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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen einer Kompressionskennlinie mit mehreren Kompressionskniepunkten und mehreren Kompressionsverhältnissen bei einem Hörhilfegerät. Ferner betrifft die Erfindung ein Hörhilfegerät zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.
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Beim Betrieb von Hörhilfegeräten ist unter dem Begriff AGC (automatic gain control) bekannt, die von dem Hörhilfegerät ausgeführte Verstärkung an den Signalpegel des Eingangssignals anzupassen. Dabei wird in der Regel oberhalb eines Kniepunktes des Eingangssignalpegels die Verstärkung reduziert. Trägt man den Ausgangssignalpegel über dem Eingangssignalpegel in einem Diagramm auf, so ergibt sich beispielsweise eine Kompressionskennlinie, die bis zu einem Kniepunkt die Steigung 1 aufweist (es findet also keine Kompression in diesem Bereich statt) und die oberhalb des Kniepunktes eine Steigung kleiner 1 aufweist, wobei die Zunahme des Eingangssignalpegels im Verhältnis zur Zunahme des Ausgangssignalpegels als Kompressionsverhältnis bezeichnet wird.
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Es sind auch Hörhilfegeräte bekannt, bei denen die Kompressionskennlinie zwei oder mehr Kompressionskniepunkte und entsprechend zwei oder mehr Kompressionsverhältnisse aufweist.
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Weiterhin sind ”lernfähige” bzw. ”trainierbare” Hörhilfegeräte bekannt, bei denen der Verlauf der Kompressionskennlinie an von einem Benutzer vorgenommene Lautstärke-Einstellungen angepasst (adaptiert) werden kann.
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DE 10 2010 022 632 A1 beschreibt ein Verfahren zur Einstellung einer Verstärkungskennlinie bei Hörhilfegeräten sowie ein Hörhilfegerät zur Durchführung des Verfahrens. Dabei wird eine Erhöhung des Ausgangssignalpegels in einen Bereich des Verstärkungs- bzw. Kompressionskennlinienfeldes vorgenommen, für den der maximale Ausgangssignalpegel noch nicht erreicht ist. Von einem Benutzer bevorzugte Einstellungen hinsichtlich der Verstärkung und/oder Kompression werden vom Hörhilfegerät situationsabhängig gelernt.
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Aus
DE 10 2008 019 898 A1 sind ein Hörgerät und ein Verfahren zum Erlernen von Änderungen der Hörgeräteeinstellungen bekannt. Dabei wird ein gewünschter Einstellwert in das Hörgerät eingegeben und zu verwendende Einstellwerte in Abhängigkeit von dem gewünschten Einstellwert gelernt, wobei der Einstellwert eine Verstärkung oder eine Kompression umfassen kann.
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Aus der Veröffentlichung von Justin Zakis: „PDA training algorithm for 1st Trail-Version 2”, CRC Hear, Commercial-In-Conference, page 1 of 9, 28-Sep-2004, ist ein Lernalgorithmus bekannt, bei dem für eine vorgegebene Kompressionskennlinie mit einem einzigen Kompressionskniepunkt und einem bestimmten Kompressionsverhältnis oberhalb des Kompressionskniepunktes in Abhängigkeit einer von einem Benutzer vorgenommenen Änderung einer Lautstärkeeinstellung eine neue, an die veränderte Lautstärkeeinstellung angepasste Kompressionskennlinie gelernt wird.
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Der bekannte Kompressionslernalgorithmus für Hörgeräte ist auf Kompressionskennlinien mit einem einzigen Kompressionskniepunkt beschränkt. Fortschrittlichere Kompressionskennlinien für Hörhilfegeräte weisen jedoch mehr als einen Kompressionskniepunkt und entsprechend mehrere unterschiedliche Kompressionsverhältnisse auf, um eine bessere Anpassung der Kompression an diverse Vorgaben und Ziele zu erreichen. Ein Lernalgorithmus für eine Kompressionskennlinie mit mehreren Kniepunkten ist jedoch sehr viel aufwendiger als ein Lernalgorithmus für eine Kompressionskennlinie mit einem Kniepunkt. Er benötigt zusätzlichen Rechen- und Speicherbedarf im Hörhilfegerät. Weiterhin müsste die Wirksamkeit derartiger Lernalgorithmen für Kompressionskennlinien mit mehreren Kniepunkten erst in zeitintensiven klinischen Studien überprüft werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen einfachen und mit wenig Rechen- und Speicherbedarf in einem Hörhilfegerät ausführbaren Lernalgorithmus für Kompressionskennlinien mit mehreren Kompressionskniepunkten zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Einstellen einer Kompressionskennlinie mit mehreren Kompressionskniepunkten und mehreren Kompressionsverhältnissen während des Betriebes eines Hörhilfegerätes mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Verfahrensschritten gelöst. Ferner wird die Aufgabe durch ein Hörhilfegerät mit den im Patentanspruch 7 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Die Erfindung geht von einem Hörhilfegerät aus, bei dem eine bestimmte erste Kompressionskennlinie eingestellt ist. Beispielsweise kann die erste Kompressionskennlinie bei der Anpassung eines Hörhilfegerätes durch einen Hörgeräteakustiker eingestellt werden. Die im Zusammenhang mit der Erfindung vorgegebene erste Kompressionskennlinie weist wenigstens zwei unterschiedliche erste Kompressionskniepunkte und entsprechend wenigstens zwei unterschiedliche erste Kompressionsverhältnisse auf.
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Das Lernen einer neuen Kompressionskennlinie während des Betriebs des Hörhilfegerätes wird durch eine Veränderung der Lautstärke-Einstellung durch den Benutzer ausgelöst. Zur Lautstärkeeinstellung umfasst das Hörhilfegerät ein Bedienelement an dem Hörhilfegerät oder einer Fernbedienung. Gemäß der Erfindung soll die Veränderung der Lautstärke-Einstellung automatisch auch eine Veränderung der Kompressionskennlinie und insbesondere eine Veränderung wenigstens eines Kompressionsverhältnisses nach sich ziehen. Die Grundidee der Erfindung besteht dabei darin, aus der vorgegebenen ersten Kompressionskennlinie mit mehreren ersten Kompressionskniepunkten und mehreren ersten Kompressionsverhältnissen zunächst eine zweite Kompressionskennlinie mit einem einzigen zweiten Kompressionskniepunkt und einem einzigen zweiten Kompressionsverhältnis (für Eingangssignalpegel oberhalb des Kompressionskniepunktes) zu bestimmen, für die dann ein bekannter Lern-Algorithmus angewandt werden kann. Daraus ergibt sich zunächst eine gelernte zweite Kompressionskennlinie mit einem einzigen gelernten zweiten Kompressionskniepunkt und einem einzigen gelernten zweiten Kompressionsverhältnis.
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Schließlich wird die gelernte zweite Kompressionskennlinie mit einem einzigen gelernten zweiten Kompressionskniepunkt und einem einzigen gelernten zweiten Kompressionsverhältnis in eine gelernte erste Kompressionskennlinie mit mehreren gelernten ersten Kompressionskniepunkten und mehreren gelernten ersten Kompressionsverhältnissen überführt.
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Die Erfindung bietet den Vorteil, dass zum Lernen einer Kompressionskennlinie mit mehreren Kompressionskniepunkten und mehreren Kompressionsverhältnissen auf einen einfachen und bekannten Lernalgorithmus für eine Kompressionskennlinie mit einem einzigen Kompressionskniepunkt und einem einzigen Kompressionsverhältnis zurückgegriffen werden kann. Durch diese Vorgehensweise erreicht man die Funktionalität eines Lernalgorithmus für Kennlinien mit mehreren Kniepunkten, ohne dafür einen großen Entwicklungsaufwand betreiben zu müssen. Weiterhin wird zur Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens kein zusätzlicher Speicherplatz zum Speichern zusätzlicher trainierter Kompressionsverhältnisse benötigt. Da zum Lernen der Verstärkung und der Kompressionsverhältnisse auf bekannte Lernalgorithmen zurückgegriffen werden kann, besteht zudem kein Bedarf an zeit- und kostenintensiven klinischen Studien, um einen komplett neuen Lernalgorithmus zu validieren.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung mit einer vorgegebenen ersten Kompressionskennlinie KL1 mit zwei ersten Kompressionskniepunkten CK11 und CK12 und zwei ersten Kompressionsverhältnissen CR11 und CR12 wird zunächst ein zweites Kompressionsverhältnis CR2 für eine zweite Kompressionskennlinie KL2 mit einem einzigen zweiten Kompressionskniepunkt CK2 und dem einzigen zweiten Kompressionsverhältnis CR2 in Abhängigkeit eines maximalen Signaleingangspegels L
In,Max nach folgender Formel bestimmt:
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Dabei ist LIn,Max der Signalpegel des Eingangssignals, bis zu dem bei dem betreffenden Hörhilfegerät eine ”reguläre” Signalverarbeitung erfolgt, und oberhalb dessen beispielsweise eine Pegelbegrenzung (Clipping) durchgeführt wird.
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Auf Basis der zweiten Kompressionskennlinie KL2 wird anschließend ein bekannter Lernalgorithmus, insbesondere der einleitend genannte Lern-Algorithmus gemäß der Veröffentlichung von Justin Zakis, zum Ermitteln einer gelernten zweiten Kompressionskennlinie KL2_train mit einer gelernten Verstärkung gain2_train sowie einem einzigen gelernten zweiten Kompressionsverhältnisses CR2_train auf die Kompressionskennlinie KL2 mit einem einzigen zweiten Kompressionskniepunkt CK2 und einem einzigen zweiten Kompressionsverhältnis CR2 angewandt. Als gelernter zweiter Kompressionskniepunkt CK2_train der gelernten zweiten Kompressionskennlinie KL2_train wird vorzugsweise der untere erste Kompressionskniepunkt CK11 der ersten Kompressionskennlinie KL1 mit den zwei ersten Kompressionskniepunkten CK11 und CK12 gewählt. Aus dem so ermittelten gelernten zweiten Kompressionsverhältnis CR2_train für die gelernte zweite Kompressionskennlinie KL2_train werden anschließend die beiden gelernten ersten Kompressionsverhältnisse CR11_train und CR12_train für eine gelernte erste Kompressionskennlinie KL1_train mit den ersten Kompressionskniepunkten CK11 und CK12 folgendermaßen bestimmt:
- a) bei einer Veränderung der Lautstärkeeinstellung bei einem Eingangspegel CK2:
- b) bei einer Veränderung der Lautstärkeeinstellung bei einem Eingangspegel > CK2: CR11_train = CR11
- c) unabhängig vom Eingangspegel bei der Veränderung der Lautstärkeeinstellung:
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Die Kompressionskniepunkte CK11 und CK12 liegen also für die erste Kompressionskennlinie KL1 und für die gelernte erste Kompressionskennlinie KL1_train stets bei denselben Eingangssignalpegeln.
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Die beschriebene Vorgehensweise für eine erste Kompressionskennlinie mit zwei ersten Kompressionskniepunkten kann analog auf Kompressionskennlinien mit mehr als zwei Kompressionskniepunkten erweitert werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 ein Ablaufdiagramm zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
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2 ein Hörhilfegerät zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens im stark vereinfachten Blockschaltbild und
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3 ein Diagramm mit einer vorgegebenen und einer gelernten Kompressionskennlinie mit zwei Kompressionskniepunkten und zwei Kompressionsverhältnissen.
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In 1 sind die maßgeblichen Verfahrensschritte zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht. In einem ersten Verfahrensschritt S1 wird hierbei eine erste Kompressionskennlinie KL1 mit mehreren ersten Kompressionskniepunkten und mehreren ersten Kompressionsverhältnissen vorgegeben. Die vorgegebene erste Kompressionskennlinie KL1 kann beispielsweise bei der Anpassung des Hörhilfegerätes durch einen Hörgeräteakustiker eingestellt werden. Die vorgegebene erste Kompressionskennlinie KL1 kann aber auch aus einer ursprünglich vorgegebenen ersten Kompressionskennlinie und wenigstens einem bereits zuvor durchgeführten Lernzyklus hervorgegangen sein.
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Der eigentliche Lernzyklus beginnt mit einer Veränderung der Lautstärke-Einstellung durch den Benutzer in einem Verfahrensschritt S2. Die Veränderung der Lautstärke-Einstellung wird beispielsweise durch manuelle Betätigung eines Lautstärkestellers durch den Benutzer bewirkt. Ohne einen Lern-Algorithmus würde die Veränderung der Lautstärke-Einstellung lediglich eine Parallel-Verschiebung der Kompressionskennlinie bedeuten, ohne dabei die Kompressionsverhältnisse zu verändern. Durch den Lernalgorithmus wird jedoch eine neue Kompressionskennlinie mit gegenüber der ursprünglich vorgegebenen Kompressionskennlinie veränderten Kompressionsverhältnissen erzeugt.
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Gemäß der Erfindung wird in einem Verfahrensschritt S3 zunächst aus der vorgegebenen ersten Kompressionskennlinie KL1 mit mehreren ersten Kompressionskniepunkten und mehreren ersten Kompressionsverhältnissen eine zweite Kompressionskennlinie KL2 mit einem einzigen zweiten Kompressionskniepunkt und einem einzigen zweiten Kompressionsverhältnis bestimmt.
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Anschließend wird in einem Verfahrensschritt S4 ein Lernalgorithmus auf die zweite Kompressionskennlinie KL2 mit dem einzigen zweiten Kompressionskniepunkt und einem einzigen zweiten Kompressionsverhältnis angewandt, woraus eine gelernte zweite Kompressionskennlinie KL2_train mit einem einzigen gelernten zweiten Kompressionsverhältnis sowie einer einzigen gelernten Verstärkung hervorgeht.
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In einem nachfolgenden Verfahrensschritt S5 werden ausgehend von der gelernten zweiten Kompressionskennlinie KL2_train aus deren einzigem gelernten zweiten Kompressionsverhältnis mehrere gelernte erste Kompressionsverhältnisse bestimmt, woraus letztendlich eine gelernte erste Kompressionskennlinie KL1_train mit den gelernten ersten Kompressionsverhältnissen CR11_train und CR12_train resultiert.
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2 zeigt ein Hörhilfegerät 1 gemäß der Erfindung im stark vereinfachten Blockschaltbild. Das Hörhilfegerät 1 umfasst ein Mikrofon 2 zur Aufnahme eines akustischen Eingangssignals und Wandlung in ein elektrisches Eingangssignal. Das elektrische Eingangssignal ist einer Signalverarbeitungseinheit 3 zugeführt, in der eine an den individuellen Hörverlust eines Benutzers angepasste Signalverarbeitung erfolgt. Es resultiert schließlich ein elektrisches Ausgangssignal, das zur Wandlung in ein akustisches Ausgangssignal einem Hörer 4 zugeführt wird. Für die Lautstärke-Einstellung umfasst das Hörhilfegerät 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel ferner einen Lautstärkesteller (Volume Control) 5, der eine Anpassung der Lautstärkeeinstellung durch den Benutzer während des Betriebes des Hörhilfegerätes erlaubt.
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3 zeigt eine vorgegebene erste Kompressionskennlinie KL1 eines Hörhilfegerätes, aus der der Ausgangssignalpegel Lout in Abhängigkeit des Eingangssignalpegels Lin und somit die von dem betreffenden Hörhilfegerät bewirkte Verstärkung in Abhängigkeit des Eingangssignalpegels Lin ersichtlich ist. Für Eingangssignalpegel bis zu einem unteren ersten Kompressionskniepunkt CK11 erfolgt eine unkomprimierte Verstärkung des Eingangssignals um den Wert V. In einem Bereich des Eingangssignalpegels Lin zwischen dem unteren ersten Kompressionskniepunkt CK11 und einem oberen ersten Kompressionskniepunkt CK12 erfolgt eine komprimierte Verstärkung mit einem niedrigeren ersten Kompressionsverhältnis CR11. Das Verhältnis ΔLin zu ΔLout im Bereich zwischen den beiden ersten Kompressionskniepunkten CK11 und CK12 und damit das Kompressionsverhältnis CR11 beträgt im Ausführungsbeispiel ca. 2:1. Oberhalb des oberen ersten Kompressionskniepunktes CK12 weist ein höheres erstes Kompressionsverhältnis CR12 im Ausführungsbeispiel ca. den Wert 4:1 auf.
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In dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 erfolgt durch die Betätigung eines Lautstärkestellers durch den Benutzer eine Verringerung der Lautstärkeeinstellung und damit eine Reduzierung der Verstärkung um den Wert ΔV, die bei einem Eingangssignalpegel LIn,1 zwischen den beiden Kompressionskniepunkten CK11 und CK12 vorgenommen wird. In dieser Situation werden nun, wie zuvor beschrieben, automatisch die beiden Kompressionsverhältnisse CR11_train sowie CR12_train ermittelt, woraus sich schließlich die aus 3 ersichtliche, gelernte erste Kompressionskennlinie KL1_train ergibt. Auch diese hat zwei Kompressionskniepunkte, die mit den Kompressionskniepunkten CK11 und CK12 der ursprünglichen ersten Kompressionskennlinie KL1 übereinstimmen. Im Unterschied zu der ersten Kompressionskennlinie KL1 weist die gelernte erste Kompressionskennlinie KL1_train jedoch die beiden von CR11 und CR12 verschiedenen gelernten ersten Kompressionsverhältnisse CR11_train und CR12_train auf. Dabei ergibt sich die gelernte erste Kompressionskennlinie KL1_train mit den gelernten ersten Kompressionsverhältnissen CR11_train und CR12_train und den ursprünglichen Kompressionskniepunkten CK11 und CK12 aus der ursprünglich vorgegebenen ersten Kompressionskennlinie KL1 mit den beiden ersten Kompressionskniepunkten CK11 und CK12 unter Anwendung des erfindungsgemäßen Lernalgorithmus – und damit über den ”Umweg” einer zweiten Kompressionskennlinie KL2 mit einem einzigen zweiten Kompressionskniepunkt CK2 und einem einzigen zweiten Kompressionsverhältnis CR2 sowie einer gelernten zweiten Kompressionskennlinie KL2_train mit einem einzigen gelernten zweiten Kompressionskniepunkt CK2_train und einem einzigen gelernten zweiten Kompressionsverhältnis CR2_train (nicht dargestellt).
