DE10318191A1 - Verfahren zur Erzeugung und Verwendung einer Übertragungsfunktion - Google Patents

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Abstract

Zur Erzeugung und Verwendung einer Übertragungsfunktion (17, 17', 45) für ein elektroakustisches Gerät (21) wird für mehrere Basisfunktionen (11A, ...11D), die jeweils eine grundlegende Eigenschaft eines spektralen Verlaufs von im elektroakustischen Gerät (21) verwendbaren Übertragungsfunktionen (17, 17', 45) aufweisen, jeweils ein Wichtungsfaktor (13A, ...13D') derart bestimmt, dass ein Betrieb des elektroakustischen Geräts (21) unter Berücksichtigung der mit den Wichtungsfaktoren (13A, ...13D') und Basisfunktionen (11A, ...11D) gebildeten Übertragungsfunktion (17, 17', 45) an ein akustisches Umfeld (45) angepasst ist. Des Weiteren wird die Übertragungsfunktion (17, 17', 45) aus den mit den Wichtungsfaktoren (13A, ...13D') gewichteten Basisfunktionen (11A, ...11D) erzeugt und im elektroakustischen Gerät (21) abgespeichert und verwendet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung und Verwendung einer Übertragungsfunktion für ein elektroakustisches Gerät.
  • Die Übertragung von Schall zu einem elektroakustischen Gerät wird durch ein akustisches Umfeld beeinflusst. Dieser Einfluss kann durch eine sogenannte Übertragungsfunktion beschrieben und im elektroakustischen Gerät berücksichtigt werden. Beispielsweise gibt es kopfbezogene Übertragungsfunktionen (Head Related Transfer Functions HRTF), die eine Übertragung von Schall einer Schallquelle zu einem Trommelfell eines Ohres oder zu einem Mikrofon eines Hörhilfsgeräts beschreibt. Übertragungsfunktionen sind sehr empfindlich auf Änderungen im akustischen Umfeld, beispielsweise auf eine geänderte Einfallsrichtung, aus der der Schall auf das elektroakustische Gerät trifft. Dementsprechend unterscheiden sich auch die HRTFs von verschiedenen Personen.
  • Die Kenntnis der jeweils relevanten Übertragungsfunktionen ist entscheidend für die Verbesserung von Algorithmen, deren Wirkungsweise vom akustischen Umfeld, z.B. von der Schalleinfallsrichtung, abhängt. Dies ist beispielsweise bei Algorithmen der Fall, die zur Richtmikrofonbildung, zur Richtkegelausrichtung, zur Rekonstruktion von natürlichen HRTFs aus Mikrofonsignalen oder zur binauralen Störgeräuschbefreiung verwendet werden. Eine Übertragungsfunktion beschreibt in diesen Fällen meist die Schallübertragung von der Schallquelle zu einem oder zu mehreren Mikrofonen.
  • Um eine optimale Wirkung der Algorithmen zu erreichen, ist es wünschenswert bei der Anpassung des elektroakustischen Geräts, beispielsweise bei der Anpassung eines Hörhilfsgeräts, die Übertragungsfunktionen für jedes mögliche akustische Umfeld zu messen. Beim Hörgerät heißt das, dass die HRTFs für jeden Hörhilfsgerätbenutzer neu vermessen werden müssen. Solche Messungen sind im Allgemeinen sehr zeitaufwendig und erfordern teuere Spezialgeräte, da z.B. aufgrund der Richtungsabhängigkeit der Übertragungsfunktionen diese für viele verschiedene Einfallsrichtungen gemessen werden müssen.
  • Im Bereich der Hörhilfsgerätetechnologie wird versucht, durch wenige Parameter den Effekt des Kopfes zu berücksichtigen. Dazu wird z.B. ein Amplituden- und Phasenausgleich bei Richtmikrofonsystemen durchgeführt. Beispielsweise ist aus DE 199 27 278 C1 ein Verfahren zum Anpassen eines Hörhilfegeräts bekannt, in dem ein Hörhilfegerät mit mehreren Mikrofonen, die zum Erzeugen einer Richtcharakteristik miteinander verschaltet sind, während des Tragens in einem geeigneten Messraum beschallt und die Richtcharakteristik aufgenommen. Sich daraus ergebende Filterparameter sind den Mikrofonen nachgeschalteten parametrierbaren Filtern zuführbar. Die gewünschte ideale Richtcharakteristik ist dadurch unter Berücksichtigung der individuellen akustischen Gegebenheiten beim Tragen des Hörhilfegeräts approximierbar.
  • Aus US 5,870,481 A ist eine Apparatur zur Anpassung von interauralen Pegeldifferenzen bekannt. Dazu wird eine Mehrzahl von Hörtests bei verschiedenen Frequenzen durchgeführt, wobei der Schall mit einer Schallquelle erzeugt wird, die sich relativ zu einer Testperson bewegen lässt. Die Hörgerätantwort des einen Ohres wird im Verhältnis zum anderen Ohr angepasst, indem beispielsweise eine Abschwächung oder Verstärkung durchgeführt wird. Die Einstellung erfolgt im Hinblick auf das Lokalisationsvermögen der Testperson.
  • Eine Methode zur Auswahl der besten HRTF aus einem vorgegebenen Satz von HRTFs durch einen perzeptiven Test wird in "Effiziente Auswahl der individuell-optimalen aus fremden Außenohrübertragungsfunktionen", B. Seeber, H. Fastl, DAGA 2001, Oldenburg, beschrieben. Bei dieser Methode stehen im Satz von HRTFs nur eine begrenzte Anzahl von HRTFs zur Verfügung, so dass unter Umständen eine individuell geeignete HRTF nicht gefunden werden kann.
  • Die praktische Bedeutung einer subjektiven Technik zum Verfeinern einer Frequenzverstärkungscharakteristik eines Hörhilfsgeräts im Hinblick auf eine Hörerpräferenz (Simplex-Verfahren) wird in "An Examination of the Practicality of the Simplex Procedure", J. E. Preminger et al., Ear & Hearing 2000, Lippincott Williams & Wilkins beschrieben.
  • Ein Modell zur Beschreibung von HRTFs wird in "A model of head-related transfer functions based on principal component analysis and minimum-phase reconstruction." D. Kistler, F. Wightmann, JASA (1992), Vol. 91, No. 3,p. 1637-1647" beschrieben. Das Modell basiert auf einer Hauptachsentransformation (Principal Component Analysis PCA), die es erlaubt, die HRTFs als Linearkombination von mehreren Hauptkomponenten darzustellen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erzeugung und Verwendung einer an ein akustisches Umfeld angepassten Übertragungsfunktion für ein elektroakustisches Gerät anzugeben, das schneller und im Wesentlichen genauso genau ist wie eine zeitaufwändige Messung der Übertragungsfunktion.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Erzeugung und Verwendung einer Übertragungsfunktion für ein elektroakustisches Gerät mittels mehrerer Basisfunktionen, die jeweils eine grundlegende Eigenschaft eines spektralen Verlaufs von im elektroakustischen Gerät verwendbaren Übertragungsfunktionen aufweisen, wobei für jede Basisfunktion jeweils ein Wichtungsfaktor derart bestimmt wird, dass ein Betrieb des elektroakustischen Geräts unter Berücksichtigung der mit den Wichtungsfaktoren und Basisfunktionen gebil deten Übertragungsfunktion an ein akustisches Umfeld angepasst ist, wobei des Weiteren die Übertragungsfunktion aus den mit den Wichtungsfaktoren gewichteten Basisfunktionen erzeugt und im elektroakustischen Gerät abgespeichert und verwendet wird.
  • Von grundlegender Bedeutung für das Verfahren ist die Möglichkeit, eine Übertragungsfunktion mit Hilfe von Basisfunktionen darzustellen. Dies ist beispielsweise mit einer Hauptachsentransformation möglich, die die Übertragungsfunktion in den Basisfunktionen entsprechenden Hauptkomponenten zerlegt.
  • Eine Basisfunktion beschreibt jeweils eine grundlegende Eigenschaft eines spektralen Verlaufs der Übertragungsfunktion. Dabei können bei der Darstellung durch Basisfunktionen richtungsabhängige Effekte getrennt von richtungsunabhängige Effekten des akustischen Umfelds behandelt werden. Des Weiteren ist es möglich, eine Übertragungsfunktion in Betrag und Phase zu differenzieren. Je nach Bedarf kann dann der Verlauf beispielsweise des Betrags der Übertragungsfunktion mittels Basisfunktionen dargestellt werden.
  • In einer ersten Basisfunktion kann beispielsweise als grundlegende Eigenschaft der allgemeine Trend der Frequenzabhängigkeit festgehalten werden. Weitere Basisfunktionen ermöglichen es, feinere Strukturen des Verlaufs der Übertragungsfunktion zu reproduzieren.
  • Kombiniert man die Analyse in Basisfunktionen mit einer kontinuierlichen Veränderung der Wichtungsfaktoren, steht der gesamte perzeptiv relevante Suchraum für die Erzeugung der Übertragungsfunktion zur Verfügung. Durch Variieren von wenigen notwendigen Wichtungsfaktoren kann die mit den Basisfunktionen gebildete Übertragungsfunktion an das akustische Umfeld angepasst werden.
  • Unter Erzeugen einer Übertragungsfunktion wird dabei verstanden, dass diese zumindest in parametrisierter Form zur Verfügung steht, d.h., dass sie beispielsweise anhand der Wichtungsfaktoren in einem relevanten Frequenzbereich berechenbar ist.
  • Bei der Erzeugung der Übertragungsfunktion können zuvor vernachlässigte Größen, wie die richtungsunabhängigen Effekte oder die Richtungsabhängigkeit der Phase, wieder einbezogen werden.
  • Die vollständige Übertragungsfunktion wird im elektroakustischen Gerät, welches beispielsweise ein Hörhilfsgerät, ein System zur Erzeugung virtueller Akustik oder ein Multimediasystem sein kann, abgespeichert und verwendet. Die Speicherung und Verwendung kann mittels der Wichtungsfaktoren und Basisfunktionen oder in einer anderen Parametrisierung erfolgen. Letzteres ist z.B. vorteilhaft, wenn die Abspeicherung und Verwendung der Übertragungsfunktion auf dem von dem jeweiligen Gerät bearbeiteten spektralen Bereich eingeschränkt werden soll.
  • Ein Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung liegt darin, dass es durch die Synthese der Übertragungsfunktion mittels Basisfunktionen möglich ist, auf sehr schnelle Art und Weise den gesamten perzeptiv relevanten Suchraum zur Erzeugung der Übertragungsfunktion abzutasten, d.h., dass der gesamte perzeptiv relevante Suchraum zur Erzeugung der Übertragungsfunktion zur Verfügung steht. D. Kistler und F. Wightman haben in dem eingangs zitierten Beitrag gezeigt, dass beispielsweise mit fünf Basisfunktionen eine Übertragungsfunktion ausreichend gut dargestellt werden kann. Entsprechend könnte der Suchraum durch die Anpassung dieser fünf Wichtungsfaktoren ausreichend fein und sehr schnell abgetastet werden.
  • Das Verfahren lässt sich auf die Bestimmung eines ganzen Satzes von Übertragungsfunktionen für z.B. verschiedene Ein fallsrichtungen anwenden. Dabei kann das Verfahren zusätzlich dadurch beschleunigt werden, dass Zusammenhänge zwischen den richtungsabhängigen Wichtungsfaktoren berücksichtigt werden und nur ausgewählte Richtungen optimiert werden und danach weitere Richtungen in geeigneter Form interpoliert werden.
  • Das Verfahren ist ,schnell' im Vergleich mit einer Messung von richtungsabhängigen kopfbezogenen Übertragungsfunktionen, welche z.B. in 5°-Schritten zur Abstimmung von Mikrofonen durchgeführt wird. Eine solche Messung ist zeitaufwändig, da sie für jeden Winkelschritt, d.h. für jede neue Position einer Signalquelle, durchgeführt werden muss. Des Weiteren muss sie für jeden Hörhilfsgeräteträger neu durchgeführt werden.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird ein Wichtungsfaktor für eine auf einen Kopf einer Person bezogenen Übertragungsfunktion derart bestimmt, dass bei der Person ein räumlicher Höreindruck bei Berücksichtigung der mit den Wichtungsfaktoren und Basisfunktionen gebildeten Übertragungsfunktion im elektroakustischen Gerät erzeugt wird. Neben dem räumlichen Höreindruck kann zusätzlich oder alternativ eine Sprachqualität, eine Klangqualität, eine Lokalisationsleistung und/oder eine Externalisierung von einer oder mehreren Signalquellen bewertet werden. Unter Externalisierung wird dabei folgendes verstanden: Bei Kopfhörerdarbietung von akustischen Signalen oder bei der Benutzung von Hörhilfsgeräten wird der Ort der Entstehung eines Schallereignisses häufig als innerhalb des Kopfes liegend wahrgenommen. Wird die Schallquelle in der gleichen Hörsituation außerhalb des Kopfes lokalisiert, so bezeichnet man diesen Effekt als Externalisierung. Dies hat den Vorteil, dass der subjektive Höreindruck optimiert wird, d.h., dass der Einfluss durch das akustische Umfeld auf das subjektive Empfinden berücksichtigt wird.
  • In einer Ausführungsform erfolgt die Bestimmung der Wichtungsfaktoren mittels eines Optimierungsverfahrens, in dem durch Variation mindestens eines Wichtungsfaktors schrittweise ein Herantasten an die optimalen Wichtungsfaktoren erfolgt. Die Optimierung kann beispielsweise nach dem Simplex-Verfahren erfolgen, das mithilfe von Paarvergleichen von ,nächsten' Nachbarn den Satz von Wichtungsfaktoren für z.B. einen optimalen Höreindruck findet.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform werden zur Bestimmung der Wichtungsfaktoren das elektroakustische Gerät, das akustische Umfeld sowie die Übertragungsfunktion elektronisch simuliert und beispielsweise in Kopfhörersignale integriert. Dies hat den Vorteil, dass die Bestimmung der Übertragungsfunktion unabhängig von der Präsenz des elektroakustischen Geräts erfolgen kann.
  • In einer Ausführungsform erfolgt die Erzeugung der Übertragungsfunktion durch interaktives Anpassen der Wichtungsfaktoren an das unter Umständen auch simulierte akustische Umfeld. Dazu werden Aussagen eines Benutzers des elektroakustischen Geräts bezüglich des erzeugten Höreindrucks zur Anpassung verwendet.
  • In einer Ausführungsform ist ein Initialisierungssatz von Wichtungsfaktoren mit einer dazugehörigen Übertragungsfunktion gegeben, wobei aus dem Initialisierungssatz mindestens ein veränderter Satz von Wichtungsfaktoren erzeugt wird, in dem mindestens einer der Wichtungsfaktoren verändert wurde, wobei mindestens eine veränderter Übertragungsfunktion aus dem veränderten Satz erzeugt wird, und wobei zwei durch zwei unterschiedliche Übertragungsfunktionen bewirkte Anpassungen an ein akustisches Umfeld miteinander verglichen werden.
  • In einer Weiterbildung des Verfahrens werden mehrere Übertragungsfunktionen erzeugt und verwendet, die jeweils für eine Einfallsrichtung eines akustischen Signals an das akustische Umfeld angepasst sind.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.
  • Es folgt die Erläuterung von mehreren Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der 1 bis 4. Es zeigen
  • 1 eine Skizze zur Thematik der richtungsabhängigen Übertragungsfunktion bei Hörhilfsgeräten,
  • 2 ein schematisches Flussdiagramm eines beispielhaften Ablaufs des Verfahrens nach der Erfindung,
  • 3 eine Skizze zu einer beispielhaften Durchführung des Verfahrens mithilfe von computergenerierten Lautsprechersignalen und
  • 4 verdeutlicht die Erzeugung der computergenerierten Lautsprechersignale aus 3.
  • 1 verdeutlicht die Thematik von richtungsabhängigen Übertragungsfunktionen bei Hörhilfsgeräten. Ein solches Hörhilfsgerät kann z.B. ein im Ohr getragenes Hörhilfsgerät 1 oder ein hinter dem Ohr getragenes Hörhilfsgerät 3 sein. Eine Schallquelle 5, z.B. ein Gesprächspartner, erzeugt Schallwellen, die sich bis zum Träger 7 eines Hörhilfsgerätes 1,3 ausbreiten. Die Schallwelle wird durch das äußere Umfeld, in diesem Fall durch den Kopf des Trägers 7 beeinflusst. Die Schallwellen werden von einem Mikrofon in einem der Hörhilfsgeräte 1,3 detektiert. Der Einfluss des akustischen Umfelds hängt von der Lage des Mikrofons ab und unterscheidet sich z.B. für die beiden Hörhilfsgeräte 1,3. Er unterscheidet sich auch für Hörhilfsgeräte, die jeweils am linken und rechten Ohr des Trägers 7 angeordnet sind. Des Weiteren hängt die Übertragungsfunktion von der Richtung ab, in welcher sich die Schallquelle 5 in Bezug zum Mikrofon befindet. Entsprechend wird sich die Übertragungsfunktion ändern, wenn sich die Schallquelle horizontal oder vertikal um den Kopf des Trägers 7 bewegt. Eine genaue Kenntnis der Übertragungsfunktion ist für Hörhilfsgeräte 1,3 wichtig, um einen möglichst natürlichen Höreindruck beim Träger 7 zu erzeugen. Des Weiteren ist die Übertagungsfunktion z.B. für den Einsatz von Lokalisationsalgorithmen wichtig.
  • 2 verdeutlicht eine mögliche Vorgehensweise bei der Erzeugung der Übertragungsfunktion nach dem Verfahren der Erfindung. Ausgangspunkt des Verfahrens sind Basisfunktionen 11A,...11D, die zur Erzeugung einer Übertragungsfunktion benutzt werden. In 2 sind schematisch mögliche Verläufe der Beträge der Basisfunktionen 11A,...11D in Abhängigkeit der Frequenz f angedeutet. Die Basisfunktionen werden einmalig mithilfe einer Transformation aus mehreren Testmessungen von Übertragungsfunktionen (Testübertragungsfunktionen) gewonnen. Die erste Basisfunktion 11A wird dabei beispielsweise durch eine Mittelung aller Testübertragungsfunktionen erzeugt. Zur Erzeugung der zweiten Basisfunktion 11B werden die Differenzen von allen Testübertragungsfunktionen mit der ersten Basisfunktion 11A genommen. Die Differenzen werden wiederum gemittelt und ergeben so die Basisfunktion 11B. Zur Erzeugung weiterer Basisfunktionen 11C,11D werden entsprechend die Differenzen der Testbasisfunktionen und der Summe aller bis dahin ermittelten Basisfunktionen genommen und ebenfalls gemittelt. Mithilfe dieser Basisfunktionen lassen sich durch eine ,Rück'-Transformation beliebige Übertragungsfunktionen erzeugen.
  • Bei der Erzeugung der Basisfunktionen werden beispielsweise Übertragungsfunktionen, die über viele Individuen gemittelt wurden, derart transformiert, dass sie die perzeptiv relevanten Merkmale erhalten.
  • Der Vorteil in der Verwendung von den Wichtungsfaktoren zur Erzeugung der Übertragungsfunktion liegt darin, dass die Dimension des Raumes, d.h. die Anzahl der Variablen, erheblich kleiner ist. Eine geeignete Transformation stellt die Haupt achsentransformation (Prinzipal Component Analysis PCA) dar. Sie erlaubt es, die HRTFs als Linearkombination von z.B. fünf Hauptkomponenten darzustellen.
  • Für die ,Rück'-Transformation werden Wichtungsfaktoren 13A,...13D,13A'...13D' benötigt. Beispielsweise wird mit der Transformation 15 die Übertragungsfunktion 17 erzeugt oder mit der Transformation 15' die Übertragungsfunktion 17'. Diejenige der Übertragungsfunktionen 17 und 17', die einen Betrieb eines elektroakustischen Geräts am besten an ein akustisches Umfeld anpasst, wird durch einen Vergleich der Wirkungen der Übertragungsfunktionen 17,17' auf z.B. den Höreindruck bestimmt.
  • Da die Wichtungsfaktoren 13A,...13B' kontinuierlich eingestellt werden können, kann der gesamte perzeptiv relevante Suchraum für die Übertragungsfunktionen abgetastet werden. Das Abtasten kann nach verschiedenen Optimierungsverfahren erfolgen. Im sogenannten Simplex-Verfahren tastet man sich z.B. über einen Paarvergleich von Übertragungsfunktionen, die sich beispielsweise in nur einem Wichtungsfaktor unterscheiden, an die optimale Übertragungsfunktion heran. Nach jedem Paarvergleich wird in der Nachbarschaft der günstigeren Übertragungsfunktion durch Variation mindestens eines Wichtungsfaktors 13A,...13D eine weitere Übertragungsfunktion erzeugt, mit der wiederum ein Paarvergleich durchgeführt wird.
  • Hat man die optimale Übertragungsfunktion 17,17' gefunden, wird diese in einer für das elektroakustische Gerät geeigneten parametrisierten Form 19 abgespeichert und im elektroakustischen Gerät 21 verwendet.
  • Bei der Optimierung der Wichtungsfaktoren wird vorzugsweise von einer sinnvollen Initialisierung ausgegangen, d.h. die Wichtungsfaktoren des Initialisierungssatzes sind beispielsweise durch gemittelte Wichtungsfaktoren von an die vorliegende akustische Situation, z.B. an die Verwendung eines im Ohr Hörhilfsgeräts, angepassten Übertragungsfunktionen gegeben.
  • Das Verfahren nach der Erfindung hat den Vorteil, dass eine Anpassung der Übertragungsfunktion an beispielsweise den individuellen Hörhilfsgeräteträger durch eine überschaubare Anzahl von Parametern erfolgt. Die Anpassung der Übertragungsfunktion ist im Vergleich zur aufwändigen und zeitraubenden direkten Messung der Übertragungsfunktion beim Hörgeräteakustiker erheblich schneller.
  • Ein weiterer Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung liegt darin, dass der Suchraum, in dem die Übertragungsfunktion erzeugt werden können, erheblich vergrößert ist, da mithilfe der PCA im wesentlichen jede Übertragungsfunktion erzeugt werden kann.
  • 3 zeigt einen möglichen Aufbau zur Bestimmung von Übertragungsfunktionen für eine Person 31. Mithilfe von Kopfhörern 33 werden der Person 31 akustische Signale vorgespielt. Diese Signale werden in einem Rechner 35 erzeugt. Bei der Erzeugung werden beispielsweise entsprechend 4 im Rechner 35 zuerst ein akustisches Signal 41 erzeugt. In das Signal 41 wird anschließend das akustische Umfeld 43 und eine Übertragungsfunktion 45 eingerechnet. Das so simulierte Signal entspricht dem Signal der Schallquelle 5 aus 1 unter Berücksichtigung des akustischen Umfelds und der dazugehörigen Übertragungsfunktion. Das simulierte Signal wird anschließend dem Lautsprecher 47 zugeführt.
  • In 3 können beispielsweise mehrere akustische Signale von verschiedenen Musikinstrumenten erzeugt werden. Das akustische Umfeld 43 wird dabei beispielsweise durch Positionen 37A,...37E der Musikinstrumente bestimmt. Die Übertragungsfunktion wird anschließend derart angepasst, dass für die Person 31 z.B. ein räumlicher Höreindruck entsteht, indem er die verschiedenen Musikinstrumente korrekt dem vorgegebenen akustischen Umfeld zuordnen kann (Lokalisation und Externalisierung von Signalquellen).
  • Mithilfe des Rechners 35 können die Übertragungsfunktionen für die verschiedenen Musikinstrumente jeweils in die akustischen Signale eingerechnet werden. Die Anpassung der verschiedenen Übertragungsfunktionen durch die Anpassung der Wichtungsfaktoren erfolgt ebenfalls mithilfe des Rechners 35.

Claims (19)

  1. Verfahren zur Erzeugung und Verwendung einer Übertragungsfunktion (17,17',45) für ein elektroakustisches Gerät (21) mittels mehrerer Basisfunktionen (11A,...11D), die jeweils eine grundlegende Eigenschaft eines spektralen Verlaufs von im elektroakustischen Gerät (21) verwendbaren Übertragungsfunktionen (17,17',45) aufweisen, mit folgenden Verfahrensmerkmalen – Bestimmen von jeweils einem Wichtungsfaktor (13A,...13D') für jede Basisfunktion (11A,...11D), so dass ein Betrieb des elektroakustischen Geräts (21) unter Berücksichtigung der mit den Wichtungsfaktoren (13A,...13D') und Basisfunktionen (17,17',45) gebildeten Übertragungsfunktion (17,17',45) an ein akustisches Umfeld (43) angepasst ist, – Erzeugen der Übertragungsfunktion (17,17',45) aus den mit den Wichtungsfaktoren (13A,...13D') gewichteten Basisfunktionen (11A,...11D), – Abspeichern und Verwenden der Übertragungsfunktion (17,17',45) im elektroakustischen Gerät (21).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zu einer Übertragungsfunktion (17,17',45) gehörenden Wichtungsfaktoren (13A,...13D') mittels einer Hauptachsentransformation der Übertragungsfunktion (17,17',45) auf die Basisfunktionen (11A,...11D) berechenbar sind und dass mittels einer entsprechenden Hauptachsenrücktransformation aus Wichtungsfaktoren (13A,...13D) eine Übertragungsfunktion berechenbar ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsfunktion (17,17',45) mittels der Wichtungsfaktoren (13A,...13D') als Linearkombination mehrerer Basisfunktionen (11A,...11D) darstellbar ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Basisfunktion (11A,...11D) eine grundlegende Eigenschaft eines spektralen Verlaufs eines Betrags der Übertragungsfunktion (17,17',45) aufweist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erzeugung der Übertragungsfunktion (17,17',45) zusätzlich eine Richtungsabhängigkeit der Phase der Übertragungsfunktion (17,17',45) berücksichtigt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsfunktion (17,17',45) eine auf einen Kopf einer Person (7) bezogene Übertragungsfunktion (17,17',45) ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wichtungsfaktor (13A,...13D') derart bestimmt wird, dass bei der Person (7) ein räumlicher Höreindruck bei Berücksichtigung der mit den Wichtungsfaktoren (13A,...13D') und Basisfunktionen (11A,...11D) gebildeten Übertragungsfunktion (17,17',45) im elektroakustischen Gerät (21) erzeugt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Wichtungsfaktoren (13A,...13D') das elektroakustische Gerät (21), das akustische Umfeld (43) sowie die Übertragungsfunktion (17,17',45) elektronisch simuliert in Kopfhörersignale integriert werden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Wichtungsfaktoren (13A,...13D') mittels eines Optimierungsverfahrens erfolgt, in dem durch Variation mindestens eines Wichtungsfaktors (13A,...13D') schrittweise ein Herantasten an die optimalen Wichtungsfaktoren (13A,...13D') erfolgt.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung der Übertragungsfunktion (17,17',45) durch interaktives Anpassen der Wichtungsfaktoren (13A,...13D') an das akustische Umfeld (43) erfolgt.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die interaktive Anpassung durch Variieren der Wichtungsfaktoren (13A,...13D') mithilfe von Aussagen eines Benutzers (7) des elektroakustischen Geräts (21) bezüglich des erzeugten Höreindrucks erfolgt.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Höreindruck anhand der Lokalisationsleistung und/oder der Externalisierung bewertet wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Initialisierungssatz von Wichtungsfaktoren (13A,...13D') mit einer dazugehörigen Übertragungsfunktion (17,17',45) gegeben ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein veränderter Satz von Wichtungsfaktoren (13A,...13D') aus dem Initialisierungssatz erzeugt wird, wobei mindestens einer der Wichtungsfaktoren (13A,...13D') verändert wird, dass mindestens eine veränderte Übertragungsfunktion (17,17',45) aus dem veränderten Satz gebildet wird und dass zwei durch zwei unterschiedliche Übertragungsfunktionen (17,17',45) bewirkte Anpassungen an ein akustisches Umfeld (43) miteinander verglichen wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Basisfunktionen (11A) durch Mittelung von in verschiedenen akustischen Umfeldern gemessenen Übertragungsfunktionen (17,17',45) erzeugt wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Basisfunktion (11B) durch Mittelung von Differenzfunktionen erzeugt wird, wobei jeweils eine Differenzfunktion aus einer Übertragungsfunktion (17,17',45) erzeugt wird, indem von dieser die erste Basisfunktion (11A) abgezogen wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Basisfunktion (11C,11D) durch Mittelung von Differenzfunktionen erzeugt wird, welche sich jeweils aus der Differenz einer Übertragungsfunktion (17,17',45) und einer oder mehrerer Basisfunktionen (11A,...11D) ergibt.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Übertragungsfunktionen (17,17',45) erzeugt und verwendet werden, die jeweils für eine Einfallsrichtung eines akustischen Signals an das akustische Umfeld (45) angepasst sind.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das akustische Umfeld (45) den akustischen Einfluss der Lage eines hinter oder in einem Ohr getragenen Hörhilfsgeräts (1,3) umfasst.
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DK04007586.3T DK1471770T3 (da) 2003-04-22 2004-03-29 Fremgangsmåde til fremstilling af en tilnærmet deloverføringsfunktion
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AT04007586T ATE473604T1 (de) 2003-04-22 2004-03-29 Verfahren zur erzeugung einer angenäherten teilübertragungsfunktion
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010108473A3 (de) * 2009-03-21 2011-11-10 A. Eberle Gmbh & Co. Kg Einrichtung zur überwachung von stufenschaltern
EP2611216A1 (de) * 2011-12-30 2013-07-03 GN Resound A/S Systeme und Verfahren zur Bestimmung von kopfbezogenen Übertragungsfunktionen
US8774432B2 (en) 2007-07-27 2014-07-08 Siemens Medical Instruments Pte. Ltd. Method for adapting a hearing device using a perceptive model
US9030545B2 (en) 2011-12-30 2015-05-12 GNR Resound A/S Systems and methods for determining head related transfer functions

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7184557B2 (en) * 2005-03-03 2007-02-27 William Berson Methods and apparatuses for recording and playing back audio signals
US9031242B2 (en) 2007-11-06 2015-05-12 Starkey Laboratories, Inc. Simulated surround sound hearing aid fitting system
US20110026745A1 (en) * 2009-07-31 2011-02-03 Amir Said Distributed signal processing of immersive three-dimensional sound for audio conferences
US9191755B2 (en) 2012-12-14 2015-11-17 Starkey Laboratories, Inc. Spatial enhancement mode for hearing aids
EP2869599B1 (de) 2013-11-05 2020-10-21 Oticon A/s Binaurales Hörgerätesystem mit einer Datenbank von kopfbezogenen Übertragungsfunktionen
CN105208501A (zh) 2014-06-09 2015-12-30 杜比实验室特许公司 对电声换能器的频率响应特性进行建模
AU2016413718A1 (en) * 2016-07-07 2019-02-14 Meyer Sound Laboratories, Incorporated Magnitude and phase correction of a hearing device
US10397725B1 (en) 2018-07-17 2019-08-27 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Applying directionality to audio
US10959026B2 (en) 2019-07-25 2021-03-23 X Development Llc Partial HRTF compensation or prediction for in-ear microphone arrays

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5870481A (en) * 1996-09-25 1999-02-09 Qsound Labs, Inc. Method and apparatus for localization enhancement in hearing aids
DE19927278C1 (de) * 1999-06-15 2000-12-14 Siemens Audiologische Technik Verfahren zum Anpassen eines Hörhilfegeräts sowie Hörhilfegerät

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2137346B1 (de) * 1971-05-13 1973-05-11 Ibm France
DE2720666C2 (de) * 1977-05-07 1987-01-29 Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg Verfahren und Anordnung zur Geräuschanalyse
US4281318A (en) * 1980-05-30 1981-07-28 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Digital-to-digital code converter
JPH08502867A (ja) * 1992-10-29 1996-03-26 ウィスコンシン アラムニ リサーチ ファンデーション 指向性音を作る方法及び装置
JPH09182194A (ja) * 1995-12-27 1997-07-11 Nec Corp 補聴器
DE10245567B3 (de) * 2002-09-30 2004-04-01 Siemens Audiologische Technik Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Anpassen eines Hörgeräts

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5870481A (en) * 1996-09-25 1999-02-09 Qsound Labs, Inc. Method and apparatus for localization enhancement in hearing aids
DE19927278C1 (de) * 1999-06-15 2000-12-14 Siemens Audiologische Technik Verfahren zum Anpassen eines Hörhilfegeräts sowie Hörhilfegerät

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
B. Seeber und H. Fastl "Effiziente Auswahl der individuel-optimalen aus fremden Außenübertra- gungsfunktionen" DAGA 2001, Oldenburg *
J.E. Preminger et al."An Examination of the Prac- tically of the Simpex Procedure" in Ear and Hea- ring" 2000, 21,177-193 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8774432B2 (en) 2007-07-27 2014-07-08 Siemens Medical Instruments Pte. Ltd. Method for adapting a hearing device using a perceptive model
WO2010108473A3 (de) * 2009-03-21 2011-11-10 A. Eberle Gmbh & Co. Kg Einrichtung zur überwachung von stufenschaltern
EP2611216A1 (de) * 2011-12-30 2013-07-03 GN Resound A/S Systeme und Verfahren zur Bestimmung von kopfbezogenen Übertragungsfunktionen
US9030545B2 (en) 2011-12-30 2015-05-12 GNR Resound A/S Systems and methods for determining head related transfer functions

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Publication number Publication date
AU2004201682A1 (en) 2004-11-11
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US20040218771A1 (en) 2004-11-04
EP1471770B1 (de) 2010-07-07
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ATE473604T1 (de) 2010-07-15

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