DE1230466B - Verfahren und Vorrichtung, um Schallsignale fuer sehr schwerhoerige Personen wahrnehmbar zu machen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H04r

Deutsche Kl.: 21 a2 -17/03

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

C 34842 VIII a/21 a2
13. Januar 1965
15. Dezember 1966

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, welches dazu bestimmt ist, Schallsignale für sehr schwerhörige Personen wahrnehmbar zu machen. Sie bezieht sich auch auf Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens.

Es ist bekannt, daß zur Verbesserung des Hörens Schwerhöriger bereits verschiedene Arten von Prothesen vorgeschlagen worden sind, die einen Verstärker und einen Pegelkompressor umfassen. Diese bekannten Prothesen leisten zwar Schwerhörigen, deren Durchlaßband nicht zu stark verengt ist, ganz außerordentliche Dienste, dagegen sind sie für sehr Schwerhörige, deren Durchlaßband viel zu schmal ist, und insbesondere für Taubstumme praktisch ohne jeden Nutzen, und zwar deshalb, weil diese Prothesen im allgemeinen infolge der besonderen Eigenart der Empfindlichkeitsreste des Gehörs dieser Schwerhörigen keine zufriedenstellende Wahrnehmung von Sprachsignalen (liminaire Stimme) durch sehr schwerhörige Personen zulassen.

Bevor auf die Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens und der zugehörigen Vorrichtungen eingegangen wird, sei noch daran erinnert, daß die Informationskapazität einer sehr schwerhörigen Person, insbesondere eines Taubstummen, d. h. einer Person, die von Geburt aus sehr schwerhörig ist oder ertaubt ist, ehe sie den Gebrauch der Sprache erlangt hat, bedeutend verringert ist, weil sich das Gehör eines solchen Schwerhörigen von dem Gehör einer Normalperson dadurch unterscheidet, daß

a) die Empfindlichkeitsschwelle bedeutend angehoben ist und mindestens um 60 dB über der Normalschwelle liegt;

b) das Durchlaßband so verengt ist, daß die tiefen Frequenzen, die weniger entstellt werden, im allgemeinen einen Hörbarkeitspegel von ungefähr 60 dB beibehalten, während bei den höheren Frequenzen, die je nach dem Fall über 500 bis 3000 Hz liegen, der Hörbarkeitspegel unter 100 dB gegenüber dem Normalgehör sinkt;

c) eine solche Verringerung der Dynamik eintritt, daß der Niveauabstand zwischen der Empfindlichkeitsschwelle und der Schmerzschwelle auf 10 oder 20 dB herabgesetzt sein kann, während er im Normalfall in der Größenordnung von 120 dB liegt.

Außerdem dürfte es nicht unzweckmäßig sein zu erinnern, daß zur verständlichen Übermittlung der Sprache eine Informationskapazität von etwa 100 bis 160 Bauds genügt. Wenn man dann in Erwägung zieht, daß die Informationskapazität des normalen

Verfahren und Vorrichtung, um Schallsignale
für sehr schwerhörige Personen wahrnehmbar
zu machen

Anmelder:

Guy Frangois Constant, Colombes, Seine;
G. B. G. Etablissements Gauban,
Boissonnet et Gourhant S. A.,
Courbevoie, Seine (Frankreich)

Vertreter:

R. Störzbach, Patentanwalt,

Stuttgart W, Hasenbergstr. 38 A

Als Erfinder benannt:

Guy Framjois Constant, Colombes, Seine

(Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 17. Januar 1964 (960 612)

Ohres mit einem Durchlaßband von 16 kHz und einer Dynamik von 120 dB ungefähr 320 · 10³ Bauds beträgt und daß die Informationskapazität einer sehr schwerhörigen Person zwischen etwa 1150 Bauds (bei einem Durchlaßband von 500 Hz und einer Dynamik von 10 dB) und 5000 Bauds (für ein Durchlaßband von 1500 Hz und eine Dynamik von 20 dB) liegen kann, so kann zugegeben werden, daß, innerhalb der Grenzen dieser beiden äußersten Fälle, die Informationskapazität des Ohres eines sehr Schwerhörigen hinreicht, um die wesentlichen, in der Sprache enthaltenen Informationen, sofern man sich auf die Verständlichkeit beschränkt, nutzbringend zu verwerten.

Wenn jedoch auch, wie eben gesagt, die Informationskapazität eines sehr Schwerhörigen für die Verständlichkeit der Sprache hinzureichen scheint, so kann nichtsdestoweniger ein sehr Schwerhöriger eine ihm übermittelte Botschaft nicht verstehen, weil

A) das für die Sprache notwendige Durchlaßband viel größer ist als sein eigenes, so daß viele außerhalb des letzteren Bandes liegende wich-

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tige Informationen von ihm nicht erfaßt werden können, was in einer Beschneidung gewisser Frequenzen, im allgemeinen der höheren Frequenzen, zum Ausdruck kommt, so daß die Sprache für den sehr Schwerhörigen infolge der Unterdrückung der in diesen Frequenzen enthaltenen Informationen praktisch unverständlich wird;

B) die Änderungen des Sprachpegels infolge Veränderung der Entfernung u. dgl. zu groß sind, ·¹⁰ um innerhalb der Grenzen der Dynamik des Ohres des Schwerhörigen zu bleiben;

C) die Schallstärke der Stimme nicht ausreicht, um von dem sehr Schwerhörigen unter normalen Bedingungen gehört zu werden.

Wenn die eingangs erwähnten Hilfsmittel oder Prothesen ermöglicht haben, die durch Änderungen des Sprachpegels und des Schallstärkepegels der Stimme bedingten Schwierigkeiten zu lösen, so sind sie für den sehr Schwerhörigen, dessen Durchlaßband viel zu eng ist, von gar keinem Nutzen.

Bei dieser Sachlage wird gemäß der Erfindung ein Verfahren und Vorrichtungen vorgeschlagen, die — obwohl sie geeignet sind, im allgemeinen die Hörfähigkeit eines Schwerhörigen zu verbessern — vor allem dazu bestimmt sind, einem sehr Schwerhörigen die Wahrnehmung artikulierter Laute zu ermöglichen, die für ihn sonst unhörbar wären, und auch einem sehr Schwerhörigen die Erlangung des Gebrauchs der Sprache zu gestatten.

Die Erfindung wendet sich im besonderen an alle Personen, die in die Kategorie der »sehr Schwerhörigen« fallen, d. h. in erster Linie an die von Geburt aus Taubstummen oder an solche, die infolge einer vorzeitigen Schwerhörigkeit stumm geblieben sind, und in zweiter Linie an solche, die, obzwar sie den Gebrauch der Sprache hatten, nachträglich in einem solchen Grad schwerhörig wurden, daß bei ihnen Schwierigkeiten im Hervorbringen der Stimme (Phonation) auftreten, die sie hindern, sich verständlich auszudrücken.

Das erfindungsgemäße Verfahren, das die zur Verfügung stehende Informationskapazität eines Taubstummen, die mittels eines vorangehenden, gleichzeitig zur Entdeckung der Empfindlichkeitsschwelle dienenden Audiogramms bestimmt wurde, dazu ausnutzt, das stark verengte Durchlaßband abzugrenzen und den Intervall zwischen der Empfindlichkeitsschwelle und der Schmerzschwelle (Abschätzung der Dynamik des Taubstummen) zu messen, kennzeichnet sich im wesentlichen dadurch, daß zur Wahrnehmbarmachung der in der Sprache enthaltenen wesentlichen Informationen durch den sehr Schwerhörigen das ganze oder ein Teil des für die Sprache notwendigen Durchlaßbandes mit dem Durchlaßband des sehr Schwerhörigen, so wie es durch das Audiogramm bestimmt wurde, zur Übereinstimmung gebracht wird.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht das Verfahren darin, daß zwei gleichzeitige verschiedene Spektren verwendet werden, die getrennt auf jedes der beiden Ohren gerichtet werden, um ihre Informationskapazität maximal auszunutzen.

Bei einer Ausführungsforrn dieses Verfahrens wird eine Kompression oder eine Teilung des durch die wahrnehmbar zu machende Sprache gedeckten Frequenzspektrums vorgenommen.

Nach einer anderen Ausführungsform erfolgt eine Verschiebung des gesamten oder eines Teiles des durch die wahrnehmbar zu machende Sprache gedeckten Frequenzspektrums.

Die Erfindung bezieht sich auch auf Vorrichtungen zur praktischen Durchführung der erwähnten zwei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die eine Vorrichtung, die zur aperiodischen Teilung des Frequenzspektrums der für den sehr Schwerhörigen wahrnehmbar zu machenden Sprache dient, besteht im wesentlichen aus einem endlosen magnetischen Band, welches nach dem Löschen ein mit einem Mikrophon verbundenes Aufzeichnungssystem durchläuft und dann durch ein Ablesesystem geführt wird, das mehrere magnetische Ableseköpfe umfaßt, die sich um eine zentrale Achse mit einer Geschwindigkeit drehen, die sie befähigt, das auf dem Magnetband aufgezeichnete Signal auszuwählen und mit einer gegenüber der Aufzeichnungsgeschwindigkeit herabgesetzten Geschwindigkeit abzulesen, wobei das Ablesesystem mittels eines Vorverstärkers mit einem Ausgangsverstärker verbunden ist, der mit von dem sehr Schwerhörigen getragenen Kopfhörern oder mit einem Osteophon in Verbindung steht.

Die zweite Vorrichtung beruht auf der Synthese nach dem Gehör und umfaßt Mittel, die auf zwei verschiedene Kreise verteilt sind und ermöglichen, daß auf das eine Ohr des sehr Schwerhörigen mittels eines Hörers das verstärkte Lautsignal ohne Veränderung seines Durchlaßbandes und auf das andere Ohr mittels eines zweiten Hörers dasselbe verstärkte Lautsignal nach einer vorhergehenden selektiven Ausfilterung der höheren Frequenzen und nach Verschiebung dieser Frequenzen in das Durchlaßband des Schwerhörigen übertragen werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Hörer des ersten Kreises mit dem Mikrophon über einen Verstärker und über einen einen gemeinsamen Ausgang für beide Kreise aufweisenden Vorverstärker verbunden.

Nach einem anderen Merkmal ist der zweite Hörer des zweiten Kreises durch einen gleichen Verstärker wie den des ersten Kreises mit einem Tiefpaßfilter an einem Frequenzwandler mit Ringmodulator angeschlossen, der seinerseits einesteils über einen einstellbaren Tieffrequenzoszillator und andernteils mittels eines die höheren Frequenzen auswählenden Bandfilters mit dem Ausgang des mit dem ersten Kreis verbundenen Vorverstärkers verbunden ist.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnung.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens durch aperiodische Teilung der Frequenzen des Sprachspektrums;

Fig. 2 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Verschiebung des Spektrums der Sprachfrequenzen.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 besteht aus einem Mikrophon 1, das ein Signal in einen Vorverstärker 2 liefert, der auf einen magnetischen Aufzeichnungskopf 3 einwirkt, an welchem ein endloses Magnetband 4 vorüberläuft, das vorher an einem Löschkopfs vorbeigeht, der mit einem Lösch- und Vormagnetisierungs-Oszillator 6 verbunden ist. Das Magnetband 4 gelangt nach dem Vorbeigang am Aufzeichnungskopf 3 mit dem aufgezeichneten Signal vor das Ablesesystem 1, das mit dem ein Laufeignal

in den elektrodynamischen Kopfhörer 9 liefernden Verstärker 8 verbunden ist.

Das Ablesesystem 7 besteht aus einem Drehorgan, das vier patrallelgeschaltete Ableseköpfe 10 besitzt, deren Schlitze auf vier gleichmäßig verteilten Erzeugenden eines von einem Drehzahlwandler 11 angetriebenen Drehzylinders angeordnet sind. Die vier Ableseköpfe 10 sind mit einem Transistorvorverstärker 12 verbunden.

Das Magnetband 4, das von einer Seilrolle 13 angetrieben wird, läuft an dem Ablesesystem 7 mit einer Geschwindigkeit von 1 m/sec, die als Bezugsgeschwindigkeit für die Aufzeichnung gewählt ist, vorbei.

Diese Vorrichtung wirkt folgendermaßen: Der Schwerhörige trägt die Kopfhörer 9. Das Mikrophon 1 nimmt die Töne auf, die für den Schwerhörigen wahrnehmbar gemacht werden sollen. Das Tonsignal wird in den Vorverstärker 2 eingebracht und von dem Kopf 3 auf dem endlosen Magnetband 4 aufgezeichnet. Die drehbaren Köpfe 10 des Ablesesystems 7 zerlegen das aufgezeichnete Signal und lesen es mit einer herabgesetzten Geschwindigkeit. Wenn der eine Kopf sich von dem Band 4 entfernt, kommt der nächste mit dem Band zum Ablesen in Berührung. Ein Teil des Bandes wird daher nicht abgelesen. Jeder unterdrückte Teil soll eine Dauer unter 20 Millisekunden haben.

Die Ablesefrequenz ist im Verhältnis V_xIV₀ verkleinert, wobei V₁ die Ablesegeschwindigkeit und V_e die Aufzeichnungsgeschwindigkeit ist.

Die Abschnitte werden kleiner, wenn V₁IV₁₁ abnimmt.

Das abgelesene Signal wird sodann durch den Vorverstärker 12 und hierauf durch den mit den Kopfhörern 9 verbundenen Verstärker 8 verstärkt.

Die Vorrichtung nach Fig. 2 umfaßt ein Mikrophon 14, das mit einem Vorverstärker 15 in Verbindung steht, der seinerseits durch zwei getrennte Kreise an jedem Hörer eines Kopfhörers 16 angeschlossen ist, der von dem sehr Schwerhörigen aufgesetzt wird.

Der erste Kreis, der das in 15 vorverstärkte Signal ohne Änderung seines Durchlaßbandes verstärkt, umfaßt einen Ausgangsverstärker 17 und einen elektrodynamischen Hörer 18.

Der zweite Kreis, der das in 15 vorverstärkte Signal nach Frequenzänderung auf den Hörer 19 überträgt, enthält ein Bandfilter 20, das auf 3 kHz <CF₀ <C6 kHz eingeregelt werden kann, und dessen Durchlaßband auf 1 kHz, 1,5 kHz oder 2 kHz umgeschaltet werden kann. Dieses Bandfilter 20 liefert das gefilterte Signal in einen Frequenzwandler 21, der von einem Ringmodulator gebildet wird, der einerseits mit einem nach Bedarf einstellbaren Tieffrequenzoszillator 22 und andererseits mit einem Tiefpaßfilter 23 verbunden ist, das in den Ausgangsverstärker 24 ein vorverstärktes, filtriertes und verschobenes Signal liefert, welches nach ergänzender Verstärkung in den Hörer 19 gelangt. Das Tiefpaßfilter 23 hat den Zweck, parasitären Schall zu beseitigen, während der Oszillator 22 mit veränderlicher Frequenz gestattet, das von dem Bandfilter 20 ausgewählte, genau bestimmte Frequenzband auf die vom Audiogramm des sehr Schwerhörigen gelieferte Frequenz zu verschieben.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten und vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt, sie kann vielmehr in den Einzelheiten weitgehend abgeändert werden. So kann im Rahmen der Erfindung auf jede Weise und mit allen Mitteln auf das Sprachdurchlaßband so eingewirkt werden, daß es sich dem Durchlaßband des sehr Schwerhörigen anpaßt, wobei diese Mittel von der Teilung, Verschiebung, Kompression oder jeder anderen Art der Änderung des Frequenzspektrums Gebrauch machen können, um die Wahrnehmung und das Erfassen desselben durch die sehr schwerhörige Person zu ermöglichen.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verfahren, um Schallsignale für sehr Schwerhörige wahrnehmbar zu machen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Wahrnehmbarmachen der wesentlichen in der Sprache enthaltenen Informationen durch den sehr Schwerhörigen das ganze oder ein Teil des für die Sprache notwendigen Durchlaßbandes mit dem vorher durch ein Audiogramm ermittelten Durchlaßband des sehr Schwerhörigen zur Übereinstimmung gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kompression des von der wahrnehmbar zu machenden Sprache gedeckten Frequenzspektrums bewirkt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Teilung des von der wahrnehmbar zu machenden Sprache gedeckten Frequenzspektrums bewirkt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ganze oder ein Teil des Frequenzspektrums, das von der wahrnehmbar zu machenden Sprache gedeckt wird, verschoben wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gleichzeitige verschiedene Spektren verwendet werden, die getrennt auf jedes der beiden Ohren gerichtet werden, um ihre Informationskapazität maximal auszunutzen.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung im wesentlichen aus einem endlosen magnetischen Band (4) besteht, das, nach dem Löschen, ein mit einem Mikrophon (1) gekoppeltes Aufzeichnungssystem (3) durchläuft und hierauf durch ein Ablesesystem (7) geführt wird, das magnetische Ableseköpfe (10) enthält, welche sich um eine zentrale Achse mit einer Geschwindigkeit drehen können, die sie befähigt, das auf dem magnetischen Band aufgezeichnete Signal auszuwählen und die Ablesung desselben mit einer gegenüber der Aufzeichnungsgeschwindigkeit herabgesetzten Geschwindigkeit zu bewirken, wobei das Ablesesystem über einen Vorverstärker (12) mit einem Ausgangsverstärker gekoppelt ist, der an Kopfhörer (9) oder ein Osteophon angeschlossen ist, das der sehr Schwerhörige trägt.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung auf zwei verschiedene Kreise verteilte Mittel enthält, die es ermöglichen, dem einen Ohr des sehr Schwerhörigen mittels eines Hörers (18) das ohne Änderung sei-

nes Bandes verstärkte Sprachsignal und auf das andere Ohr mittels eines zweiten Hörers (19) dasselbe nach einer vorhergehenden selektiven Ausfilterung der höheren Frequenzen und Verschiebung dieser Frequenzen in das Durchlaßband des sehr Schwerhörigen verstärkte Signal zuzuführen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kreis mit dem Mikrophon (14) über einen Verstärker (17) und einen Vorverstärker (15), der einen Ausgang für beide Kreise aufweist, verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hörer (19) des zweiten Kreises über einen gleichen Verstärker wie den Ausgangsverstärker des ersten Kreises mit einem Tiefpaßfilter (23) verbunden ist, das an einen Ringmodulator-Frequenzwandler (21) angeschlossen ist, der seinerseits einesteils mit einem einstellbaren Tieffrequenzoszillator (22) und anderenteils über ein die höheren Frequenzen auswählendes Bandfilter (20) mit dem Ausgang des mit dem ersten Kreis verbundenen Vorverstärkers gekoppelt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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