DE102012206759A1

DE102012206759A1 - Method for controlling a directional characteristic and hearing system

Info

Publication number: DE102012206759A1
Application number: DE102012206759A
Authority: DE
Inventors: Marc Aubreville; Eghart Fischer; Stefan Wehr
Original assignee: Siemens Medical Instruments Pte Ltd
Current assignee: Sivantos Pte Ltd
Priority date: 2012-04-25
Filing date: 2012-04-25
Publication date: 2013-10-31
Anticipated expiration: 2032-04-26
Also published as: AU2013203174A1; EP2658289A1; AU2013203174B2; EP2658289B1; DK2658289T3; DE102012206759B4

Abstract

Eine Richtcharakteristik einer Mikrofoneinrichtung eines Hörsystems soll zuverlässiger gesteuert werden können. Hierzu wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem ein erster Merkmalswert (m1) bezüglich Sprache in einem einer ersten Richtung zugeordneten ersten Signal einer Mikrofoneinrichtung und ein zweiter Merkmalswert (m2) bezüglich Sprache in einem einer zweiten Richtung zugeordneten zweiten Signal der Mikrofoneinrichtung ermittelt wird. Aus der Differenz der beiden Merkmalswerte (m1, m2) wird ein Steuerwert (w) gewonnen. Mit diesem Steuerwert wird die Richtcharakteristik der Mikrofoneinrichtung gesteuert.A directional characteristic of a microphone device of a hearing system should be able to be controlled more reliably. To this end, a method is proposed in which a first feature value (m1) with respect to speech in a first direction of a microphone device associated with a first direction and a second feature value (m2) with respect to speech is determined in a second signal of the microphone device assigned to a second direction. From the difference between the two feature values (m1, m2), a control value (w) is obtained. With this control value, the directional characteristic of the microphone device is controlled.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Richtcharakteristik einer Mikrophoneinrichtung eines optional (binauralen) Hörsystems mit einer ersten Hörvorrichtung und einer zweiten Hörvorrichtung. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein entsprechendes (binaurales) Hörsystem. Unter einer Hörvorrichtung wird hier jedes im oder am Ohr tragbare, einen Schallreiz verursachende Gerät, insbesondere ein Hörgerät, ein Headset, Kopfhörer und dergleichen verstanden. The present invention relates to a method for controlling a directional characteristic of a microphone device of an optional (binaural) hearing system having a first hearing device and a second hearing device. Moreover, the present invention relates to a corresponding (binaural) hearing system. A hearing device here means any device which can be worn in or on the ear and causes a sound stimulus, in particular a hearing device, a headset, headphones and the like.

Hörgeräte sind tragbare Hörvorrichtungen, die zur Versorgung von Schwerhörenden 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. Hearing aids are portable hearing aids that are used to care for the hearing impaired. In order to meet the numerous individual needs, different types of hearing aids such as behind-the-ear hearing aids (BTE), hearing aid with external receiver (RIC: receiver in the canal) and in-the-ear hearing aids (ITE), e.g. Concha hearing aids or canal hearing aids (ITE, CIC). The hearing aids listed by way of example are worn on the outer ear or in the ear canal. In addition, bone conduction hearing aids, implantable or vibrotactile hearing aids are also available on the market. The stimulation of the damaged hearing takes place either mechanically or electrically.

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 Hinterdem-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. Hearing aids have in principle as essential components an input transducer, an amplifier and an output transducer. The input transducer is usually a sound receiver, z. As a microphone, and / or an electromagnetic receiver, for. B. an induction coil. The output transducer is usually used as an electroacoustic transducer, z. As miniature speaker, or as an electromechanical transducer, z. B. bone conduction, realized. The amplifier is usually integrated in a signal processing unit. This basic structure is in 1 illustrated by the example of a behind-the-ear hearing aid. In a hearing aid housing 1 To carry behind the ear are one or more microphones 2 built-in for recording the sound from the environment. A signal processing unit 3 also in the hearing aid housing 1 is integrated, processes the microphone signals and amplifies them. The output signal of the signal processing unit 3 goes to a speaker or listener 4 transmitted, which emits an acoustic signal. The sound is optionally transmitted via a sound tube, which is fixed with an earmold in the ear canal, to the eardrum of the device carrier. The power supply of the hearing aid and in particular the signal processing unit 3 done by a likewise in the hearing aid housing 1 integrated battery 5 ,

Viele Hörgeräte haben heute die Möglichkeit, das Direktionalmikrofon zwischen einem Direktionalmodus, einem Anti-Direktionalmodus und einem Omni-Direktionalmodus automatisch zu steuern. Dementsprechend wird der Schall eher von vorne oder von hinten verstärkt, oder aber er wird von allen Richtungen ohne Direktionalität gleich verarbeitet. Das automatische Steuern basiert in der Regel auf der Ermittlung von Sprachmerkmalen, die aus den Mikrofonsignalen extrahiert werden. In einer kritischen Situation, wenn sich beispielsweise mehrere Leute in einem Raum befinden, kann diese automatische Steuerfunktion zu inakzeptablen Entscheidungen führen. Speziell, wenn zwei Sprecher aus unterschiedlichen Richtungen bezüglich des Hörgeräteträgers sprechen, kann dies zu häufigen Schaltvorgängen führen. Daraus ergibt sich ein ständig fluktuierender Schalleindruck, der den Hörgeräteträger verwirrt. Many hearing aids today have the ability to automatically control the directional microphone between a directional mode, an anti-directional mode, and an omni-directional mode. Accordingly, the sound is amplified from the front or the rear, or it is processed equally from all directions without directionality. Automatic control is usually based on the detection of speech features extracted from the microphone signals. In a critical situation, such as having multiple people in a room, this automatic control function can lead to unacceptable decisions. Specifically, when two speakers speak from different directions with respect to the hearing aid wearer, this can lead to frequent switching operations. This results in a constantly fluctuating sound impression that confuses the hearing aid wearer.

Wenn in einem konkreten Beispiel ein Direktionalmikrofon dazu verwendet wird, den Schall von einer Seite des Hörgeräteträgers zu verstärken, kann das Schalten zwischen den Richtungen „links“ und „rechts“ zu sehr unangenehmen Schwankungen im Schalleindruck führen. Insbesondere würde das Hörgerät bei einer sprechenden Person auf der linken Seite und einer sprechenden Person auf der rechten Seite des Hörgeräteträgers ständig zum lauteren Sprecher schaltet. Wenn beide Sprecher einen vergleichbaren Pegel besitzen, würde zwischen ihnen hin- und hergeschaltet werden, was hinsichtlich eines Sprechers zu starken Differenzen des jeweiligen Schallpegels führen würde. In a concrete example, when a directional microphone is used to amplify the sound from one side of the hearing aid wearer, switching between the "left" and "right" directions can lead to very unpleasant fluctuations in the sound impression. In particular, the hearing aid would constantly switch to a louder speaker in the case of a speaking person on the left side and a person speaking on the right side of the hearing device wearer. If both speakers have a comparable level, they would be switched back and forth, which would lead to strong differences in the respective sound level with respect to a speaker.

Dieser Problematik ist man bislang dadurch begegnet, dass zwischen beiden Mikrofonrichtungen sehr langsam hin- und hergeblendet wurde. Hierdurch sind rasche Änderungen hinsichtlich der Richtungsentscheidung für den Träger nicht so sehr wahrnehmbar. This problem has been encountered by the fact that was very slowly back and forth between the two microphone directions. As a result, rapid changes in the direction decision for the wearer are not so noticeable.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Hörsystem mit mindestens einer Hörvorrichtung hinsichtlich der Richtcharakteristik stabiler steuern zu können. Darüber hinaus soll ein entsprechendes (optional binaurales) Hörsystem bereitgestellt werden. The object of the present invention is therefore to be able to more stably control a hearing system with at least one hearing device with regard to the directional characteristic. In addition, a corresponding (optionally binaural) hearing system is to be provided.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Steuern einer Richtcharakteristik einer Mikrofoneinrichtung eines Hörsystems mit mindestens einer Hörvorrichtung durch

– Ermitteln eines ersten Merkmalwerts bezüglich Sprache in einem einer ersten Richtung zugeordneten ersten Signal der Mikrofoneinrichtung,
– Ermitteln eines zweiten Merkmalwerts bezüglich Sprache in einem einer zweiten Richtung zugeordneten zweiten Signal der Mikrofoneinrichtung,
– Gewinnen eines Steuerwerts aus den beiden Merkmalswerten und
– Steuern der Richtcharakteristik der Mikrofoneinrichtung anhand des Steuerwerts.

According to the invention, this object is achieved by a method for controlling a directional characteristic of a microphone device of a hearing system with at least one hearing device

Determining a first feature value with respect to speech in a first signal of the microphone device associated with a first direction,
Determining a second feature value with respect to speech in a second signal of the microphone device assigned to a second direction,
- Obtaining a control value from the two feature values and
- Controlling the directional characteristic of the microphone device based on the control value.

Darüber hinaus wird erfindungsgemäß bereitgestellt ein (binaurales) Hörsystem mit

– mindestens einer Hörvorrichtung, wobei
– die Hörvorrichtung eine Mikrofoneinrichtung mit einer Richtcharakteristik aufweist, wobei
– die Mikrofoneinrichtung ausgebildet ist zum Ermitteln eines ersten Merkmalwerts bezüglich Sprache in einem einer ersten Richtung zugeordneten ersten Signal der Mikrofoneinrichtung und zum Ermitteln eines zweiten Merkmalwerts bezüglich Sprache in einem einer zweiten Richtung zugeordneten zweiten Signal der Mikrofoneinrichtung,
– in der mindestens einen Hörvorrichtung eine Steuereinrichtung ausgebildet ist zum Gewinnen eines Steuerwerts aus den beiden Merkmalswerten und zum Steuern der Richtcharakteristik der Mikrofoneinrichtung anhand des Steuerwerts.

In addition, the invention provides a (binaural) hearing system

- At least one hearing device, wherein
- The hearing device has a microphone device with a directional characteristic, wherein
The microphone device is designed to determine a first feature value with respect to speech in a first signal of the microphone device assigned to a first direction and to determine a second feature value with respect to speech in a second signal of the microphone device assigned to a second direction;
- In the at least one hearing device, a control device is designed to obtain a control value from the two feature values and to control the directional characteristic of the microphone device based on the control value.

In vorteilhafter Weise werden also die Signale von zwei verschiedenen Richtungen analysiert im Hinblick auf Sprachmerkmale, d. h. eine oder mehrere für Sprache charakteristische Eigenschaften, analysiert. Diese Analyse führt zu Merkmalswerten, deren Differenz oder andere Verknüpfung zur Steuerung der Richtcharakteristik des Hörsystems verwendet werden kann. Somit dient also der Unterschied zwischen Werten, die für Sprache charakteristisch sind, als zuverlässiges Entscheidungskriterium für die Ausbildung der Richtcharakteristik eines Hörsystems. Advantageously, therefore, the signals from two different directions are analyzed with respect to speech features, i. H. one or more properties characteristic of speech, analyzed. This analysis leads to feature values whose difference or other combination can be used to control the directional characteristic of the hearing system. Thus, therefore, the difference between values characteristic of speech serves as a reliable decision criterion for the formation of the directional characteristic of a hearing system.

Vorzugsweise ist die erste Richtung zur zweiten Richtung entgegengesetzt. Es werden hinsichtlich der sprachcharakteristischen Eigenschaften also Signale aus entgegengesetzten Richtungen analysiert. Dies hat den Vorteil, dass dadurch zwei Halbräume separat voneinander analysiert werden können, und die Richtcharakteristik entsprechend ausgebildet werden kann. Insbesondere ist es günstig, wenn die Hörvorrichtung bestimmungsgemäß in oder an den beiden Ohren eines Nutzers getragen wird, und die erste Richtung bezüglich des Nutzers nach links oder vorne weist. Dementsprechend weist dann die zweite Richtung bezüglich des Nutzers nach rechts oder hinten. Preferably, the first direction is opposite to the second direction. Thus, with regard to the characteristics of speech characteristics, signals from opposite directions are analyzed. This has the advantage that thereby two half-spaces can be analyzed separately from each other, and the directional characteristic can be designed accordingly. In particular, it is favorable if the hearing device is intended to be carried in or on the two ears of a user, and the first direction points to the left or the front with respect to the user. Accordingly, the second direction then points to the right or rear with respect to the user.

Die Merkmalswerte können jeweils eine Wahrscheinlichkeit darstellen, mit der Sprache im jeweiligen Signal der Mikrofoneinrichtung vorhanden ist. Darüber hinaus können sie auch einfach eine Amplitude oder einen Pegel eines als Sprache qualifizierten Signals darstellen. The feature values can each represent a probability with which speech is present in the respective signal of the microphone device. In addition, they may also simply represent an amplitude or level of a signal qualified as speech.

Zum Gewinnen des Steuerwerts kann die Differenz der beiden Merkmalswerte auf das Minimum der beiden Merkmalswerte bezogen werden. Der Bezug sollte insbesondere durch Division der Differenz durch das Minimum der beiden Merkmalswerte hergestellt werden. Dadurch ergibt sich ein reiner Zahlenwert, bei dem auch Signal-Rausch-Verhältnisse berücksichtigt sind. To obtain the control value, the difference between the two feature values can be related to the minimum of the two feature values. In particular, the reference should be made by dividing the difference by the minimum of the two feature values. This results in a pure numerical value, in which signal-to-noise ratios are taken into account.

Der Steuerwert kann gemäß einer Ausführungsform mittels einer frei wählbaren Zuordnungsvorschrift aus der auf das Minimum bezogenen Differenz gewonnen werden. Damit kann die Entscheidungsfindung noch eindeutiger gestaltet werden. Beispielsweise kann auch eine Hysterese eingebaut werden. The control value can be obtained according to an embodiment by means of a freely selectable assignment rule from the minimum difference. Thus, the decision-making can be made even clearer. For example, a hysteresis can also be installed.

Vorteilhaft ist außerdem, wenn die Richtcharakteristik durch Überlagern eines Direktionalsignals und eines Omnidirektionalsignals der Mikrofoneinrichtung gebildet wird, und dabei das Direktionalsignal und das Omnidirektionalsignal mit Hilfe des Steuerwerts gewichtet werden. Dadurch ist es möglich, dass die Mikrofoneinrichtung von einem Direktionalbetrieb in einen Omnidirektionalbetrieb oder umgekehrt übergeblendet wird. It is also advantageous if the directional characteristic is formed by superimposing a directional signal and an omnidirectional signal of the microphone device, and thereby weighting the direction signal and the omnidirection signal by means of the control value. This makes it possible that the microphone device is blended from a directional operation in an omnidirectional operation or vice versa.

Speziell kann das Verfahren so realisiert sein, dass die Direktionalität der Richtcharakteristik mit steigendem Steuerwert ausgehend von der Omnidirektionalität zunimmt. Das System kann aber auch so ausgebildet sein, dass abhängig vom steigenden Steuerwert von einer Richtung auf eine andere Richtung übergeblendet wird. In particular, the method can be implemented such that the directionality of the directional characteristic increases with increasing control value on the basis of omnidirectionality. However, the system can also be designed such that, depending on the increasing control value, it is superimposed from one direction to another direction.

Besonders vorteilhaft ist, wenn eine Datenverbindung zwischen der mindestens einen und einer weiteren Hörvorrichtung des Hörsystems in Abhängigkeit von der Richtcharakteristik aktiviert und/oder deaktiviert wird. Hierdurch ist es möglich, dass, falls die automatische Steuerung der Richtcharakteristik eine Omnidirektionaliät der Mikrofoneinrichtung vorgibt, ein Datenaustausch zwischen den beiden Hörvorrichtungen unterbunden wird, was zu erheblichen Energieeinsparungen führt. It is particularly advantageous if a data connection between the at least one and a further hearing device of the hearing system is activated and / or deactivated as a function of the directional characteristic. This makes it possible that, if the automatic control of the directional characteristic specifies a Omnidirektionaliät the microphone device, a data exchange between the two hearing devices is prevented, resulting in significant energy savings.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen: The present invention will be further explained with reference to the accompanying drawings, in which:

1 den prinzipiellen Aufbau eines Hörgeräts gemäß dem Stand der Technik; 1 the basic structure of a hearing aid according to the prior art;

2 ein Blockschaltdiagramm eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels und 2 a block diagram of an embodiment of the invention and

3 eine beispielhafte Lookup-Tabelle für die Gewinnung eines Steuersignals. 3 an exemplary lookup table for obtaining a control signal.

Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. The embodiments described in more detail below represent preferred embodiments of the present invention.

Gemäß einer Ausführungsform ist ein Hörgerätesystem mit zwei Hörgeräten (erste Hörvorrichtung und zweite Hörvorrichtung) vorgesehen. Zwischen beiden Hörgeräten besteht eine Datenverbindung, sodass die Ausgangssignale beider Hörgeräte gemeinsam verarbeitbar sind. Insbesondere lässt sich durch die datentechnisch miteinander verbundenen Hörgeräte eine Mikrofoneinrichtung realisieren, deren Richtcharakteristik im gesamten Raum nahezu beliebig variierbar ist, sofern die beiden Hörgeräte bestimmungsgemäß in oder an den Ohren des Hörgeräteträgers getragen werden. Die Richtcharakteristik kann mehr oder weniger scharf auf eine Quelle gerichtet werden. Man spricht von einem direktionalen „Beamformer“ (Strahlformer), dessen Intensität bzw. Strahlbreite variierbar ist. Im omnidirektionalen Betrieb wird von allen Richtungen gleichmäßig Schall aufgenommen, während im Direktionalbetrieb der Empfangsstrahl in eine bestimmte Richtung ausgerichtet ist. In dieser Vorzugsrichtung hat die Mikrofoneinrichtung (hier das Richtmikrofon) eine höhere Empfindlichkeit, während sie in anderen Richtungen mehr oder weniger stark gedämpft ist. According to one embodiment, a hearing aid system with two hearing aids (first hearing device and second hearing device) is provided. There is a data connection between the two hearing aids so that the output signals of both hearing aids can be processed together. In particular, can be realized by the data technically interconnected hearing aids a microphone device, the directional characteristic in the entire space is almost arbitrarily variable, provided that the two hearing aids are intended to be worn in or on the ears of the hearing aid wearer. The directional characteristic can be directed more or less sharply to a source. One speaks of a directional "beamformer" (beam former) whose intensity or beam width can be varied. In omnidirectional operation, sound is received uniformly from all directions, while in directional mode the reception beam is directed in a certain direction. In this preferred direction, the microphone device (here the directional microphone) has a higher sensitivity, while it is more or less damped in other directions.

Um nun die Richtung und/oder die Breite der Empfangskeule einzustellen, werden zwei verschiedene Ausgangssignale des Richtmikrofons hinsichtlich Sprachanteilen bzw. Sprachmerkmalen untersucht. Diese Ausgangssignale des Richtmikrofons stammen von verschiedenen Betriebsmodi des Richtmikrofons. So stammen sie beispielsweise von den beiden konkreten Modi, dass die Empfangskeule zum einen nach links und zum anderen nach rechts ausgerichtet ist. Alternativ können die Betriebsmodi auch dadurch definiert sein, dass die Richtkeulen nach vorne oder hinten bezogen auf den Hörgeräteträger gerichtet sind. Es werden also in einem Fall Sprachmerkmale in den Signalen von links und rechts und im anderen Fall in den Signalen von vorne und hinten untersucht. In order to adjust the direction and / or the width of the reception lobe, two different output signals of the directional microphone are examined with regard to speech components or speech characteristics. These output signals of the directional microphone come from different operating modes of the directional microphone. For example, they come from the two concrete modes that the reception lobe is on the one hand to the left and the other to the right. Alternatively, the operating modes may also be defined by the directional lobes being directed forward or backward relative to the hearing aid wearer. Thus, in one case speech features are examined in the signals from the left and the right and in the other case in the signals from the front and the back.

Anschließend wird ein Wert f berechnet, der angibt, wie groß die Differenz der Sprachmerkmale zwischen beiden Signalen ist. Sprachmerkmale sind beispielsweise die 4 Hz-Modulation, das so genannte Sprach-Onset (Pegelanstieg bei Sprachbeginn) oder ein auf Sprache bezogenes Signal-Rausch-Verhältnis. Der Absolutwert der Differenz wird dann mit dem Minimum der Merkmalswerte beider Sprachmerkmale normiert. Für den Wert f ergibt sich damit folgende Formel: f = abs(m1 – m2)/min(m1, m2), wobei abs die Absolutwertfunktion, min die Minimumfunktion und m1 sowie m2 die Merkmalswerte der Sprachmerkmale darstellen. Subsequently, a value f is calculated which indicates how large the difference in the speech characteristics between the two signals is. Speech features are for example the 4 Hz modulation, the so-called voice onset (level increase at the beginning of speech) or a speech-related signal-to-noise ratio. The absolute value of the difference is then normalized with the minimum of the feature values of both speech features. The value f results in the following formula: f = abs (m1-m2) / min (m1, m2), where abs represents the absolute value function, min the minimum function and m1 and m2 represent the feature values of the speech features.

Der Wert f ist groß für große Differenzen zwischen beiden Merkmalswerten m1 und m2. Ist beispielsweise m1 = 0,1 und m2 = 0,8, so ergibt sich f = 0,7/0,1 = 7. Dies ist der Fall, wenn beispielsweise Rauschen von einer anderen Seite kommt als das gewünschte Signal und wenn der Signal-Rausch-Abstand gering ist. The value f is large for large differences between both feature values m1 and m2. For example, if m1 = 0.1 and m2 = 0.8, then f = 0.7 / 0.1 = 7. This is the case, for example, if noise comes from a side other than the desired signal and if the signal Noise ratio is low.

Ist das Signal-Rausch-Verhältnis hingegen gut, so wird die Differenz zwischen beiden Merkmalswerten m1 und m2 klein sein. Das Minimum beider Werte wird hingegen verhältnismäßig hoch sein. Dies führt zu einem geringen Wert f. Beispielsweise betragen die Merkmalswerte m1 = 0,8 und m2 = 0,7. Daraus ergibt sich ein f = 0,1/0,7 = 0,14. On the other hand, if the signal-to-noise ratio is good, the difference between the two feature values m1 and m2 will be small. The minimum of both values, on the other hand, will be relatively high. This leads to a low value f. For example, the characteristic values are m1 = 0.8 and m2 = 0.7. This results in f = 0.1 / 0.7 = 0.14.

Ist hingegen das Signal-Rausch-Verhältnis schlecht, so wird das Minimum beider Merkmalswerte den Wert f erhöhen. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn m1 = 0,1 und m2 = 0,2 ist. Es ergibt sich dann der Wert f = 0,1/0,1 = 1. If, on the other hand, the signal-to-noise ratio is poor, the minimum of both feature values will increase the value f. This is the case, for example, when m1 = 0.1 and m2 = 0.2. The result then is the value f = 0.1 / 0.1 = 1.

Wenn das Signal-Rausch-Verhältnis zu schlecht ist, wird das direktionale Mikrofon keinen Nutzen bieten. Darüber hinaus ist es auch vorteilhaft, in den Omnidirektional-Betrieb zu schalten, wenn das Signal-Rausch-Verhältnis gering und beispielsweise von beiden Seiten starke Sprachsignale registriert werden. Der Omnidirektional-Betrieb führt dann zu einer verbesserten Sprachwahrnehmung. In beiden Fällen ist der Wert f klein und es sollte daraus ein Steuersignal für den Omnidirektional-Betrieb generiert werden. If the signal-to-noise ratio is too poor, the directional microphone will not be useful. Moreover, it is also advantageous to switch to omnidirectional operation when the signal-to-noise ratio is low and, for example, strong voice signals are registered from both sides. The omnidirectional operation then leads to improved speech perception. In both cases, the value f is small and it should be generated from a control signal for omnidirectional operation.

Wenn andererseits, wie oben geschildert, lediglich auf einer Seite ein Sprecher vorhanden ist, ist der Wert f hoch und es sollte der Direktional-Betrieb genutzt werden. On the other hand, if, as described above, there is only one speaker on one side, the value f is high and the directional operation should be used.

Mit einer Zuordnungsvorschrift kann der Wert f in einen Steuerwert w gewandelt werden. Die Zuordnungsvorschrift kann eine analytische Funktion sein, die den Wert f auf den Steuerwert w abbildet. Darüber hinaus kann die Zuordnungsvorschrift auch eine Wertetabelle bzw. eine Lookup-Tabelle sein, mit der der Steuerwert w aus einem Wert f ermittelt wird. Eine derartige Lookup-Tabelle ist in 3 angedeutet. With an assignment rule, the value f can be converted into a control value w. The assignment rule may be an analytic function that maps the value f to the control value w. In addition, the assignment rule can also be a value table or a lookup table with which the control value w is determined from a value f. Such a lookup table is in 3 indicated.

Mit dem Steuersignal w lässt sich nun die Mikrofoneinrichtung bzw. ihre Richtcharakteristik steuern. Dabei kann beispielsweise in den Omnidirektional-Betrieb oder den Direktional-Betrieb geschaltet werden. Obwohl sich die vorhergehenden und auch die nachfolgenden Beispiele immer darauf beziehen, dass zwischen einem Direktional-Betrieb und einem Omnidirektional-Betrieb hin und her geschaltet wird, kann beispielsweise mithilfe des Steuerwerts auch eine bestimmte Richtung der Richtcharakteristik eingestellt werden. So kann es Vorteile bieten, bei niedrigen Werten f bzw. w den Strahlformer frontal nach vorne auszurichten, sodass bei schlechten Verhältnissen immer die Vorne-Richtung verstärkt wird. With the control signal w, the microphone device or its directional characteristic can now be controlled. In this case, for example, in the omnidirectional operation or the directional operation can be switched. Although the preceding and subsequent examples always refer to switching between directional operation and omnidirectional operation, for example, the control value can also be used to set a particular directional pattern direction. Thus, at low values f and w, it may be advantageous to align the beam former frontally forward, so that in poor conditions, the front direction is always strengthened.

Die Steuerung der Richtcharakteristik kann auch dahingehend optimiert werden, dass nicht zwischen zwei Zuständen hin- und hergeschaltet wird, sondern dass ein allmählicher Übergang zwischen beiden Zuständen gemäß einer vorgegebenen Funktion erfolgt. Werden beispielsweise durch die Mikrofoneinrichtung ein direktionales Signal und ein omnidirektionales Signal erzeugt, so können beide Signale für ein Ausgangssignal S_out das omnidirektionale Signal S_omni und das direktionale Signal S_dir miteinander gemischt werden. Das Mischen erfolgt beispielsweise in Abhängigkeit des Steuerwerts w gemäß folgender Formel: S_out = w·w_dir + (1 – w)·S_omni. The control of the directional characteristic can also be optimized to not switch back and forth between two states, but to make a gradual transition between both states according to a predetermined function. If, for example, a directional signal and an omnidirectional signal are generated by the microphone device, then both signals can be mixed with one another for an output signal S_out, the omnidirectional signal S_omni and the directional signal S_dir. The mixing takes place, for example, as a function of the control value w according to the following formula: S_out = w · w_dir + (1-w) · S_omni.

Dieser Algorithmus stellt sicher, dass das direktionale Mikrofon nur in eindeutigen Situationen verwendet wird, wenn beispielsweise nur ein Sprecher in der aktuellen Hörsituation vorhanden ist. Dies erleichtert das rasche Schalten in eindeutigen Situationen gegenüber den bekannten Konzepten des langsamen Überblendens, um Schaltschwankungen zu maskieren. In Situationen mit mehreren Sprechern bleibt das Hörgerät in einem Omnidirektional-Modus und schaltet nicht ständig hin und her. Dies reduziert entsprechende Irritationen beim Hörgeräteträger. This algorithm ensures that the directional microphone is used only in unique situations, such as having only one speaker in the current listening situation. This facilitates rapid switching in unique situations over the known concepts of slow crossfading to mask switching fluctuations. In multi-speaker situations, the hearing aid remains in omnidirectional mode and does not constantly switch back and forth. This reduces corresponding irritations in the hearing aid wearer.

Bei Verwendung eines Beamformer mit binauraler Datenverbindung zwischen beiden Hörgeräten ermöglicht es die Erfindung, dass die Audioübertragung zwischen den beiden Hörgeräten nicht aktiviert bzw. deaktiviert wird, wenn sie in der jeweiligen Situation nicht notwendig bzw. nicht vorteilhaft ist. Auf diese Weise kann deutlich Energie eingespart werden. So kann beispielsweise auf einen binauralen Audiodatentransfer verzichtet werden, wenn in beiden Hörgeräten Omnidirektional-Betrieb gewünscht bzw. eingestellt wird. When using a beamformer with binaural data connection between the two hearing aids, the invention makes it possible that the audio transmission between the two hearing aids is not activated or deactivated, if it is not necessary or not advantageous in the respective situation. In this way, energy can be saved significantly. For example, a binaural audio data transfer can be dispensed with if omnidirectional operation is desired or set in both hearing aids.

Die obigen Ausführungsbeispiele beziehen sich auf binaurale Hörsysteme. Prinzipiell kann die Steuerung der Richtcharakteristik einer Mikrofoneinrichtung aber auch in einem monauralen Hörsystem in der geschilderten Weise erfolgen. The above embodiments relate to binaural hearing systems. In principle, the directional characteristic of a microphone device can also be controlled in a monaural hearing system in the manner described.

Anhand der 2 und 3 wird nun ein konkretes Beispiel erläutert, wie der Steuerwert w ermittelt werden kann. Zunächst werden die Sprachmerkmale m1 und m2 in den gemäß 2 realisierten Algorithmus eingegeben. Beide Merkmalswerte m1 und m2 werden einer Subtrahiereinheit 10 und einer Minimumeinheit 11 zugeführt. Der Minimumeinheit 11 ist eine Begrenzereinheit 12 nachgeschaltet, um eine spätere Division durch 0 zu verhindern. Eine Divisionseinrichtung 13 dividiert das Differenzsignal der Differenzeinheit 10 durch das Minimum der beiden Merkmalswerte m1 und m2, das ggf. von der Begrenzereinheit 12 begrenzt wurde. In einer nachgeschalteten Einheit 14 kann gewählt werden, ob von dem Quotienten der Divisionseinheit 13 der Betrag gebildet wird oder nicht. Hierzu wird der Quotient einerseits über eine Betragseinheit 15 einem Wechselschalter 16 und andererseits direkt dem Wechselschalter 16 zugeführt. Über eine Steuereinheit 17 wird der Wechselschalter 16 entsprechend angesteuert. Dem Wechselschalter 16 ist eine Glättungseinheit 18 nachgeschaltet, mit der der Wert f geglättet wird, um ein zu häufiges Umblenden zwischen verschiedenen Betriebsmodi der Mikrofoneinrichtung zu vermeiden. Anschließend erfolgt eine Betragsbildung in einer Absolutwerteinheit 19. Gegebenenfalls kann daher auf die vorgeschaltete Einheit 14 verzichtet werden. Bis hierher ist nun die Funktion zur Berechnung des Werts f realisiert. Based on 2 and 3 Now a concrete example is explained how the control value w can be determined. First, the speech features m1 and m2 in the according to 2 Realized algorithm entered. Both feature values m1 and m2 become a subtraction unit 10 and a minimum unit 11 fed. The minimum unit 11 is a limiter unit 12 downstream to prevent later division by 0. A division facility 13 divides the difference signal of the difference unit 10 by the minimum of the two feature values m1 and m2, possibly by the limiter unit 12 was limited. In a downstream unit 14 can be chosen, whether from the quotient of the division unit 13 the amount is formed or not. For this purpose, the quotient is on the one hand via an amount unit 15 a changeover switch 16 and on the other hand directly to the changeover switch 16 fed. About a control unit 17 becomes the changeover switch 16 controlled accordingly. The changeover switch 16 is a smoothing unit 18 downstream, with the value f is smoothed to avoid too frequent fading between different operating modes of the microphone device. Subsequently, an amount is formed in an absolute value unit 19 , Optionally, therefore, can be applied to the upstream unit 14 be waived. So far, the function for calculating the value f has now been realized.

Mithilfe einer Lookup-Tabelle 20 wird schließlich der Steuerwert w erzeugt. Die Lookup-Tabelle 20 stellt hierbei eine Zuordnungsvorschrift dar. Ein Beispiel hiervon ist in 3 wiedergegeben. Im konkreten Beispiel handelt es sich um eine Funktion, entsprechend der Werte f bis etwa 0,45 auf einen sehr kleinen Steuerwert w unter 0,1 transformiert werden. Für Werte unter einem vorgegebenen Schwellwert kann auf eine Audiodatenverbindung verzichtet werden. Die Mikrofoneinrichtung soll hier im Wesentlichen im Omnidirektional-Betrieb eingesetzt werden. Erst ab Werten von f > 0,75 wird die Situation sicher als für den Direktional-Betrieb günstig eingestuft, und diesen Werten f ein hoher Steuerwert nahe 1 zugeordnet. Für Werte f zwischen 0,45 und 0,75 übergibt sich ein Übergangsbereich, der verhältnismäßig steil verläuft. Using a lookup table 20 Finally, the control value w is generated. The lookup table 20 is an assignment rule. An example of this is in 3 played. In the concrete example, it is a function, according to the values f to about 0.45, to be transformed to a very small control value w less than 0.1. For values below a predetermined threshold value, an audio data connection can be dispensed with. The microphone device is to be used here essentially in omnidirectional operation. Only from values of f> 0.75 the situation is safely classified as favorable for directional operation, and these values are assigned a high control value close to 1. For values f between 0.45 and 0.75, a transition region which proceeds relatively steeply passes over.

Mit den resultierenden Steuerwerten w können nun zwei Signale entsprechend der oben angegebenen Formel gewichtet werden. Insbesondere können damit ein direktionales Signal S_dir und ein omnidirektionales Signal S_omni oder ein anderes Signal aus einer festgelegten Richtung miteinander gemischt werden. With the resulting control values w, two signals can now be weighted according to the formula given above. In particular, a directional signal S_dir and an omnidirectional signal S_omni or another signal from a defined direction can thus be mixed with one another.

Claims

Method for controlling a directional characteristic of a microphone device of a hearing system with at least one hearing device characterized by Determining a first feature value (m1) with respect to speech in a first signal of the microphone device associated with a first direction, Determining a second feature value (m2) with respect to speech in a second signal of the microphone device assigned to a second direction, - Obtaining a control value (w) from the two feature values and - Controlling the directional characteristic of the microphone device based on the control value.

The method of claim 1, wherein the first direction is opposite to the second direction.

The method of claim 2, wherein the at least one hearing device is intended to be worn in or on an ear of a user, and the first direction facing the user to the left or front.

Method according to one of the preceding claims, wherein the feature values (m1, m2) each represent a probability with which speech is present in the respective signal of the microphone device.

Method according to one of the preceding claims, wherein for obtaining the control value (w) the difference ( 10 ) of the two characteristic values to the minimum ( 11 ) of the two characteristic values.

Method according to claim 5, wherein the control value is determined by means of a freely selectable assignment rule ( 20 ) is obtained from the minimum difference.

Method according to one of the preceding claims, wherein the directional characteristic is formed by superimposing a directional signal and an omnidirectional signal of the microphone device and thereby weighting the direction signal and the omnidirectional signal by means of the control value (w).

Method according to one of the preceding claims, wherein a value of the directionality of the directional characteristic increases with increasing control value (w) on the basis of the omnidirectionality.

Method according to one of the preceding claims, wherein a data connection between the at least one and a further hearing device of the hearing system in response to the control value (w) is activated and / or deactivated.

Hearing system with - At least one hearing device, wherein The hearing device has a microphone device with a directional characteristic, characterized in that - The microphone device is adapted to determine a first feature value (m1) with respect to language in a direction associated with a first signal of the microphone device and for determining a second feature value (m2) with respect to language in a second direction associated with the second signal of the microphone device, and - In the at least one hearing device, a control device is designed to obtain a control value (w) from the two feature values (m1, m2) and for controlling the directional characteristic of the microphone device based on the control value.