DE102015003855A1

DE102015003855A1 - Verfahren zum Betreiben eines elektroakustischen Systems und ein elektroakustisches System

Info

Publication number: DE102015003855A1
Application number: DE102015003855.9A
Authority: DE
Inventors: Marko Hiipakka; Birger Kollmeier; Stephan Ernst; Florian Denk
Original assignee: Carl Von Ossietzky Universitaet Oldenburg
Current assignee: Carl Von Ossietzky Universitaet Oldenburg
Priority date: 2015-03-26
Filing date: 2015-03-26
Publication date: 2016-09-29
Also published as: DK3275211T3; US20180084328A1; WO2016150947A1; EP3275211B1; EP3275211A1; US10313778B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines elektroakustischen Systems (11), bei dem eine elektroakustische Vorrichtung (10) zum mindestens teilweisen Okkludieren eines Gehörganges mindestens teilweise an einem Ohr angeordnet wird, bei dem eine Signalverarbeitungseinrichtung (16) zum Verarbeiten eines bei der Vorrichtung (10) eingehenden Signals verwendet wird, und bei dem mindestens eine Korrektureinheit (17) der Signalverarbeitungseinrichtung (16) zum Modifizieren des an der Vorrichtung (10) eingehendes Signals bestimmt und/oder verwendet wird. Um eine störende und/oder unerwünschte Änderung der Wahrnehmung von Umgebungsgeräuschen bei der Verwendung einer den Gehörgang mindestens teilweise okkludierenden elektroakustischen Vorrichtung zu reduzieren, zu vermeiden und/oder zumindest teilweise auszugleichen, ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass mittels der mindestens einen Korrektureinheit (17) ein von der Vorrichtung (10) abgehendes Signal zum Erreichen einer akustischen Transparenz erzeugt wird, bei der aufgrund des abgehenden Signals am Trommelfell ein Empfangssignal erzeugt wird, das entsprechend einem Frei-Ohr-Empfangssignal am Trommelfell bei einem freien Gehörgang ohne die Vorrichtung (10) angepasst ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines elektroakustischen Systems bei dem eine elektroakustische Vorrichtung zum mindestens teilweisen Okkludieren eines Gehörganges mindestens teilweise an einem Ohr angeordnet wird, bei dem eine Signalverarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten eines bei der Vorrichtung eingehenden Signals verwendet wird, und bei dem mindestens eine Korrektureinheit der Signalverarbeitungseinrichtung zum Modifizieren des an der Vorrichtung eingehendes Signals bestimmt und/oder verwendet wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein elektroakustisches System, das nach einem solchen Verfahren betrieben wird.
Ein derartiges Verfahren und ein derartiges elektroakustisches System sind aus der US 2014/0321657 A1 bekannt. Hiernach kann ein eingehendes akustisches Signal unter Berücksichtigung der akustischen Eigenschaften des Gehörganges in einem Bereich zwischen der den Gehörgang mindestens teilweise okkludierenden Vorrichtung und dem Trommelfell modifiziert werden.
Es ist bekannt, elektroakustische Systeme und/oder eine elektroakustische Vorrichtung, die ein Ohr und/oder einen Gehörgang mindestens teilweise oder vollständig okkludieren, ausfüllen, abschließen und/oder verschließen beispielsweise im Bereich der Unterhaltungselektronik und/oder Hörgeräte zu verwenden. Hierbei ist von Nachteil, dass die Okklusion des Gehörganges eine Änderung der Wahrnehmung von Umgebungsgeräuschen verursacht. Diese geänderte Wahrnehmung von, insbesondere natürlichen, Umgebungsgeräuschen kann eine Dämpfung, eine spektrale Modifizierung, eine Veränderung des Farbklanges, eine Veränderung des Klangspektrums und/oder eine Veränderung der räumlichen Wahrnehmung aufweisen. Besonders nachteilig ist, dass Umgebungsgeräusche bei einem mittels der elektroakustischen Vorrichtung mindestens teilweisen okkludierten Gehörganges nicht und/oder als unnatürlich wahrgenommen werden. Dies kann zu einer Gefährdung der die elektroakustische Vorrichtung nutzenden Person, insbesondere im Straßenverkehr, führen. Zudem kann das Tragen und/oder die Verwendung der elektroakustischen Vorrichtung als unangenehm empfunden werden.
Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, ein Verfahren und ein elektroakustisches System der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, dass eine störende und/oder unerwünschte Änderung der Wahrnehmung von Umgebungsgeräuschen bei der Verwendung einer den Gehörgang mindestens teilweise okkludierenden elektroakustischen Vorrichtung reduziert, vermieden und/oder zumindest teilweise ausgeglichen wird.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mittels eines Verfahrens und eines elektroakustischen Systems der eingangs genannten Art gelöst, wobei mittels der mindestens einen Korrektureinheit ein von der Vorrichtung abgehendes Signal zum Erreichen einer akustischen Transparenz erzeugt wird, bei der aufgrund des abgehenden Signals am Trommelfell ein Empfangssignal erzeugt wird, das entsprechend einem Frei-Ohr-Empfangssignal am Trommelfell bei einem freien Gehörgang ohne die Vorrichtung angepasst ist.
Hierbei ist von Vorteil, dass Umgebungsgeräusche trotz eines mindestens teilweise okkludierten Gehörganges in hinreichender Qualität wahrnehmbar sind. Insbesondere ermöglich das Verfahren und/oder das elektroakustische System eine Kontrolle, Steuerung und/oder Manipulierung der Empfangssignale, vorzugsweise einer Frequenzantwort, am Trommelfell. Hierdurch kann das elektroakustische System in einem akustischen Transparenz-Modus betrieben werden. Vorzugsweise wird die Wahrnehmung von Umgebungsgeräuschen einer das elektroakustische System nutzenden Person aufgrund der akustischen Transparenz nicht, allenfalls geringfügig und/oder in einem nicht-störenden Maße gestört bzw. verändert. Vorzugsweise erfährt die das elektroakustische System nutzende Person eine Geräuschwahrnehmung, insbesondere annähernd, wie mit einem freien Gehörgang. Somit ermöglicht das Verfahren und/oder das elektroakustische System eine angenehmere, insbesondere natürliche, Wahrnehmung von Umgebungsgeräuschen bei einem teilweisen und/oder vollständig okkludierten Gehörgang. Hierbei kann das elektroakustische System eine Vielzahl von zusätzlichen Funktionen ermöglichen, beispielsweise in Verbindung mit einer Unterhaltungselektronik, mit einem Gehörschutz, mit einem Hörgerät und/oder mit einer Kommunikationsvorrichtung, insbesondere einem Mobiltelefon und/oder einem Smartphone. Insbesondere kann, vorzugsweise bei Bedarf, zusätzlich eine Hörhilfe bereitgestellt werden. Das am Trommelfell erzeugte Empfangssignal kann im Vergleich zum an der Vorrichtung eingehenden Signal verstärkt und/oder gedämpft werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform weist die Korrektureinheit einen ersten Korrekturfilter und einen zweiten Korrekturfilter auf. Der erste Korrekturfilter der Signalverarbeitungseinrichtung kann zum Erreichen der akustischen Transparenz bestimmt und/oder verwendet werden. Vorzugsweise wird der zweite Korrekturfilter der Signalverarbeitungseinrichtung zum Modifizieren des von der Vorrichtung abgehenden, insbesondere akustischen, Signals bestimmt und/oder verwendet. Insbesondere werden mittels des zweiten Korrekturfilters die akustischen Eigenschaften eines Gehörgangabschnittes von der Vorrichtung bis zu einem Trommelfell des Ohres berücksichtigt. Der erste Korrekturfilter und/oder der zweite Korrekturfilter können als, insbesondere digitale, elektrische Schaltungen ausbildet sein. Die Korrektureinheit, der erste Korrekturfilter und/oder der zweite Korrekturfilter können mindestens einen Analog-zu-Digital-Wandler und/oder mindestens einen Digital-zu-Analog-Wandler aufweisen.
Vorzugsweise ist ein erster Korrekturfilter der Korrektureinheit einem zweiten Korrekturfilter der Korrektureinheit vorgeschaltet. Insbesondere wird das eingehende Signal zunächst mittels des ersten Korrekturfilters zum Erreichen der akustischen Transparenz modifiziert. Nachfolgend wird das geänderte eingehende und/oder eingegangene Signal mittels des zweiten Korrekturfilters zum Ausfiltern von Übertragungseffekten im Bereich von der Vorrichtung bis zum Trommelfell aufgrund der mindestens teilweisen Okklusion des Gehörganges mittels der Vorrichtung modifiziert. Vorzugsweise wird mittels des von der Vorrichtung abgehenden, insbesondere akustischen, Signals ein Empfangssignal erzeugt, das dem Frei-Ohr-Empfangssignal bei einem freien Gehörgang ohne die Vorrichtung entspricht. Somit kann ein störender Einfluss der den Gehörgang mindestens teilweise okkludierenden Vorrichtung auf die Wahrnehmung von Umgebungsgeräuschen reduziert und/oder ausgeglichen werden. Insbesondere wird zur Erreichung der akustischen Transparenz aufgrund des abgehenden Signals im Bereich des Gehörgangabschnittes von der Vorrichtung bis zum Trommelfell ein Empfangssignal erzeugt, das entsprechend einem Frei-Ohr-Empfangssignal in diesem Bereich des Gehörgangabschnittes bei einem freien Gehörgang ohne die Vorrichtung angepasst ist und/oder diesem entspricht.
Gemäß einer Weiterbildung wird das eingehende, insbesondere akustische, Signal mittels eines der Vorrichtung zugeordneten und von dem Trommelfell weg und nach außen gerichteten äußeren Schallempfängers als ein eingehendes elektrisches Signal der Signalverarbeitungseinrichtung zugeführt. Vorzugsweise wird mindestens ein zusätzliches externes akustisches und/oder elektrisches Signal der Signalverarbeitungseinrichtung, insbesondere mittels eines zusätzlichen äußeren Schallempfängers und/oder einer direkten Leitungsverbindung mit einer zusätzlichen externen Signalquelle, zugeführt. insbesondere ist der äußere Schallempfänger und/oder der zusätzliche äußere Schallempfänger jeweils als ein Mikrofon ausgebildet. Das zusätzliche externe Signal kann mittels der Korrektureinheit ebenfalls modifiziert werden.
Insbesondere ist mittels des elektroakustischen Systems eine negative Rückkopplungsschleife realisierbar. Vorzugsweise werden zur Realisierung der negativen Rückkopplungsschleife der äußere Schallempfänger und der zusätzliche äußere Schallempfänger verwendet.
Nach einer weiteren Ausführungsform wird vor der Verwendung des elektroakustischen Systems eine Kalibrierung durchgeführt. Insbesondere wird im Rahmen der Kalibrierung ein erster Korrekturfilter und/oder ein zweiter Korrekturfilter bestimmt. Vorzugsweise erfolgt die Kalibrierung nach jedem Einsetzen der Vorrichtung zum mindestens teilweisen Okkludieren des Gehörganges. Besonders bevorzugt wird die Kalibrierung mittels einer externen Schallquelle und/oder einer Kalibrierungssteuerung durchgeführt. Alternativ kann zunächst eine Startkalibrierung zum Bestimmen des ersten Korrekturfilters und des zweiten Korrekturfilters, insbesondere mittels einer externen Schallquelle, durchgeführt werden. Nach der erfolgten Startkalibrierung und einem erneuten Einsetzen der Vorrichtung zum mindestens teilweisen Okkludieren des Gehörganges wird im Rahmen einer Teilkalibrierung lediglich ein einziger Korrekturfilter, insbesondere der erste Korrekturfilter oder der zweite Korrekturfilter, neu kalibriert. Als externe Schallquelle zum Kalibrieren kann ein Kopfhörer dienen, der auf eine Ohrmuschel mit einer eingesetzten elektroakustischen Vorrichtung aufgesetzt wird. Insbesondere zum Erfassen der räumlichen Auflösung eines eingehenden Signals ist die Verwendung eines von außen auf das Ohr treffenden Signals von Vorteil. Die Kalibrierungssteuerung kann in der Vorrichtung, einem Ohrstück, einem Computer und/oder einem Smartphone sein. Insbesondere weist die Kalibrierungssteuerung einen Prozessor auf. Die Kalibrierungssteuerung kann mit der elektroakustischen Vorrichtung mittels eines Kabels, einer kabellosen Verbindung, einer Nahfeldkommunikation und/oder Bluetooth verbunden werden.
Insbesondere wird die Korrektureinheit, der erste Korrekturfilter und/oder der zweite Korrekturfilter im laufenden Betrieb nachkalibriert und/oder nachgeführt. Somit kann eine kontinuierliche und/oder diskontinuierliche Kalibrierung, insbesondere in Verbindung mit einer Start- und/oder Erstkalibrierung, erfolgen.
Vorzugsweise wird ein erster Korrekturfilter der Korrektureinheit auf der Basis eines ersten Modells und/oder ein zweiter Korrekturfilter der Korrektureinheit auf der Basis eines zweiten Modells bestimmt. Vorzugsweise basiert das erste Modell und/oder das zweite Modell auf dem Thévenin-Äquivalent und/oder dem Norton-Äquivalent. Diese Modelle sind bewährt und ermöglichen eine hinreichend genaue Abschätzung der relevanten Parameter.
Gemäß einer Weiterbildung setzt sich ein Gesamtdruck P_tot eines äußeren akustischen Signals innerhalb des mit der Vorrichtung mindestens teilweise okkludierten Gehörganges zum Bestimmen eines ersten Korrekturfilters A der Korrektureinheit aus zwei Teilen zusammen. Vorzugsweise ist ein erster Teil des Gesamtdrucks P_tot ein mittels eines der Vorrichtung zugeordneten und einem Trommelfell des Ohrs zugewandten inneren Schallempfängers gemessener Durchgangsdruck P_HT. Der innere Schallempfänger kann als ein Mikrofon ausgebildet sein. Insbesondere ist der Durchgangsdruck P_HT ein Schalldruck eines äußeren akustischen Signals nach dem Durchgang durch den mit der Vorrichtung mindestens teilweise okkludierten Gehörgang. Vorzugsweise ist ein zweiter Teil des Gesamtdruckes P_tot ein mittels eines der Vorrichtung zugeordneten und dem Trommelfell zugewandten Schallerzeugers abgehender Druck P_EP. Der Schallerzeuger kann als ein Lautsprecher und/oder Receiver ausgebildet sein. Es kann mindestens ein weiterer und/oder zusätzlicher Schallerzeuger vorgesehen sein. Der mindestens eine zusätzliche Schallerzeuger kann an einem dem Trommelfell zugesandten Ende oder einem von dem Trommelfell abgewandten Ende der Vorrichtung angeordnet sein.
Vorzugsweise ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter einem Druck eine Druckfrequenz zu verstehen. Insbesondere ergibt sich aufgrund einer Druckfrequenz einer Signalquelle, einer Geräuschquelle und/oder eines Schallerzeugers eine Druckfrequenzantwort an einem Schallempfänger und/oder einem Trommelfell.
Nach einer weiteren Ausführungsform wird zum Bestimmen eines ersten Korrekturfilters A der Korrektureinheit ein Gesamtdruck P_tot eines äußeren akustischen Signals innerhalb des mit der Vorrichtung mindestens teilweise okkludierten Gehörganges mit einem zu erwartenden Zieldruck P_T,E gleichgesetzt. Vorzugsweise wird der erste Korrekturfilter A unter Berücksichtigung eines mittels eines der Vorrichtung zugeordneten und einem Trommelfell des Ohrs zugewandten inneren Schallempfängers gemessenen Durchgangsdrucks P_HT mit der folgenden Gleichung bestimmt:
Insbesondere wird nach einer Erstbestimmung eines ersten Korrekturfilters A der Korrektureinheit, insbesondere im Rahmen einer Kalibrierung, eine Feinjustierung des ersten Korrekturfilters A durchgeführt. Vorzugsweise wird mindestens ein vorgegebenes Kalibrierungssignal und/oder ein vorgegebenes Rauschen verwendet. Das Kalibrierungssignal kann als ein weißes Rauschen ausgebildet sein. Insbesondere wird bei der Feinjustierung ein mittels eines der Vorrichtung zugeordneten und einem Trommelfell des Ohrs zugewandten inneren Schallempfängers gemessener Druck P_E mit einem Zieldruck P_T,E an der Position des inneren Schallempfängers verglichen. Hierbei kann der erste Korrekturfilter A bei einer Abweichung des gemessenen Drucks P_E von dem Zieldruck P_T,E bis zum Erreichen eines vorgegebenen Konvergenzkriteriums iterativ angepasst werden.
Vorzugsweise wird zum Bestimmen eines ersten Korrekturfilters A der Korrektureinheit ein mittels eines der Vorrichtung zugeordneten und einem Trommelfell des Ohrs zugewandten inneren Schallempfängers gemessener Druck P_E mit einem zu erwartenden Zieldruck P_T,E am inneren Schallempfänger gleichgesetzt, wobei der zu erwartende Zieldruck P_T,E am inneren Schallempfänger als ein Druck am Ort des inneren Schallempfängers bei einem freien Gehörgang ohne die Vorrichtung abgeschätzt wird.
Der bei einem freien Gehörgang zu erwartende Zieldruck P_T,E am inneren Schallempfänger kann mittels eines elektroakustischen Modells, insbesondere mit einem Thévenin-Druckquellen-Modell und/oder einem Quellen-Impedanz-Modell, abgeschätzt werden. Vorzugsweise wird der zu erwartende Zieldruck P_T,E am inneren Schallempfänger mittels eines Quellendrucks P_S, einer Gehörgangs-Impedanz Z_L und einer Strahlungs-Impedanz Z_RAD abgeschätzt, insbesondere mit der folgenden Gleichung:
Gemäß einer Weiterbildung wird zum Bestimmen eines zweiten Korrekturfilters B der Korrektureinheit mittels eines der Vorrichtung zugeordneten und einem Trommelfell des Ohrs zugewandten inneren Schallempfängers eine Abschätzung des akustischen Empfangssignals am Trommelfell durchgeführt. Insbesondere wird für die Abschätzung eine gleiche Frequenzantwort und/oder ein gleicher Druck an dem inneren Schallempfänger und am Trommelfell angenommen. Vorzugsweise wird der Druck am Trommelfell P_D mittels des am inneren Schallempfänger gemessenen Drucks P_E unter Verwendung eines elektroakustischen Modells des Gehörgangs abgeschätzt.
Vorzugsweise wird ein Druck am Trommelfell P_D mittels eines am inneren Schallempfänger gemessenen Drucks P_E und mittels des Korrekturfilters B mit der folgenden Gleichung bestimmt: P_D = P_EB
Somit lässt der der zweite Korrekturfilter B unter Kenntnis des Drucks am Trommelfell P_D und des am inneren Schallempfänger gemessenen Drucks P_E bestimmen.
Das elektroakustische System mit der elektroakustischen Vorrichtung zum mindestens teilweisen Okkludieren eines Gehörganges, insbesondere zum Realisieren des erfindungsgemäßen Verfahrens, hat vorzugsweise die Signalverarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten eines bei der Vorrichtung eingehenden Signals. Hierbei weist die Signalverarbeitungseinrichtung mindestens eine Korrektureinheit zum Modifizieren des an der Vorrichtung eingehenden Signals auf. Des Weiteren dient die Korrektureinheit zum Bereitstellen und/oder Erzeugen eines von der Vorrichtung abgehenden Signals. Die Korrektureinheit hat einen ersten Korrekturfilter und einen zweiten Korrekturfilter, wobei der erste Korrekturfilter der Signalverarbeitungseinrichtung zum Erreichen einer akustischen Transparenz ausgebildet ist, bei der aufgrund des abgehenden Signals am Trommelfell ein Empfangssignal erzeugbar ist, das entsprechend einem Frei-Ohr-Empfangssignal am Trommelfell bei einem freien Gehörgang ohne die Vorrichtung angepasst ist. Vorzugsweise ist der zweite Korrekturfilter der Signalverarbeitungseinrichtung zum Modifizieren des von der Vorrichtung abgehenden, insbesondere akustischen, Signals ausgebildet.
Von besonderem Vorteil ist die Verwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder eines erfindungsgemäßen elektroakustischen Systems, insbesondere im Zusammenhang mit einem Gehörschutz, einem In-Ohr-Kopfhörer und/oder einem Hörgerät. Das erfindungsgemäße Verfahren und/oder das elektroakustische System kann in Verbindung mit einer Unterhaltungselektronik und/oder mit einer Kommunikationsvorrichtung, insbesondere einem Mobiltelefon und/oder einem Smartphone, verwendet werden. Insbesondere ist das Verfahren und/oder das elektroakustische System in einem bestehenden System und/oder einer bestehenden Vorrichtungen integriert, wie beispielsweise in einem Hörgerät, einem In-Ohr-Kopfhörer (engl. In-Ear-Headphone), einem Im-Ohr-Hörgerät, einem Hörgerät, einem Hinter-dem-Ohr-Gerät und/oder einer Kommunikationsvorrichtung. Ein externes und/oder zusätzliches, insbesondere akustisches, Signal kann mit einem Umgebungssignal eines Umgebungsgeräusches gemischt werden. Insbesondere erfolgt die Mischung nach der Anwendung des ersten Korrekturfilters auf das eingehende Signal und/oder das Umgebungssignal.
Die Signalverarbeitungseinrichtung kann in einem Im-Ohr-Gerät, einem Hinter-dem-Ohr-Gerät, einem Computer und/oder einer Kommunikationsvorrichtung, insbesondere in einem Mobiltelefon und/oder Smartphone, integriert sein. Vorzugsweise sind der innere Schallempfänger, der äußere Schallempfänger und/oder der Schallerzeuger mittels einer Leitung mit einem Im-Ohr-Gerät, einem Hinter-dem-Ohr-Gerät, einem Computer und/oder einer Kommunikationsvorrichtung, insbesondere in einem Mobiltelefon und/oder Smartphone, verbunden.
Die akustische Transparenz kann eine mindestens weitgehend für eine Person gewohnte Wahrnehmung von Umgebungsgeräuschen und/oder ein räumliches Hören bei einem teilweise okkludierten Gehörgang ermöglichen.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist das elektroakustische System, die Korrektureinheit, der erste Korrekturfilter und/oder der zweite Korrekturfilter zum Abschwächen und/oder Unterdrücken einer Schallabstrahlung nach außen, insbesondere von der die Vorrichtung nutzenden Person und/oder dem Trommelfell weg, ausgebildet.
Die elektroakustische Vorrichtung kann eine Entlüftungseinrichtung aufweisen. Die Entlüftungseinrichtung kann als ein Lüftungskanal ausgebildet sein, um bei einer in einen Gehörgang eingesetzten Vorrichtung einen Druckausgleich zu ermöglichen. Hierdurch kann der Tragekomfort weiter verbessert werden. Die Vorrichtung und/oder ein Ohrstück kann ein Luft-permeables Material aufweisen. Ein innerer Schallempfänger, ein äußerer Schallempfänger und/oder ein Schallerzeuger kann mindestens teilweise oder vollständig innerhalb der Entlüftungseinrichtung angeordnet sein.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer elektroakustischen Vorrichtung für ein erfindungsgemäßes elektroakustisches System,
2 eine schematische Darstellung eines elektroakustisches Modells der elektroakustischen Vorrichtung gemäß 1,
3 eine schematische Darstellung einer logischen Schaltung einer Signalverarbeitung mit der elektroakustischen Vorrichtung gemäß 1 während einer Kalibrierung, und
4 eine schematische Darstellung einer logischen Schaltung einer Signalverarbeitungseinrichtung der elektroakustischen Vorrichtung gemäß 1.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer elektroakustischen Vorrichtung 10 für ein erfindungsgemäßes elektroakustisches System 11. Die Vorrichtung 10 hat ein Ohrstück 12. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Ohrstück 12 hinsichtlich seiner Form an einen individuellen Gehörgang einer hier nicht näher dargestellten Person angepasst. Alternativ kann mindestens eine äußere Beschichtung des Ohrstückes 12 elastisch ausgebildet sein, wodurch mindestens eine teilweise Anpassung der Oberfläche des Ohrstückes 12 an die Form eines Gehörganges ermöglicht ist. Das Ohrstück 12 kann in einer inneren Ohrmuschelschale und/oder einem Gehörgangeingang angeordnet werden. Mittels des Ohrstückes 12 wird der Gehörgang mindestens teilweise, also teilweise oder vollständig, okkludiert.
Die Vorrichtung 10 hat einen äußeren Schallempfänger 13. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der äußere Schallempfänger 13 als ein äußeres Mikrofon ausgebildet. Wenn das Ohrstück 12 in einem Ohr und/oder einem Gehörgang eingesetzt ist, ist der äußere Schallempfänger 13 von einem hier nicht näher dargestellten Trommelfell weg gerichtet. Der äußere Schallempfänger 13 ist nach außen zum Empfangen eines eingehenden Signals, nämlich von akustischen Umgebungsgeräuschen, gerichtet. Hier ist der äußere Schallempfänger 13 beispielhaft in der Oberfläche des Ohrstückes 12 angeordnet. Die Lage des äußeren Schallempfängers 13 ermöglicht, dass das eingehende Signal alle räumlichen monoauralen Informationen enthält. Mittels des äußeren Schallempfängers 13 werden eingehende akustische Signale in elektrische Signale umgewandelt.
Des Weiteren hat die Vorrichtung 10 einen inneren Schallempfänger 14. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der innere Schallempfänger 14 als ein inneres Mikrofon ausgebildet. Wenn das Ohrstück 12 in einem Ohr und/oder einem Gehörgang eingesetzt ist, ist der innere Schallempfänger 14 einem hier nicht näher dargestellten Trommelfell zugewandt. Der innere Schallempfänger 14 ist nach innen zum Erfassen eines Klangfeldes in einem Gehörgangabschnitt von der Vorrichtung 10 bzw. dem Ohrstück 12 bis zum Trommelfell gerichtet. Hier ist der innere Schallempfänger 14 beispielhaft in der Oberfläche des Ohrstückes 12 angeordnet. Mittels des inneren Schallempfängers 14 werden eingehende akustische Signale in elektrische Signale umgewandelt.
Die Vorrichtung 10 weist einen Schallerzeuger 15 auf. Der Schallerzeuger 15 ist im Bereich des inneren Schallempfängers 14 angeordnet. Des Weiteren ist der Schallerzeuger 15 einem hier nicht näher dargestellten Trommelfell zugewandt, wenn das Ohrstück 12 in einem Ohr und/oder einem Gehörgang eingesetzt ist. Hier ist der Schallerzeuger 15 beispielhaft an der Oberfläche des Ohrstückes 12 angeordnet. Der Schallerzeuger 15 ist nach innen zum Abstrahlen des abgehenden Signals in den Gehörgangabschnitt zwischen der Vorrichtung 10 bzw. dem Ohrstück 12 und dem Trommelfell gerichtet. Der Schallerzeuger 15 ist zum Umwandeln eines elektrischen Signals in ein akustisches Signal ausgebildet.
Die Vorrichtung 10 hat eine Signalverarbeitungseinrichtung 16. Der äußere Schallempfänger 13, der innere Schallempfänger 14 und der Schallwandler 15 sind jeweils mittels einer Leitung mit der Signalverarbeitungseinrichtung 16 verbunden. Die Signalverarbeitungseinrichtung 16 ist bei diesem Ausführungsbeispiel in das Ohrstück 12 integriert. Alternativ kann die Signalverarbeitungseinrichtung 16 auch außerhalb des Ohrstückes 12 angeordnet sein, beispielsweise in einem Gehäuse zum Anordnen hinter einem Ohr oder in einer Ohrmuschel. Hier ist die Signalverarbeitungseinrichtung 16 beispielhaft als eine digitale Signalverarbeitungseinrichtung 16 ausgebildet. Die Signalverarbeitungseinrichtung 16 weist Analog-Digital-Umsetzer und Digital-Analog-Umsetzer auf, die mit elektroakustischen Schallwandlern verbunden sind, insbesondere mit dem äußeren Schallempfänger 13, dem inneren Schallempfänger 14 und dem Schallwandler 15. Mittels der Signalverarbeitungseinrichtung 16 werden Berechnungen, Modifizierungen und/oder Korrekturen in Bezug auf ein an dem äußeren Schallempfänger 13 eingehendes Signal und ein von dem Schallerzeuger 15 abgehendes Signal durchgeführt.
Die Signalverarbeitungseinrichtung 16 weist eine Korrektureinheit 17 auf. Mittels der Korrektureinheit 17 wird ein an der Vorrichtung 10 bzw. dem äußeren Schallempfänger 13 eingehendes Signal korrigiert und/oder modifiziert, um ein von der Vorrichtung 10 bzw. vom Schallerzeuger 15 abgehendes Signal zu erzeugen. Die Korrektureinheit 17 hat einen ersten Korrekturfilter A und einen zweiten Korrekturfilter B.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Signalverarbeitungseinrichtung 16 mittels einer Leitung mit einer zusätzlichen externen Signalquelle 18 verbunden. Mittels der zusätzlichen Signalquelle 18 ist ein zusätzliches externes, insbesondere akustisches, Signal der Signalverarbeitungseinrichtung 16 zuführbar. Die zusätzliche Signalquelle kann als eine Unterhaltungselektronik, eine Musikquelle und/oder eine Kommunikationsvorrichtung ausgebildet sein.
Die Vorrichtung 10 bzw. das Ohrstück 12 hat eine Entlüftungseinrichtung 19. Die Entlüftungseinrichtung 19 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als ein Lüftungskanal ausgebildet. Die Entlüftungseinrichtung 19 ermöglicht bei einer in einen Gehörgang eingesetzten Vorrichtung 10 einen Druckausgleich. Ein Luftvolumen eines Gehörgangabschnittes zwischen dem Ohrstück 12 und dem Trommelfell ist mittels der Entlüftungseinrichtung 19 mit der Umgebung außerhalb des Gehörganges bzw. des Ohres verbunden.
Der innere Schallempfänger 14 ermöglicht bei einem mindestens teilweise mittels der Vorrichtung 10 bzw. dem Ohrstück 12 okkludierten Gehörganges eine Abschätzung eines Empfangssignals und/oder eines akustischen Signals am Trommelfell, insbesondere einer Frequenzantwort am Trommelfell aufgrund einer beliebigen Geräuschquelle. Diese Abschätzung kann erfolgen, indem die mechanisch-akustischen Eigenschaften der Vorrichtung 10 derart angenommen werden, dass die Frequenzantwort an der Position des inneren Schallempfängers 14 und dem Trommelfell gleich sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Druck am Trommelfell mittels des an der Position des inneren Schallempfängers 14 gemessenen Drucks unter Verwendung eines elektroakustischen Modells des Gehörganges P abgeschätzt.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines elektroakustischen Modells 20 der elektroakustischen Vorrichtung 10 gemäß 1. Die Vorrichtung 10 bzw. das Ohrstück 12 gemäß 1 wird als ein Norton- und/oder Thévenin-äquivalentes elektroakustisches Geschwindigkeits- und/oder Druckmodell modelliert, das mit der Gehörgangs-Impedanz gemäß der Darstellung in 2 verbunden ist.
Die Quellenparameter werden auf ein elektroakustisches Schaltungsmodell angewendet, das eine Spannungsquelle für den Druck oder eine Stromquelle für die Geschwindigkeit, eine innere Quellenimpedanz, den Gehörgang als Zweitor und das Trommelfell als die Abschlussimpedanz der Schaltung aufweist. Die Quellterme P_S für den Druck, Q_S für die Geschwindigkeit und Z_S für die Impedanz sind mittels Messungen der Impulsantworten bestimmbar, die durch die Quellen induziert werden, wenn diese mit verschiedenen Lasten bekannter theoretischer Impedanzen verbunden werden. Daher werden diese als bekannt angenommen und sind Teil des elektroakustischen Gehörgang-Modells P, das von der individuellen Ausbildung der Vorrichtung 10 abhängig ist. Das Kürzel P_L in der 2 steht für den Lastdruck und das Kürzel Z_L für die Lastimpedanz.
Die Lastimpedanz Z_L wird mittels des an der Position des inneren Schallempfängers 14 gemessenen Drucks P_E und unter Verwendung des elektroakustischen Schaltungsmodells gemäß 2 mit der folgenden Formel bestimmt:
Wenn die Quellenimpedanz Z_S, die Lastimpedanz des Gehörganges Z_L, insbesondere in einem Bereich von der Vorrichtung 10 bzw. dem Ohrstück 12 bis zu dem Trommelfell, und der im Inneren des Gehörganges vorhandene Druck P_E und/oder eine Druckfrequenzantwort bekannt sind, wird die Teilchengeschwindigkeit U_E an der Position des inneren Schallempfängers 14 unter Verwendung der Lastimpedanz Z_L gemäß
und/oder unter Verwendung der Quellenimpedanz Z_S gemäß
bestimmt.
Die Beziehung eines Drucks am Trommelfell P_D zum Druck P_E an der Position des inneren Schallempfängers 14 ist gemäß der Energiedichte basierten Abschätzungsmethode gegeben, wie es beispielsweise in dem folgenden Dokument beschrieben ist:

M. Hiipakka, M. Karjalainen und V. Pulkki, „Estimating pressure at eardrum with pressure-velocity measurements from ear canal entrance", Application of Signal Processing to Audio and Acoustics, 2009. WASPAA '09. IEEE Workshop on., 2009.

Der gemessene Druck P_E an der Position des inneren Schallempfängers 1 und die abgeschätzte Teilchengeschwindigkeit U_E werden genutzt, um die folgende Abschätzung zu erhalten:
Hierbei ist ρ die Luftdichte und c die Schallgeschwindigkeit.
Das Verhältnis von P_E zu P_D wird in den linearen Filter B überführt, wodurch sich folgende Gleichung ergibt: P_D = P_EB
Mittels des Filters B werden die akustischen Eigenschaften des Gehörganges, insbesondere in einem Bereich zwischen der den Gehörgang mindestens teilweise okkludierenden Vorrichtung 10 und dem dem Trommelfell zugewandten Ende des Ohrstücks 12, bei der Modifizierung bzw. Korrektur mittels der Signalverarbeitungseinrichtung 16 bzw. der Korrektureinheit 17 berücksichtigt.
3 zeigt eine schematische Darstellung einer logischen Schaltung 21 einer Signalverarbeitung mit der elektroakustischen Vorrichtung 10 gemäß 1 während einer Kalibrierung.
Das elektroakustische System 11, die Vorrichtung 10 bzw. das Ohrstück 12 ist in-situ, also bei einem mindestens teilweise okkludierten Gehörgang, kalibrierbar. Ziel der Kalibrierung ist es, einen vorgegebenen Druck und/oder eine vorgegebene Frequenzantwort am Trommelfell unter Verwendung einer Kalibrierungsroutine zu erhalten. Hierzu wird der Filter A bestimmt. Mittels des Filters A ist ein durch Modifikation des eingehenden Signals von der Vorrichtung 10 bzw. dem Schallerzeuger 15 abgehendes Signal erzeugbar, das an der Position des inneren Schallempfängers 14 einen Zieldruck und/oder eine Zielfrequenzantwort erzeugt.
Somit entspricht der Druck P_E an der Position des inneren Schallempfängers 14 dem Zieldruck P_T,E an der Position des inneren Schallempfängers 14: P_E = P_T,E
Der Druck P_E bzw. der Zieldruck P_T,E an der Position des inneren Schallempfängers 14 ergibt sich aufgrund eines Umgebungsgeräuschsignals von einer Geräuschquelle 22. Die Geräuschquelle 22 liegt außerhalb des Ohres und verursacht übliche Umgebungsgeräusche.
Wie gemäß der 3 dargestellt wird das von der Geräuschquelle 22 ausgehende akustische Signal innerhalb des Gehörganges und bei einem mittels der Vorrichtung 10 bzw. dem Ohrstück 12 mindestens teilweise okkludierten Gehörgang in zwei Teilsignale 23, 24 aufgeteilt.
Das erste Teilsignal 23 ist ein Durchgangssignal. Dem ersten Teilsignal 23 ist eine Druckfrequenzantwort und/oder ein Durchgangsdruck P_HT zugeordnet, der an der Position des inneren Schallempfängers 14 gemessen wird. Das zweite Teilsignal 24 ist ein Vorrichtungsabgabesignal. Das zweite Teilsignal 24 wird von dem Ohrstück 12 in Richtung des Trommelfells mittels des Schallerzeugers 15 erzeugt und abgegeben. Das zweite Teilsignal 24 ergibt sich durch das am äußeren Schallempfänger 13 eingehende Signal, das mittels der Filterung mittels des ersten Filters A und des zweiten Filters B modifiziert wird und anschließend mittels des Schallerzeugers 15 abgegeben wird. Dem zweiten Teilsignal 24 ist eine abgehende Druckfrequenz und/oder ein abgehender Druck P_EP zugeordnet.
Zur Kalibrierung wird unter Verwendung der Geräuschquelle 22, das bei diesem Ausführungsbeispiel als ein Kopfhörer ausgebildet ist, bei Nichtanwendung der Filter A und B der Durchgangsdruck P_HT und der abgehende Druck P_EP mittels der Schallempfänger 13, 14 gemessen. Da allerdings der abgehende Druck P_EP nicht unabhängig vom Durchgangsdruck P_HT messbar ist, wird eine Gesamtfrequenzantwort und/oder ein Gesamtdruck P_tot eingeführt: P_tot = P_EP + P_HT
Der Gesamtdruck P_tot wird unter Berücksichtigung des Korrekturfilters A mit dem Zieldruck P_T,E gleichgesetzt: P_T,E = P_HT + P_EPA = P_HT + (P_tot – P_HT)A
Somit wird nach der vorstehend beschriebenen Erstbestimmung ein erster Korrekturfilter A mittels der gemessenen Frequenzantworten und/oder Drücke P_T,E, P_HT und P_tot wie folgt berechnet:
Dieser erste Korrekturfilter A wird im Rahmen einer Erstkalibrierung bestimmt.
Anschließend kann eine Feinjustierung des Korrekturfilters A durchgeführt werden. Um die tatsächliche Frequenzantwort und/oder den Druck P_E am inneren Schallempfänger 14 an den Zieldruck P_T,E anzupassen, wird ein vorgegebenes Kalibrierungssignal verwendet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Kalibrierungssignal als weißes Rauschen ausgebildet. Das Kalibrierungssignal wird von der Geräuschquelle 22 abgegeben. Mittels des inneren Schallempfängers 14 wird die Frequenzantwort und/oder der Druck P_E gemessen. Aufgrund einer Abweichung des gemessenen Drucks P_E von dem Zieldruck P_T,E wird der Korrekturfilter A entsprechend angepasst. Der erste Korrekturfilter A wird bei einer Abweichung des gemessenen Drucks P_E von dem Zieldruck P_T,E bis zum Erreichen eines vorgegebenen Konvergenzkriteriums iterativ angepasst.
Für die Bestimmung des Korrekturfilters A bzw. zum Erreichen der akustischen Transparenz muss der Zieldruck P_T,E an der Position des inneren Schallempfängers 14 bekannt sein. Des Weiteren muss die erzeugte Frequenzantwort und/oder der Druck P_D am Trommelfell für einen freien Gehörgang und einen mindestens teilweise okkludierten Gehörgang mit einer aktiven und kalibrierten Vorrichtung 10 gleich sein. Demnach wird der Druck P_D am Trommelfell dem Zieldruck P_T,D am Trommelfell gleichgesetzt: P_D = P_T,D
Es wird ein Zielmodell T eingeführt, um die Frequenzantwort und/oder den Druck am Trommelfell als individuelle Abschätzung für die jeweils die Vorrichtung 10 benutzende Person bereit zu stellen.
Hierbei wird jedoch nicht die Frequenzantwort und/oder der Zieldruck P_T,D am Trommelfell bestimmt oder abgeschätzt. Stattdessen wird die Zielfrequenzantwort und/oder der Zieldruck P_T,E an der Position des inneren Schallempfängers 14 bei einem freien Gehörgang abgeschätzt.
Hierfür wird ein elektroakustisches Schaltungsmodell verwendet, das ein Thévenin-Druckquellen-Modell P_S und ein Quellenimpedanz-Modell Z_S aufweist. Der Quellendruck P_S wird mittels der am äußeren Schallempfänger 13 gemessenen Frequenzantwort und/oder dem dort gemessenen Druck abgeschätzt, wenn ein eingehendes Signal von der Geräuschquelle 22 erzeugt wird. Die Strahlung des Quellendrucks P_S in den Gehörgang im Falle eines freien Gehörganges wird mittels der Strahlungsimpedanz Z_RAD und der Gehörgangsimpedanz Z_L abgeschätzt.
Die von der jeweiligen Person abhängige, individuelle Gehörgangsimpedanz Z_L wird mittels der vorstehend genannten Messungen und Berechnungen bestimmt. Allerdings sind keine individuellen Messungen und/oder Bestimmungen für die Strahlungsimpedanz Z_RAD möglich. Daher wird ein abgeschätzter Wert verwendet, der auf einem theoretischen Modell und Messungen mit Versuchspersonen basiert, wie es beispielsweise in dem folgenden Dokument beschrieben ist:

M. Hiipakka, T. Kinnari und V. Pulkki; „Estimating head-related transfer functions of human subjects from pressure-velocity measurements", The Journal of the Acoustical Society of America, 2012.

Damit ergibt sich die Zielfrequenzantwort und/oder der Zieldruck P_T,E an der Position des inneren Schallempfängers 14 bei einem freien Gehörgang wie folgt:
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die vorstehend beschrieben Kalibrierung zum Bestimmen des ersten Korrekturfilters A und des zweiten Korrekturfilters B nach jedem Einsetzen der Vorrichtung 10 bzw. des Ohrstücks 12 in das Ohr bzw. den Gehörgang durchgeführt. Hierdurch werden Veränderungen aufgrund einer abweichenden Lage der Vorrichtung 10 bzw. des Ohrstücks 12 in dem Gehörgang bzw. an dem Ohr berücksichtigt werden. Hierdurch ist eine akustische Transparenz mit einer besonders hohen Qualität erreichbar. Nach der Kalibrierung bzw. im normalen Betrieb der Vorrichtung 10 bzw. des Ohrstückes 12 verbleiben die Korrekturfilter A und B gemäß diesem Ausführungsbeispiel unverändert. Alternativ kann eine adaptive Nachführung und/oder Nachkalibrierung des Korrekturfilters A und/oder B, insbesondere während des normalen Betriebs, erfolgen.
Nach der Kalibrierung wird der erste Korrekturfilter A zum Modifizieren des eingehenden Signals verwendet, wodurch das abgehende Signal bzw. der abgehende Druck P_EP modifiziert wird. Mittels des zweiten Korrekturfilters B werden bei der Modifikation des an der Vorrichtung 10 eingehenden Signals bzw. bei der Erzeugung des abgehenden Signals Informationen über den Übertragungsweg von der Position des inneren Schallempfängers bis zum Trommelfell berücksichtigt.
4 zeigt eine schematische Darstellung einer logischen Schaltung 25 mit einer Signalverarbeitungseinrichtung 16 der elektroakustischen Vorrichtung 10 gemäß 1.
Im normalen Betrieb wird ein Umgebungsgeräusch als eingehendes akustisches Signal von dem äußeren Schallempfänger 13 aufgenommen, in ein eingehendes elektrisches Signal umgewandelt und an die Signalverarbeitungseinrichtung 16 geleitet. Die Signalverarbeitungseinrichtung 16 korrigiert und modifiziert das Signal mittels der beiden Korrekturfilter A und B, um die Frequenzantwort und/oder den Druck am Trommelfell an die Frequenzantwort und/oder den Druck am Trommelfell bei einem freien Gehörgang anzupassen. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird aufgrund der beiden Korrekturfilter A und B die gleiche Frequenzantwort und/oder der gleiche Druck am Trommelfell erzeugt wie bei einem freien Gehörgang.
Eine derartige akustische Transparenz ist ermöglicht, da das eingehende Signal am äußeren Schallempfänger 13 alle Richtungsinformationen enthält. Dagegen ist der Übertragungsweg von der inneren Ohrmuschel bis zum Trommelfell sowohl für den freien als auch den mindestens teilweise okkludierten Gehörgang unabhängig von der eingehenden Signalrichtung oder Schallrichtung.
Gemäß 1 und 4 wird ein zu dem Umgebungsgeräusch, beispielsweise von der Geräuschquelle 22 gemäß 3, zusätzliches Signal einer zusätzlichen Signalquelle 18 der Vorrichtung 10 zugeführt. Beispielsweise ist die zusätzliche Signalquelle 18 als eine Unterhaltungselektronik und/oder als ein zusätzlicher Schallempfänger für die Vorrichtung 10 ausgebildet. Abhängig vom Zweck und/oder der Art der Signalquelle 18 wird das zusätzliche Signal zum Übermitteln von Information und/oder zum Ergänzen des an der Vorrichtung 10 eingehenden Signals genutzt. Die Frequenzantwort und/oder der Druck am Trommelfell aufgrund des zusätzlichen Signals bzw. der zusätzlichen Signalquelle 18 wird bei diesem Ausführungsbeispiel mittels der zuvor bestimmten Korrekturfilter A und/oder B modifiziert. Aufgrund einer Korrektur mittels des Korrekturfilters B wird das zusätzliche Signal derart modifiziert, dass unerwünschte Übermittlungseffekte des Gehörganges in einem Bereich zwischen einem dem Trommelfell zugewandten Ende der Vorrichtung 10 bzw. des Ohrstücks 12 und dem Trommelfell abgeschwächt und/oder vermieden werden.
Bezugszeichenliste

10: elektroakustische Vorrichtung
11: elektroakustisches System
12: Ohrstück
13: äußerer Schallempfänger
14: innerer Schallempfänger
15: Schallerzeuger
16: Signalverarbeitungseinrichtung
17: Korrektureinheit
18: zusätzliche Signalquelle
19: Entlüftungseinrichtung
20: elektroakustisches Modell
21: logische Schaltung
22: Geräuschquelle
23: erstes Teilsignal
24: zweites Teilsignal
A: erster Korrekturfilter
B: zweiter Korrekturfilter
P: Gehörgangs-Modell
T: Zielmodell
P_S: Quellendruck
Q_S: Quellengeschwindigkeit
Z_S: Quellenimpedanz
Z_L: Last- bzw. Gehörgangsimpedanz
P_L: Lastdruck
P_E: Druck am inneren Schallempfänger
U_E: Teilchengeschwindigkeit am inneren Schallempfänger
P_D: Druck am Trommelfell
ρ: Luftdichte
c: Schallgeschwindigkeit
P_T,D: Zieldruck am Trommelfell
P_T,E: Zieldruck am inneren Schallempfänger
P_tot: Gesamtdruck
P_HT: Durchgangsdruck am inneren Schalldämpfer
P_EP: abgehender Druck
Z_RAD: Strahlungsimpedanz

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2014/0321657 A1 [0002]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

M. Hiipakka, M. Karjalainen und V. Pulkki, „Estimating pressure at eardrum with pressure-velocity measurements from ear canal entrance”, Application of Signal Processing to Audio and Acoustics, 2009. WASPAA '09. IEEE Workshop on., 2009 [0047]
M. Hiipakka, T. Kinnari und V. Pulkki; „Estimating head-related transfer functions of human subjects from pressure-velocity measurements”, The Journal of the Acoustical Society of America, 2012 [0067]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines elektroakustischen Systems (11), bei dem eine elektroakustische Vorrichtung (10) zum mindestens teilweisen Okkludieren eines Gehörganges mindestens teilweise an einem Ohr angeordnet wird, bei dem eine Signalverarbeitungseinrichtung (16) zum Verarbeiten eines bei der Vorrichtung (10) eingehenden Signals verwendet wird, und bei dem mindestens eine Korrektureinheit (17) der Signalverarbeitungseinrichtung (16) zum Modifizieren des an der Vorrichtung (10) eingehendes Signals bestimmt ist und/oder verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der mindestens einen Korrektureinheit (17) ein von der Vorrichtung (10) abgehendes Signal zum Erreichen einer akustischen Transparenz erzeugt wird, bei der aufgrund des abgehenden Signals am Trommelfell ein Empfangssignal erzeugt wird, das entsprechend einem Frei-Ohr-Empfangssignal am Trommelfell bei einem freien Gehörgang ohne die Vorrichtung (10) angepasst ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektureinheit (17) einen ersten Korrekturfilter (A) und einen zweiten Korrekturfilter (B) aufweist, wobei der erste Korrekturfilter (A) der Signalverarbeitungseinrichtung (16) zum Erreichen der akustischen Transparenz bestimmt und/oder verwendet wird, vorzugsweise wird der zweite Korrekturfilter (B) der Signalverarbeitungseinrichtung (16) zum Modifizieren des von der Vorrichtung (10) abgehenden, insbesondere akustischen, Signals bestimmt und/oder verwendet, insbesondere werden mittels des zweiten Korrekturfilters (B) die akustischen Eigenschaften eines Gehörgangabschnittes von der Vorrichtung (10) bis zu einem Trommelfell des Ohres berücksichtigt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Korrekturfilter (A) der Korrektureinheit (17) einem zweiten Korrekturfilter (B) der Korrektureinheit (17) vorgeschaltet ist, insbesondere wird das eingehende Signal zunächst mittels des ersten Korrekturfilters (A) zum Erreichen der akustischen Transparenz modifiziert und nachfolgend wird das geänderte eingehende Signal mittels des zweiten Korrekturfilters (B) zum Ausfiltern von Übertragungseffekten im Bereich von der Vorrichtung (10) bis zum Trommelfell aufgrund der mindestens teilweisen Okklusion des Gehörganges mittels der Vorrichtung (10) modifiziert, vorzugsweise wird mittels des von der Vorrichtung (10) abgehenden, insbesondere akustischen, Signals ein Empfangssignal erzeugt, das dem Frei-Ohr-Empfangssignal bei einem freien Gehörgang ohne die Vorrichtung (10) entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das eingehende, insbesondere akustische, Signal mittels eines der Vorrichtung (10) zugeordneten und von dem Trommelfell weg und nach außen gerichteten äußeren Schallempfängers (13) als ein eingehendes elektrisches Signal der Signalverarbeitungseinrichtung (16) zugeführt wird, vorzugsweise wird mindestens ein zusätzliches externes akustisches und/oder elektrisches Signal der Signalverarbeitungseinrichtung (16), insbesondere mittels eines zusätzlichen äußeren Schallempfängers und/oder einer direkten Leitungsverbindung mit einer zusätzlichen externen Signalquelle (18), zugeführt, besonders bevorzugt wird das zusätzliche externe Signal mittels der Korrektureinheit (17) modifiziert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Verwendung des elektroakustischen Systems (11) eine Kalibrierung durchgeführt wird, insbesondere wird im Rahmen der Kalibrierung ein erster Korrekturfilter (A) und/oder ein zweiter Korrekturfilter (B) bestimmt, vorzugsweise erfolgt die Kalibrierung nach jedem Einsetzen der Vorrichtung (10) zum mindestens teilweisen Okkludieren des Gehörganges, besonders bevorzugt wird die Kalibrierung mittels einer externen Schallquelle (22) und/oder einer Kalibrierungssteuerung durchgeführt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Korrekturfilter (A) der Korrektureinheit (17) auf der Basis eines ersten Modells und/oder ein zweiter Korrekturfilter (B) der Korrektureinheit (17) auf der Basis eines zweiten Modells bestimmt wird, vorzugsweise basiert das erste Modell und/oder das zweite Modell auf dem Thévenin-Äquivalent und/oder dem Norton-Äquivalent.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Gesamtdruck (P_tot) eines äußeren akustischen Signals innerhalb des mit der Vorrichtung (10) mindestens teilweise okkludierten Gehörganges zum Bestimmen eines ersten Korrekturfilters (A) der Korrektureinheit (17) aus zwei Teilen zusammensetzt, vorzugsweise ist ein erster Teil des Gesamtdrucks (P_tot) ein mittels eines der Vorrichtung (10) zugeordneten und einem Trommelfell des Ohrs zugewandten inneren Schallempfängers (14) gemessener Durchgangsdruck (P_HT) und/oder ist ein zweiter Teil des Gesamtdruckes (P_tot) ein mittels eines der Vorrichtung (10) zugeordneten und dem Trommelfell zugewandten Schallerzeugers (15) abgehender Druck (P_EP).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen eines ersten Korrekturfilters (A) der Korrektureinheit (17) ein Gesamtdruck (P_tot) eines äußeren akustischen Signals innerhalb des mit der Vorrichtung (10) mindestens teilweise okkludierten Gehörganges mit einem zu erwartenden Zieldruck (P_T,E) gleichgesetzt wird, vorzugsweise wird der erste Korrekturfilter (A) unter Berücksichtigung eines mittels eines der Vorrichtung (10) zugeordneten und einem Trommelfell des Ohrs zugewandten inneren Schallempfängers (14) gemessenen Durchgangsdrucks (P_HT) mit der folgenden Gleichung bestimmt:
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Erstbestimmung eines ersten Korrekturfilters (A) der Korrektureinheit (17), insbesondere im Rahmen einer Kalibrierung, eine Feinjustierung des ersten Korrekturfilters (A) durchgeführt wird, vorzugsweise wird mindestens ein vorgegebenes Kalibrierungssignal und/oder ein vorgegebenes Rauschen verwendet, insbesondere wird bei der Feinjustierung ein mittels eines der Vorrichtung (10) zugeordneten und einem Trommelfell des Ohrs zugewandten inneren Schallempfängers (14) gemessener Druck (P_E) mit einem Zieldruck (P_T,E) verglichen, wobei der erste Korrekturfilter (A) bei einer Abweichung des gemessenen Drucks (P_E) von dem Zieldruck (P_T,E) bis zum Erreichen eines vorgegebenen Konvergenzkriteriums iterativ angepasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen eines ersten Korrekturfilters (A) der Korrektureinheit (17) ein mittels eines der Vorrichtung (10) zugeordneten und einem Trommelfell des Ohrs zugewandten inneren Schallempfängers (14) gemessener Druck (P_E) mit einem zu erwartenden Zieldruck (P_T,E) am inneren Schallempfänger (14) gleichgesetzt wird, wobei der zu erwartende Zieldruck (P_T,E) am inneren Schallempfänger (14) als ein Druck am Ort des inneren Schallempfängers (14) bei einem freien Gehörgang ohne die Vorrichtung (10) abgeschätzt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zu erwartende Zieldruck (P_T,E) am inneren Schallempfänger (14) mittels eines elektroakustischen Modells, insbesondere mit einem Thévenin-Druckquellen-Modell und/oder einem Quellen-Impedanz-Modell, abgeschätzt wird, vorzugsweise wird der zu erwartende Zieldruck (P_T,E) am inneren Schallempfänger (14) mittels eines Quellendrucks (P_S), einer Gehörgangs-Impedanz (Z_L) und einer Strahlungs-Impedanz (Z_RAD) abgeschätzt, insbesondere mit der folgenden Gleichung:
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen eines zweiten Korrekturfilters (B) der Korrektureinheit (17) mittels eines der Vorrichtung (10) zugeordneten und einem Trommelfell des Ohrs zugewandten inneren Schallempfängers (14) eine Abschätzung des akustischen Empfangssignals am Trommelfell durchgeführt wird, insbesondere wird für die Abschätzung eine gleiche Frequenzantwort und/oder ein gleicher Druck an dem inneren Schallempfänger (14) und am Trommelfell angenommen, vorzugsweise wird der Druck am Trommelfell (P_D) mittels des am inneren Schallempfänger (14) gemessenen Drucks (P_E) unter Verwendung eines elektroakustischen Modells des Gehörgangs abgeschätzt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druck am Trommelfell (P_D) mittels eines am inneren Schallempfänger (14) gemessenen Drucks (P_E) und mittels des Korrekturfilters (B) mit der folgenden Gleichung bestimmt wird: P_D = P_EB
Elektroakustisches System mit einer elektroakustischen Vorrichtung (10) zum mindestens teilweisen Okkludieren eines Gehörganges eines Ohres, gekennzeichnet durch einen Betrieb mit einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Elektroakustisches System mit einer elektroakustischen Vorrichtung (10) zum mindestens teilweisen Okkludieren eines Gehörganges, insbesondere zum Realisieren eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13, mit einer Signalverarbeitungseinrichtung (16) zum Verarbeiten eines bei der Vorrichtung (10) eingehenden Signals, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung (16) mindestens einer Korrektureinheit (17) zum Modifizieren des an der Vorrichtung (10) eingehendes Signals und zum Bereitstellen eines von der Vorrichtung (10) abgehendes Signals aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektureinheit (17) einen ersten Korrekturfilter (A) und einen zweiten Korrekturfilter (B) hat, wobei der erste Korrekturfilter (A) der Signalverarbeitungseinrichtung (16) zum Erreichen einer akustischen Transparenz ausgebildet ist, bei der aufgrund des abgehenden Signals am Trommelfell ein Empfangssignal erzeugbar ist, das entsprechend einem Frei-Ohr-Empfangssignal am Trommelfell bei einem freien Gehörgang ohne die Vorrichtung (10) angepasst ist, vorzugsweise ist der zweite Korrekturfilter (B) der Signalverarbeitungseinrichtung (16) zum Modifizieren des von der Vorrichtung (10) abgehenden, insbesondere akustischen, Signals ausgebildet.
Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und/oder eines elektroakustischen Systems (11) nach Anspruch 14 oder 15, insbesondere im Zusammenhang mit einem Gehörschutz, einem In-Ear-Kopfhörer und/oder einem Hörgerät.