Verfahren und Schaltung zur Verarbeitung von Daten, insbesondere Signaldaten in einem digitalen programmierbaren Hörgerät

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verarbeitung von Daten, insbesondere Signaldaten in einem programmierbaren digitalen Hörgerät, wobei zunächst ein Datenspeicher nach einem über eine Vergleichsbedingung mit einem Eingangsdatenwert E korrespondierenden abgespeicherten Vergleichseingangsdatenwert VE abgesucht wird, daraufhin der Datenspeicher nach einem dem ermittelten Vergleichseingangsdatenwert VE über eine Kennlinienfunktion zugeordneten Vergleichsausgangswert VA abgesucht wird, daraufhin der ermittelte Vergleichsausgangswert VA als Ausgangswert A ausgegeben wird und das Verfahren wieder von vorne beginnt. Die Erfindung betrifft ferner eine Schaltung zur Verarbeitung von Daten, insbesondere Signaldaten, in einem programmierbaren digitalen Hörgerät, welche eine Einheit 1 zur Datenein-/ausgabe eines zu verarbeitenden Eingangsdatenwertes E aufweist sowie ein Suchelement 2 zur Ermittlung des mit dem Eingangsdatenwert E korrespondierenden Vergleichseingangsdatenwertes VE, ein Vergleichselement 3 zur Feststellung, ob ein über eine Vergleichsbedingung zum Eingangsdatenwert E korrespondierender Vergleichseingangswert VE vorliegt und ein Prozessor 4 zur Steuerung der Einheit 1 des Suchelements 2 und des Vergleichselements 3 umfaßt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Schaltung zur Verarbeitung von Daten, insbesondere Signaldaten, in einem programmierbaren digitalen Hörgerät.

[0002] Üblicherweise werden bei der Verarbeitung von Daten und insbesondere von Signaldaten in digitalen Hörgeräte die jeweiligen Eingangswerte erfaßt und einem an die jeweilige Hörsituation oder Signalcharakteristik angepaßten Funktionsalogrithmus unterworfen. Die den Eingangswerten Zugeordneten Ausgangswerte werden somit errechnet, wodurch der jeweilige Prozessor des Hörgerätes deutlich beansprucht wird.

[0003] Umfangreiche und wünschenswerte weitere Aufgaben des Prozessors (z.B. Erkennung und Typisierung der jeweiligen Hörsituation, Signalvor-/-nachbearbeitung etc.) können während der Berechnung der Datenausgangswerte aus dem zu verarbeitenden Dateneingangswerten nur in deutlich verringertem Umfang durchgeführt werden.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Schaltung für ein programmierbares digitales Hörgerät anzubieten, welche eine deutlich verringerte Inanspruchnahme der Kapazität des Prozessors des digitalen Hörgeräts bei der Verarbeitung von Signalen ermöglichen.

[0005] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß für das Verfahren durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 in Verbindung mit dem Oberbegriff gelöst. Vorteilhafte Verfahrensvarianten werden durch die Unteransprüche 2 - 14 realisiert.

[0006] Hinsichtlich der Schaltung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch Patentanspruch 15 in Verbindung mit dem Oberbegriff gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Schaltung sind in den Unteransprüchen 16 - 18 realisiert.

[0007] Das erfindungsgemäße Verfahren vermeidet eine mit den beschriebenen Nachteilen verbundene Berechnung zu verarbeitender Eingangsdatenwerte und nimmt stattdessen eine Suche und Ermittlung von abgespeicherten Vergleichseingangsdatenwerten vor, welche über eine Vergleichsbedingung mit dem Eingangsdatenwert verknüpft sind. Während dieser durch eine Adressarithmetik ausgeführten Suche wird der Prozessor des digitalen Hörgeräts nicht durch Berechnungsaufgaben in Anspruch genommen.

[0008] Eine Vielzahl verschiedener ein- oder mehrdimensional verknüpfter Datensätze von Vergleichseingangswerten und Vergleichsausgangswerten werden vor der Eingabe in den Speicher des digitalen Hörgeräts berechnet, um dann als vollständig berechnete und nur noch abzurufende Datenwerte einer auf dem jeweiligen Eingangsdatenwert bezogenen Suche zur Verfügung zu stehen.

[0009] Im Gegensatz zu der bisher üblichen und oft vielfach wiederholten immer wieder erneuten Berechnung von Ausgangswerten ausgehend von (identischen) Eingangswerten wird nun auf einmalig berechnete und zugeordnete Vergleichseingangswerte sowie Vergleichsausgangswerte zurückgegriffen, welche über im folgenden erläuterte Suchverfahren ermittelt werden.

[0010] Eine beliebige Vielzahl komplexer Kennlinienfunktionen verknüpft die jeweiligen Vergleichseingangswerte mit den zugeordneten Vergleichsausgangswerten, so daß bei minimaler Beanspruchung des Prozessors eine hervorragende Komplexität und qualitativ höchsten Ansprüchen genügende Daten- bzw. Signalverarbeitung ermöglicht wird.

[0011] Zur schnellen Ermittlung der Vergleichseingangswerte ausgehend von einem oder mehreren gegebenen Eingangsdatenwerten empfiehlt es sich, die Vergleichseingangswerte in monoton steigender oder abfallender Folge leicht recherchierbar abzuspeichern.

[0012] Im Falle einer direkten Adressierbarkeit der Vergleichseingangswerte können letztere besonders schnell ermittelt werden.

[0013] Bei in monotoner Folge abgespeicherten Vergleichseingangswerten kann der jeweilige gesuchte Vergleichseingangswert besonders schnell durch Anwendung eines binären Suchverfahrens ermittelt werden.

[0014] Falls in diesem Zusammenhang beispielsweise die Zahlen 1 - 1023 als Vergleichseingangswerte abgespeichert sind, besteht der erste Suchschritt nach dem binären Sucherverfahren in der Abfrage, ob der zu ermittelnde Vergleichseingangswert die Zahl 512 ist. Sollte festgestellt werden, daß der zu ermittelnde Vergleichseingangswert kleiner ist, wird als nächste Abfrage untersucht, ob der ermittelte Wert 256 ist. Bei einem über 256 liegenden gesuchten Vergleichseingangswert wird der gerade abgefragte Suchwert 256 durch die Zahl 128 erhöht, es wird also abgefragt, ob der gesuchte Vergleichseingangswert die Zahl 384 ist.

[0015] Die jeweilige Adressierungseinheit zum Auffinden des gesuchten Vergleichseingangswertes wird also um Zweier-Potenzen inkrementiert bzw. dekrementiert.

[0016] In einer weiteren vorteilhaften Verfahrensvariante werden zu ermittelnde Vergleichseingangswerte nach einem M-Wege-Suchverfahren ermittelt. Der monoton aufsteigend oder abfallend geordnete Datenbestand an Vergleichseingangswerten wird in M Blöcke unterteilt. Jeder Block besitzt einen kleinsten und einen größten Vergleichseingangswert. In einem ersten Suchschritt wird ermittelt, in welchem Block sich der gesuchte Vergleichseingangswert befindet. Daraufhin wild in dem jeweiligen Block sequentiell oder binär weiter gesucht.

[0017] Eine Unterteilung der Vergleichseingangswerte in verschiedene Blockgruppen kann besonders dann sinnvoll sein, wenn die verschiedenen Blockgruppen mit verschiedenen, den zu verarbeitenden Eingangsdatenwert beschreibenden Kennwerten in Zusammenhang stehen. So können z.B. Blöcke von Vergleichseingangsdatenwerten gebildet werden, welche sich auf die Signalverarbeitung von Signaldaten mit hohen Umgebungsgeräuschpegel (z.B. im Straßenverkehr) konzentrieren.

[0018] Desweiteren können andere Vergleichseingangsdatenwerten in einem weiteren Block zusammengefaßt werden, welcher die Verarbeitung von Sprechdaten oder Gesangsdaten zum Gegenstand hat.

[0019] Der mit zusätzlichen Kennwerten (z.B. hinsichtlich der Umgebungssituation) verknüpfte Eingangsdatenwert, kann dann bevorzugt einem bestimmten Block von Vergleichseingangsdatenwerten zugeführt werden, wodurch der gesuchte und der jeweiligen Hörsituation angepaßte Vergleichseingangsdatenwert besonders schnell aufgefunden werden kann.

[0020] Bei nach dem jeweiligen Suchverfahren erfolgreich ermittelten Vergleichseingangsdatenwert kann der zugehörige Vergleichsausgangsdatenwert besonders leicht zugeordnet werden, wenn letzterer parallel zum jeweiligen Vergleichseingangsdatenwert abgespeichert und abrufbar ist.

[0021] Bei einer gewünschten Verknüpfung mehrerer Vergleichseingangsdatenwerte (die beispielsweise zum Eingangsdatenwert selbst sowie zu weiteren Kennwerten des Eingangsdatenwertes in Beziehung gesetzt wurden) können der/die zugehörigen Vergleichsausgangsdatenwert(e) auch durch eine vom ermittelten Vergleichseingangsdatenwert ausgehende Adressierung über eine Zeigeradresse ermittelt werden.

[0022] Durch den oder die ermittelten Vergleichseingangsdatenwert(e) kann die jeweilige Zieladresse gebildet werden und somit der an die jeweilige Signal- und Hörsituation angepaßte Vergleichsausgangsdatenwert bzw. mehrere Vergleichsausgangswerte ermittelt werden.

[0023] Beim Auffinden von Vergleichseingangsdatenwerten ausgehend von Eingangsdatenwerten muß eine vorgegebene Vergleichsbedingung beachtet werden. Im einfachsten Fall kann die Vergleichsbedingung darin bestehen, daß ein zu suchender Vergleichseingangsdatenwert als gefunden angesehen wird, wenn er identisch mit dem vorliegenden Eingangsdatenwert ist.

[0024] Zur weiteren Beschleunigung des Suchverfahrens kann die angesprochene Vergleichsbedingung dahingehend gelockert werden, daß auch Vergleichseingangswerte als

gefunden" gemeldet werden, wenn eine vorgegebene (geringe) Abweichung von dem auszugehenden Eingangsdatenwert eingehalten wird. Hierdurch werden die Suchzeiten mit einer geringen Einbuße bei der Verarbeitungsgenauigkeit verkürzt.

[0025] Durch reversible Abspeicherung der Vergleichseingangsdatenwerte und/oder Vergleichsausgangsdatenwerte und/oder jeweiligen Zeigeradressen können bei Veränderung der Hörcharakteristik des Benutzers des Hörgeräts oder aber zur Anpassung an bestimmte häufig vorkommende Hörsituationen jederzeit von den jeweiligen neuen Kennlinienfunktionen abgeleitete Werte im digitalen Hörgerät abgespeichert werden, wodurch ein hohes Maß an Variabilität erreicht wird.

[0026] Eine Abspeicherung der jeweiligen Vergleichseingangswerte und korrespondierende Vergleichsausgangswerte kann im eindimensionalen Fall in Tabellen und im mehrdimensionalen Fall in Matrizen (mit N Zahlen und in M Spalten) erfolgen.

[0027] Durch Aufruf der jeweiligen Tabellenposition oder der Adresse des jeweiligen Matrixelementes können die jeweiligen Elemente zuverlässig und direkt ermittelt werden.

[0028] Desweiteren empfiehlt es sich, in einer weiteren Verfahrensvariante, regelmäßig festzustellen, aus welchem Größenbereich die jeweils zu suchenden und aufgefundenen Vergleichseingangswerte stammen, um bei andauerndem Aufhalten des Benutzers des digitalen Hörgeräts in einer bestimmten Umgebungs- und Hörsituation vorteilhafterweise nicht mehr den gesamten Satz an Vergleichseingangswerten absuchen zu müssen, sondern die Suche an demjenigen Vergleichseingangswert zu beginnen, welcher bei der vorherigen Suche ebenfalls ermittelt wurde.

[0029] Damit ist bei gleichbleibender Hörsituation ein besonders schnelles Auffinden der Vergleichseingangswerte sichergestellt.

[0030] Als Erfolgsmeldung wird in einer vorteilhaften Verfahrensvarianten nach Auffinden des jeweiligen Vergleichseingangsdatenwertes ein ready-bit gesetzt, wodurch der Suchvorgang nach weiteren Vergleichseingangsdatenwerten abgebrochen wird. Alternativ hierzu kann auch ein Interrupt ausgelöst werden.

[0031] Die erfindungsgemäße Schaltung weist eine Einheit zur Datenein-/ausgabe, ein Suchelement zur Ermittlung des mit dem Eingangsdatenwert korrespondierenden Vergleichseingangsdatenwertes, ein Vergleichselement zur Feststellung, ob der über die vorgegebene Vergleichsbedingung mit dem Eingangsdatenwert korrespondierende Vergleichseingangswert vorliegt sowie einen Prozessor zur Steuerung der eben aufgeführten Elemente und Einheiten auf.

[0032] Das Suchelement kann als separate und aus dem Prozessor ausgelagerte Tabellenzeigersteuerung ausgeführt werden, wodurch während der Suche nach dem oder den jeweiligen Vergleichseingangswerten der Prozessor entlastet und für weitere Aufgaben freigehalten wird.

[0033] Als weitere vorteilhafte Schaltungsvariante sind irreversible Festspeicher (z.B. ROM oder PROM) zur Abspeicherung der Vergleichseingangsdatenwerte, Vergleichsausgangsdatenwerte und jeweiligen Zeigeradressen vorgesehen.

[0034] In einer besonders variablen Schaltungsvariante sind reversible Festspeicher (z.B. EPROM oder EEPROM) bei einer häufigen Änderung der angesprochenen abgespeicherten Daten besonders vorteilhaft versehen.

[0035] Schaltung und Verfahren sind anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnungsfigur näher erläutert.

[0036] Der Prozessor 4 steht mit der Einheit zur Datenein-/ausgabe 1 in Verbindung und spielt in letztere einen zu verarbeitenden Eingangsdatenwert E ein. Über das Suchelement 2 wird nun die Tabelle bzw. Matrix 5 nach Vergleichseingangswerten VE abgesucht, welche die über das Vergleichselement 3 abgefragte Vergleichsbedingung erfüllen. Die Tabelle bzw. Matrix 5 wird somit nach den beschriebenen Suchverfahren nach passenden Vergleichseingangswerten VE abgesucht. Beim Feststellen durch das Vergleichselements 3, daß der passende Vergleichseingangswert VE gefunden wurde (in vorliegendem Fall also VE₂) wird der zugehörige Vergleichsausgangswert (im vorliegenden Fall VA₂) dem ursprünglich zu verarbeitenden Eingangsdatenwert E als Ausgangsdatenwert A in der Einheit 1 zur Datenein-/ausgabe zugeordnet.

[0037] Daraufhin wird der nächstfolgende Eingangsdatenwert E von der Einheit 1 aufgerufen und es werden zugehörige Vergleichseingangswerte VE und Vergleichsausgangswerte VA ermittelt.

Ansprüche

1. Verfahren zur Verarbeitung von Daten, insbesondere Signaldaten, in einem programmierbaren digitalen Hörgerät,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Durchsuchen eines Datenspeichers nach einem über eine Vergleichsbedingung mit einem Eingangsdatenwert (E) korrespondierenden und abgespeicherten Vergleichseingangswertes (VE),

b) Durchsuchen des Datenspeichers nach einem dem ermittelten Vergleichseingangswert (E) über eine Kennlinienfunktion zugeordneten Vergleichsausgangswert (VA),

c) Ausgabe des ermittelten Vergleichsausgangswertes (VA) nach b) als Ausgangsdatenwert (A),

d) Fortführung des Verfahrens für einen neuen Eingangswert (E)mit Schritt a).

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Vergleichseingangswerten (VE) und über jeweilige Kennlinienfunktionen zugeordnete Vergleichsausgangswerte (VA) abrufbar sind.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseingangswerte (VE) in monoton steigender oder abfallender Folge abgespeichert sind.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseingangswerte (VE) direkt adressierbar abgespeichert sind.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die zu den jeweiligen Eingangsdatenwerten korrespondierenden Vergleichseingangswerte (VE) durch ein binäres Suchverfahren ermittelt werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die zu den jeweiligen Eingangsdatenwerten (E) korrespondierenden Vergleichseingangswerte (VE) durch ein M-Wege-Suchverfahren ermittelt werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsausgangswerte (VA) parallel zu den Vergleichseingangswerten (VE) abgespeichert und abrufbar sind.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsausgangswerte (VA) ausgehend von korrespondierenden Vergleichseingangswerten (VE) über Zeigeradressen ermittelt werden.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsbedingung in einer Identität des Eingangsdatenwertes (E) mit dem zu suchenden Vergleichseingangswert (VE) besteht.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsbedingung eine vorgegebene Abweichung des Vergleichseingangswertes (VE) vom Eingangsdatenwert (E) darstellt.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseingangswerte (VE) und/oder Vergleichsausgangswerte (VA) und/oder Zeigeradressen der Vergleichsausgangswerte (VA) reversibel abgespeichert werden.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseingangswerte (VE) und korrespondierenden Vergleichsausgangswerte in Form von Tabellen oder Matrizen abgespeichert sind.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Suche von Vergleichseingangserten (VE) bei dem zuletzt ermittelten Vergleichseingangswert (VE) beginnt.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß nach Ermitteln eines die jeweilige Vergleichsbedingung erfüllenden Vergleichseingangswertes (VE) ein ready-bit gesetzt wird und daraufhin der Suchvorgang nach Vergleichseingangswerten (VE) abgebrochen wird.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 14,
dadurch gekennzeichnet, daß nach Ermitteln eines die jeweilige Vergleichsbedingung erfüllenden Vergleichseinagngswertes (VE) ein Interrupt ausgelöst wird.

16. Schaltung zur Verarbeitung von Daten, insbesondere Signaldaten, in einem programmierbaren digitalen Hörgerät, insbesondere mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 15, mit

- einer Einheit (1) zur Datenein-/ausgabe eines zu verarbeiteten Eingangsdatenwertes (E),

- einem Suchelement (2) zur Ermittlung des mit dem Eingangsdatenwert (E) korrespondierenden Vergleichseingangswertes (VE),

- einem Vergleichselement (3) zur Feststellung, ob ein über eine Vergleichsbedingung zum Eingangsdatenwert (E) korrespondierender Vergleichseingangswert (VE) vorliegt sowie

- einem Prozessor (4) zur Steuerung der Einheit (1) des Suchelements (2) und des Vergleichselements (3).

17. Schaltung nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß das Suchelement (2) als Tabellenzeigersteuerung ausgebildet ist.

18. Schaltung nach einem der Ansprüche 16 oder 17,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Speicherung der Vergleichseingangswerte, Vergleichsausgangswerte und Zeigeradressen ein irreversibler Festspeicher (z.B. ROM oder PROM) vorgesehen ist.

19. Schaltung nach einem der Ansprüche 16 - 18,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Speicherung der Vergleichseingangswerte, Vergleichsausgangswerte und Zeigeradressen ein reversibler Festspeicher (z.B. EPROM oder EEPROM) vorgesehen ist.

Zeichnung