DE102006029268B4 - Hörvorrichtung mit Körperschalldetektionseinrichtung und entsprechendes Verfahren - Google Patents

Abstract

Hörvorrichtung mit
– einem äußeren Mikrofon (MA) zum Aufnehmen eines Umgebungsschalls aus der Umgebung eines Außenohrs (OM) eines Trägers der Hörvorrichtung,
– einem inneres Mikrofon (MI) zum Aufnehmen von Luftschallsignalen in einem Ohrkanal (OK) des Trägers und
– einer Körperschalldetektionseinrichtung (DT) zum Ermitteln von Körperschallanteilen (ES), die über den Körper des Trägers in den Ohrkanal (OK) gelangen, aus den Mikrofonsignalen des äußeren und des inneren Mikrofons (MA, MI),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Körperschalldetektionseinrichtung (DT) einen Sprachdetektor zur Ermittlung von Sprachsignalen, die vom Träger der Hörvorrichtung stammen, und die als Körperschall in den Ohrkanal (OK) übertragen werden, aufweist.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hörvorrichtung mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Detektieren von Körperschall mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6. Eine solche Hörvorrichtung und ein solches Verfahren sind aus der DE 101 14 838 A1 bekannt.
• Unter Körperschall wird hier insbesondere sogenannter „Eigenschall” verstanden, der durch den Körper von innen an ein Hörgerät bzw. seine Otoplastik gerät. Beispiele eines derartigen Eigenschalls, der im Körper gewollt oder ungewollt erzeugt wird, sind: Sprachschall des Hörgeräteträgers, Knackgeräusche, Schnalzgeräusche usw. Ein Beispiel für einen Eigenschall, der außerhalb des Körpers seine Ursache hat, ist Klopfen an die Schädeldecke.
• Aus der Druckschrift DE 101 45 994 C2 ist ein Hörgerät und ein Verfahren zur Steuerung eines Hörgeräts durch Klopfen bekannt. Das Hörgerät besitzt ein Gehäuse und mehrere Hörprogramme sowie eine Steuereinrichtung zum Schalten in eines der Hörprogramme bzw. zum Steuern von Hörgeräteparametern. Darüber hinaus ist ein Beschleunigungsaufnehmer vorgesehen, der mit dem Gehäuse fest verbunden ist und mit dem ein Klopfen an das Gehäuse bzw. einen Schädelknochen registrierbar ist. Mit der Steuereinrichtung wird bei einem vorgegebenen Klopfmuster in ein zugeordnetes der mehreren Hörprogramme geschaltet oder einer bzw. mehrere Hörgeräteparameter gesteuert.
• Des Weiteren beschreibt die Druckschrift US 6 094 492 eine Vorrichtung zur Geräuschreduktion. Hierzu werden die Signale eines Körperschallmikrofons und eines Luftmikrofons verarbeitet.
• In der DE 101 14 838 A1 ist ein vollständig implantierbares Hörsystem beschrieben, das einen Sensor aufweist, der den ihn erreichenden Schall, welcher aus Luftschall und Körperschall besteht, aufnimmt. Ein weiterer implantierbarer Sensor nimmt den Körperschall alleine auf. Die Signale beider Sensoren werden verarbeitet und dem Gehör zugeführt. Die Verarbeitung der Signale erfolgt dergestalt, dass eine beliebige individuell einstellbare Gewichtung des Körperschalls relativ zum Luftschall in der Signalstärke erfolgt.
• Die nach dem Anmeldetag der vorliegenden Anmeldung offengelegte DE 10 2005 032 274 A1 beschreibt eine Hörvorrichtung mit einem äußeren Mikrofon, dessen Signalpegel mit einem Signalpegel eines Mikrofons im Gehörgang des Nutzers verglichen wird. Das Ergebnis dieses Vergleichs wird dazu genutzt, eine automatische Verstärkungsregelung des Hörgeräts zu steuern, damit die eigene Stimme des Hörgeräteträgers optimal von diesem erfasst wird.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Steuerung einer Hörvorrichtung bzw. eines Hörers zu verbessern.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Hörvorrichtung mit einem äußeren Mikrofon zum Aufnehmen eines Umgebungsschalls aus der Umgebung eines Außenohrs eines Trägers der Hörvorrichtung, sowie einem inneren Mikrofon zum Aufnehmen von Luftschallsignalen in einem Ohrkanal des Trägers und einer Körperschalldetektionseinrichtung zum Ermitteln von Körperschallanteilen, die über den Körper des Trägers in den Ohrkanal gelangen, aus den Mikrofonsignalen des äußeren und des inneren Mikrofons. Die Körperschalldektionseinrichtung weist darüber hinaus einen Sprachdetektor zur Ermittlung von Sprachsignalen, die vom Träger der Hörvorrichtung stammen und die als Körperschall in den Ohrkanal übertragen werden, auf.
• Darüber hinaus wird erfindungsgemäß bereitgestellt ein Verfahren zum Detektieren von Körperschall durch Aufnehmen eines Umgebungsschalls aus der Umgebung eines Außenohrs eines Nutzers mit einem äußeren Mikrofon, Aufnehmen von Luftschallsignalen in einem Ohrkanal des Nutzers mit einem inneren Mikrofon und Ermitteln von Körperschallanteilen, die über den Körper des Nutzers in den Ohrkanal gelangen, aus den beiden aufgenommenen Schallsignalen von dem äußeren und inneren Mikrofon. Die Mikrofonsignale werde nach Sprachsignalen untersucht, die von dem Nutzer stammen, und die als Körperschall in den Ohrkanal übertragen werden.
• Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, mit Hilfe von Eigenschall in Form von Sprache eine Hörvorrichtung bzw. ein Hörgerät zu steuern. So lassen sich beispielsweise eine Programmumschaltung, eine Klangänderung oder eine Lautstärkeänderung durch bewusste Erzeugung von Sprachäußerungen erzielen. Es können beispielsweise Steuerbefehle oder Warnmeldungen in Form von Sprache an die Hörvorrichtung übermittelt werden. Auf eigene Steuerelemente zur manuellen Bedienung kann insoweit verzichtet werden, was sich positiv auf eine Miniaturisierung der Hörvorrichtung auswirkt.
• Vorzugsweise werden in der Körperschalldetektionseinrichtung die Körperschallanteile aus einem Leistungsverhältnis zwischen den beiden Mikrofonsignalen ermittelt. Durch die Bildung einer Relation der beiden Mikrofonsignale kann besser auf die Schallquelle rückgeschlossen werden.
• In der Körperschalldektionseinrichtung kann ferner eine Körperschallanalyse zur Ermittlung von Körperschallanteilen in mehreren Frequenzbändern separat durchgeführt werden. Die frequenzbandspezifische Auswertung hat Vorteile, wenn zusätzliche Spektralinformationen vorliegen.
• Bei einer vorteilhaften Ausführungsform wird in der Körperschalldetektionseinrichtung anhand der Körperschallanteile der aufgenommenen Schallsignale ein Steuersignal zur Steue rung einer Komponente der Hörvorrichtung generiert. Damit lassen sich die oben bereits angesprochenen Schalt- und Steuervorgänge automatisch realisieren. Die Körperschallanteile können aber auch zur Erzeugung von Steuersignalen an eine andere Hörvorrichtung (z. B. zweites Hörgerät bei binauraler Versorgung) übermittelt werden.
• Die Körperschalldetektionseinrichtung kann ferner eine Kompensationseinheit aufweisen, mit der Schallübertragungen durch eine Ventbohrung eines In-dem-Ohr-Hörgeräts oder einer Otoplastik kompensiert werden. Dadurch können Körperschall- bzw. Eigenschallanteile ausreichend gut detektiert werden, auch wenn die Otoplastik oder das Hörgerät mit einem Vent ausgestattet ist.
• Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, die ein Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Hörvorrichtung wiedergibt.
• Das nachfolgend näher geschilderte Ausführungsbeispiel stellt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
• Die Figur zeigt in symbolischer Weise ein Hinter-dem-Ohr-Gerät, das ein äußeres Mikrofon MA zur Aufnahme von Umgebungsschall besitzt. Das Mikrofonsignal wird an eine Signalverarbeitungseinheit SV weitergeleitet, dort verstärkt und einem Hörer H zugeführt. Der Hörer H kann mit Hilfe einer Otoplastik OT in einem Ohrkanal OK gehalten sein. Der Ohrkanal OK ist nach außen zur Ohrmuschel OM offen und innen durch das Trommelfell begrenzt. Die Otoplastik OT verfügt hier über einen Vent V.
• Der Hörer H muss nicht im Ohrkanal angeordnet sein. Vielmehr kann der von einem außerhalb des Ohrkanals liegenden Hörer erzeugte Schall über einen Schallschlauch durch die Otoplastik OT in den Ohrkanal OK geleitet werden. Als weitere Alternative kann die in der Figur symbolisierte Otoplastik auch ein In-dem-Ohr-Hörgerät sein, das sämtliche in der Figur gezeichneten Elektronikkomponenten beinhaltet.
• In dem Ohrkanal OK ist vorzugsweise zwischen der Otoplastik OT und dem Trommelfell TF ein inneres Mikrofon MI vorgesehen, um den im Ohrkanal auftretenden Luftschall aufzunehmen. Dieser Luftschall setzt sich aus dem Schall, der durch den Vent V in den Ohrkanal dringt, aus dem Schall, der durch den Hörer H erzeugt wird und aus dem Eigenschall ES, der durch den Körper des Hörgeräteträgers zum Ohrkanal OK geleitet wird, zusammen. Die Ausgangssignale der beiden Mikrofone MI und MA werden einer Detektionseinrichtung DT zugeführt, in der zunächst ein Leistungsquotient der beiden Mikrofonsignale gebildet wird und anschließend damit ein Eigenschallsignal aus den Mikrofonsignalen detektiert bzw. extrahiert wird. Aus dem detektierten Eigenschallsignal wird ein entsprechendes Steuersignal gebildet und an die Signalverarbeitungseinheit SV zur Steuerung einer ihrer Komponenten geschickt.
• Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Hörvorrichtung mit Körperschalldetektion bzw. Eigenschalldetektion sowie das entsprechende Verfahren werden nachfolgend im Detail geschildert.
• Durch das innere Mikrofon MI, das in dem Ohrkanal OK angeordnet ist, wird in Kombination mit dem (den) nach außen gerichteten Mikrofon(en) MA ermittelt, ob es sich um einen der eingangs erwähnten Eigenschalle (Sprachschall, Schnalzgeräusch, Klopfen an die Schädeldecke) oder einen vergleichbaren Schall handelt. Hierbei wird die akustische Charakteristik der Gesamtanordnung berücksichtigt. Speziell geht in die Ermittlung das Restvolumen im Ohrkanal OK, die Ventbohrung V usw. ein.
• Schall, der im Körper des Hörgeräteträgers verläuft, wird in Abhängigkeit des akustischen Verhaltens des Gesamtsystems am inneren Mikrofon MI eine erhöhte Leistung in Relation zur Leistung am äußeren Mikrofon bzw. an den äußeren Mikrofonen MA verursachen. Die Detektion erfolgt hier über einen Leistungsvergleich. Wenn das Leistungsverhältnis der Schallsignale vom inneren zum äußeren Mikrofon einen gewissen Wert übersteigt, spricht der Detektor an. Die Analyse kann breitbandig oder in einen oder mehreren Frequenzbändern durchgeführt werden. Letzteres bietet sich an, wenn a priori Wissen über die Spektralzusammensetzung des ursächlichen Signals vorliegt.
• Im Fall, dass speziell eigene Sprache als Eigenschall detektiert werden soll, kann ein Eigensprachdetektor in dem System eingesetzt werden. Der Effekt, der hierbei im Wesentlichen ausgenutzt wird, ist der Okklusionseffekt. Er tritt schwerpunktmäßig bei niedrigen Frequenzen unter 1 kHz auf. Im Fall von eigener Sprache wird in diesem Spektralbereich das Verhältnis der Leistung des inneren Mikrofons zur Leistung des äußeren Mikrofons im Vergleich zu dem Fall, dass keine eigene Sprache vorliegt, erhöht sein.
• Neben dem bewusst über den Hörer H in den Ohrkanal OK eingetragenen Schall, der bekannt ist und herausgerechnet werden kann, wird die Detektion von Eigenschall im Fall des Vorhandenseins einer Ventbohrung V erschwert. Durch die Ventbohrung wird der Okklusionseffekt abgeschwächt. Gleichzeitig kann mehr äußerer Schall – vorzugsweise in dem Frequenzband unter 1 kHz – zufließen. Ein zuverlässiger Detektor muss diesen Effekt in Abhängigkeit der akustischen Eigenschaften der Ventbohrung berücksichtigen. Beispielsweise kann die Berücksichtigung durch eine Modellierung und Kompensation des ungewollten Ventbeitrags erfolgen. Eine Näherung der Übertragungsfunktion des Vents von außen nach innen kann beispielsweise mittels der Signale der äußeren und inneren Mikrofone MA, MI durch Systemschätzung erfolgen. Hierbei darf durch die reguläre Hörgerätesignalverarbeitung SV kein Signal über den Hörer H in den Ohrkanal OK abgegeben werden.

Claims (10)

1. Hörvorrichtung mit – einem äußeren Mikrofon (MA) zum Aufnehmen eines Umgebungsschalls aus der Umgebung eines Außenohrs (OM) eines Trägers der Hörvorrichtung, – einem inneres Mikrofon (MI) zum Aufnehmen von Luftschallsignalen in einem Ohrkanal (OK) des Trägers und – einer Körperschalldetektionseinrichtung (DT) zum Ermitteln von Körperschallanteilen (ES), die über den Körper des Trägers in den Ohrkanal (OK) gelangen, aus den Mikrofonsignalen des äußeren und des inneren Mikrofons (MA, MI), dadurch gekennzeichnet, dass die Körperschalldetektionseinrichtung (DT) einen Sprachdetektor zur Ermittlung von Sprachsignalen, die vom Träger der Hörvorrichtung stammen, und die als Körperschall in den Ohrkanal (OK) übertragen werden, aufweist.
2. Hörvorrichtung nach Anspruch 1, wobei in der Körperschalldetektionseinrichtung (DT) der Körperschallanteil aus einem Leistungsverhältnis zwischen den beiden Mikrofonsignalen ermittelbar ist.
3. Hörvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei in der Körperschalldetektionseinrichtung (DT) eine Körperschallanalyse in mehreren Frequenzbändern separat durchführbar ist.
4. Hörvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Körperschalldetektionseinrichtung (DT) anhand der Körperschallanteile der aufgenommenen Schallsignale ein Steuersignal zur Steuerung einer Komponente der Hörvorrichtung generiert wird.
5. Hörvorrichtung nach einem der vorhergehen Ansprüche, wobei die Körperschalldetektionseinrichtung (DT) eine Kompensationseinheit aufweist, mit der Schallübertragungen durch eine Ventbohrung (V) eines In-dem-Ohr-Hörgeräts oder einer Otoplastik (OT) kompensierbar sind.
6. Verfahren zum Detektieren von Körperschall, welches umfasst: – Aufnehmen eines Umgebungsschalls aus der Umgebung eines Außenohrs (OM) eines Nutzers mit einem äußeren Mikrofon (MA), – Aufnehmen von Luftschallsignalen in einem Ohrkanal (OK) des Nutzers mit einem inneren Mikrofon (MI) und – Ermitteln von Körperschallanteilen (ES), die über den Körper des Nutzers in den Ohrkanal (OK) gelangen, aus den beiden aufgenommenen Schallsignalen von dem äußeren und inneren Mikrofon (MA, MI), dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrofonsignale nach Sprachsignalen untersucht werden, die von dem Nutzer stammen, und die als Körperschall in den Ohrkanal übertragen werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Körperschallanteile (ES) aus einem Leistungsverhältnis zwischen den beiden Mikrofonsignalen ermittelt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei eine Körperschallanalyse zur Ermittlung von Körperschallanteilen (ES) in mehreren Frequenzbändern separat durchgeführt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei anhand der Körperschallanteile (ES) der aufgenommenen Schallsignale ein Steuersignal zur Steuerung einer Komponente einer Hörvorrichtung generiert wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei Schallübertragungen durch eine Ventbohrung (V) eines In-dem-Ohr-Hörgeräts oder einer Otoplastik (OT) bei dem Ermitteln von Körperschallanteilen (ES) kompensiert werden.