[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines Übertragungssignals,
das auf einem von Wind gestörten Nutzsignal basiert, und das von einer Hörvorrichtung
an ein dazu externes Gerät übertragbar ist. Hierbei wird ein erstes und ein zweites
Mikrofonsignal aus dem von Wind gestörten Nutzsignal in der Hörvorrichtung erzeugt,
und die beiden Mikrofonsignale werden mit einem Filtersystem, das eine Latenzzeit
aufweist, gefiltert, wodurch erste Filtersignale gewonnen werden. Aus den ersten Filtersignalen
werden Parameter ermittelt, mit denen ein Anteil des Winds aus den beiden Mikrofonsignalen
reduzierbar ist. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Hörvorrichtung
zum entsprechenden Erzeugen eines Übertragungssignals. Unter einer Hörvorrichtung
wird hier jedes im oder am Ohr tragbare, einen Schallreiz produzierende Gerät, insbesondere
ein Hörgerät, ein Headset, Kopfhörer und dergleichen verstanden.
[0002] 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.
[0003] 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.
[0004] Für Hörgeräte und insbesondere für Hinter-dem-Ohr-Hörgeräte oder für Hörgeräte mit
einem externen Mikrofon stellen Windgeräusche ein Problem dar.
[0005] Aus diesem Grund wurden verschiedene Verfahren entwickelt, mit denen sich entsprechende
Windgeräusche prinzipiell reduzieren lassen und die sich in den meisten Fällen auch
in einem Hörgerät umsetzen lassen. Derartige Verfahren sind beispielsweise in der
US 2012/0191447 A1, in der
US 5 917 921 A und in der
EP 1 519 626 A2 beschrieben.
[0006] Wenn die Signale solcher Hörgeräte in einem anderen Gerät, einem anderen System oder
dergleichen, z.B. in einem anderen Hörgerät (insbesondere zur binauralen Windgeräuschreduktion)
oder in einem Headset, genutzt werden sollen, ist es vorteilhaft, wenn Windgeräusche
in dem zu übertragenden Signal reduziert sind. Üblicherweise können Windgeräusche
auf zwei Arten reduziert werden, die meist gleichzeitig angewendet werden:
- Die Richtcharakteristik eines Richtmikrofons wird auf omnidirektional gestellt;
- Anwenden von frequenzabhängigen Verstärkungen, die des Weiteren von der geschätzten
Windstärke in einem entsprechenden Frequenzband abhängen.
[0007] Windrauschen ist ein sehr stark frequenzabhängiger Effekt, was aus FIG 2 entnommen
werden kann. Mit steigender Windstärke w1 bis w4 steigt in erster Linie die akustische
Leistung in den tieferen und mittleren Frequenzen des hörbaren Spektrums. Aufgrund
der Frequenzabhängigkeit ist es vorteilhaft, den Wind beispielsweise mithilfe von
Wiener-Filtern über der Frequenz zu schätzen und die Amplitude der Frequenzbänder
entsprechend zu reduzieren.
[0008] Eine derartige Störgeräuschreduktion erfordert eine Filterbank oder ein konfigurierbares
Hochpassfilter. Filterbänke zur kanalspezifischen Verarbeitung in Hörgeräten nutzen
meist zwischen 16 und 48 Kanäle, was jedoch auch eine hohe Latenzzeit in dem betreffenden
Signal mit sich bringt. Aufgrund der Vielzahl der Kanäle sind nämlich steile Filter
erforderlich, welche eine gewisse Filterlänge erfordern, was zu entsprechend langen
Verzögerungen führt. Eine hoch aufgelöste Filterbank mit beispielsweise 48 Kanälen
hat jedoch den Vorteil, dass Wind präzise detektiert werden kann. Tatsächlich ist
eine derartige Winddetektion bereits der erste Schritt für eine monaurale Windgeräuschreduktion.
Falls jedoch eine solche Filterbank eingesetzt wird, um das Windgeräusch in einem
Signal zu reduzieren (d.h. Verstärkungen zu applizieren und das Zeitsignal zu rekonstruieren),
das an ein anderes Hörgerät übertragen werden muss, wäre eine zusätzliche Verzögerung
bzw. Latenzzeit von etwa 4 ms bis 5 ms für die Anwendung in einem binauralen System
nicht hinnehmbar.
[0009] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Möglichkeit zu finden,
Windgeräusche in einem Hörsystem, bei dem eine Signalübertragung des Nutzschalls notwendig
ist, zu reduzieren.
[0010] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Erzeugen eines
Übertragungssignals, das auf einem von Wind gestörten Nutzsignal basiert, und das
von einer Hörvorrichtung an ein dazu externes Gerät übertragbar ist, durch Erzeugen
eines ersten und eines zweiten Mikrofonsignals aus dem von Wind gestörten Nutzsignal
in der Hörvorrichtung, Filtern der beiden Mikrofonsignale mit einem ersten Filtersystem,
das eine erste Latenzzeit aufweist, wodurch erste Filtersignale gewonnen werden, und
Gewinnen eines windgestörten Übertragungssignals aus einem der beiden Mikrofonsignale
oder aus den beiden Mikrofonsignalen unabhängig von den ersten Filtersignalen, sowie
Reduzieren eines Anteils des Winds aus dem windgestörten Übertragungssignal, so dass
das Übertragungssignal erhalten wird.
[0011] Darüber hinaus wird erfindungsgemäß bereitgestellt eine Hörvorrichtung zum Erzeugen
eines Übertragungssignals, das auf einem von Wind gestörten Nutzsignal basiert, und
das von der Hörvorrichtung an ein dazu externes Gerät übertragbar ist, mit einer Mikrofoneinrichtung
zum Erzeugen eines ersten und eines zweiten Mikrofonsignals aus dem von Wind gestörten
Nutzsignal in der Hörvorrichtung, einem ersten Filtersystem, das eine erste Latenzzeit
aufweist, zum Filtern der beiden Mikrofonsignale, wodurch erste Filtersignale gewonnen
werden, und einer Verarbeitungseinrichtung zum Gewinnen eines windgestörten Übertragungssignals
aus einem der beiden Mikrofonsignale oder aus den beiden Mikrofonsignalen unabhängig
von den ersten Filtersignalen, sowie einer Windgeräuschreduktionseinrichtung zum Reduzieren
eines Anteils des Winds aus dem windgestörten Übertragungssignal, so dass das Übertragungssignal
erhalten wird.
[0012] Erfindungsgemäß wird so in einem eigenen Zweig, der parallel zu dem Hauptsignalverarbeitungszweig
der Hörvorrichtung vorgesehen ist und in dem das Übertragungssignal erzeugt wird,
eine Windgeräuschreduktion durchgeführt.
[0013] Hierbei werden Parameter, die zum Ausfiltern von Windgeräuschen genutzt werden sollen,
durch ein erstes Filtersystem gewonnen, und das zur Übertragung bestimmte Signal wird
durch ein zweites Filtersystem gewonnen, welches eine kürzere Latenzzeit als das erste
Filtersystem besitzt. Die Parameter zur Windgeräuschreduktion werden dann auf das
mit geringerer Latenzzeit gewonnene Signal angewandt, sodass ein windgeräuschbefreites
Signal nach verkürzter Latenzzeit zur Übertragung bereitsteht. Der geringe Zeitunterschied
zwischen dem nach dem zweiten Filtersystem bereitstehenden, windbehafteten Signal
und den über das erste Filtersystem gewonnenen Parametern spielt praktisch keine Rolle.
[0014] Vorzugsweise wird beim Filtern mit dem ersten Filtersystem das jeweilige Mikrofonsignal
in mehr Kanäle aufgeteilt als beim Filtern mit dem zweiten Filtersystem. Durch diese
höhere Anzahl der Kanäle im ersten Filtersystem kann Wind sicherer und genauer detektiert
werden. Für die Windreduktion an sich genügt das Aufsplitten des oder der Signale
in weniger Kanäle.
[0015] Das Anwenden der Parameter auf die zweiten Filtersignale kann dadurch erfolgen, dass
jedes zweite Filtersignal mit einem Faktor multipliziert wird, der von den Parametern
abhängt. Insbesondere ist es also günstig, wenn es sich bei den Parametern um Verstärkungen
handelt, mit denen die zweiten Filtersignale einfach zu multiplizieren sind.
[0016] Speziell kann jeder Faktor für die Multiplikation durch Mittelwertzuordnung, Minimalwertzuordnung
oder Maximalwertzuordnung gebildet werden. Grundsätzlich ist eine Zuordnung von mehreren
Kanälen jeweils auf einen Kanal notwendig, wenn nach dem ersten Filtersystem mit mehr
Kanälen gerechnet wird als nach dem zweiten Filtersystem. Es kann dann einem resultierenden
Kanal ein Mittelwert der Eingangskanäle, ein Minimalwert der Eingangskanäle oder ein
Maximalwert der Eingangskanäle zugeordnet werden. Je nach Wahl der Zuordnung kann
das Maß der Windreduktion beeinflusst werden.
[0017] In einer Weiterbildung können beide Mikrofonsignale von dem zweiten Filtersystem
gefiltert werden, und dabei zunächst entstehende Zwischensignale können durch eine
Strahlformungseinrichtung zu den zweiten Filtersignalen kombiniert werden.
[0018] Dies hat den Vorteil, dass für das zu übertragende Signal ein Richtsignal zur Verfügung
gestellt werden kann.
[0019] Bei der erfindungsgemäßen Hörvorrichtung besitzt das erste Filtersystem im Mittel
gegebenenfalls längere Filter als das zweite Filtersystem. Diese längeren Filter führen
zwar zu einer schärferen Trennung der Kanäle und damit zu einer besseren Detektierbarkeit
des Winds, sie bedeuten aber auch eine längere Latenzzeit.
[0020] Darüber hinaus kann das erste Filtersystem ausgangsseitig auch mehr Kanäle aufweisen
als das zweite Filtersystem. Mit mehr Kanälen lässt sich zwar eine höhere Frequenzauflösung
erreichen, was für die Winddetektion von Vorteil ist, aber wiederum steigt dadurch
die Latenzzeit.
[0021] Speziell kann das zweite Filtersystem ausgangsseitig zwei bis zehn Kanäle und das
erste Filtersystem ausgangsseitig über fünfzehn Kanäle aufweisen. In der Praxis ist
es besonders vorteilhaft, wenn das zweite Filtersystem beispielsweise vier Kanäle
und das erste Filtersystem 16 oder 48 Kanäle aufweist. Dadurch lässt sich zum einen
eine qualitativ hochwertige Winddetektion nach dem ersten Filtersystem erreichen und
zum anderen eine qualitativ ausreichende Windreduktion nach dem zweiten Filtersystem.
[0022] Besonders vorteilhaft lässt sich damit ein binaurales Hörgerätesystem bereitstellen,
bei dem ein erstes Hörgerät mit den oben genannten Eigenschaften ausgebildet ist und
bei dem ein zweites Hörgerät das externe Gerät darstellt. Somit lässt sich ein windreduziertes
Signal mit geringer Latenzzeit von einem Hörgerät auf die andere Seite des Kopfes
zum anderen Hörgerät übertragen.
[0023] Die oben in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren geschilderten Merkmale
und Vorteile lassen sich auch auf die erfindungsgemäße Hörvorrichtung übertragen und
umgekehrt.
[0024] Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert,
in denen zeigen:
- FIG 1
- den prinzipiellen Aufbau eines Hörgeräts gemäß dem Stand der Technik;
- FIG 2
- Leistungsspektren bei unterschiedlichen Windstärken; und
- FIG 3
- ein schematisches Blockschaltdiagramm der Komponenten zum Erzeugen eines Übertragungssignals
in einer Hörvorrichtung.
[0025] Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung dar.
[0026] Die Reduzierung von Windartefakten kann bei zahlreichen Hörvorrichtungen eine bedeutende
Rolle spielen. So ergeben sich Einsatzgebiete bei Headsets, binauralen Hörgeräten,
aber auch allgemein bei Übertragungen von einem Ohr zum anderen.
[0027] Eine spezielle Anwendung besteht in der binauralen Windgeräuschunterdrückung bzw.
-reduktion. Dabei wird geprüft, auf welcher Seite des Kopfes größere Windgeräuschartefakte
vorliegen. Von der Seite, die vom Wind weniger betroffen ist, werden dann Signale
zur jeweils anderen Seite übertragen. Aufgrund des typischen Windspektrums (vgl. FIG
2) kann diese Übertragung auf Frequenzen unterhalb einer Grenzfrequenz beschränkt
werden.
[0028] Es ist jedoch vorteilhaft, wenn Windartefakte zusätzlich reduziert werden. Entsprechend
einem ersten Ansatz könnte hierzu das Windgeräusch auf der Empfängerseite der Übertragung
detektiert werden. Dies setzt allerdings voraus, dass zwei Mikrofonsignale nach der
Übertragung in so hoher Qualität zur Verfügung stehen, dass die für die Winddetektion
notwendige Feinstruktur der Signale erhalten ist. Somit wäre also eine zweikanalige
Übertragung hoher Qualität notwendig. Dies erfordert jedoch eine derart hohe Datenrate
für die Übertragung, dass es ratsam ist, Windgeräusche bereits vor der Übertragung
zu reduzieren.
[0029] Entsprechend einem anderen Ansatz könnten auch frequenzabhängige oder frequenzunabhängige
Windintensitätswerte oder Windgeräuschdämpfungsparameter zum anderen Hörgerät übertragen
werden, um die Amplituden in den betroffenen Frequenzbändern (oder in niedrigen Frequenzbändern
generell) zu reduzieren. Dazu müssen jedoch zusätzliche Daten mit ausreichender hoher
Aktualisierungsrate übertragen werden, was wiederum unpraktikabel scheint.
[0030] Aufgrund dieser Überlegungen kommt man hier zu dem Schluss, dass es günstig ist,
Windartefakte vor der Übertragung zu einem anderen Hörgerät bei der binauralen Verarbeitung
oder zu einem externen Gerät bzw. Zusatzgerät zu reduzieren. Dies ist insbesondere
dann vorteilhaft, wenn Wind auf beiden Seiten und nicht nur vorwiegend auf einer Seite
eines binauralen Systems zu Störungen führt, aber auch während eines Wechselvorgangs,
wenn sich die Windseite ändert. Genau diese Fälle stellen einen Schwachpunkt dar für
Systeme, die nur das rohe Breitbandsignal übertragen.
[0031] Ein Reduzieren von Windgeräuschen vor dem Übertragen ist jedoch mit Problemen bezüglich
der Latenzzeit, also den Signalverzögerungen, verbunden. Zum einen ist nämlich das
Windgeräusch sicher zu detektieren, was lange Filter bzw. vielkanalige Filterbänke
erfordert. Eine solche Windanalyse einschließlich Windgeräuschreduktion geht mit einer
Latenz von etwa 5 bis 6 ms einher. Zum anderen braucht die Übertragung eines Signals
selbst ebenfalls einen solchen Zeitraum. Schließlich ist eine empfangsseitige Verarbeitung
der übertragenen Signale notwendig, die ebenfalls beispielsweise 5 ms bedarf. Da aber
für die gesamte Übertragung und Verarbeitung nur maximal 10 bis 11 ms tolerabel sind,
muss die Latenzzeit reduziert werden.
[0032] Erfindungsgemäß wird eine Reduktion der Latenzzeit dadurch erreicht, dass ein zu
übertragendes, windreduziertes Signal (Übertragungssignal) in einem parallelen Zweig
11 unabhängig von einem Hauptverarbeitungszweig 10, in dem das akustische Ausgangssignal
der Hörvorrichtung erzeugt wird, generiert wird. Zunächst wird dabei von einem oder
mehreren Mikrofonen ein windgestörtes Übertragungssignal in dem parallelen Zweig 11
bereitgestellt. Die Reduktion des Windanteils in dem windgestörten Übertragungssignal
kann in dem parallelen Zweig 11 unabhängig von dem Hauptverarbeitungszweig 10 erfolgen.
Alternativ wird eine im Hauptverarbeitungszweig 10 (nachfolgend kurz: Zweig 10) bereits
vorhandene Windreduktion(seinrichtung) für die Windreduktion im parallelen Zweig 11
genutzt. So erfolgt die Winddetektion bzw. Windanalyse in dem ersten Zweig 10 und
die Windreduktion in dem zweiten Zweig 11, was schematisch aus FIG 3 hervorgeht. Dort
erfolgt im ersten Zweig 10 die Verarbeitung beispielsweise in 16 oder 48 Kanälen,
während die Verarbeitung im zweiten Zweig nur mit deutlich weniger Kanälen, beispielsweise
mit einem Kanal oder vier Kanälen, erfolgt. Die Daten aus dem ersten Zweig 10 werden
dann zur Windgeräuschbefreiung im zweiten Zweig 11 genutzt.
[0033] Prinzipiell könnte zwar auch der zweite Zweig 11 mit den wenigen Kanälen zum Detektieren
der Windintensität genutzt werden, aber bezogen auf den Rechenaufwand ist es günstiger,
die Werte eines vorhandenen Windgeräuschbefreiers zu nehmen, die in mehreren Kanälen
(hier 48) zur Verfügung stehen, und diese vielen Kanäle auf die wenigen Kanäle im
zweiten Zweig 11 abzubilden. Ein derartiges Abbilden ist mit weniger Rechenaufwand
verbunden und stellt eine weniger komplexe Transformation mit Mittelwert- oder Maximalwert-Operationen
der korrespondierenden Kanäle mit höherer Auflösung im ersten Zweig 10 dar.
[0034] In dem konkreten Beispiel von FIG 3 sind Signalverarbeitungskomponenten einer einzelnen
Hörvorrichtung dargestellt, mit denen ein zu übertragendes Signal erzeugt werden soll.
Auf die Darstellung eines Gehäuses, in dem sich die gezeigten Komponenten befinden,
ist hier verzichtet.
[0035] Die beispielhafte Hörvorrichtung besitzt als Eingangswandlereinrichtungen zwei Mikrofone
12 und 13. Die Mikrofone 12 und 13 nehmen den Umgebungsschall auf, der beispielsweise
auch Windgeräusche umfasst. Daraus produzieren sie analoge Mikrofonsignale, die jeweils
einem Analog/Digital-Wandler 14, 15 zugeführt werden. Gegebenenfalls kann auf eine
solche Analog/Digital-Wandlung auch verzichtet werden. Nach der Digital-Wandlung ergibt
sich hier für das erste Mikrofon 12 ein digitales erstes Mikrofonsignal ms1 und für
das zweite Mikrofon 13 ein digitales zweites Mikrofonsignal ms2.
[0036] In dem ersten Zweig 10 wird das erste Mikrofonsignal ms1 einer ersten hoch auflösenden
Filterbank 16 zugeführt. Parallel hierzu wird das zweite Mikrofonsignal ms2 einer
weiteren hoch auflösenden Filterbank 17 zugeführt. Beide Filterbänke 16, 17 spalten
ihre Eingangssignale hier in 48 Kanäle (gegebenenfalls auch eine andere Anzahl) auf.
Die beiden hoch auflösenden Filterbänke 16 und 17 können zu einem ersten Filtersystem
zusammengefasst werden. Dieses erste Filtersystem bzw. die Filterbänke 16 und 17 liefern
erste Filtersignale fs1 mit einer ersten Latenzzeit, die beispielsweise 5 ms beträgt.
Die Latenzzeit ist deswegen so hoch, weil das erste Filtersystem hoch auflösend ist
und viele Kanäle liefert bzw. die einzelnen Filter des ersten Filtersystems verhältnismäßig
lang sind, um hohe Trennschärfe zu erreichen. Sämtliche ersten Filtersignale fs1 von
beiden Mikrofonkanälen werden einer Windgeräuschanalyseeinheit 18, 22 mit einer Windgeräuschbewertungseinheit
18 und einer Abbildungseinrichtung 22 zugeführt, mit der Windgeräusche beispielsweise
durch Korrelationsanalyse detektiert werden. Dabei wird für jeden der hier 48 Kanäle
eine Verstärkung berechnet, sodass sich ausgangsseitig ein mehrkanaliges Verstärkungssignal
v ergibt. In einem Kanal ist beispielsweise die Verstärkung reduziert, wenn dort viel
Windgeräusch vorliegt.
[0037] Sowohl das mehrkanalige Verstärkungssignal v als auch die ersten Filtersignale fs1
werden typischerweise in der Hörvorrichtung auch anderweitig weiterverarbeitet, was
jedoch in FIG 3 nicht dargestellt ist. Insbesondere wird das mehrkanalige Verstärkungssignal
v dazu genutzt, das Gesamtsignal, nämlich die ersten Filtersignale fs1, von Wind zu
befreien und ein entsprechendes Ausgangssignal zu produzieren. Vorliegend ist jedoch
die Erzeugung eines Übertragungssignals für eine vorzugsweise drahtlose Übertragung
von primärem Interesse.
[0038] In dem zweiten Zweig 11 wird nun ein breitbandiges Übertragungssignal u generiert,
das von Windgeräusch befreit ist oder bei dem zumindest Windgeräusche reduziert sind.
Außerdem hat der zweite Zweig 11 eine kürzere Latenzzeit als der erste Zweig 10. Dabei
wird das erste Mikrofonsignal ms1 und/oder das zweite Mikrofonsignal ms2 als windgestörtes
Übertragungssignal optional einem zweiten Filtersystem, das zweite Filtersignale fs2
liefert, in dem zweiten Zweig 11 zugeführt. Im einfachsten Fall, der in FIG 3 nicht
dargestellt ist, wird nur das erste Mikrofonsignal ms1 oder nur das zweite Mikrofonsignal
ms2 als windgestörtes Übertragungssignal im zweiten Zweig 11 verarbeitet. Dann besteht
das optionale zweite Filtersystem lediglich aus einer einzelnen kleinen Filterbank
(wie der Filterbank 19 in FIG 3), welche das Signal in beispielsweise vier Kanäle
aufspaltet, wobei die Signale in den Kanälen miteinander die zweiten Filtersignale
fs2 darstellen.
[0039] In der in FIG 3 dargestellten höheren Ausbaustufe wird das erste digitale Mikrofonsignal
ms1 einer ersten, hier vierkanaligen Filterbank 19 und das zweite digitale Mikrofonsignal
ms2 einer zweiten, hier vierkanaligen Filterbank 20 zugeführt. Ausgangsseitig entstehen
somit an den Filterbänken 19 und 20 zunächst Zwischensignale zs1 und zs2, die einer
Strahlformungseinrichtung 21 zugeführt werden. Diese formt daraus die zweiten Filtersignale
fs2, die parallel in vier Kanälen vorliegen.
[0040] Da die Filterbänke 19 und 20 die jeweiligen Signale nur auf wenige (hier vier) Kanäle
aufsplitten, ist ihre Latenzzeit geringer als diejenige der Filterbänke 16 und 17
im ersten Zweig 10. Bei den Filterbänken 19 und 20 können die einzelnen Filter auch
kürzer sein, da eine weniger große Steilheit gefordert ist. Auch dies ergibt eine
kürzere Latenzzeit. Hierbei kann auf eine Unterabtastung verzichtet werden, weswegen
die Filterbänke 19 und 20 auch als Zeitbereichs-Filterbänke bezeichnet werden können.
[0041] Die im ersten Zweig 10 in hier 48 Kanälen gewonnenen Verstärkungswerte v sollen im
vorliegenden Beispiel nun auf die mit verkürzter Latenzzeit gewonnenen, in vier Kanälen
vorliegenden zweiten Filtersignale fs2 angewandt werden. Hierzu ist es notwendig,
mit einer Abbildungseinrichtung 22 die Verstärkungswerte v von 48 Kanälen auf vier
Kanäle abzubilden. Die Abbildung erfolgt auf vier Parameter fp. In einem Multiplikator
23 wird in jedem Kanal das jeweilige zweite Filtersignal fs2 mit dem dazugehörigen
Parameter fp multipliziert. Wegen der höheren Latenzzeit im ersten Zweig 10 stammen
die Parameter fp zwar von Windereignissen, die vor dem Ereigniszeitpunkt der zweiten
Filtersignale fs2 liegen. Für Windgeräusche ist dies jedoch nicht von Belang.
[0042] Die mit den Parametern fp beaufschlagten zweiten Filtersignale fs2 werden einer Synthesefilterbank,
im einfachsten Fall einem Addierer 24, zugeführt, der daraus ein breitbandiges Übertragungssignal
u bildet. Eine Sendeeinrichtung 25 nimmt das Übertragungssignal auf, um es drahtlos
oder drahtgebunden an ein externes Gerät, insbesondere ein weiteres Hörgerät, zu senden.
In der Abbildungseinrichtung 22 werden beispielsweise die ersten beiden der 48 Eingangskanäle
auf den ersten der vier Ausgangskanäle abgebildet. Weiterhin werden die nächsten vier
der 48 Eingangskanäle auf den zweiten der vier Ausgangskanäle abgebildet, usw. Es
findet hier also beispielsweise eine nicht-uniforme Abbildung statt, die dem typischen
Windspektrum (vgl. FIG 2) Rechnung trägt.
[0043] In vorteilhafter Weise wird also in dem obigen Ausführungsbeispiel, wie auch allgemein
bei der vorliegenden Erfindung, der Wind in einem Signal, das aus mindestens zwei
Mikrofonsignalen generiert ist, vor der Übertragung an ein anderes Hörgerät oder ein
Zusatzgerät reduziert. Dabei wird eine zusätzliche Verzögerung bzw. Latenzzeit dadurch
vermieden, dass eine Filterbank oder ein Filterbanksystem mit geringer Verzögerung
für die Signalübertragung parallel zu der vielkanaligen Filterbank für die übliche
Verarbeitung eingesetzt wird. Darüber hinaus lässt sich zusätzlicher Rechenaufwand
dadurch einsparen, dass die üblicherweise bereits vorliegenden vielkanaligen Windgeräuschschätzungen
(und entsprechenden Verstärkungen) für das Abbilden auf eine kleinere Filterbank bzw.
ein kleineres Filterbanksystem (welches auch für Richtmikrofonzwecke genutzt werden
kann) eingesetzt werden.
1. Verfahren zum Erzeugen eines Übertragungssignals (u), das auf einem von Wind gestörten
Nutzsignal basiert, und das von einer Hörvorrichtung an ein dazu externes Gerät übertragbar
ist durch
- Erzeugen eines ersten und eines zweiten Mikrofonsignals (ms1, ms2) aus dem von Wind
gestörten Nutzsignal in der Hörvorrichtung,
- Filtern der beiden Mikrofonsignale (ms1, ms2) mit einem ersten Filtersystem (16,
17), das eine erste Latenzzeit aufweist, wodurch erste Filtersignale (fs1) gewonnen
werden,
- Gewinnen eines windgestörten Übertragungssignals aus einem der beiden Mikrofonsignale
oder aus den beiden Mikrofonsignalen unabhängig von den ersten Filtersignalen (fs1),
- Reduzieren eines Anteils des Winds aus dem windgestörten Übertragungssignal, so
dass das Übertragungssignal erhalten wird,
- ein Ermitteln von Parametern (fp) aus den ersten Filtersignalen (fs1), mit denen
ein Anteil des Winds aus den beiden Mikrofonsignalen (ms1, ms2) reduzierbar ist,
- Filtern des windgestörten Übertragungssignals (ms1, ms2) mit einem zweiten Filtersystem
(19, 20, 21), das eine gegenüber der ersten kürzere Latenzzeit aufweist, wodurch zweite
Filtersignale (fs2) als Basis für das Übertragungssignal gewonnen werden,
- Anwenden der aus den ersten Filtersignalen (fs1) ermittelten Parameter (fp) auf
die zweiten Filtersignale (fs2) für das Reduzieren des Anteils des Winds,
wobei das Übertragungssignal (u) in einem parallelen Zweig (11) generiert wird, unabhängig
von einem Hauptverarbeitungszweig (10), in dem ein akustisches Ausgangssignal der
Hörvorrichtung erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Anwenden der Parameter (fp) auf die zweiten Filtersignale
(fs2) dadurch erfolgt, dass jedes zweite Filtersignal (fs2) mit einem Faktor multipliziert
wird, der von den Parametern (fp) abhängt.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei beide Mikrofonsignale (ms1,
ms2) von dem zweiten Filtersystem (19, 20, 21) gefiltert werden und dabei zunächst
entstehende Zwischensignale (zs1, zs2) durch eine Strahlformungseinrichtung (21) zu
den zweiten Filtersignalen (fs2) kombiniert werden.
4. Hörvorrichtung zum Erzeugen eines Übertragungssignals (u), das auf einem von Wind
gestörten Nutzsignal basiert, und das von der Hörvorrichtung an ein dazu externes
Gerät übertragbar ist, mit
- einer Mikrofoneinrichtung (12, 13) zum Erzeugen eines ersten und eines zweiten Mikrofonsignals
(ms1, ms2) aus dem von Wind gestörten Nutzsignal in der Hörvorrichtung,
- einem ersten Filtersystem (16, 17), das eine erste Latenzzeit aufweist, zum Filtern
der beiden Mikrofonsignale (ms1, ms2), wodurch erste Filtersignale (fs1) gewonnen
werden,
- einer Verarbeitungseinrichtung zum Gewinnen eines windgestörten Übertragungssignals
aus einem der beiden Mikrofonsignale oder aus den beiden Mikrofonsignalen unabhängig
von den ersten Filtersignalen (fs1),
- eine Windgeräuschreduktionseinrichtung zum Reduzieren eines Anteils des Winds aus
dem windgestörten Übertragungssignal, so dass das Übertragungssignal erhalten wird,
wobei die Hörvorrichtung zum Generieren des Übertragungssignals (u) in einem parallelen
Zweig (11) eingerichtet ist, unabhängig von einem Hauptverarbeitungszweig (10), in
dem das akustische Ausgangssignal der Hörvorrichtung erzeugt wird, und wobei die Windgeräuschanalyseeinrichtung
ausgebildet ist zum Ermitteln von Parametern (fp) aus den ersten Filtersignalen (fs1),
wobei ein zweites Filtersystem (19, 20, 21) umfasst ist, das eine gegenüber der ersten
kürzere Latenzzeit aufweist, zum Filtern des windgestörten Übertragungssignals, wodurch
zweite Filtersignale (fs2) als Basis für das Übertragungssignal gewonnen werden, und
wobei die Windgeräuschanalyseeinrichtung ausgebildet ist zum Anwenden der Parameter
(fp) auf die zweiten Filtersignale (fs2) für das Reduzieren des Anteils des Winds.
5. Hörvorrichtung nach Anspruch 4, wobei das erste Filtersystem (16, 17) im Mittel längere
Filter aufweist als das zweite Filtersystem (19).
6. Binaurales Hörgerätesystem, bei dem ein erstes Hörgerät gemäß der Hörvorrichtung nach
einem der Ansprüche 4 bis 5 ausgebildet ist und bei dem ein zweites Hörgerät das externe
Gerät darstellt.
1. Method for generating a transmission signal (u) based on a useful signal disturbed
by wind, and transmittable from a hearing apparatus to a device external thereto,
by
- generating a first and a second microphone signal (ms1, ms2) from the wind-disturbed
useful signal in the hearing apparatus,
- filtering the two microphone signals (ms1, ms2) using a first filter system (16,
17) which has a first latency, as a result of which first filter signals (fs1) are
obtained,
- obtaining a wind-disturbed transmission signal from one of the two microphone signals
or from the two microphone signals independently of the first filter signals (fs1),
- reducing a contribution of the wind from the wind-disturbed transmission signal,
so that the transmission signal is obtained,
- determining parameters (fp) from the first filter signals (fs1), with which a contribution
of the wind can be reduced from the two microphone signals (ms1, ms2),
- filtering the wind-disturbed transmission signal (ms1, ms2) using a second filter
system (19, 20, 21), which has a shorter latency compared to the first filter system,
as a result of which second filter signals (fs2) are obtained as a basis for the transmission
signal,
- applying the parameters (fp) determined from the first filter signals (fs1) to the
second filter signals (fs2) for reducing the contribution of the wind,
wherein the transmission signal (u) is generated in a parallel path (11), independently
of a main processing path (10) in which an audible output signal of the hearing apparatus
is generated.
2. Method according to Claim 1, wherein the parameters (fp) are applied to the second
filter signals (fs2) by virtue of each second filter signal (fs2) being multiplied
by a factor which depends on the parameters (fp).
3. Method according to either of the preceding claims, wherein both microphone signals
(ms1, ms2) are filtered by the second filter system (19, 20, 21) and intermediate
signals (zs1, zs2) that initially arise in the process are combined by a beam shaping
facility (21) to form the second filter signals (fs2).
4. Hearing apparatus for generating a transmission signal (u) based on a useful signal
disturbed by wind, and transmittable from the hearing apparatus to a device external
thereto, having
- a microphone facility (12, 13) for generating a first and a second microphone signal
(ms1, ms2) from the wind-disturbed useful signal in the hearing apparatus,
- a first filter system (16, 17), which has a first latency, for filtering the two
microphone signals (ms1, ms2), as a result of which first filter signals (fs1) are
obtained,
- a processing facility for obtaining a wind-disturbed transmission signal from one
of the two microphone signals or from the two microphone signals independently of
the first filter signals (fs1),
- a wind noise reduction facility for reducing a contribution of the wind from the
wind-disturbed transmission signal, so that the transmission signal is obtained, wherein
the hearing apparatus is set up to generate the transmission signal (u) in a parallel
path (11), independently of a main processing path (10) in which the audible output
signal of the hearing apparatus is generated, and wherein the wind noise analysis
facility is configured to determine parameters (fp) from the first filter signals
(fs1), wherein a second filter system (19, 20, 21) is comprised, which has a shorter
latency compared to the first filter system, for filtering the wind-disturbed transmission
signal, as a result of which second filter signals (fs2) are obtained as a basis for
the transmission signal, and wherein the wind noise analysis facility is configured
to apply the parameters (fp) to the second filter signals (fs2) for reducing the contribution
of the wind.
5. Hearing apparatus according to Claim 4, wherein the first filter system (16, 17) has
longer filters on average than the second filter system (19).
6. Binaural hearing system in which a first hearing device is configured in accordance
with the hearing apparatus according to either of Claims 4 and 5 and in which a second
hearing device is the external device.
1. Procédé pour générer un signal de transmission (u) basé sur un signal utile perturbé
par le vent, et pouvant être transmis par un dispositif d'aide auditive à un appareil
externe à celui-ci, en
- générant un premier et un deuxième signal de microphone (ms1, ms2) à partir du signal
utile perturbé par le vent dans le dispositif d'aide auditive,
- filtrer les deux signaux de microphone (ms1, ms2) au moyen d'un premier système
de filtrage (16, 17) présentant un premier temps de latence, de manière à obtenir
des premiers signaux filtrés (fs1),
- obtenir un signal de transmission perturbé par le vent à partir de l'un des deux
signaux de microphone ou à partir des deux signaux de microphone indépendamment des
premiers signaux filtrés (fs1),
- réduire une partie correspondant au vent dans le signal de transmission perturbé
par le vent de manière à obtenir le signal de transmission,
- déterminer des paramètres (fp) à partir des premiers signaux de filtrage (fs1),
au moyen desquels une partie correspondant au vent peut être réduite dans les deux
signaux de microphone (ms1, ms2),
- filtrer le signal de transmission perturbé par le vent (ms1, ms2) au moyen d'un
deuxième système de filtrage (19, 20, 21) présentant un temps de latence inférieur
au premier temps de latence, de manière à obtenir des deuxième signaux de filtrage
(fs2) en tant que base pour le signal de transmission,
- appliquer les paramètres (fp) déterminés à partir des premiers signaux de filtrage
(fs1) aux deuxièmes signaux de filtrage (fs2) pour réduire la partie correspondant
au vent,
dans lequel le signal de transmission (u) est généré dans une branche parallèle (11)
indépendamment de la branche de traitement principale (10) dans laquelle un signal
de sortie acoustique du dispositif d'aide auditive est généré.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'application des paramètres (fp) au
deuxièmes signaux de filtrage (fs2) est effectuée en multipliant chaque deuxième signal
de filtrage (fs2) par un facteur qui dépend des paramètres (fp).
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les deux
signaux de microphone (ms1, ms2) sont filtrés par le deuxième système de filtrage
(19, 20, 21) et en ce que les signaux intermédiaires qui en résultent (zs1, zs2) sont
tout d'abord combinés en les deuxièmes signaux de filtrage (fs2) par un dispositif
de formation de faisceau (21).
4. Dispositif d'aide auditive destiné à générer un signal de transmission (u) qui est
basé sur un signal utile perturbé par le vent et qui peut être transmis par le dispositif
d'aide auditive à un appareil externe à celui-ci, comportant
- un dispositif à microphone (12, 13) destiné à générer un premier et un deuxième
signal de microphone (ms1, ms2) à partir du signal utile perturbé par le vent dans
le dispositif d'aide auditive,
- un premier système de filtrage (16, 17) présentant un premier temps de latence,
destiné à filtrer les deux signaux de microphone (ms1, ms2) de manière à obtenir des
premiers signaux de filtrage (fs1),
- un dispositif de traitement destiné à obtenir un signal de transmission perturbé
par le vent à partir de l'un des deux signaux de microphone ou à partir des deux signaux
de microphone indépendamment des premiers signaux de filtrage (fs1),
- un dispositif de réduction de bruit du vent destiné à réduire une partie correspondant
au vent dans le signal de transmission perturbé par le vent de manière à obtenir le
signal de transmission,
dans lequel le dispositif d'aide auditive est conçu pour générer le signal de transmission
(u) dans une branche parallèle (11), indépendamment d'une branche de traitement principale
(10) dans laquelle le signal acoustique de sortie du dispositif d'aide auditive est
généré, et dans lequel le dispositif de d'analyse de bruit du vent est conçu pour
déterminer des paramètres (fp) à partir des premiers signaux de filtrage (fs1), dans
lequel il est prévu un deuxième système de filtrage (19, 20, 21) présentant un temps
de latence inférieur au premier temps de latence, destiné à filtrer le signal de transmission
perturbé par le vent, de manière à obtenir des deuxièmes signaux de filtrage (fs2)
en tant que base pour le signal de transmission, et
dans lequel le dispositif d'analyse de bruit du vent est conçu pour appliquer les
paramètres (fp) aux deuxièmes signaux de filtrage (fs2) afin de réduire la partie
correspondant au vent.
5. Dispositif d'aide auditive selon la revendication 4, dans lequel le premier système
de filtrage (16, 17) présente en moyenne des filtres de plus grande longueur que le
deuxième système de filtrage (19).
6. Système d'aide auditive binaural, dans lequel un premier appareil d'aide auditive
est réalisé conformément au dispositif d'aide auditive selon l'une quelconque des
revendications 4 à 5 et dans lequel un deuxième appareil d'aide auditive représente
l'appareil externe.