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Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Verbesserung des Hörens für hörgeschädigte Personen.
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Eine Verbesserung des Hörens von hörgeschädigten Personen wird in der Regel über entsprechende Hörverstärker oder Hörgeräte ermöglicht. Diese spielen prinzipiell die erhaltenen Töne mit einer angepassten Modulation ab, d.h. mit einer geänderten Amplitude. Obwohl diese Geräte relativ intelligent werden, d.h. beispielsweise mit mobilen Endgeräten über Bluetooth oder andere Verbindungsmöglichkeiten verbunden werden können, bleibt die Kernfunktion dieselbe, eben einen modulierten Ton abzuspielen und/oder die Lautstärke zu variieren.
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Mit bisherigen Hörverstärkern oder Hörgeräten können hörgeschädigte Personen zwar ein Geräusch bzw. einen Ton hören, aber dessen Herkunft bzw. die Richtung, aus der er kommt, nicht unbedingt lokalisieren. Dies gilt vor allem dann, wenn ein großer Unterschied in der Hörstärke zwischen den beiden Ohren besteht, oder als Extrembeispiel eines der Ohren taub ist. Dies kann problematisch sein, wenn hörgeschädigte Personen in sicherheitskritische Situationen, z.B. im Straßenverkehr, involviert sind, bei denen ein Hören allgemein und im Speziellen, aus welcher Richtung ein Geräusch kommt, nötig ist, um in geeigneter Weise zu agieren bzw. zu reagieren. Auch stellt es eine Einschränkung in der Lebensqualität in bestimmten Situationen dar, wenn nicht lokalisiert werden kann, aus welcher Richtung ein bestimmter Ton kommt.
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Deshalb ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, ein System zur Verbesserung des Hörens für hörgeschädigte Personen bereitzustellen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Vorgeschlagen wird ein System zur Verbesserung des Hörens für eine hörgeschädigte Person, mit mindestens einem Mikrofon, das dazu angeordnet und eingerichtet ist, Geräusche aus der Umgebung der Person zu erfassen, sowie einer Hörhilfe für jedes Ohr der Person, und mit mindestens einer mit dem mindestens einen Mikrofon und jeder Hörhilfe in Kommunikationsverbindung stehenden Recheneinheit. Diese ist dazu eingerichtet, vom mindestens einen Mikrofon erhaltene Geräusche in Abhängigkeit der Hörschädigung der Person zu bearbeiten und als individuell modulierten Ton an jede Hörhilfe zur Ausgabe weiterzugeben. Jede Hörhilfe ist dazu eingerichtet, den ihr übermittelten individuell modulierten Ton auszugeben.
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Durch die individuelle Abstimmung der Bearbeitung bzw. Modulation der Umgebungsgeräusche in Abhängigkeit der Hörschädigung der Person und entsprechender individueller Ausgabe an jedes Ohr über einen separaten Kanal bzw. Tonkanal, ist es der Person möglich, aus der Umgebung kommende Geräusche und auch deren Richtung, zu bestimmen. Je besser die Modulation auf die Hörschädigung abgestimmt ist, desto natürlicher empfindet die Person das erfasste Geräusch und desto besser kann sie darauf reagieren.
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Ziel der Erfindung ist es also, ein System bereitzustellen, das ein natürliches Hören für hörgeschädigte Personen ermöglicht, indem Sound- bzw. Geräusch-Profile an die jeweilige Hörschädigung angepasst und als individuelle Signale an die Hörhilfen zur Ausgabe im Ohr der Person weitergegeben werden. Dabei wird das erfasste reale Umgebungsgeräusch in ein moduliertes Umgebungsgeräusch derart umgewandelt, dass eine Kompensation der jeweiligen Hörschädigung erfolgt und damit das Umgebungsgeräusch möglich realistisch wahrgenommen werden kann. Dabei ist es sehr effektiv, zwei Hörhilfen, eine für jedes Ohr, zu verwenden, die jeweils einen eigenen Kanal zu Ansteuerung der Tonausgabe aufweisen. Das heißt, dass für jedes Ohr ein eigener Kanal bzw. Tonkanal zur Verfügung steht. Jeder der beiden Kanäle kann dabei mit einer anderen Modulation angesteuert werden. Hierfür wird eine Steuerung der Tonmodulation durch die Recheneinheit individuell für jedes Ohr bereitgestellt, so dass nicht nur besseres Hören möglich ist, sondern auch andere Hördimensionen erreicht werden, z.B. die Möglichkeit, den Standort der Geräuschquelle zu lokalisieren. Insofern ist das vorgeschlagene System nicht nur für Hörgeräte, sondern auch für jedes andere, das Hören verbessernde Gerät bzw. jeden Hörverstärker geeignet.
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Das vorgeschlagene System kann nicht nur in Anwendungen im Fahrzeug bzw. im Straßenverkehr als Sicherheitsanwendung verwendet werden. Vielmehr kann durch das System eine allgemeine Verbesserung der Hörqualität einer Person erreicht werden, also auch im Alltag, bei Besprechungen, Veranstaltungen, beim Fernsehen, in Konzerten, im Kino oder bei anderen Gelegenheiten, bei denen Geräusche aus unterschiedlichen Richtungen interpretiert werden sollten, um ein entsprechendes räumliches Gefühl zu erhalten bzw. eine räumliche Zuordnung der Geräusche z.B. zu anderen Personen oder zum Gesehenen zu erreichen. Durch das vorgeschlagene System kann aufgrund der Bereitstellung einer auf die Hörschädigung abgestimmten Modulation eines Umgebungsgeräusches ein für die Person realistisches Umgebungsgeräusch erzeugt werden.
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Unter der Bezeichnung hörgeschädigte Person ist eine Person zu verstehen, welche in ihrem Hörvermögen soweit eingeschränkt ist, dass es ihr schwerfällt, ein Geräusch an sich, aber auch die Richtung, aus welcher das Geräusch auf sie eintrifft, zu bestimmen. Auch kann unter der Bezeichnung hörgeschädigte Person eine Person verstanden werden, welche auf einem Ohr taub ist.
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Ein beschriebenes Mikrofon kann ein einzelnes Mikrofon sein, aber auch ein Mikrofonarray. Wichtig ist lediglich, dass Umgebungsgeräusche aus möglichst allen Richtungen um die Person herum empfangen werden können und deren Richtung zugeordnet werden kann, um diese Information an die Person weitergeben zu können.
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Eine Hörhilfe für jedes Ohr bedeutet lediglich, dass eine separate Hörhilfe für jedes Ohr zur Verfügung gestellt wird bzw. werden kann. In dem Sonderfall, dass ein Ohr taub ist, kann auch lediglich eine Hörhilfe bereitgestellt sein, welche das modulierte Geräusch über entsprechende Signalgebung in das lediglich eine Ohr realisieren kann.
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In einer Ausführung umfasst die Bearbeitung der Geräusche aus der Umgebung ein Bestimmen eines an die Person weiterzugebenden Geräusches basierend auf vorgegebenen Kriterien. Vorteilhaft sind vorgegebene Kriterien für die oder von der Person als sicherheitskritisch eingestufte Geräusche, und/oder für die oder von der Person als zu bearbeitende Geräusche eingestufte Geräusche.
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Die Recheneinheit kann sowohl eine separate Recheneinheit sein, welche z.B. in einem Fahrzeug integriert oder Teil eines bereits dort vorhandenen Steuergeräts ist. Sie kann aber auch in einer der Hörhilfen oder in einem mobilen Endgerät integriert sein, z.B. einem Mobiltelefon oder einem sogenannten Wearable, also einem kleinen, intelligenten, vernetzten Computer, der am Körper getragen werden kann, z.B. in Form einer Uhr, eines Armbandes, oder in einem Schuh oder einer Brille oder einem anderen Bekleidungsstück integriert sein.
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Durch die Vorgabe, welche Geräusche für die Person relevant sind, also als zu bearbeitende Geräusche eingestuft werden, und damit so bearbeitet werden sollen, dass sie möglichst gut auf die Hörschädigung der Person abgestimmt sind, wird es der Person ermöglicht, ein relevantes Geräusch inklusive der Richtung, aus der das Geräusch kommt, so zu erfassen, als wäre die Person nicht hörgeschädigt. Sicherheitskritische Geräusche sind vor allem im Straßenverkehr wichtig, um als Fußgänger z.B. ein von einer bestimmten Seite herannahendes Fahrzeug zu erkennen. Besonders schwierig ist es auch, die Richtung eines Sirenengeräusches z.B. von Rettungsfahrzeugen zu identifizieren, wenn man selbst im Fahrzeug sitzt. Dies ist aber wichtig, um richtig reagieren zu können, z.B. um mit dem eigenen Fahrzeug Platz für das Rettungsfahrzeug zu schaffen. Des Weiteren kann mit dem vorgeschlagenen System auch die Geräuscherkennung der Person im Alltag verbessert werden. Beispielsweise kann von der Person vorgegeben werden, dass bestimmte Geräusche in bestimmten Situationen verstärkt werden sollen, z.B. eine Stimme eines Gesprächspartners in einer größeren Menschenmenge, z.B. auf Veranstaltungen. Hierfür kann vorgesehen sein, dass die Person die Hörhilfe selbst einstellen kann, z.B. mittels einer entsprechenden App auf einem Mobiltelefon, welches drahtlos mit den Hörhilfen kommunizieren kann. In allen Fällen wird ein entsprechender modulierter Ton erzeugt, welcher es der Person ermöglicht, das relevante Geräusch und auch dessen Herkunft zu erfassen.
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In einer Ausführung erfolgt die Wahl des Tons basierend auf vorgegebenen Kriterien. Dabei ist in einer Ausführung der Ton das an die Hörschädigung der Person in Amplitude und/oder Phase und/oder Lautstärke angepasste Geräusch der Umgebung. Alternativ ist der Ton ein an die Hörschädigung der Person angepasster und für die Person individuell vorgegebener Signalton. Ein solcher Signalton kann ein vereinfachtes und/oder spezifisch abgeändertes und/oder spezifisch gefiltertes und/oder moduliertes Geräusch des erfassten vorgegebenen Geräuschs sein. Er kann aber auch ein gespeicherter Ton einer Sirene, oder ein gespeicherter und zusätzlich modulierter Ton einer Sirene, oder eine vorgegebene, abstrahierte Tonfolge, oder eine Sprachansage sein. Eine abstrahierte Tonfolge kann beispielsweise eine Anzahl und/oder Länge an akustischen Tönen sein, welche die Richtung angeben, z.B. kann ein einzelner Ton eine Anzeige für ein Signal von vorne, ein zweimaliger Ton eine Anzeige für ein Signal von rechts, ein dreimaliger Ton eine Anzeige für ein Signal von hinten, und ein viermaliger Ton eine Anzeige für ein Signal von links sein, wobei die Reihenfolge hier willkürlich gewählt ist. Auch kann die Anzahl der Töne, deren Dauer bzw. Länge von der Person selbst vorgegeben werden, z.B. bei der Installation bzw. Konfiguration der Hörhilfen. Eine Sprachausgabe kann in ihrer Tonlage, Lautstärke etc. dem Hörvermögen der Person angepasst und entsprechend individuell in jeder Hörhilfe ausgegeben werden.
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In einer Ausführung erfolgt die Kommunikationsverbindung mittels einer drahtlosen Verbindung. Der Vorteil von drahtloser Kommunikation ist, dass eine ausreichend große Entfernung überwunden werden kann, ohne dabei ein Kabel mitführen zu müssen und daran denken zu müssen, das Kabel anzustecken. Auch ist dadurch der Komfort der Nutzung deutlich erhöht, da keine Kabel verstaut werden müssen oder im Weg umgehen.
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In einer Ausführung sind das mindestens eine Mikrofon und/oder die Recheneinheit in einem mobilen Endgerät, in einem Fahrzeug oder in einem definierten Raum angeordnet. Das oder die Mikrofone können in unterschiedlichen Umgebungen vorgesehen sein, je nach Anwendung. Eine Anwendung ist es, das bzw. die Mikrofone in einem Fahrzeug vorzusehen. Hier kann ein Mikrofonarray verwendet werden, der derart am Fahrzeug angeordnet ist, dass er die gesamte Umgebung des Fahrzeugs akustisch überwachen kann, so dass Geräusche von allen Seiten des Fahrzeugs erfasst werden können. Die Arrays können entweder als separate Arrays vorgesehen sein oder es können bereits im Fahrzeug vorhandene Mikrofone genutzt werden und ggf. durch weitere Mikrofone ergänzt werden. In einem mobilen Endgerät können ebenfalls bereits vorhandene Mikrofone benutzt werden. Es können aber auch zusätzliche oder gänzlich neue Mikrofone verbaut werden, um die Richtung von relevanten Geräuschen bestimmen zu können. Außerdem können ein oder mehrere Mikrofone auch in einem Raum verbaut werden, z.B. um ein Fernseherlebnis zu verstärken, wenn sogenannte Surround-Töne verwendet werden.
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In einer Ausführung sind die Hörhilfen Implantate, z.B. Cochlea-Implantate. Alternativ sind die Hörhilfen zur Anordnung in jedem Ohr der Person einbringbare und daraus entfernbare Hörhilfen. Solche Hörhilfen können auch als Kopfhörer ausgebildet sein.
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Ferner wird ein Verfahren zur Verbesserung des Hörens für hörgeschädigte Personen durch das vorgeschlagene System bereitgestellt, wobei von mindestens einem Mikrofon aufgenommene Umgebungsgeräusche derart in Abhängigkeit der Hörschädigung der Person bearbeitet werden, dass ein modulierter Ton individuell für jede Hörhilfe erzeugt und dort so ausgegeben wird, dass die Person das Umgebungsgeräusch derart erfassen kann, als wäre sie nicht hörgeschädigt.
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In einer Ausführung erfolgt das Bestimmen eines an die Person weiterzugebenden Geräusches basierend auf vorgegebenen Kriterien, welche ständig über einen selbstlernenden Algorithmus aktualisiert werden, und/oder wobei die Wahl des modulierten Tons basierend auf vorgegebenen Kriterien erfolgt, welche ständig über einen selbstlernenden Algorithmus aktualisiert werden.
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Durch die Verwendung intelligenter bzw. selbstlernender Algorithmen, welche beispielsweise auf künstlicher Intelligenz beruhen und z.B. neuronale Netzwerke verwenden, kann die Funktionalität ständig verbessert werden. Durch Verwenden von Informationen, die mittels künstlicher Intelligenz immer weiter entwickelt werden, und Verwenden dieser Informationen, um eine gezielte Ansteuerung der Hörhilfen vorzunehmen, wird es der hörgeschädigten Person ermöglicht, ein natürliches Hören wiederzuerlangen.
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Ferner wird ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt, welches auf einer Recheneinheit ausführbar und dazu eingerichtet ist, das beschriebene Verfahren auszuführen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungsgemäße Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
- 1 zeigt eine erste Ausführung des Systems gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
- 2 zeigt eine zweite Ausführung des Systems gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
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In den nachfolgenden Figurenbeschreibungen sind gleiche Elemente bzw. Funktionen mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist eine Ausführung des Systems gezeigt, wenn es im Fahrzeug 30 angewendet wird. Durch direktes Interagieren mit den in jedem Ohr 1, 2 der Person angeordneten Hörhilfen 11, 12, z.B. Cochlea-Implantaten oder einem tragbaren Hörgerät bzw. Hörverstärker, über eine drahtlose Verbindung wie Bluetooth, kann das System den Kanal bzw. Tonkanal jeder Hörhilfe 11, 12 so ansteuern, dass eine hörgeschädigte Person während des Fahrens sowohl Umgebungsgeräusche als auch die Richtung von auf das Fahrzeug 30 auftreffenden Geräuschen, in 1 als Schallwellen dargestellt, identifizieren kann. Hierfür sind im Fahrzeug 30 beispielsweise ein Mikrofonarray 10 sowie eine entsprechende Recheneinheit 20, auf welcher eine künstliche Intelligenz bzw. ein selbstlernender Algorithmus implementiert sein kann, vorgesehen. Das Mikrofonarray 10 dient dazu, die gesamte Umgebung des Fahrzeugs 30 akustisch zu überwachen, d.h. dass die Mikrofone des Mikrofonarrays 10 entsprechend um das Fahrzeug verteilt sind. Die Recheneinheit 20 kann eine separate Recheneinheit 20 sein, welche ausschließlich zur Erfassung der Umgebungsgeräusche und für das Bearbeiten und Weiterleiten an die Hörhilfen 11, 12 gebildet ist. Sie kann aber auch Bestandteil eines bereits im Fahrzeug 30 vorhandenen Steuergeräts sein. Dabei sind sowohl das Mikrofonarray 10, also jedes der Mikrofone, als auch die Hörhilfen 11, 12 drahtlos mit der Recheneinheit 10 verbindbar, so dass eine Kommunikationsverbindung entsteht, über welche Signale auch bidirektional verschickt werden können. Die von dem bzw. den Mikrofonen 10 erfassten Geräusche der Umgebung werden dann in der Recheneinheit 20 verarbeitet, z.B. moduliert, so dass ein auf die Hörschädigung individuell angepasster, modulierter Ton an jede Hörhilfe 11, 12 ausgegeben werden kann.
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In 2 ist eine weitere Ausführung des Systems gezeigt, wenn es zur Verbesserung der Lebensweise angewendet wird. Auch hier können sicherheitskritische Geräusche lokalisiert werden, wenn die Person z.B. als Fußgänger oder Radfahrer etc. am Straßenverkehr teilnimmt. Das System kann auch zur Verbesserung des Hörens im Alltag eingesetzt werden. Dabei erfolgt die Bearbeitung in einer separaten oder in einer in einem tragbaren bzw. mobilen Endgerät 40 wie einem Mobiltelefon oder einem Wearable vorhandenen und für das Verfahren verwendbaren Recheneinheit 20. Auch ein oder mehrere Mikrofone 10 können in einem mobilen Endgerät 40 wie einem Mobiltelefon oder einem Wearable vorgesehen sein.
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Das Prinzip ist für beide in den Figuren gezeigten Ausführungen dasselbe. Umgebungsgeräusche werden von einem oder mehreren Mikrofonen 10 aufgenommen, wobei auch die Richtung der Umgebungsgeräusche bestimmt wird. Dann werden diese Umgebungsgeräusche in einer entsprechenden Recheneinheit 20 verarbeitet. Hierbei werden unterschiedliche Vorgaben berücksichtigt, insbesondere die vorhandene Hörschädigung der Person und die für die Person relevanten Geräusche, abhängig von der aktuellen Situation.
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Unter der Bezeichnung vorhandene Hörschädigung ist die Kenntnis zu verstehen, welches der Ohren 1, 2 eine Beeinträchtigung des Hörens aufweist bzw. ob beide Ohren 1, 2 betroffen sind. Auch ist darunter zu verstehen, welche Art von Geräuschen die Person, also z.B. welche Lautstärke, Frequenz etc. sie wahrnehmen kann. Basierend auf diesen Informationen, welche z.B. vorab eingegeben oder während einer Konfiguration bestimmt werden können, wird bestimmt, wie das Umgebungsgeräusch, dessen Richtung für die Person relevant ist, bearbeitet wird. Das heißt, ob eine Bearbeitung, z.B. Verstärkung des Geräuschs erfolgt, oder ob ein abstrahiertes Geräusch oder eine andere Art von Geräusch oder Ton gewählt wird. Auch dies kann von der Person vorgegeben werden. Auch wird hier festgelegt, welches Ohr beispielsweise schwächer ist bzw. wie das Geräusch für jedes Ohr bearbeitet werden muss, um ein bestmögliches Ergebnis, also eine optimale, also möglichst natürliche, Wiedergabe des Umgebungsgeräusches inklusive der zugehörigen Richtung, zu ermöglichen. Basierend auf diesen Informationen wird der modulierte Ton erzeugt, für jede der Hörhilfen 11, 12 individuell vorgegeben und dort ausgegeben. Die erfassten Umgebungsgeräusche werden also situationsabhängig und abhängig von den Bedürfnissen der Person derart verarbeitet, z.B. gefiltert und/oder moduliert, dass das für die Person relevante Geräusch bearbeitet und als individueller Ton an die Hörhilfen 11, 21 ausgegeben wird. Zur Erfassung von sicherheitskritischen Situationen und den damit verbundenen relevanten Geräuschen für Personen im Fahrzeug und auch wenn sie als Fußgänger oder Radfahrer etc. unterwegs sind, werden bereits bekannte Methoden und Hilfsmittel angewendet.
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Wie bereits erwähnt kann das ausgewählte relevante Geräusch entsprechend bearbeitet werden oder es wird ein anderes Signal ausgewählt, das der Person das Erfassen des relevanten Geräusches und auch dessen Richtung ermöglicht. Dabei wird die möglichst optimale akustische Ausgabe basierend auf der individuellen Hörschädigung bzw. den individuellen Bedürfnissen der Person berechnet und dann an die Hörhilfen 11, 21 zur entsprechenden Ausgabe in das Ohr 1, 2 der Person weitergegeben, wie bereits beschrieben.
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Zur Bestimmung, welche Art von Ton ausgegeben wird, kann ein selbstlernender Algorithmus verwendet werden, auch als künstliche Intelligenz bezeichnet. Dieser lernt basierend auf vorhandenen Daten und Rückmeldung des Erfolgs, ob seine vorgegebene Strategie, z.B. die Art der Signalausgabe, erfolgreich war oder ob Anpassungen nötig sind.
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Ebenfalls kann ein selbstlernender Algorithmus verwendet werden, um die Kriterien zur Bestimmung des relevanten Geräusches festzulegen, z.B. basierend auf früheren Eingaben der Person bzgl. relevanten Geräuschen oder einer Rückmeldung, dass ein relevantes Geräusch in einer bestimmten Situation nicht erkannt wurde oder falsch erkannt wurde.
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In beiden Figuren ist durch die durchgezogene Linie bzw. die gestrichelte Linie zu den Ohren 1, 2 bzw. den Hörhilfen 11, 12 ein unterschiedliches Hörvermögen der Person dargestellt, welches die Recheneinheit 20 bei der Bestimmung berücksichtigt, wie das Umgebungsgeräusch moduliert werden muss, um für die Person ein möglichst natürliches Hören zu ermöglichen. Hierbei kann die gestrichelte Linie als schlechteres Hörvermögen als die durchgezogene Linie oder vice versa angesehen werden. Beispielsweise wird bei einem schlechteren Hörvermögen eine stärkere Modulation, z.B. eine höhere Amplitude, bereitgestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 2
- Ohren
- 11, 12
- Hörhilfe (Implantat oder abnehmbar)
- 10
- Mikrofon
- 20
- Recheneinheit
- 30
- Fahrzeug
- 40
- Wearables/mobile Endgeräte
