DE102005012976B3 - Hörvorrichtung und Verfahren zur Windgeräuschunterdrückung - Google Patents

Abstract

Artefakte, die durch die Signalverarbeitung bei der Reduktion von Windgeräuschen entstehen, sollen in ihrer Störwirkung reduziert werden. Daher ist vorgesehen, ein Mikrofonsignal nach dem Vorhandensein oder der Stärke eines vordefinierten Windgeräuschsignals (R) zu analysieren und gegebenenfalls das Windgeräuschsignal (B) zu reduzieren. Zu dem reduzierten Windgeräuschsignal (B) soll ein Rauschsignal (N) in Abhängigkeit von dem Windgeräuschsignal dargeboten werden, so dass das Windgeräuschsignal zumindest teilweise verdeckt wird. Das resultierende Signal (B + N) empfindet der Hörgeräteträger als weniger störend.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hörvorrichtung, insbesondere ein Hörgerät, mit einer Mikrofoneinrichtung, die bei einem Wind ein spezifisches Windgeräuschsignal erzeugt, und einer Lautsprechereinrichtung. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben einer Hörvorrichtung.
• Die an Hörgeräten verwendeten Mikrofone für eine nachfolgende Signalverarbeitung sind in aller Regel an exponierter Stelle positioniert, um eine optimale Schallaufnahme zu gewährleisten. Durch diese Platzierung sind die Mikrofone anfällig für Windgeräusche, welche vom Hörgeräteträger durch ein störendes, tieffrequentes Rumpeln wahrgenommen werden und eine Kommunikation in dieser akustischen Situation drastisch erschweren.
• Um diesem Problem zu begegnen wurde einerseits versucht, den Wind mechanisch vor dem Auftreffen auf die Mikrofonmembran zu hindern. Gängig dabei ist der Einsatz von sogenannten „Jets" an den Tragehaken der Hörgeräte bei Hinter-dem-Ohr-Hörgeräten. Der Einsatz von Gittern oder Filterelementen, z. B. aus Schaumstoff, über den Einlassöffnungen der Mikrofone zur Verhinderung von Verwirbelungen der Luft auf der Mikrofonmembran ist sowohl bei Hinter-dem-Ohr- als auch bei In-dem-Ohr-Hörgeräten möglich.
• Eine alternative Möglichkeit, das tieffrequente, durch Wind erzeugte, Rumpeln zu reduzieren besteht darin, die Windgeräusche, nachdem sie von dem Mikrofon oder den Mikrofonen aufgenommen wurden, digital zu unterdrücken. Dazu ist das Umschalten vom Mehrmikrofonbetrieb auf den Omnibetrieb und eine deutliche Absenkung der Hörgeräteverstärkung in den unteren Kanälen gebräuchlich. Da an dieser Steller in der Regel mit sehr kurzen Zeitkonstanten und großen Regeltiefen gearbeitet wird, sind deutliche Artefakte nicht nur für Normalhörende hörbar. Vielmehr leiden die Klangqualität und die Sprachverständlichkeit stark, während die Windgeräusche in aller Regel mit reduziertem Pegel hörbar bleiben.
• Ein entsprechendes Verfahren ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 100 45 197 C1 bekannt. Dabei umfasst das Verfahren eine Analyse der Ausgangssignale wenigstens zweier Mikrofone eines Hörhilfegeräts oder eines Hörgerätesystems zur Erkennung von Windgeräuschen. Sind Windgeräusche vorhanden, so werden zu deren Reduzierung eine Signalverarbeitungseinheit des Hörhilfegeräts oder des Hörgerätesystems und/oder die Signalpfade der Mikrofone entsprechend angepasst. Dies kann beispielsweise über ein Umschalten von einem direktionalen auf einen omnidirektionalen Betrieb, über ein Filtern, ein Anpassen der Regelzeiten, ein Abschalten der Mikrofone oder ein Verkleinern oder Schließen der Schalleinlässe geschehen.
• Die Druckschrift DE 299 16 891 U1 beschreibt ein Tinnitus-Maskier- und Hörhilfegerät, welches in der Concha der Ohrmuschel tragbar ist. Bei diesem Tinnitus-Maskier- oder Hörhilfegerät werden innere Ohrgeräusche durch das Signal eines Rauschgenerators überdeckt.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Hörkomfort einer Hörvorrichtung speziell bei Wind zu erhöhen.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Hörvorrichtung mit einer Mikrofoneinrichtung, die bei einem Wind ein spezifisches Windgeräuschsignal erzeugt, und einer Lautsprechereinrichtung, sowie einer Analyseeinrichtung zum Analysieren eines Mikrofonsignals nach dem Vorhandensein oder der Stärke des Windgeräuschsignals und einem Rauschgenerator zum Erzeugen eines Rauschsignals zur Darbietung über die Lautsprechereinrichtung in Abhängigkeit von dem Windgeräuschsignal, so dass das Windgeräuschsignal zumindest teilweise verdeckt wird.
• Darüber hinaus ist erfindungsgemäß vorgesehen ein Verfahren zum Betreiben einer Hörvorrichtung, insbesondere eines Hörgeräts, durch Aufnehmen eines Mikrofonsignals, Analysieren des Mikrofonsignals nach dem Vorhandensein oder der Stärke eines vordefinierten Windgeräuschsignals und Darbieten eines Rauschsignals in Abhängigkeit von dem Windgeräuschsignal, so dass das Windgeräuschsignal zumindest teilweise verdeckt wird.
• Da Windgeräusche auch für Normalhörende durchaus hörbar sind, jedoch in Form eines weichen Rauschens auftreten und nicht wie im Hörgerät als tieffrequentes Rumpeln, besteht der erfindungsgemäße Gedanke darin, das bekannte Windgeräusch künstlich für den Hörgeräteträger zu erzeugen, um ihm einerseits einen natürlichen Höreindruck zu vermitteln, und andererseits die Charakteristik dieses weichen Rauschsignals zur Maskierung auftretender Artefakte auszunutzen. In vorteilhaf ter Weise wird somit zu dem gegebenenfalls bereits vorgefilterten Nutzsignal ein künstliches Signal erzeugt und dessen psychoakustische Wahrnehmung ausgenutzt, um Artefakte und Reste des signaltechnisch bedingten Windgeräuschs zu maskieren.
• Vorzugsweise ist der Rauschgenerator durch einen digitalen Tongenerator realisiert. Dadurch lassen sich beliebige Rauschsignale, die dem natürlichen Windgeräusch sehr nahe kommen, erzeugen.
• Der Rauschgenerator kann aber auch durch ein bereits im Hörgerät vorhandenes Mikrofon oder einen bereits vorhandenen A/D-Wandler gebildet werden. Dadurch lässt sich die Anzahl der im Hörgerät verbauten Komponenten reduzieren.
• Besonders vorteilhaft ist, wenn die erfindungsgemäße Hörvorrichtung über eine Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung des spezifischen Windgeräuschsignals verfügt, so dass der Rauschgenerator das Rauschsignal in Abhängigkeit von dem gedämpften Windgeräuschsignal erzeugt. Dadurch wird das Windgeräusch zunächst soweit wie möglich datentechnisch reduziert, um es anschließend mit einem Rauschen zu maskieren.
• Diese Dämpfungseinrichtung kann beispielsweise ein adaptives Filter aufweisen. Damit können die gerätespezifischen Windgeräusche, aber auch Windgeräuschkomponenten, die durch das individuell spezifische Tragen der Hörvorrichtung durch den Nutzer erzeugt werden, soweit wie möglich zielgerichtet zu unterdrücken.
• Die Mikrofoneinrichtung kann mehrere Mikrofone aufweisen, die in Abhängigkeit des Windgeräuschsignals von einem Richtbetrieb in einen omnidirektionalen Betrieb oder umgekehrt schaltbar sind. Auf diese Weise lässt sich die Zahl der Windgeräuschquellen eingangsseitig reduzieren.
• Bei einer speziellen Ausgestaltung der oben dargestellten Dämpfungseinrichtung können bei Vorliegen eines Windgeräuschsignals automatisch untere Kanäle für tiefere Frequenzen ge dämpft bzw. reduziert werden. Damit wirken sich die Windgeräusche weniger störend aus und die Maskierung des restlichen Windgeräuschs kann durch ein Rauschen geringeren Pegels erreicht werden.
• Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, die ein Prinzipschaltbild eines erfindungsgemäßen Hörgeräts darstellt.
• Das nachfolgend näher geschilderte Ausführungsbeispiel stellt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
• Ein Mikrofon M eines Hörgeräts, schematisch dargestellt in der FIG, ist einem Wind ausgesetzt, so dass Verwirbelungen auf der Mirkofonmembran zu einem sogenannten „Rumpeln" R führen. Dieses Rumpeln R zeichnet sich dadurch aus, dass es hohe Pegelanteile im tieffrequenten Bereich besitzt.
• Das Ausgangssignal des Mikrofons M wird einer Verarbeitungseinheit VE zugeführt, die in der Lage ist, das Rumpeln R, d. h., das signaltechnisch bedingte Windgeräusch, zu dämpfen. Dies gelingt beispielsweise durch Verstärkungsreduktion im tieffrequenten Bereich. Darüber hinaus kann die Verarbeitungseinheit auch den Mikrofonmodus beispielsweise vom Richtbetrieb in den Omnibetrieb wechseln, so dass die Rauschanteile abnehmen.
• Das signaltechnisch gedämpfte Windgeräusch am Ausgang der Verarbeitungseinheit VE macht sich am Hörer H des Hörgeräts als Blubbern B bemerkbar. Wie aus der FIG zu entnehmen ist, liegt der Pegel L des Blubberns B unter dem Pegel L des Rumpelns R, so dass das Blubbern B weniger störend wirkt als das Rumpeln R. Dennoch geht von dem Blubbern B eine Reststörung aus.
• Da das Blubbern B ein unnatürliches Geräusch ist, versucht man nun, mit einem Addierer A ein Rauschen N dem Blubbern B aufzuaddieren. Das Rauschen N wird durch einen Rauschgenerator RG erzeugt. Dies bedeutet, dass zusätzlich zu dem Wechsel des Mirkofonmodus und der Verstärkungsreduktion im tieffrequenten Bereich ein technisch erzeugtes, leises Rauschsignal zu dem vorhandenen Nutzsignal gemischt wird, um die von den Algorithmen verursachten, hörbaren Artefakte und Überreste des Windgeräusches zu maskieren. Der Hörgeräteträger nimmt also in erster Linie das künstlich erzeugte Rauschen wahr, da das Blubbern B durch das Rauschen N verdeckt wird. Das künstliche Rauschen N wird als weniger störend empfunden, da es der natürlichen Wahrnehmung von Wind eher entspricht, als das Blubbern B.
• Als Rauschquellen sind sowohl digitale Quellen wie Tongeneratoren auf dem Hörgerätechip, als auch Rauschquellen am Eingang des Hörgeräts (Mikrofone, A/D-Wandler) denkbar. Letztere könnten beispielsweise dann als Rauschquelle verwendet werden, wenn die Parametrisierung der Mikrofonrauschunterdrückung durch ein adaptives Filter, z. B. einen modifizierten „WindNoiseCanceller", veränderbar sind.

Claims (12)

1. Hörvorrichtung mit – einer Mikrofoneinrichtung (M), die bei einem Wind ein spezifisches Windgeräuschsignal (B) erzeugt, und – einer Lautsprechereinrichtung (H), gekennzeichnet durch – eine Analyseeinrichtung zum Analysieren eines Mikrofonsignals nach dem Vorhandensein oder der Stärke des Windgeräuschsignals (B) und – einen Rauschgenerator (RG) zum Erzeugen eines Rauschsignals (N) zur Darbietung über die Lautsprechereinrichtung (H) in Abhängigkeit von dem Windgeräuschsignal (B), so dass das Windgeräuschsignal (B) zumindest teilweise verdeckt wird.
2. Hörvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Rauschgenerator (RG) ein digitaler Tongenerator ist.
3. Hörvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Rauschgenerator (RG) ein Mikrofon oder einen A/D-Wandler umfasst.
4. Hörvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die eine Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung des spezifischen Windgeräuschsignals aufweist, so dass der Rauschgenerator (RG) das Rauschsignal (N) in Abhängigkeit von dem gedämpften Windgeräuschsignal (B) erzeugt.
5. Hörvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dämpfungseinrichtung ein adaptives Filter aufweist.
6. Hörvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mikrofoneinrichtung (M) mehrere Mikrofone aufweist, die in Abhängigkeit des Windgeräuschsignals (B) von einem Richtbetrieb in einen omnidirektionalen Betrieb oder umgekehrt schaltbar sind.
7. Hörvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mit der Dämpfungseinrichtung bei Vorliegen eines Windgeräuschsignals automatisch untere Kanäle für tiefere Frequenzen reduzierbar sind.
8. Hörvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die als Hörgerät ausgestaltet ist.
9. Verfahren zum Betreiben einer Hörvorrichtung durch – Aufnehmen eines Mikrofonsignals, gekennzeichnet durch – Analysieren des Mikrofonsignals nach dem Vorhandensein oder der Stärke eines vordefinierten Windgeräuschsignals und – Darbieten eines Rauschsignals (N) in Abhängigkeit von der Stärke des Windgeräuschsignals, so dass das Windgeräuschsignal zumindest teilweise verdeckt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Windgeräuschsignal zusätzlich signaltechnisch gedämpft wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei in Abhängigkeit des Windgeräuschsignals von einem Richtbetrieb in einen omnidirektionalen Betrieb oder umgekehrt geschaltet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei Artefakte durch die signaltechnische Windgeräuschreduktion teilweise oder ganz durch das dargebotene Rauschsignal (N) verdeckt werden.