Ypi des gestörten Signals Yi und von einer zweiten Pegeldifferenz V2
zwischen einer Signalstärke SSpi des Störsignals SSi und der Signalstärke Ypi des
gestörten Signals Yi abhängt.
[0033] In FIG 3 ist die erste Wichtung WXi so eingestellt, dass die Signalstärke Ypi des
gestörten Signals Yi nicht in den Verstärkungsfaktor Qi eingeht. In FIG 4 ist die
erste Wichtung WXi so eingestellt, dass näherungsweise die Signalstärke Ypi des ungestörten
Signals Xi nicht in den Verstärkungsfaktor Qi eingeht. Bei FIG 5 ist die erste Wichtung
WXi so eingestellt, dass die Signalstärke Xpi, Ypi des näherungsweise ungestörten
Signals Xi beziehungsweise des gestörten Signals Yi je zur Hälfte in den Verstärkungsfaktor
Qi eingehen.
[0034] Wie die rechte obere Kante 32 des Verstärkungsfaktorverlaufs QiV aller drei Diagramme
zeigt, ist der Verstärkungsfaktor Qi unabhängig von der Wichtung WXi in jedem Fall
hoch, wenn die zweite Pegeldifferenz V2 niedrig ist.
[0035] Wie die untere Ecke 34 des Verstärkungsfaktorverlaufs QiV aller drei Diagramme zeigt,
ist der Verstärkungsfaktor Qi unabhängig von der Wichtung WXi in jedem Fall hoch,
in dem die erste Pegeldifferenz V1 niedrig ist und zugleich die zweite Pegeldifferenz
V2 hoch ist.
[0036] Die Wichtung WXi hat also nur dann eine erhebliche Auswirkung auf den Verstärkungsfaktor
Qi, wenn die zweite Pegeldifferenz V2 nicht klein ist. In diesem Fall ist die Auswirkung
auf den Verstärkungsfaktor Qi um so größer, je größer die erste Pegeldifferenz V1
ist.
[0037] Das in der FIG 6 gezeigte Verfahren 100 zum Bestimmen eines Verstärkungsfaktors eines
Hörhilfegeräts umfasst folgende Schritte: In einem ersten Schritt 110 wird eine Signalstärke
Xpi eines näherungsweise ungestörtes Signals Xi ermittelt. In einem zweiten Schritt
120 wird eine Signalstärke SSpi eines Störsignals SSi ermittelt. In einem dritten
Schritt 130 wird eine Signalstärke Ypi eines gestörten Signals Yi ermittelt. In einem
vierten Schritt 140 wird ein Verstärkungsfaktor Qi erzeugt. Das Erzeugen 140 des Verstärkungsfaktors
Qi umfasst folgende Teilschritte. In einem ersten Teilschritt 142 wird ein Zähler
Zi gebildet. Der Zähler Zi umfasst eine Summe mit einer ersten Summenkomponente, die
mittels Multiplikation der Signalstärke Xpi des näherungsweise ungestörten Signals
Xi mit einer ersten Wichtung WXi gebildet wird, und eine zweite Summenkomponente,
die mittels Multiplikation der Signalstärke Ypi des gestörten Signals Yi mit einer
zweiten Wichtung WYi gebildet wird. In einem zweiten Teilschritt 144 wird ein Nenner
Ni gebildet, der als einen ersten Summanden den Zähler Zi und als einen zweiten Summanden
die Signalstärke SSpi des Störsignals SSi umfasst. In einem dritten Teilschritt 146
wird ein Verstärkungsfaktor Qi mittels Bildung eines Quotienten Qi aus dem Zähler
Zi geteilt durch den Nenner Ni ermittelt.
[0038] Besonders bevorzugt ist, wenn die zweite Wichtung WYi mittels Subtraktion der ersten
Wichtung WXi von einem konstanten Wert ermittelt wird.
[0039] Auch ist es zweckmäßig, wenn die erste Wichtung WXi mittels einer Handhabe von Hand
einstellbar ist und/oder wenn die erste Wichtung WXi mittels einer selbsttätigen Steuerung
oder Regelung einstellbar ist und/oder wenn die zweite Wichtung WYi mittels einer
Handhabe von Hand einstellbar ist und/oder wenn die zweite Wichtung WYi mittels einer
selbsttätigen Steuerung oder Regelung einstellbar ist.
[0040] In Akustikanwendungen kann es von Vorteil sein, wenn das näherungsweise ungestörte
Signal Xi ein bandbegrenzter Teil eines ersten Mikrofonsignals X' ist und/oder wenn
das Störsignal SSi ein bandbegrenzter Teil eines zweiten Mikrofonsignals SS' ist und/oder
wenn das gestörte Signal Yi ein bandbegrenzter Teil eines dritten Mikrofonsignals
Y' ist.
[0041] Zum richtungsspezifischen Unterdrücken von Störsignalen ist es zweckmäßig, wenn das
Störsignal SSi aus einem zweiten Signal SS' ermittelt wird, das aus einer zweiten
räumlichen Richtung RSS empfangen wird, die von einer ersten räumlichen Richtung RX
abweicht, aus der ein erstes Signal X' empfangen wird, aus dem das näherungsweise
ungestörte Signal Xi abgeleitet wird.
[0042] Vorzugsweise ist die erste räumliche Richtung RX der zweiten räumlichen Richtung
RSS entgegengerichtet.
[0043] Eine Weiterbildung sieht vor, dass das gestörte Signal Yi aus einem dritten Signal
Y' abgeleitet wird, das mit einer Richtungsselektivität empfangen wird, die geringer
ist als eine Richtungsselektivität, mit der das zweite Signal SS' empfangen wird.
[0044] Eine alternativ oder zusätzlich mögliche Weiterbildung sieht vor, dass das gestörte
Signal Yi aus einem dritten Signal Y' abgeleitet wird, das mit einer Richtungsselektivität
empfangen wird, die geringer ist als eine Richtungsselektivität, mit der das erste
Signal X' empfangen wird.
[0045] In Hörhilfegeräteanwendungen ist das erste X', zweite SS' und/oder dritte Signal
Y' typischerweise ein akustisches Signal, das mittels eines Hörhilfegeräts 10 erfasst
wird.
[0046] Erfindungsgemäß wird also vorgeschlagen, den Verstärkungsfaktor Qi nach folgender
Formel (1) zu ermitteln:
[0047] Für Xpi WXi + Ypi WYi > 0 ist dies gleichwertig mit der
[0048] Unter der Annahme, dass Ypi = SSpi + Xpi und WXi + WYi = 1 gilt, ergibt sich damit
Formel (3):
[0049] Wenn ein Verhältnis (Signal-Rausch-Verhältnis) der Stärke Xpi des ungestörten Signals
zu der Stärke SSpi des Störsignals mit v : Xpi/SSpi definiert ist, führt dies zu Formel
(4):
[0050] Im einem ersten Extremfall hat das Störsignal eine vernachlässigbare Stärke, so dass
v ein sehr hoher Wert ist und sich der Verstärkungsfaktor Qi dann (unabhängig vom
Verhältnis zwischen WXi und WYi) näherungsweise wie folgt berechnet:
[0051] In einem zweiten Extremfall ist die Stärke SSpi des gestörten Signals näherungsweise
genauso groß wie die Stärke Ypi des Störsignals, so dass die Stärke Xpi des ungestörten
Signals dann vernachlässigbar ist, v näherungsweise Null beträgt und sich der Verstärkungsfaktor
Qi dann näherungsweise wie folgt berechnet: Qi = 1/(1 + 1/WYi). Wenn die zweite Wichtung
WYi zwischen 0 und 1 liegt, ergibt sich damit je nach Größe der zweiten Wichtung WYi
für den zweiten Extremfall ein Verstärkungsfaktor Qi, der zwischen 0 und 0,5 liegt.
[0052] In einem dazwischen liegenden Fall unterscheidet sich die Stärke SSpi des Störsignals
nur unwesentlich von der Stärke Xpi des ungestörten Signals, so dass v = 1 beträgt
und sich der Verstärkungsfaktor Qi näherungsweise wie folgt berechnet: Qi = 1/(1 +
1/(1 + WYi)). Damit ergibt sich, wenn die zweite Wichtung WYi zwischen 0 und 1 liegt,
je nach Größe der zweiten Wichtung WYi für den dazwischen liegenden Fall ein Verstärkungsfaktor
Qi, der zwischen 1/2 und 2/3 liegt.
[0053] Typischerweise wird WYi auf einen Wert eingestellt, der größer als 0,1, vorzugsweise
größer als 0,2, insbesondere bevorzugt größer als 0,4, ist. Alternativ oder zusätzlich
wird WYi auf einen Wert eingestellt, der kleiner als 0,9, vorzugsweise größer als
0,8, insbesondere bevorzugt kleiner als 0,6, ist.
[0054] In einem typischen Fall ist näherungsweise v = 0,8 und der Verstärkungsfaktor Qi
berechnet sich dann näherungsweise wie folgt: Qi = 1/(1 + 1/(0,8 + WYi)). Damit ergibt
sich, eine Dämpfungen um 6 dB = 0,5, wenn WYi = 0,2 beträgt. Bei WYi = 0,8 beträgt
die Dämpfung dann etwa 0,6. Wenn WYi kleiner als 0,2 ist, ergeben sich in diesem Fall
Dämpfungswerte, die kleiner als 0,5 sind.
[0055] Mit Formel (4) kann ausgerechnet werden, wie groß (v + WYi) sein muss, damit der
Verstärkungsfaktor Qi einen bestimmten Minimalwert Qmin nicht unterschreitet (Qi >=
Qmin). Aus Qmin <= 1/(1 + 1/(v + WYi)) folgt für positive Werte von (v + WYi) Formel
(5): v + WYi >= Qmin/(1-Qmin).
[0056] Wenn der Verstärkungsfaktor Qi mindestens 0,5 (der Dämpfungsfaktor also höchstens
6dB betragen) soll, muss v + WYi mindestens 1 betragen (WYi >= 1-v). Dafür muss dann
gelten:
[0057] Mit WYi = 1 - WXi gilt dann auch WXi <= v, d.h.:
[0058] Es kann daher zweckmäßig sein, die in den Ansprüchen definierten und/oder der Beschreibung
vorbeschriebenen Ausführungsformen der Beschreibung weiterzubilden, indem die erste
Wichtung WXi mittels einer selbsttätigen Steuerung oder Regelung nach oben auf den
Wert v = Xpi/SSpi begrenzt oder eingestellt wird und/oder die zweite Wichtung WYi
mittels einer selbsttätigen Steuerung oder Regelung nach unten auf den Wert (1 - Xpi/SSpi)
= (1-v) begrenzt oder eingestellt wird.
1. Verfahren (100) zum Bestimmen eines Verstärkungsfaktors (Qi) eines Hörhilfegeräts,
wobei das Verfahren (100) folgende Schritte umfasst:
- Ermitteln (110) einer Stärke (Xpi) eines näherungsweise ungestörten Signals (Xi),
- Ermitteln (120) einer Stärke (SSpi) eines Störsignals (SSi),
- Ermitteln (130) einer Stärke (Ypi) eines gestörten Signals (Yi),
- Erzeugen (140) des Verstärkungsfaktors (Qi),
dadurch gekennzeichnet, dass
das Erzeugen (140) des Verstärkungsfaktors (Qi) folgende Schritte umfasst:
- Bilden (142) eines Zählers (Zi), wobei der Zähler (Zi) eine Summe mit einer ersten
Summenkomponente umfasst, die mittels Multiplikation der Stärke (Xpi) des näherungsweise
ungestörten Signals (Xi) mit einer ersten Wichtung (WXi) gebildet wird, und eine zweite
Summenkomponente umfasst, die mittels Multiplikation der Stärke (Ypi) des gestörten
Signals (Yi) mit einer zweiten Wichtung (WYi) gebildet wird;
- Bilden (144) eines Nenners (Ni), der als einen ersten Summanden den Zähler (Zi)
und als einen zweiten Summanden die Stärke (SSpi) des Störsignals (SSi) umfasst;
- Ermitteln (146) des Verstärkungsfaktors (Qi) mittels Bildung eines Quotienten (Qi)
aus dem Zähler (Zi) geteilt durch den Nenner (Ni).
2. Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Wichtung (WYi) mittels Subtraktion der ersten Wichtung (WXi) von einem
konstanten Wert ermittelt wird.
3. Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wichtung (WXi) mittels einer Handhabe von Hand einstellbar ist und/oder
dass die erste Wichtung (WXi) mittels einer selbsttätigen Steuerung oder Regelung
einstellbar ist und/oder dass die zweite Wichtung (WYi) mittels einer Handhabe von
Hand einstellbar ist und/oder dass die zweite Wichtung (WYi) mittels einer selbsttätigen
Steuerung oder Regelung einstellbar ist.
4. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das näherungsweise ungestörte Signal (Xi) ein bandbegrenzter Teil eines ersten Signals
(X') ist und/oder dass das Störsignal (SSi) ein bandbegrenzter Teil eines zweiten
Signals (SS') ist und/oder dass das gestörte Signal (Yi) ein bandbegrenzter Teil eines
dritten Signals (Y') ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Störsignal (SSi) aus einem zweiten Signal (SS') ermittelt wird, das aus einer
zweiten räumlichen Richtung (RSS) empfangen wird, die von einer ersten räumlichen
Richtung (RX) abweicht, aus der ein erstes Signal (X') empfangen wird, aus dem das
näherungsweise ungestörte Signal (Xi) abgeleitet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite räumliche Richtung (RSS) der ersten räumlichen Richtung (RX) entgegengerichtet
ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das gestörte Signal (Yi) aus einem dritten Signal (Y') abgeleitet wird, das mit einer
Richtungsselektivität empfangen wird, die geringer ist als eine Richtungsselektivität,
mit der das zweite Signal (SS') empfangen wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das gestörte Signal (Yi) aus einem dritten Signal (Y') abgeleitet wird, das mit einer
Richtungsselektivität empfangen wird, die geringer ist als eine Richtungsselektivität,
mit der das erste Signal (X') empfangen wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste (X'), zweite (SS') und/oder dritte Signal (Y') ein akustisches Signal ist,
das mittels eines Hörhilfegeräts (10) erfasst wird.
10. Vorrichtung,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung (10) dazu vorbereitet ist, ein Verfahren (100) nach einem der Ansprüche
1 bis 9 durchzuführen.
1. Method (100) for determining a gain factor (Qi) of a hearing aid, wherein the method
(100) comprises the following steps:
- establishing (110) a strength (Xpi) of an approximately undisturbed signal (Xi),
- establishing (120) a strength (SSpi) of an interference signal (SSi),
- establishing (130) a strength (Ypi) of a disturbed signal (Yi),
- generating (140) the gain factor (Qi),
characterized in that
generating (140) the gain factor (Qi) comprises the following steps:
- forming (142) a numerator (Zi), wherein the numerator (Zi) comprises a sum with
a first sum component, which is formed by multiplying the strength (Xpi) of the approximately
undisturbed signal (Xi) by a first weight (WXi), and comprises a second sum component,
which is formed by multiplying the strength (Ypi) of the disturbed signal (Yi) by
a second weight (WYi);
- forming (144) a denominator (Ni), which comprises as a first summand the numerator
(Zi) and as a second summand the strength (SSpi) of the interference signal (SSi);
- establishing (146) the gain factor (Qi) by forming a quotient (Qi) of the numerator
(Zi) divided by the denominator (Ni).
2. Method (100) according to Claim 1, characterized in that the second weight (WYi) is established by subtracting the first weight (WXi) from
a constant value.
3. Method (100) according to Claim 1 or 2, characterized in that the first weight (WXi) is manually adjustable by means of a handle and/or in that the first weight (WXi) is adjustable by means of an automated open-loop or closed-loop
control and/or in that the second weight (WYi) is manually adjustable by means of a handle and/or in that the second weight (WYi) is adjustable by means of an automated open-loop or closed-loop
control.
4. Method (100) according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the approximately undisturbed signal (Xi) is a bandwidth-limited part of a first
signal (X') and/or in that the interference signal (SSi) is a bandwidth-limited part of a second signal (SS')
and/or in that the disturbed signal (Yi) is a bandwidth-limited part of a third signal (Y').
5. Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the interference signal (SSi) is established from a second signal (SS') which is
received from a second spatial direction (RSS) which deviates from a first spatial
direction (RX) from which a first signal (X'), from which the approximately undisturbed
signal (Xi) is derived, is received.
6. Method according to Claim 5, characterized in that the second spatial direction (RSS) is directed in the opposite direction to the first
spatial direction (RX).
7. Method according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the disturbed signal (Yi) is derived from a third signal (Y') which is received with
a directional selectivity that is less than a directional selectivity with which the
second signal (SS') is received.
8. Method according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the disturbed signal (Yi) is derived from a third signal (Y') which is received with
a directional selectivity that is less than a directional selectivity with which the
first signal (X') is received.
9. Method according to one of Claims 5 to 8, characterized in that the first (X'), second (SS') and/or third signal (Y') is an acoustic signal which
is detected by means of a hearing aid (10).
10. Device,
characterized in that
the device (10) is prepared to carry out a method (100) according to one of Claims
1 to 9.
1. Procédé (100) de détermination d'un facteur d'amplification (Qi) d'un appareil de
correction auditive, dans lequel le procédé (100) comprend les étapes consistant à
:
- déterminer (110) une intensité (Xpi) d'un signal (Xi) pratiquement non perturbé,
- déterminer (120) une intensité (SSpi) d'un signal de perturbation (SSi),
- déterminer (130) une intensité (Ypi) d'un signal perturbé (Yi),
- générer (140) le facteur d'amplification (Qi), caractérisé en ce que la génération (140) du facteur d'amplification (Qi) comprend les étapes consistant
à :
- établir (142) un compteur (Zi), dans lequel le compteur (Zi) comprend une somme
ayant une première composante de somme qui est établie par multiplication de l'intensité
(Xpi) du signal pratiquement non perturbé (Xi) par une première pondération (WXi),
et comprend une deuxième composante de somme qui est établie par multiplication de
l'intensité (Ypi) du signal perturbé (Yi) par une deuxième pondération (WYi) ;
- établir (144) un dénominateur (Ni) qui comprend, en tant que premier opérande, le
compteur (Zi) et, en tant que deuxième opérande, l'intensité (SSpi) du signal de perturbation
(SSi) ;
- déterminer (146) le facteur d'amplification (Qi) en établissant un quotient (Qi)
du compteur (Zi) divisé par le dénominateur (Ni).
2. Procédé (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la deuxième pondération (WYi) est obtenue par soustraction de la première pondération
(WXi) à une valeur constante.
3. Procédé (100) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la première pondération (WXi) peut être réglée à la main au moyen d'une manette et/ou
en ce que la première pondération (WXi) peut être réglée au moyen d'une unité de commande
ou d'une unité de régulation automatique et/ou en ce que la deuxième pondération (WYi) peut être réglée à la main au moyen d'une manette et/ou
en ce que la deuxième pondération (WYi) peut être réglée au moyen d'une unité de commande ou
d'une unité de régulation automatique.
4. Procédé (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le signal pratiquement non perturbé (Xi) est une partie à bande limitée d'un premier
signal (X') et/ou en ce que le signal de perturbation (SSi) est une partie à bande limitée d'un deuxième signal
(SS') et/ou en ce que le signal perturbé (Yi) est une partie à bande limitée d'un troisième signal (Y').
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le signal de perturbation (SSi) est déterminé à partir d'un deuxième signal (SS')
qui est reçu en provenance d'une deuxième direction spatiale (RSS) qui est différente
d'une première direction spatiale (RX) en provenance de laquelle le premier signal
(X') est reçu, dont le signal pratiquement non perturbé (Xi) est dérivé.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la deuxième direction spatiale (RSS) est opposée à la première direction spatiale
(RX).
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le signal perturbé (Yi) est dérivé d'un troisième signal (Y') qui est reçu avec une
sélectivité directionnelle qui est plus faible qu'une sélectivité directionnelle avec
laquelle le deuxième signal (SS') est reçu.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le signal perturbé (Yi) est dérivé d'un troisième signal (Y') qui est reçu avec une
sélectivité directionnelle inférieure à une sélectivité directionnelle avec laquelle
le premier signal (X') est reçu.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le premier signal (X'), le deuxième signal (SS') et/ou le troisième signal (Y') est
un signal acoustique qui est détecté au moyen d'un appareil de correction auditive
(10).
10. Dispositif, caractérisé en ce que le dispositif (10) est conçu pour mettre en oeuvre un procédé (100) selon l'une quelconque
des revendications 1 à 9.