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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Hörvorrichtung mit
einer Signalverarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten eines Eingangssignals
zu einem Ausgangssignal. Darüber hinaus betrifft die vorliegende
Erfindung ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben einer Hörvorrichtung.
Unter dem Begriff ”Hörvorrichtung” wird
hier jedes am Kopf oder am bzw. im Ohr tragbare, schallausgebende
Gerät verstanden, insbesondere ein Hörgerät,
ein Headset, Kopfhörer und dergleichen.
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Hörgeräte
sind tragbare Hörvorrichtungen, die zur Versorgung von
schwer Hörenden 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.
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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 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.
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Das
menschliche Gehör basiert auf einem linksseitigen und einem
rechtsseitigen Hören. Im Idealfall wird ein und der gleiche
Ton mit beiden Ohren gleich wahrgenommen. Bei gewissen Hörstörungen nimmt
der Hörer einen Ton auf einer Seite anders (höher
bzw. tiefer) als auf der anderen Seite wahr. Dann ist die Wahrnehmung
durch eine gewisse akustische Verstimmung geprägt.
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Das
Problem der akustischen Verstimmung tritt häufig bei der
Versorgung mit Hörgeräten auf. Dies kann zum einen
bei monauraler Versorgung durch die Signalverarbeitung hervorgerufen
sein und zum anderen bei binauraler Versorgung sowohl durch die
Signalverarbeitung als auch durch eine bereits bestehende natürliche
Verstimmung. Typische Situationen, bei denen mehr oder weniger große
Frequenzbereiche verschoben sind, können beispielsweise
auftreten, wenn auf der einen Seite ein Cochlea-Implantat und ein
Hörgerät auf der anderen Seite getragen wird.
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Die
oben geschilderten Situationen führen zu einer wahrgenommenen
Verstimmung ähnlich der Wahrnehmung bei einem verstimmten
Klavier. Außerdem können die wahrgenommenen Verstimmungen
auch andere kognitive Störungen hervorrufen. Beispiele
hierfür sind in dem Buch ”Musicophilia” von Oliver
Sacks beschrieben.
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Bei
Cochlea-Implantaten werden mehrere Elektroden in die Cochlea (Gehörschnecke)
implantiert. Meist ist die Anzahl der Elektroden auf 20 begrenzt.
Diese werden in die ersten eineinhalb Windungen der Cochlea implantiert.
Dies bedeutet, dass durch die Elektroden nur Rezeptoren stimuliert
werden, die bei natürlicher Wahrnehmung für hohe
Frequenzen zuständig sind. Der durchführende Arzt wählt
für jede Elektrode einen in etwa geeigneten Platz in der
Cochlea. Die maximal 20 Elektroden können somit technisch
bedingt lediglich zu einer sehr groben hochfrequenten, fokussierten
Frequenzselektivität bei der Wahrnehmung führen.
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Bei
bimodaler Abstimmung, d. h. der Abstimmung zweier Hörhilfegeräte
unterschiedlichen Typs (z. B. Cochlea-Implantat einerseits und Hörgerät
andererseits) kann der Nutzer eine deutlich bessere Sprachverständlichkeit
erreichen. Für Musik ergibt sich dann unter Umständen
eine sehr unschöne Schallwahrnehmung. Dies liegt daran,
dass Cochlea-Implantate in der Regel mehr hinsichtlich Sprachwahrnehmung
und nicht hinsichtlich Musikwahrnehmung optimiert sind da nur hohe
Frequenzen durch Elektroden simuliert werden in den ersten 1 1/2
Windungen der Schnecke. Der Grund hierfür könnte
daran liegen, dass die Tonabstände bei Cochlea-Implantaten
aufgrund der groben Auflösung verwischt sind.
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Die
bimodale Abstimmung ist notwendig, da die Schallwahrnehmung bei
Cochlea-Implantaten und bei Hörgeräten unterschiedlich
ist. Bei Hörgeräten sind eher die Tiefen verstärkt,
während bei Cochlea-Implantaten die Höhen mehr
hervortreten. In der Praxis werden daher zur Vermeidung von Verstimmungen
bei der bimodalen Anpassung die hohen Frequenzen eines Hörgeräts
reduziert. Dies führt zu geringeren Interferenzen zwischen
dem Hörgerät und dem Cochlea-Implantat.
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In
der Patentschrift
US
5 434 924 A ist ein Hörgerät beschrieben,
bei dem der Pegel und die Ankunftszeit eines Schalls elektronisch
beeinflusst werden kann. Ein derartiges Hörgerät
ist insbesondere für Personen mit asymmetrischer Hörwahrnehmung vorgesehen.
Für jedes Frequenzband ist dabei ein Filter vorgesehen,
das in Serie mit einem Dämpfungsglied und einem Zeitverzögerungsglied
geschaltet ist, um die wahrgenommene Ankunftszeit und den Amplitudenpegel
des Bands in geeigneter Weise abzustimmen.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin die Wahrnehmung
von akustischen Verstimmungen bei Nutzern von Hörvorrichtungen
zu reduzieren.
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Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe gelöst durch eine Hörvorrichtung
mit einer Signalverarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten eines Eingangssignals
zu einem Ausgangssignal, weiterhin umfassend eine Transpositionseinrichtung
zum Transponieren zumindest eines Teils des Frequenzbereichs des
Ausgangssignals und einer Bedieneinrichtung zum Auslösen
eines Transponierens der Transpositionseinrichtung.
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Außerdem
wird erfindungsgemäß bereitgestellt ein Verfahren
zum Betreiben einer Hörvorrichtung durch Verarbeiten eines
Eingangssignals zu einem Ausgangssignal, und Transponieren zumindest eines
Teils des Frequenzbereichs des Ausgangssignal veranlasst durch eine
Bedienung eines Nutzers der Hörvorrichtung.
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In
vorteilhafter Weise ist es für den Nutzer der Hörvorrichtung
somit möglich, selbstständig eine Frequenztransposition
durchzuführen, so dass die Verstimmungen nicht mehr störend
wahrgenommen werden. Außerdem wird mit der Frequenztransposition
in der Regel auch das Problem der verminderten Sprachverständlichkeit
in einem relativ engen Frequenzbereich reduziert. Darüber
hinaus kann durch die Frequenztransposition die Rückkopplungsstabilität
verbessert werden, da ein Aufschaukeln des Systems dadurch vermindert
wird, dass beispielsweise der Eingangsschall eine höhere
Frequenz besitzt als der Ausgangsschall.
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Vorzugsweise
ist der Hörvorrichtung eine Fernbedienung zugeordnet, in
die die Bedieneinrichtung ausgelagert ist. Damit kann der Nutzer
der Hörvorrichtung sehr komfortabel die Frequenztransposition
anstoßen.
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In
die Fernbedienung kann auch die Transpositionseinrichtung ausgelagert
sein. Dadurch lässt sich in der am Kopf tragbaren Hörvorrichtung
Rechnerkapazität einsparen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist das Transponieren in der
Transpositionseinrichtung (ausschließlich) um einen Halbton
oder um ganzzahlige Vielfache eines Halbtons durchführbar. Damit
erfolgt eine Transposition wählbar in einem der Intervalle:
Halbton, Ganzton, Terz, Quarte, Quinte oder Oktave. Dabei entspricht
die Transposition um eine Oktave einer Frequenzverdoppelung bzw.
-halbierung. Die Transposition um diese aus der Musik bekannten
Intervalle führt zu besonders angenehmer Wahrnehmung. Dies
liegt unter anderem daran, dass bei allen natürlich erzeugten
Tönen der Grundton durch einen oder mehrere Obertöne
der doppelten, dreifachen oder vierfachen Frequenz begleitet wird.
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Ferner
ist es vorteilhaft, wenn das Transponieren zusätzlich in
Cent-Schritten fein einstellbar ist. Dadurch können Verstimmungen
sehr exakt ausgeglichen werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen,
dass mit der Bedieneinrichtung ein Frequenzbereich für
das Transponieren wählbar ist. Dadurch kann ausschließlich
derjenige Frequenzbereich, der von einer Verstimmung betroffen ist,
einer Transposition unterworfen werden.
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Die
erfindungsgemäße Transposition lässt sich
insbesondere auch für ein Hörsystem verwenden,
dass der binauralen Versorgung dient und zwei Hörvorrichtungen
aufweist. Hierbei genügt es, wenn eine der Hörvorrichtung
zur Frequenztranspostion in der Lage ist. Auch hier ist es von besonderem
Vorteil, wenn die Transposition mit Hilfe einer Fernbedienung ausgelöst
bzw. angeschaltet wird.
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Die
vorliegende Erfindung ist anhand der beigefügten Zeichnungen
näher erläutert, in denen zeigen:
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1 den
schematischen Aufbau eines Hörgeräts gemäß dem
Stand der Technik;
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2 ein
Lautheitsdiagramm vor einer Transposition;
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3 ein
Lautheitsdiagramm nach einer Transposition; und
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4 eine
schematische Skizze eines Hörsystems mit zwei Hörhilfen
und einer Fernbedienung.
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Die
nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele
stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
dar.
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Anhand
der 2 und 3 wird zunächst dargelegt,
wie sich eine Transposition bei der menschlichen Wahrnehmung auswirkt.
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In 2 ist
ein Lautheitsdiagramm dargestellt, wobei die Lautheit N auf der
Ordinate in willkürlichen Einheiten dargestellt ist. Gemäß dem
Beispiel werden einer Person sechs verschiedene Töne mit den
Frequenzen 400 Hz, 800 Hz, 1200 Hz, 1600 Hz, 2000 Hz und 2400 Hz
dargeboten. Die Töne haben jeweils gleiche Lautstärke.
Wahrgenommen werden diese Töne jedoch mit unterschiedlicher
Lautheit N. Beispielsweise wird der Ton bei 400 Hz am lautesten und
der bei 1200 Hz am leisesten wahrgenommen. Aus dem Lautheitsdiagramm
ist also zu erkennen, dass die Person Schwierigkeiten hat, den Frequenzbereich
um 1200 Hz ausreichend wahrzunehmen. Dies kann beispielsweise zu
deutlichen Einschränkungen bei der Sprachverständlichkeit
führen.
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Erfindungsgemäß wird
nun beispielsweise in einem Hörgerät ein Frequenzbereich
in einen anderen transformiert. Insbesondere wird derjenige Bereich
des Hörgeräteausgangssignals der vom Hörgeräteträger
nur schwer wahrgenommen wird in einen Frequenzbereich transponiert,
der von ihm deutlich besser wahrgenommen wird. In dem Beispiel.
von 3 ist die Lautheit NT nach
einer derartigen Transposition dargestellt. Im speziellen Fall wurde
der Frequenzbereich um 1200 Hz in den Frequenzbereich um 2400 Hz
transponiert (Pfeil T). Die übrigen Frequenzbereiche sind
nicht transponiert. Daher ergeben sich bei der Wahrnehmung der Töne
bei 400 Hz, 800 Hz, 1600 Hz und 2000 Hz die gleichen Lautheiten
wie ursprünglich gemäß 2.
Der Ton bei 1200 Hz wurde nun auf 2400 Hz transponiert, weshalb
die Person bei 1200 Hz keine Wahrnehmung haben kann. Bei 2400 Hz
hört die Person den ursprünglichen nicht transponierten
Ton und zusätzlich das Signal von 1200 Hz. Da in dem Bereich
von 2400 Hz die Wahrnehmung deutlich besser ist als bei 1200 Hz ist
der Lautheitsbeitrag des Signals von 1200 Hz in dem transponierten
Bereich bei 2400 Hz größer als die ursprüngliche
Lautheit des Signals bei 1200 Hz von 2. Die Transposition
T führt also dazu, dass das Signal, das ursprünglich
bei 1200 Hz lag, nun lauter wahrgenommen werden kann.
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In 4 ist
ein Hörsystem dargestellt, das zwei Hörvorrichtungen
und eine Fernbedienung 10 umfasst. In dem konkreten Beispiel
ist die erste Hörvorrichtung ein HdO-Hörgerät 11 und
die zweite Hörvorrichtung ein Cochlea-Implantat 12.
Das HdO-Hörgerät 11 steht mit der Fernbedienung 10 drahtlos
in Datenverbindung. Für die Erzeugung eines verstärkten
akustischen Eingangssignals besitzt das HdO-Hörgerät 11 als
Eingangswandler ein Mikrofon 110, dessen Signal durch eine
Signalverarbeitungseinrichtung 111 verarbeitet wird. Der
Signalverarbeitungseinrichtung 111 ist eine Transpositionseinrichtung 112 nachgeschaltet,
deren Ausgang einem Hörer 113 zugeführt
wird, welcher letztendlich das verstärkte akustische Signal
generiert. Mit der Transpositionseinrichtung 112 kann ein
bestimmter Frequenzabschnitt oder aber das gesamte Spektrum in einen
gewünschten anderen Spektralbereich verschoben werden.
Dies ist in dem vorliegenden Beispiel notwendig, da der Hörgerätträger
zusätzlich ein Cochlea-Implantat 12 trägt,
welches praktisch ausschließlich hohe Töne wahrnehmen
lässt. Um Verstimmungen bei der Wahrnehmung so weit wie
möglich zu reduzieren, sollte daher bei dem HdO-Hörgerät 11 der
tiefere Frequenzbereich zum höheren Frequenzbereich hin
angehoben bzw. transponiert werden.
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Im
vorliegenden Fall dient die Fernbedienung 10 dazu, die
Transposition auszulösen bzw. zu aktivieren. Darüber
hinaus ist es mit der symbolisch dargestellten Fernbedienung 10 möglich,
durch die Tasten 100 und 101 denjenigen Frequenzbereich festzulegen,
der transponiert werden soll. Es kann dabei eine individuelle Untergrenze
und Obergrenze des Frequenzbereichs festgelegt werden. Darüber hinaus
kann mit der Fernbedienung 10 bestimmt werden, wie stark
und in welche Richtung die Transposition durchgeführt werden
soll. Dies bedeutet, dass der Hörgeräteträger
festlegen kann, um welches Intervall ein Frequenzbereich verschoben
werden soll. Die Fernbedienung 10 verfügt hierzu
symbolisch über die Tasten 102 und 103,
mit denen eine Transposition in positiver und negativer Richtung
durchgeführt werden kann.
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Günstigerweise
erfolgt die Transposition um so genannte ”musikalische
Intervalle”. Darunter werden hier ein Halbton und ganzzahlige
Vielfache davon verstanden. Insbesondere soll also die Transposition
um einen Halbton, einen ganzen Ton, eine kleine Terz, eine große
Terz, eine Quarte, eine Quinte, eine Oktave und dergleichen erfolgen.
Besonders vorteilhaft ist die Transposition um eine Oktave, da natürliche
Töne in der Regel zusammen mit ihren Obertönen
auftreten und somit bei der Transposition wieder die Obertöne
und Grundschwingungen übereinander zu liegen kommen. Dadurch
entsteht wieder ein harmonischer Klangeindruck.
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Da
jedoch jeder Hörgeräteträger bzw. jeder Nutzer
einer Hörvorrichtung ein individuelles Gehör besitzt,
sind die Schall wahrnehmungen entsprechend verschieden ebenso wie
die eventuellen natürlichen Verstimmungen. Es ist daher
von Vorteil, wenn die Transposition auch sehr fein abgestimmt werden kann
(Feintuning). Beispielsweise könnte eine Feinabstimmung
zwischen –40 und +40 Cents in 20 Cent-Schritten erfolgen.
Das gesamte Verstimmen erfolgt somit in zwei Schritten: zunächst
erfolgt eine grobe Transposition um ein musikalisches Intervall und
anschließend ein Feintuning.
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Die
Fernbedienung kann außerdem über einen Speicher
verfügen, mit dem die Transpositionsweite, d. h. das Transpositionsintervall,
abgespeichert wird. Wenn dann die Transposition durch die Fernbedienung
(gegebenenfalls auch direkt an dem Hörgerät) beispielsweise
durch einen separaten Knopf aktiviert wird, erfolgt die Transposition
um das vorab festgelegte Intervall. In einer vereinfachten Version
könnte das Transpositionsintervall auch fest vorgegeben
sein und die Fernbedienung lediglich über einen Aktivierungsknopf
verfügen, um die fest vorgegebene Transposition durchzuführen.
In jedem Fall liegt es also in der Hand des Hörgeräteträgers bzw.
des Nutzers der Hörvorrichtung selbst, die Transposition
auszuführen oder nicht bzw. die Transposition in gewünschter
Weise zu parametrisieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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