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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Hörhilfe
sowie eine Hörhilfe, die mit einem solchen Verfahren betrieben
wird.
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Hörhilfen
arbeiten üblicherweise nach einem Betriebs-Verfahren, bei
dem ein Anteil eines Eingangssignalspektrums akustischer Signale
bei einer bestimmten Frequenz frequenzabhängig verstärkt wird.
Dadurch soll dem Umstand Rechnung getragen werden, dass Hörschädigungen
meist auf bestimmte Frequenzbereiche beschränkt oder in
bestimmten Frequenzbereichen besonders ausgeprägt sind.
Zum Beispiel ist häufig das Hörvermögen
bei hohen Frequenzen beeinträchtigt, bei niedrigen Frequenzen dagegen
annährend normal.
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Es
ist bekannt, insbesondere zur Hörhilfe-Therapie hochgradiger
Hörverluste und auch zur Erstversorgung bei Kindern eine
sogenannte Frequenztranspositon vorzunehmen. Ein Beispiel für derartige
hochgradige Hörverluste sind Hörgeschädigte
mit sogenannten „Dead-Regions”, also Bereichen
der Cochlea, in denen akustische Stimulation keine Wahrnehmung auslösen
kann. Bei der Frequenztransposition werden Signale aus in einem
für den Hörgeschädigten nicht oder kaum
wahrnehmbaren Frequenzbereich in andere tiefere Frequenzbereiche
transformiert, z. B. Signale in hohe Frequenzen werden in einem
tieferfrequenten Bereich abgebildet. Algorithmen zur Frequenztransposition
sind bereits in einigen am Markt befindlichen Hörgeräten implementiert.
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Die
Frequenztransposition verfälscht das natürliche
Klangbild häufig stark, da die frequenztransponierten Signalanteile
in Frequenzbereiche mit nicht transponierten Signalanteilen verschoben
werden und sich mit diesen überlagern. Die Überlagerungsfrequenzbereiche
werden sozusagen gleichzeitig mehrfach benutzt, nämlich
zum einen vom nicht-transponierten und zum anderen gleichzeitig vom
transponierten Signal.
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Wegen
der Verfälschung kommt es vor, dass derartige therapeutische
Ansätze vom Hörhilfeträger abgelehnt
werden und ein hohes Maß an Nachsorge durch den betreuten
Audiologen oder Hörgeräteakustiker erfordern.
Im Rahmen der Nachsorge wird der Grad der Frequenztransposition
in den einzelnen Sitzungen sukzessive erhöht, bis ein definierter
Endwert erreicht ist. In jeder Einzelsitzung muss der Audiologe
beziehungsweise Hörgeräteakustiker die im Rahmen
der Hörhilfeversorgung verwendeten Algorithmen neu parametrisieren.
Dies stellt auch für den Patienten eine unkomfortable Prozedur
dar.
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Aus
der Druckschrift
EP
1 850 635 A1 ist ein Verfahren zum Einstellen einer Hörhilfe
bekannt, bei dem ein Anteil eines Eingangssignalspektrums bei einer
ersten Frequenz verstärkt und automatische von der ersten
Frequenz zu einer zweiten Frequenz verschoben wird. Verstärkung
und Verschieben erfolgen in Abhängigkeit von der Zeit.
Durch das zeitlich-adaptive Nachregeln der Stärke der Frequenztransposition
soll eine hohe Spontanakzeptanz des Hörsystems durch ein
zwischen zwei Adaptionsschritten nahezu unverfälschtes
Klangbild des Hörsystems erreicht werden. Außerdem
soll der Lern- und Akklimatisationsprozess seitens des Hörgeschädigten
an die neuen Frequenzmuster unterstützt werden.
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In
den Überlagerungsfrequenzbereichen kann es zu Signalverwechslungen
durch den Hörhilfeträger kommen, da für
den Hörhilfeträger nicht nachvollziehbar ist,
welcher Anteil des resultierenden, überlagerten Signals
frequenztransponiert und welcher Anteil nicht frequenztransponiert,
mithin ursprünglich, ist.
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Der
Erfindung liegt das Problem zugrunde, für den Hörhilfeträger
frequenztransponierte und untransponierte Signalanteile im Überlagerungsbereich unterscheidbar
zu machen.
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Die
Erfindung löst dieses Problem durch ein Verfahren sowie
eine Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.
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Ein
Grundgedanke der Erfindung besteht darin, ein Verfahren sowie eine
zum Betrieb nach diesem Verfahren ausgebildete Hörhilfe
anzugeben, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
- – Detektieren eines akustischen Ursprungssignals
- – Ermitteln mindestens einer Ursprungssignalamplitude
des Ursprungssignals in der Frequenzdomäne
- – Verschieben mindestens einer diskreten Transpositionssignalamplitude
von ihrer Ursprungsfrequenz auf eine Transpositionsfrequenz
- – Aufprägen einer für das menschliche
Gehör wahrnehmbaren Signalveränderung auf die Transpositionssignalamplitude.
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Dadurch
dass auf das transponierte Signal eine für den Hörgeschädigten
wahrnehmbare zusätzliche Charakteristik aufgeprägt
wird, werden transponiertes und untransponiertes Signal für
ihn unterscheidbar. Hierdurch wird es ihm ermöglicht, transponierte
Signale von natürlichen Signalen im Zielbereich der Frequenztransposition,
also im Überlagerungsbereich, zu unterscheiden. Z. B. kann
er ursprünglich hochfrequente Signale im niedrigerfrequenten Überlagerungsbereich
von untransponierten, ursprünglich niedrigerfrequenten
Signalen unterscheiden.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die Signalveränderung eine Amplitudenmodifikation
ist. Eine Amplitudenmodifikation bewirkt eine besonders gute und
hinsichtlich Signalverfälschungen besonders unproblematische Änderung
der Signalcharakteristik.
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In
einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die Amplitudenmodifikation eine Amplitudenmodulation ist. Unter
einer Modulation soll hierbei eine Signalveränderung nach
einem zeitlichen System oder Muster verstanden werden. Eine geeignete
solche Signalveränderung kann zum Beispiel eine wiederkehrende
Veränderung mit einer vorbestimmten Modulationsfrequenz
und Modulationstiefe sein. Eine solche Amplitudenmodulation ist
besonders gut wahrnehmbar und unterscheidbar, und gleichzeitig ist
die dadurch bewirkte Verfälschung des Klangbildes verhältnismäßig
angenehm für die Hörempfindung des Hörhilfeträgers.
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In
einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden
Modulationstiefe und/oder Modulationsfrequenz der Amplitudenmodulation
in Abhängigkeit von einem Maß für den
Hörverlust eines Hörhilfeträgers im Bereich
der Transpositionsfrequenz ermittelt. Dadurch kann der individuellen
Hörschädigung des Hörhilfeträgers
angepasster begegnet werden.
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Als
weitere Alternativen können die Signalveränderungen
auch an die Vorlieben des Hörhilfeträgers angepasst
werden. Andere Signalveränderungen neben der Amplitudenmodulation
könnten z. B. Frequenzmodulation oder Halbgleichrichtung
des Signals sein. Weitere, andere Varianten können im Rahmen
der Erfindung ebenfalls verwendet werden.
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Weitere
vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den
abhängigen Patentansprüchen und der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand von Figuren.
Es zeigen:
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1 Untransponiertes
Frequenzspektrum
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2 Transponiertes
Frequenzspektrum
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3 Superposition
des untransponierten und des transponierten Frequenzspektrums
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4 Amplitudenmoduliertes
transponiertes Frequenzspektrum
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5 Superposition
des untransponierten und des amplitudenmodulierten transponierten
Frequenzspektrums
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6 Hörhilfe
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In 1 ist
beispielhaft ein untransponiertes Frequenzspektrum eines akustischen
Signals dargestellt. Aufgetragen ist die Signalamplitude in willkürlichen
Einheiten über der akustischen Frequenz in logarithmischer
Teilung. Es handelt sich um das Spektrum eines tonalen Klanges,
dargestellt sind lediglich wenige, diskrete Amplituden und nicht
ein kontinuierlicher Amplitudenverlauf. Die Reduzierung auf diskrete
Amplituden dient der besseren Darstellbarkeit.
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In 2 ist
eine Frequenztransposition des in der vorangehenden Figur dargestellten Klang-Spektrums
dargestellt. Die Frequenzanteile ab 2 kHz des Klangs sind um eine
Oktave hin zu tieferen Frequenzen verschoben. Eine Oktave stellt
eine Verdoppelung der Frequenz dar, so dass die Frequenzanteile
ab 2 kHz in einen Übergangsbereich ab 1 kH transponiert
sind. Für die Ursprungsfrequenz 2 kHz ergibt sich also
als Transpositionsfrequenz ein kHz. Die dargestellten Transpositionssignalamplituden entsprechen
somit den ursprünglichen Signalamplituden in der vorangegangenen
Abbildung, die dort ab 2 kHz wiedergegeben sind. Das dargestellte
tonale Spektrum wird also durch Detektieren des akustischen Ursprungssignals,
Ermitteln der Ursprungssignalamplituden in der Frequenzdomäne,
und Verschieben der diskreten Transpositionssignalamplituden von
ihrer jeweiligen Ursprungsfrequenz auf eine jeweilige Transpositionsfrequenz
im Überlagerungsbereich überzeugt. Der Überlagerungsbereich
erstreckt sich deshalb in einem Frequenzbereich ab ein kHz und höher.
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In 3 ist
eine Superposition des vorangehend dargestellten untransponierten
mit dem ebenfalls vorangehend dargestellten transponierten Spektrum
dargestellt. Unter Superposition soll hier eine gegenseitige Überlagerung
derart verstanden werden, dass für jede diskrete Frequenz
der jeweils höhere der beiden Amplitudenwerte von transponiertem untransponiertem
tonalem Spektrum verwendet wird.
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Es
ist deutlich zu erkennen, dass es zu Signalverwechslungen kommen
kann, wenn das transponierte und das untransponierte Spektrum übereinander
gelegt sind. Beispielsweise liegen die diskreten Werte des untransponierten
Signals bei seiner Ursprungsfrequenz 1 kHz und des transponierten
Signals bei seiner Transpositionsfrequenz von ebenfalls 1 kHz auf
vergleichbaren Niveau, so dass eine Unterscheidbarkeit bei 1 kHz
ausgeschlossen scheint.
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In 4 ist
das transponierte Frequenzspektrum mit aufgeprägter Amplitudenmodulation
dargestellt. Die Amplitudenmodulation ist dargestellt durch einen
verbreiterten Strich für den jeweiligen diskreten Amplitudenwert.
Die Modulationstiefe beträgt dabei 100%, d. h. die modulierten
Amplituden sind halb so hoch wie die nicht-modulierten Amplituden.
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In 5 ist
eine Superposition des vorangehend dargestellten untransponierten
mit dem vorangehend dargestellten modulierten und transponierten Frequenzspektrums
dargestellt. Durch die Superposition, oder Addition beider Spektren
wird bei Frequenzen, bei denen sich die originalen und frequenztransponierten
Amplituden überlagern, eine Modulationstiefe des Gesamtsignals
erreicht, die vom Verhältnis der ursprünglichen
und unveränderten zu der frequenztransponierten und modulierten
Amplitude abhängt.
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Im
gewählten Beispiel wird von einer Frequenztransposition
des Signals oberhalb 2 kHz mit folgender Vorschrift ausgegangen: Atrans (f/2) = 0.8·Aorig (f) f ≥ 2 kHz
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Aus
der Darstellung ist ersichtlich, dass es zur Überlagerung
von transponiertem und untransponiertem Signal bei einzelnen Frequenzen
kommt, nämlich bei 1 kHz, 1,25 kHz, 1,5 kHz, 1,75 kHz und
2 kHz. Bei diesen Frequenzen im Überlagerungsbereich sind
die Amplitudenwerte mehrdeutig, d. h. es nicht ohne weiteres unterscheidbar,
ob der jeweilige Amplitudenwert vom transponierten oder vom untransponierten
Spektrum stammt. Unterscheidbar wird dies jedoch durch die Amplitudenmodifikati on, durch
die Amplitudenwerte bei den diskreten Überlagerungsfrequenzen
eine hörbare und wahrnehmbare Veränderung erfahren.
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Diese
Aufprägung einer hörbaren und wahrnehmbaren akustischen
Signalveränderung im Überlagerungsbereich ermöglicht
die getrennte Wahrnehmung von transponiertem und untransponiertem
Signal für den Hörhilfeträger. Dabei
sind neben der beispielhaft angeführten Transpositionsvorschrift
auch andere Transpositionsvorschriften vorstellbar, außerdem
sind weitere Varianten der Amplitudenmodifikation mit anderen Modulationstiefen
sowie Variationen der Modulationsfrequenz möglich. Hinzu
kommt die weitere Möglichkeit, anstelle einer Amplitudenmodulation
eine Frequenzmodulation oder andere wahrnehmbare Modulationen vorzunehmen.
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Ein
Grundgedanke der Erfindung lässt sich wie folgt zusammenfassen:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Hörhilfe
sowie eine Hörhilfe, die mit einem solchen Verfahren betrieben
wird. Das Verfahren umfasst gemäß der Erfindung
die Verfahrensschritte Detektieren eines akustischen Ursprungssignals,
Ermitteln mindestens einer Ursprungssignalamplitude des Ursprungssignals
in der Frequenzdomäne, Verschieben mindestens einer diskreten
Transpositionssignalamplitude von ihrer Ursprungsfrequenz auf eine
Transpositionsfrequenz, und Aufprägen einer für
das menschliche Gehör wahrnehmbaren Signalveränderung
auf die Transpositionssignalamplitude. Die Hörhilfe 1 umfasst
ein Mikrofon 5, einen Receiver 6 und eine Signalverarbeitungsvorrichtung 4.
Gemäß der Erfindung ist die Signalverarbeitungseinrichtung 4 zur
Ausführung des erfin-dungsgemäßen Verfahrens
ausgebildet. Die Erfindung ermöglicht es einem Hörhilfeträger,
bei Einsatz einer Frequenztransposi-tion die in einen Überlagerungsbereich
frequenztransponierten und die dort von vorneherein vorhandenen
untransponierten Signalanteile unterscheidbar zu machen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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