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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Audio-Wiedergabe in einem Hörgerät, wobei ein erstes externes Signal bereitgestellt wird, wobei anhand des ersten externen Signals ein erstes Wiedergabesignal erzeugt wird, und wobei das erste Wiedergabesignal durch einen ersten Ausgangswandler in der ersten lokalen Einheit des Hörgerätes wiedergegeben wird.
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Durch eine immer weiter fortschreitende Verbesserung der Funktionalität kann ein Hörgerät einem Benutzer in immer mehr Situationen ein zufriedenstellendes, realistisches Klangbild liefern. Eine Ausnahme bildet hierbei derzeit noch die Integration von Hörgeräten in höhere akustische Unterhaltungselektronik, wie sie zum Beispiel in Surround-Systemen und/oder Heimkino-Anlagen zu finden ist. Während hierbei die bloße Übertragung externer Audiosignale, wie sie auch in der Unterhaltungselektronik Anwendung finden, zum Hörgerät einerseits und auch die Wiedergabe derartiger externer Audiosignale im Beisein einer zusätzlichen, relevanten Geräuschkulisse, andererseits für Hörgeräte bereits in vielfältiger Weise behandelt werden, besteht hier gerade bei der Wiedergabe externer Audiosignale, welche für ein Kanales Surround-System vorgesehen sind, noch Nachholbedarf.
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Derzeit werden üblicherweise Stereosignale von einem Unterhaltungselektronik-System zum Beispiel einem Fernseher an ein Hörgerät übertragen. Selbst wenn die Tonspuren in vielkanaliger Surround-Qualität vorliegen, so wird diese vielkanalige Tonspur vor einer Übertragung mittels Streaming an das Hörgerät auf ein zweikanaliges Stereosignal (also auf einen linken und einen rechten Kanal) heruntergemischt. Für ein realistisches Klangbild und das entsprechende, vorgesehene Erlebnis einer vollen räumlichen Wahrnehmung geht hierdurch wertvolle akustische Information verloren, da aus zwei Kanälen allein ein volles räumliches Klangbild nicht mehr ohne weiteres (insbesondere nicht ohne zusätzliche Annahmen bei einer entsprechenden Vorverarbeitung) hergestellt werden kann.
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Eine vollständige Übertragung der vielkanaligen Tonspur in Surround-Qualität an das Hörgerät ist derzeit nach den üblichen Streaming-Protokollen nicht vorgesehen. Die Verwendung der vielkanaligen Tonspur wäre hierbei auch nicht zielführend. Würde der Benutzer des Hörgerätes beispielsweise unter Verwendung der elektroakustischen Funktionen des Hörgerätes den vollen Surround-Klang ausgesetzt, wie er durch das Surround-System Real erzeugt wird, so nimmt er die einzelnen Schallsignale der Surround-Kanäle in einer für ihn realistischen Weise war. Hierbei spielen auch Abschattungseffekte, insbesondere durch den Kopf des Benutzers, eine Rolle. All dies würde bei einer Verwendung der vielkanaligen Tonspur verloren gehen, sodass nicht unbedingt mit einem verbesserten Klangempfinden zu rechnen wäre.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Audio-Wiedergabe externer Signale in einem Hörgerät anzugeben, welches ein möglichst realistisches räumliches Hörempfinden für den Benutzer bewirken soll.
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Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Audio-Wiedergabe in einem Hörgerät, wobei ein erstes externes Signal bereitgestellt wird, wobei ein geometrischer Datensatz für eine Kopfform eines Benutzers des Hörgerätes vorgegeben wird, wobei eine erste Position für einen ersten virtuellen Lautsprecher vorgegeben wird, wobei anhand des geometrischen Datensatzes für die Kopfform des Benutzers und anhand der ersten Position eine Propagation des ersten externen Signals vom ersten virtuellen Lautsprecher zu einer ersten lokalen Einheit des Hörgerätes simuliert wird, und hierbei ein erstes virtuelles Raumsignal erzeugt wird, wobei anhand des ersten virtuellen Raumsignals ein erstes Wiedergabesignal erzeugt wird, und wobei das erste Wiedergabesignal durch einen ersten Ausgangswandler in der ersten lokalen Einheit des Hörgerätes wiedergegeben wird. Vorteilhafte und teils für sich gesehen erfinderische Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche und der nachfolgenden Beschreibung.
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Unter einem externen Signal ist hierbei insbesondere ein Signal zu verstehen, dessen akustische Information nicht im Hörgerät selbst, beispielsweise durch einen Eingangswandler des Hörgerätes, erzeugt wird, sondern bereits vollständig codiert vorliegt, wenn das externe Signal erstmalig durch das Hörgerät aufgenommen wird. Insbesondere handelt es sich bei einem externen Signal, um ein elektromagnetisches Signal, welches über ein geeignetes Protokoll zur drahtlosen Daten- oder Signalverarbeitung dem Hörgerät bereitgestellt wird. In diesem Sinn liegt die akustische Information des externen Signals also bereits vor Erreichen des Hörgerätes im elektromagnetischen Signal in codierter Form vor. Als ein externes Signal kommt hierbei und im Folgenden insbesondere ein Streaming-Signal in Betracht. Das Bereitstellen eines externen Signals umfasst hierbei insbesondere den Schritt einer Daten- oder Signalübertragung des externen Signals an das Hörgerät durch eine externe Einheit.
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Unter einem geometrischen Datensatz für eine Kopfform des Benutzers des Hörgerätes ist hierbei insbesondere ein Datensatz umfasst, welche für ein Volumenelement in einem erfassten Bereich eine Zuordnung entweder zum Kopf des Benutzers oder zur Umgebung des Kopfes erlaubt, und/oder eine Abgrenzung einer Oberfläche des Kopfes gegenüber seiner Umgebung ermöglicht. Im Rahmen des geometrischen Datensatzes für die Kopfform des Benutzers ist hierbei insbesondere die Form seines Gesichts und bevorzugt auch die Form seiner beiden Pinnae mit aufgelöst.
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Unter der Erzeugung eines virtuellen Raumsignals ist hierbei und im folgenden insbesondere umfasst, dass ein Signal simuliert und/oder erzeugt wird, welches konstruktionsgemäß möglichst dieselben Eigenschaften und akustischen Informationen aufweist, wie ein reales Schallsignal, welches von einem realen Lautsprecher an der entsprechenden Position des virtuellen Lautsprechers hin zur betreffenden - hier zur ersten - lokalen Einheit des Hörgerätes propagiert. Als reales Schallsignal wird hierbei ein gegebenes externes Signal - vorliegend das erste externe Signal - herangezogen. In diesem Sinne wird also eine erste Position für den ersten virtuellen Lautsprecher vorgegeben, welche bevorzugt einer Position eines realen Lautsprechers einer Audio-Wiedergabeeinrichtung entspricht, anhand derer insbesondere das erste externe Signal an das Hörgerät bereitgestellt wird. Während nun bevorzugt der besagte reale Lautsprecher der Audio-Wiedergabeeinrichtung das erste externe Signal wiedergibt, wird nun anhand des geometrischen Datensatzes für die Kopfform des Benutzers das bei dieser Wiedergabe resultierende Schallsignal sowie seine Propagation zur ersten lokalen Einheit des Hörgerätes inklusive der dabei durch den Kopf des Benutzers auftretenden Abschattungseffekte simuliert, indem man das erste externes Signal vom ersten virtuellen Lautsprecher unter Berücksichtigung der Kopfform über den geometrischen Datensatz zur ersten lokalen Einheit des Hörgerätes propagieren lässt. Das aus dieser Simulation resultierende Signal bildet das erste virtuelle Raumsignal.
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Anhand des so erzeugten ersten virtuellen Raumsignals wird nun ein erstes Wiedergabesignal erzeugt, welches durch einen ersten Ausgangswandler der ersten lokalen Einheit wiedergegeben wird. Als Ausgangswandler ist hierbei und im folgenden insbesondere ein derartiger Wandler umfasst, welcher dazu eingerichtet ist, ein elektrisches Signal in ein Schallsignal umzuwandeln, also insbesondere ein elektroakustischer Wandler wie zum Beispiel ein Lautsprecher, oder auch ein Knochenleitungshörer. Bei der Wiedergabe des ersten Wiedergabesignals durch den ersten Ausgangswandler wird gerade das besagte, entsprechende Schallsignal erzeugt. Die Erzeugung des ersten Wiedergabesignals anhand des ersten virtuellen Raumsignals kann hierbei insbesondere derart erfolgen, dass das erste virtuelle Raumsignal wenigstens frequenzbandweise linear in das erste Wiedergabesignal eingeht, also das erste Wiedergabesignal wenigstens frequenzbandweise durch das erste virtuelle Raumsignal oder durch eine Überlagerung des ersten virtuellen Raumsignals mit weiteren Signalen gebildet wird.
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Das beschriebene Verfahren zur Audio-Wiedergabe in einem Hörgerät kann vorteilhafterweise in Gegenwart einer Audio-Wiedergabeeinheit erfolgen, welche durch eine Anzahl an realen Lautsprechern wenigstens das erste externe Signal wiedergibt, und dieses gleichzeitig dem Hörgerät bereitgestellt. Insbesondere wird hierbei die erste Position anhand einer Position eines realen Lautsprechers der Audio-Wiedergabeeinheit vorgegeben.
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Ein räumliches Klangempfinden des von der Audio-Wiedergabeeinheit erzeugten Schallsignals kann dabei durch die Berücksichtigung der Kopfform des Benutzers bei einer Simulation der Propagation des ersten externen Signals von einem insbesondere am Ort eines realen Lautsprechers der Audio-Wiedergabeeinheit positionierten ersten virtuellen Lautsprechers zur ersten lokalen Einheit nachempfunden werden. Gleichzeitig hat die Verwendung des ersten externen Signals, welches dem Hörgerät direkt bereitgestellt wird, anstatt eines real propagierenden Schallsignals der Audio-Wiedergabeeinheit den Vorteil, dass hierbei nicht noch zusätzlich auftretende Störgeräusche reduziert werden müssen, und zudem auch der oder die Eingangswandler des Hörgerätes so weit in ihrer Empfindlichkeit reduziert werden können, dass beispielsweise akustische Rückkopplungen und/oder andere Störgeräusche völlig unterdrückt werden.
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Bevorzugt wird anhand des geometrischen Datensatzes für die Kopfform des Benutzers und anhand der ersten Position eine erste kopfbezogene Transferfunktion insbesondere bezüglich der ersten Position bestimmt, wobei die Propagation des ersten externen Signals vom ersten virtuellen Lautsprecher zur ersten lokalen Einheit des Hörgerätes zur Erzeugung des ersten virtuellen Raumsignals anhand der ersten kopfbezogenen Transferfunktion simuliert wird. Die erste kopfbezogene Transferfunktion („head related transfer function“, HRTF) ist hierbei die für eine Propagation eines Schallsignals von der ersten Position zur ersten lokalen Einheit relevante Transferfunktion, welche insbesondere auch mögliche, bei der Propagation auftretenden Abschattungseffekte durch den Kopf des Benutzers berücksichtigt, und dabei auf die spezielle Anatomie des Kopfes des Benutzers individuell abgestimmt ist.
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Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die HRTF ein individuell charakteristisches Muster an Resonanzen und mit deutlichen spektralen Maxima und scharf ausgeprägten spektralen Minima bildet, deren Frequenzgang jeweils in Abhängigkeit der Richtung einer Schallquelle variiert. Die Resonanzen werden hierbei in Resonanzräumen am Ohr gebildet, wobei die spektral wichtigsten Resonanzräume durch Concha, Fossa und Scapha gegeben sind. Die Frequenzen für die spektralen Minima und Maxima sowie der jeweils zugehörige Betragsfrequenzgang können anhand von Vermessungsdaten des Ohres, welche insbesondere Aufschluss über die besagten Resonanzräume liefern, über statistische Regressionsmodelle ermittelt werden. Für die statistischen Regressionsmodelle sind dazu bevorzugt von einer Mehrzahl an Personen geometrische Datensätze der Ohren zu erstellen sowie die richtungs- bzw. winkelaufgelösten HRTFs der Personen zu messen. Für die einzelnen spektralen Minima und Maxima lassen sich nun jeweils richtungsabhängig durch Regressionen Kurven ermitteln, in welchen geometrische Formparameter des Ohres als Koeffizienten auftreten, und durch welche das jeweilige spektrale Minimum oder Maximum für beliebige geometrische Formparameter interpoliert wird. Eine abschließende HRTF kann nun anhad der spektralen Minima und Maxima gebildet werden.
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Zweckmäßigerweise wird der geometrische Datensatz für die Kopfform des Benutzers durch ein Mobiltelefon mittels einer Anzahl an Bildaufnahmen erzeugt, und für die Vorgabe an das Hörgerät übertragen. Hierbei ist einerseits insbesondere eine Verwendung eines gegebenen Standard-Protokolls zur Gesichtserkennung möglich, welches beispielsweise zu einer Erhöhung der Sicherheit im Mobiltelefon Anwendung findet. Andererseits kann die Erzeugung des geometrischen Datensatzes für die Kopfform des Benutzers auch durch eine eigenständige, hierfür eigens vorgesehene und eingerichtete Applikation auf dem Mobiltelefon erfolgen, welche dem Benutzer des Hörgerätes Instruktionen zur Aufnahme einer Anzahl, insbesondere einer Mehrzahl an Bildaufnahmen seines Kopfes und insbesondere seines Gesichts mit der Kamera des Mobiltelefons erteilt. Eine derartige eigenständige Applikation kann hierbei insbesondere auch auf die Daten eines Standard-Protokolls zur Gesichtserkennung im Rahmen der Sicherheitsmaßnahmen des Mobiltelefons zugreifen, um einen entsprechenden dort erzeugten geometrischen Datensatz zur Verwendung im Hörgerät entsprechend zu bearbeiten und/oder zu „rendern“, damit die Daten des Standard-Protokolls zur Gesichtserkennung für eine Verwendung im Hörgerät kompatibel sind.
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Günstigerweise werden ein zweites externes Signal bereitgestellt und eine zweite Position für einen zweiten virtuellen Lautsprecher vorgegeben, wobei anhand des geometrischen Datensatzes für die Kopfform des Benutzers und anhand der zweiten Position eine Propagation des zweiten externen Signals vom zweiten virtuellen Lautsprecher zur ersten lokalen Einheit des Hörgerätes simuliert wird, und hierbei ein zweites virtuelles Raumsignal erzeugt wird, wobei das erste Wiedergabesignal anhand des zweiten virtuellen Raumsignals erzeugt wird. Bevorzugt wird das erste Wiedergabesignal durch eine ggf. gewichtete Überlagerung des ersten virtuellen Ramsignals mit dem zweiten virtuellen Raumsignal und ggf. weiteren Signalen erzeugt. Insbesondere gilt für das zweite externe Signal, den zweiten virtuellen Lautsprecher und das zweite virtuelle Raumsignal analog das bzgl. des ersten externen Signals bzw. des ersten virtuellen Lautsprechers bzw. des ersten virtuellen Raumsignals Beschriebene.
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Die Einbindung eines zweiten externen Signals und eines zweiten virtuellen Lautsprechers erlaubt insbesondere die Anwendung der Erfindung auf solche externen Signale, welche von einer Audio-Wiedergabeeinheit mit wenigstens zwei Lautsprechern bereitgestellt werden, also z. B. von Stereo-Systemen, deren Lautsprecher voneinander beabstandet im Raum positioniert sind, oder von Surround-Systemen, welche nur ein zweikanaliges Stereo-Signal als erstes und zweites externes Signal bereitstellen. Insbesondere wird hierbei die zweite Position anhand einer Position eines der realen Lautsprecher der Audio-Wiedergabeeinheit vorgegeben.
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Als vorteilhaft erweist es sich dabei zusätzlich, wenn ein drittes externes Signal bereitgestellt wird, wobei eine dritte Position für einen dritten virtuellen Lautsprecher vorgegeben wird, wobei anhand des geometrischen Datensatzes für die Kopfform des Benutzers und anhand der dritten Position eine Propagation des dritten externen Signals vom dritten virtuellen Lautsprecher zur ersten lokalen Einheit des Hörgerätes simuliert wird, und hierbei ein drittes virtuelles Raumsignal erzeugt wird, wobei das erste Wiedergabesignal anhand des dritten virtuellen Raumsignals erzeugt wird. Bevorzugt wird das erste Wiedergabesignal durch eine ggf. gewichtete Überlagerung des ersten virtuellen Ramsignals mit dem zweiten virtuellen Raumsignal und dem dritten virtuellen Raumsignal, sowie ggf. mit weiteren Signalen erzeugt. Insbesondere gilt für das dritte externe Signal, den dritten virtuellen Lautsprecher und das dritte virtuelle Raumsignal analog das bzgl. des ersten externen Signals bzw. des ersten virtuellen Lautsprechers bzw. des ersten virtuellen Raumsignals Beschriebene.
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Durch die Ausdehnung des Verfahrens auf ein drittes externes Signal und insbesondere auf ggf. noch weitere externe Signale und entsprechende virtuelle Lautsprecher mit ihren zugeordneten Positionen kann das Verfahren auch im Umfeld von Audio-Wiedergabeeinheiten mit mehr als zwei Lautsprechern eingesetzt werden, wie z.B. „echten“ Surround-Systemen, wobei das erzielte Klangbild hierbei besonders realistisch nachempfunden werden kann. Jedes externe Signal, welches durch einen eigenen Lautsprecher der Audio-Wiedergabeeinheit wiedergegeben wird, wird hierbei eigens im Verfahren berücksichtigt, und seine Propagation für eine Erzeugung eines entsprechenden virtuellen Raumsignals herangezogen, welches insbesondere über die HRTF auch die Abschattungseffekte durch den Kopf des Benutzers des Hörgerätes berücksichtigt. Die Bereitstellung der externen Signale kann hierbei durch die Audio-Wiedergabeeinheit direkt erfolgen, indem z.B. die externen Signale durch Bluetooth oder ein anderes Streaming-Protokoll einerseits an die Lautsprecher übertragen werden, und hierbei auch vom Hörgerät empfangen werden können. Andererseits kann die Audio-Wiedergabeeinheit auch ein eigenes Übertragungssignal für Hörgeräte erzeugen, in welchem die für die Lautsprecher vorgesehenen externen Signale zusammengemischt sind („downmix“). In diesem Fall können insbesondere die einzelnen Spuren aus dem besagten Übertragungssignal als externe Signale durch spezielle „Upmix“-Protokolle wiederhergestellt werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird, wobei anhand des geometrischen Datensatzes für die Kopfform des Benutzers und anhand der ersten Position eine Propagation des ersten externen Signals vom ersten virtuellen Lautsprecher zu einer zweiten lokalen Einheit des Hörgerätes simuliert, und hierbei ein weiteres virtuelles Raumsignal erzeugt wird, wobei anhand des weiteren virtuellen Raumsignals und insbesondere auch anhand eines vom zweiten externen Signal erzeugten, zusätzlichen virtuellen Raumsignals ein zweites Wiedergabesignal erzeugt wird, und wobei das zweite Wiedergabesignal durch einen zweiten Ausgangswandler in der zweiten lokalen Einheit des Hörgerätes wiedergegeben wird. Insbesondere gilt für das zweite Wiedergabesignal analog das bzgl. des ersten Wiedergabesignals Beschriebene. Das beschriebene Vorgehen erlaubt eine Einbindung von binauralen Hörgeräten, welche zwei lokale Einheiten umfassen, in das Verfahren, was für ein räumliches Klangempfinden besonders vorteilhaft ist.
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Bevorzugt werden hierbei für jedes externe Signal je zwei virtuelle Raumsignale erzeugt, wobei eines der beiden virtuellen Raumsignale der Propagation des betreffenden externen Signals vom zugeordneten virtuellen Lautsprecher zur ersten lokalen Einheit entspricht, und das andere virtuelle Raumsignal der Propagation des betreffenden externen Signals vom zugeordneten virtuellen Lautsprecher zur zweiten lokalen Einheit entspricht. Bevorzugt wird das erste Wiedergabesignal dann anhand derjenigen virtuellen Raumsignale erzeugt, welche einer Propagation zur ersten lokalen Einheit entsprechen, und das zweite Wiedergabesignal anhand derjenigen virtuellen Raumsignale erzeugt, welche einer Propagation zur zweiten lokalen Einheit entsprechen.
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Als weiter vorteilhaft erweist es sich, wenn für die Vorgabe der ersten Position und insbesondere aller weiteren relevanten Positionen eine Kopfbewegung des Benutzers des Hörgerätes erfasst wird. Die Erfassung kann hierbei z.B. anhand eines Bewegungs- und/oder Beschleunigungssensors im Hörgerät, insbesondere in der ersten lokalen Einheit des Hörgerätes erfolgen. Bevorzugt wird hierbei eine Ausgangsposition für die erste Position als Referenz vorgegeben, und die erste Position anhand der erfassten Kopfbewegungen bzgl. dieser Referenz aktualisiert. Insbesondere können in diesem Fall vorgegebene Ausgangspositionen den realen Lautsprecher-Positionen der Audio-Wiedergabeeinheit entsprechen, welche die externen Signale bereitstellt.
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Die Vorgabe der Ausgansposition kann dabei manuell erfolgen, oder z.B. auch über einen Kalibrierungsvorgang, insbesondere anhand der Eingangswandler des Hörgerätes, unter Bewertung der einzelnen von den Lautsprechern der Audio-Wiedergabeeinheit erzeugten Schallsignale. In diesem Zusammenhang hat eine Vorgabe der ersten Position anhand der Kopfbewegung des Benutzers den Vorteil, dass sich das Klangbild der Kopfbewegung des Benutzers anpasst, und z.B. bei einer Drehung nach rechts die bei realen Schallsignalen auftretende Änderung der Abschattungseffekte über eine Änderung der Positionen der virtuellen Lautsprecher berücksichtigt werden kann. Das Resultat ist ein Klangbild, in welchem der vom Benutzer gehörte Schall genau seinen Körperbewegungen entspricht.
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Zweckmäßigerweise wird als erstes externes Signal ein erster Kanal eines mehrkanaligen Surround-Signals bereitgestellt. Insbesondere werden die weiteren Kanäle des Surround-Signals als weitere externe Signale bereitgestellt. Die Anwendung des Verfahrens ist zur Verbesserung des räumlichen Klangempfindens von gestreamten Sourround-Signalen besonders vorteilhaft.
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Bevorzugt wird hierbei der erste Kanal des mehrkanaligen Surround-Signals durch eine direkte Übertragung an das Hörgerät bereitgestellt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn im Surround-System die Übertragung der durch die jeweiligen Lautsprecher wiederzugebenden Signale drahtlos, z.B. über Bluetooth oder ähnliche Streaming-Protokolle erfolgt. In diesem Fall müssen für die Einbindung des Hörgerätes die externen Signale nicht zusätzlich erzeugt werden, sondern können einfach als die entsprechenden Kanäle des Streaming-Signals abgegriffen werden.
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Alternativ dazu wird ein Stereo-Signal oder ein Mono-Signal an das Hörgerät übertragen, wobei der erste Kanal des mehrkanaligen Surround-Signals aus dem Stereo-Signal bzw. aus dem Mono-Signal durch eine Vorverarbeitung im Hörgerät bereitgestellt wird. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn eine Übertragung der einzelnen Kanäle des Surround-Systems als externe Signale nicht vorgesehen oder gar technisch nicht möglich ist. In diesem Fall können die externen Signale durch eine Vorverarbeitung, welche insbesondere in einem Upmix bestehen kann, aus dem Stereo-Signal gewonnen werden.
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Die Erfindung nennt weiter ein Hörgerät mit wenigstens einer lokalen Einheit, welches zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens eingerichtet ist. Insbesondere ist hierbei die lokale Einheit dazu eingerichtet, eine Anzahl an externen Signalen zu empfangen und die darin enthaltene akustische Information zu dekodieren, sowie anhand von einer entsprechenden Anzahl an Positionen für jedes der externen Signale ein virtuelles Raumsignal zu erzeugen, und aus den virtuellen Raumsignalen ein Wiedergabesignal zu erzeugen und wiederzugeben. Die für das Verfahren und für seine Weiterbildungen angegebenen Vorteile können dabei sinngemäß auf das Hörgerät übertragen werden.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen jeweils schematisch:
- 1 in einer Draufsicht ein Hörgerät mit zwei lokalen Einheiten, welches von seinem Benutzer in einem Surround-System genutzt wird,
- 2 in einem Blockdiagramm ein Verfahren zur Erzeugung zweier Wiedergabesignale für das Hörgerät 4 nach 1, und
- 3 schematisch einen Querschnitt durch einen geometrischen Datensatz für eine Kopfform des Benutzers des Hörgerätes nach 1.
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Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 sind schematisch in einer Draufsicht eine erste lokale Einheit 1 und eine zweite lokale Einheit 2 eines Hörgerätes 4 dargestellt. Die erste lokale Einheit 1 und die zweite lokale Einheit 2 sind dabei von einem Benutzer 6 des Hörgerätes 4 jeweils am linken bzw. am rechten Ohr zu tragen. Der Benutzer 6, welcher das Hörgerät 4 trägt, ist nun von einem Surround-System 8 umgeben, welches einen frontalen Lautsprecher 10, einen vorderen linken Lautsprecher 12 einen vorderen rechten Lautsprecher 14, einen hinteren linken Lautsprecher 16 und einen hinteren rechten Lautsprecher 18 umfasst. Für ein besseres räumliches Klangbild geben die einzelnen Lautsprecher 10 bis 18 hierbei unterschiedliche Eingangssignale wieder, welche von einer Zentraleinheit 19, die direkt am frontalen Lautsprecher 10 angeordnet ist, bereitgestellt werden. Der frontale Lautsprecher 10 erhält somit von der Zentraleinheit 19 ein frontales Ausgabesignal 20, der vordere linke Lautsprecher 12 erhält von der Zentraleinheit 19 ein vorderes linkes Ausgabesignal 22, der vordere rechte Lautsprecher 14 erhält ein vorderes rechtes Ausgabesignal 24, der hintere linke Lautsprecher 16 erhält ein hinteres linkes Ausgabesignal 26, und der hintere rechte Lautsprecher 18 erhält ein hinteres rechtes Ausgabesignal 28.
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Die Ausgabesignale 20 bis 28 werden nun über ein entsprechendes Streaming-Protokoll als externe Signale jeweils an die erste lokale Einheit 1, und an die zweite lokale Einheit 2 des Hörgerätes 4 übertragen. Die Datenübertragung selbst erfolgt hierbei durch die Zentraleinheit 19, kann jedoch bei einer entsprechenden Einrichtung der Lautsprecher 10 bis 18 auch über die Lautsprecher 10 bis 18 selbst erfolgen, welche jeweils ihr eigenes Ausgabesignal 20 bis 28 an die erste lokale Einheit 1, und an die zweite lokale Einheit 2 übertragen.
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Das frontale Ausgabesignal 20 geht somit als ein erstes externes Signal in die erste lokale Einheit 1 ein, das vordere linke Ausgabesignal 22 als ein zweites externes Ausgabesignal, dass vordere rechte Ausgabesignal 24 als ein drittes externes Signal usw. In die zweite lokale Einheit gehen die besagten Ausgabesignale 20 bis 28 ebenfalls als ein erstes bzw. ein zweites bzw. ein drittes externes Signal ein.
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Die externen Signal 20 bis 28 werden nun in den beiden lokalen Einheiten 1, 2 jeweils derart verarbeitet, dass dadurch für den Benutzer 6 ein realistisches räumliches Hörempfinden, wie es bei einem realen Höhen im Surround-System 8 der Fall wäre, erzeugt wird.
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Dies ist schematisch und beispielhaft für die erste lokale Einheit 1 beschrieben. Dem Hörgerät 4 werden dabei Informationen über die Positionen der Lautsprecher 10 bis 18 bereitgestellt. Dies kann einerseits über eine direkte Übermittlung einer Positionsinformation vom jeweiligen Lautsprecher 10 bis 18 an die jeweilige lokale Einheit 1, 2 erfolgen, oder auch über eine entsprechende Benutzereingabe. In der ersten lokalen Einheit 1 liegen nun somit die erste Position 30, die zweite Position 32, die dritte Position 34, die dritte Position 36 und die fünfte Position 38 des frontalen Lautsprechers 10, des vorderen linken Lautsprecher 12, des vorderen rechten Lautsprechers 14, des hinteren linken Lautsprechers 16 bzw. des hinteren rechten Lautsprechers 18 vor. Für jede der Positionen 30 bis 38 wird zudem in der ersten lokalen Einheit 1 eine jeweilige kopfbezogene Transferfunktion für eine Propagation eines Schallsignals vom entsprechenden Lautsprecher 10 bis 18 zur ersten lokalen Einheit 1 bereitgestellt. Anhand der entsprechenden kopfbezogene Transferfunktion, wird nun berechnet, wie ein Schallsignal, welches durch das erste externes Signal 20 (welches dem frontalen Ausgabesignal 20 entspricht) von einem an der ersten Position 30 positionierten Lautsprecher erzeugt werden würde, zur ersten lokalen Einheit 1 propagiert, und dabei insbesondere durch den Kopf des Benutzers 6 abgeschaltet wird. Hierbei wird ein noch zu beschreibender des virtuelles Raumsignal erzeugt, anhand dessen ein Wiedergabesignal für die erste lokale Einheit 1 erzeugt wird. In dieses Wiedergabesignal der ersten lokalen Einheit 1 gehen auch die den anderen Ausgabesignalen 22 bis 28 bzw. den verbleibenden Lautsprechern 12 bis 18 entsprechenden virtuellen Raumsignale mit ein.
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In 2 ist schematisch in einem Blockdiagramm ein Verfahren zur Erzeugung eines ersten Wiedergabesignals 40 und eines zweiten Wiedergabesignals 42 für das Hörgerät 4 nach 1 dargestellt. Die Ausgabesignale 20 bis 28, welche dabei jeweils als externe Signale an die erste lokale Einheit 1, und an die zweite lokale Einheit 2 übertragen werden, werden hierbei jeweils zunächst mit einer HRTF 44 gefiltert. Die HRTF 44a entspricht hierbei der Propagation eines Schallsignals, welches an der ersten Position 30 durch einen dem frontalen Lautsprecher 10 entsprechenden virtuellen Lautsprecher erzeugt wurde, zur ersten lokalen Einheit 1. Vergleichbares gilt für die anderen HRTFs 44b bis j hinsichtlich der Propagation eines Schallsignals von der zweiten bis fünften Position 32 bis 38 zur ersten lokalen Einheit 1 bzw. von der ersten bis fünften Position 30 bis 38 zur zweiten lokalen Einheit 2.
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Das dem frontalen Ausgabesignal 20 entsprechende erste externe Signal wird nun mit der HRTF 44a gefiltert, und hierbei ein erstes virtuelles Raumsignal 46 erzeugt. Entsprechend wird das dem vorderen linken Ausgabesignal 22 entsprechende zweite externes Signal mit der HRTF 44b gefiltert, und dabei ein zweites virtuelles Raumsignal 48 erzeugt. In vergleichbarer Weise wird. Aus dem dritten externen Signal, welches dem vorderen rechten Ausgabesignal 24 entspricht, ein drittes virtuelles Raumsignal 50 erzeugt usw. Die fünf virtuellen Raumsignale 46 bis 54 werden nun - gegebenenfalls unter einer entsprechenden Gewichtung - zum ersten Wiedergabesignal 40 zusammengefasst. Das erste Wiedergabesignal 40 wird durch einen ersten Ausgangswandler 56 in der ersten lokalen Einheit 1 des Hörgerätes 4 für den Benutzer 6 wiedergegeben.
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In vergleichbarer Weise wird das zweite Wiedergabesignal erzeugt, und durch einen zweiten Ausgangswandler 58 in der zweiten lokalen Einheit 2 des Hörgerätes 4 an den Benutzer 6 wiedergegeben. Bei der Erzeugung des zweiten Wiedergabesignals 42 wird insbesondere das dem frontalen Ausgabesignal 20 entsprechende erste externe Signal mit der HRTF 44f gefiltert, welche einer Propagation eines Schallsignals von einem an der ersten Position 30 positionierten virtuellen Lautsprecher zur zweiten lokalen Einheit 2 entspricht. Hierbei wird insbesondere ein weiteres virtuelles Raumsignal 60 erzeugt, welches zusammen mit den anderen virtuellen Raumsignalen 62 bis 68 zur Bildung des zweiten Wiedergabesignals 42 verwendet wird.
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In 3 ist schematisch ein Querschnitt durch einen geometrischen Datensatz 70 für eine Kopfform des Benutzers 6 des Hörgerätes 4 nach 1 dargestellt. Die Schnittebene liegt hierbei transversal in Höhe der Ohren 72, 73 und der Nase 74 des Benutzers 6. Gut zu erkennen ist hierbei, dass ein Schallsignal, welches von einem an der ersten Position 30 angeordneten Lautsprecher erzeugt wird, infolge der Symmetrie nahezu in gleicher Weise zum linken Ohr 72 wie auch zum rechten Ohr 73 propagieren kann. Aus diesem Grund unterscheiden sich die mittels der entsprechenden HRTF erzeugten virtuellen Raumsignale 46, 60 bezüglich der ersten Position 30 nach 2 nicht wesentlich voneinander. Für ein Schallsignal, welches von einem an der zweiten Position 32 angeordneten Lautsprecher erzeugt wird, ist dies infolge der Abschattung durch die Nase 74, welcher bei der Propagation zum rechten Ohr 73 erfolgt bereits nicht mehr der Fall. Die entsprechenden virtuellen Raumsignale, die dabei in das erste bzw. zweite Wiedergabesignal 40 bzw. 42 eingehen, sind somit unterschiedlich. Ein Schallsignal, welches von einem an der vierten Position 36 angeordneten Lautsprecher erzeugt wird, wird auch schon bei der Propagation zum linken Ohr 72 durch die Ohrmuschel abgeschaltet. Die Abschattungseffekte der Ohren 72, 73 und der Nase sind hierbei in erheblichem Maße von den anatomischen Gegebenheiten des Benutzers 6 abhängig. Dies ist umso mehr der Fall, wenn für eine Vorgabe der Position der virtuellen Lautsprecher, bezüglich derer die virtuellen Raumsignale nach 2 zur Erzeugung sind, auch Kopfbewegungen des Benutzers 6 relativ zu den physikalischen Lautsprechern 10 bis 18 des Surround-Systems 8 erfasst werden.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht durch dieses Ausführungsbeispiel eingeschränkt. Andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erste lokale Einheit
- 2
- zweite lokale Einheit
- 4
- Hörgerät
- 6
- Benutzer
- 8
- Surround-System
- 10
- frontaler Lautsprecher
- 12
- vorderer linker Lautsprecher
- 14
- vorderer rechter Lautsprecher
- 16
- hinterer linker Lautsprecher
- 18
- hinterer rechter Lautsprecher
- 19
- Zentraleinheit
- 20
- frontales Ausgabesignal, erstes externes Signal
- 22
- vorderes linkes Ausgabesignal, zweites externes Signal
- 24
- vorderes rechtes Ausgabesignal, drittes externes Signal
- 26
- hinteres linkes Ausgabesignal
- 28
- hinteres rechtes Ausgabesignal
- 30
- erste Position
- 32
- zweite Position
- 34
- dritte Position
- 36
- vierte Position
- 38
- fünfte Position
- 40
- erstes Wiedergabesignal
- 42
- zweites Wiedergabesignal
- 44a-j
- HRTF (kopfbezogene Transferfunktion)
- 46
- erstes virtuelles Raumsignal
- 48
- zweites virtuelles Raumsignal
- 50
- drittes virtuelles Raumsignal
- 52
- viertes virtuelles Raumsignal
- 54
- fünftes virtuelles Raumsignal
- 56
- erster Ausgangswandler
- 58
- zweiter Ausgangswandler
- 60
- weiteres virtuelles Raumsignal
- 62-68
- andere virtuelle Raumsignale
- 70
- geometrischer Datensatz
- 72
- Ohr (links)
- 73
- Ohr (rechts)
- 74
- Nase
