DE19748079A1 - Hörgerät mit Rückkopplungsunterdrückung sowie Verfahren zur Rückkopplungsunterdrückung in einem Hörgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Hörgeräte mit Rückkopplungsunter­ drückung sowie Verfahren zur Rückkopplungsunterdrückung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Rückkopplungsunterdrückung in Hörgeräten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 14.

Als Stand der Technik wird üblicherweise zur Beseitigung von auftretendem Rückkopplungspfeifen die Verstärkung des Hörge­ räts vermindert oder das Hörgerät mit verminderter Verstär­ kung betrieben, wodurch nicht der gesamte Verstärkungsbereich des Hörgeräts genutzt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hörgerät mit Rückkopplungsunterdrückung sowie ein Verfahren zur Rückkopp­ lungsunterdrückung in einem Hörgerät anzubieten, bei denen der gesamte Verstärkungsbereich des Hörgeräts genutzt werden kann.

Die Aufgabe wird für das Hörgerät durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungs­ formen des Hörgeräts werden durch die Unteransprüche 2-13 realisiert. Für das Verfahren wird die Aufgabe durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 14 gelöst. Vorteil­ hafte Ausführungsformen des Verfahrens sind in den Unteran­ sprüchen 15-17 beschrieben.

Das erfindungsgemäße Hörgerät ermöglicht es, z. B. aufgrund von veränderten äußeren Rückkopplungsbedingungen ("Hutkrempeneffekt") oder einer Deformation des Ohrpaßstücks, auftretendes Rückkopplungspfeifen über ein Detektorelement zunächst festzustellen und dann über entsprechende Aktivie­ rung eines Stellelements durch Phasenverschiebung des verar­ beiteten Signals das Rückkopplungspfeifen zu unterdrücken. Dabei kann der gesamte Verstärkungsbereich des Hörgeräts ge­ nutzt werden.

Vorteilhafterweise ist das Detektorelement als Schwellwerte­ lement ausgebildet und stellt einen erhöhten und über einem einstellbarem Wert liegenden Eingangspegel fest, wie dies bei auftretender Rückkopplungspfeifen oder der Fall ist.

Bei Erreichen/Überschreiten des einstellbaren Schwellwertes des Detektorelementes spricht dieses an und aktiviert das Stellelement zur Einstellung einer entsprechenden Phasenver­ schiebung des Signals zur Unterdrückung des Rückkopplungs­ pfeifens.

Bei einer Signalverarbeitung im Hörgerät in mehreren Kanälen weist vorteilhafterweise jeder der Kanäle einzelne und zuge­ hörige Detektorelemente und Stellelemente auf, um signalspe­ zifisch in den einzelnen Kanälen und damit Frequenzbereichen auftretendes Rückkopplungspfeifen zu unterdrücken.

Wenn das Detektorelement in der Signalverarbeitungseinrich­ tung vor dem Verstärker angeordnet ist, kann das vom Mikrofon dem Detektorelement zugeführte Eingangssignal erfaßt werden und bei auftretendem hohen Pegel noch vor Eintritt des Sig­ nals in das Verstärkungselement eine entsprechende angepaßte Phasenverschiebung zur Unterdrückung des Rückkopplungspfei­ fens veranlaßt werden.

Wenn das Stellelement zur Einstellung der Phasenverschiebung zwischen dem Detektorelement und dem Verstärker (des jeweili­ gen Kanals) angeordnet ist, kann direkt nach Feststellung ei­ nes Rückkopplungspfeifens durch das jeweilige Detektorelement durch die sofortige Phasenverschiebung im darauffolgenden Stellelement noch vor Eintritt des Signals in den Verstärker die unerwünschte Rückkopplung abgebaut werden.

Ein in der Signalverarbeitungseinrichtung hinter dem Verstär­ ker (des jeweiligen Kanals) angeordnetes Detektorelement und/oder Stellelement beseitigen das Rückkopplungspfeifen durch Phasenverschiebung des Ausgangssignals des Verstärkers, so daß etwaige Signalbeeinträchtigungen des Eingangssignals und daraus resultierende unerwünschte Verstärkungen dieser Beeinträchtigungen vermieden werden.

Über eine Steuereinheit zur Steuerung/Regelung der einzelnen Detektorelemente und/oder Stellelemente (in den jeweiligen Kanälen) können die von den Detektorelementen erfaßten Pegel­ werte verglichen werden und in Abhängigkeit von der Program­ mierung der Steuereinheit eine für sämtliche Kanalbereiche angestrebte Rückkopplungsunterdrückung realisiert werden.

Die Rückkopplungsunterdrückung durch Phasenverschiebung kann auch bei einem digitalen Hörgerät mit einem Digitalsignalpro­ zessor (DSP) eingesetzt werden. In diesem Zusammenhang können Bufferelemente zur Zwischenspeicherung von Signaldaten wäh­ rend der Verarbeitung in der Signalverarbeitungseinrichtung vorgesehen seien.

Diese Bufferelemente sind vorteilhafterweise als Modulo-Adressierter-Ringbuffer ausgebildet, um eine Realisierung der Phasenverschiebung vereinfacht vornehmen zu können. Derartige Bufferelemente können mit einem Schreib-/Lesezeiger ausge­ stattet sein, wobei durch den Schreibzeiger Eingangssignale des Mikrofons zunächst abgespeichert werden. Bei einer Sig­ nalverarbeitung ohne Phasenverschiebung würden die im Buffe­ relemente abgespeicherten Werte bei einer Weiterverarbeitung an derjenigen Adresse gelesen, an der sie auch eingeschrieben wurden.

Zur Realisierung einer Phasenverschiebung zur Unterdrückung des Rückkopplungspfeifens werden im Bufferelement die zwi­ schengespeicherten Signalwerte durch Aufruf von Adressen ge­ lesen, die eine niedrigere Rangzahl (und damit frühere Ab­ speicherung) gegenüber der eingeschriebenen Adressen aufwei­ sen.

Hierdurch tritt die angestrebte Phasenverschiebung bei der Signalverarbeitung auf, wodurch das Rückkopplungspfeifen ab­ gebaut oder unterdrückt wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Bufferelement einen einzigen Zeiger auf, der beim Lesen einen gegenüber dem Schreiben einstellbaren positiven oder negati­ ven Offset aufweist, wodurch eine positive oder negative Pha­ senverschiebung zur Rückkopplungsunterdrückung erzielt wird.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Rückkopplungsunter­ drückung in einem Hörgerät erfolgt eine Phasenverschiebung des Eingangs-/Zwischen- oder Ausgangssignals, wobei der ge­ samte Verstärkungsbereich des Hörgeräts genutzt werden kann.

Die Phasenverschiebung zum Abbau des Rückkopplungspfeifens kann schrittweise erfolgen, wobei vorteilhafterweise nach je­ dem Schritt festgestellt wird, ob das Rückkopplungspfeifen bereits beseitigt wurde und gegebenenfalls eine weitere Pha­ senverschiebung vorgenommen wird.

Besondere Vorteile bietet das erfindungsgemäße Verfahren, wenn in eine Signalverarbeitung in mehreren Kanälen erfolgt und in jedem der einzelnen Kanäle festgestellt wird, ob im jeweiligen Frequenzbereich ein Rückkopplungspfeifen auftritt und kanal- und damit frequenzspezifisch das Rückkopplungs­ pfeifen durch Phasenverschiebung im jeweiligen Kanal abge­ stellt wird.

Wenn die Pegelwerte der Eingangssignale der jeweiligen Kanäle bei einer mehrkanaligen Signalverarbeitungseinrichtung er­ faßt werden und erhöhte Pegel festgestellt werden, kann durch einen Vergleich der ermittelten Pegelwerte der (benachbarten) Kanäle untereinander festgestellt werden, ob nur in einem be­ stimmten Kanal ein erhöhter Pegel vorliegt.

Ist dies der Fall, so liegt kein erhöhter Eingangspegel auf­ grund eines erhöhten Nutz- oder Störsignals vor, sondern es liegt unerwünschtes Rückkopplungspfeifen vor, welches durch Aktivierung der Stellelemente in dem jeweiligen Kanal oder den jeweiligen Kanälen beseitigt werden kann.

Durch Vergleich der z. B. durch die Detektorelemente erfaßten Pegelwerte der jeweiligen Kanäle untereinander kann somit ein erhöhter Eingangspegel aufgrund von Rückkopplungspfeifen von einem erhöhten Eingangspegel aufgrund eines erhöhten Nutz- oder Störsignals unterschieden werden.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in einer Zeichnungsfigur näher erläutert. Das als Prinzipschaltbild abgebildete Hörgerät besitzt ein Mikrofon 1 und einen Laut­ sprecher 2. Die Signalverarbeitungseinrichtung umfaßt in vier Kanälen die Verstärker V1-V4 sowie die Detektorelemente 3, die Stellelemente 5 und die Steuereinheit 4.

Das abgebildete Hörgerät besitzt eine Signalverarbeitung in vier Kanälen, wobei in jedem der vier Kanäle durch die ein­ zelnen Detektorelemente 3a-3d festgestellt wird, ob ein er­ höhter Eingangspegel vorliegt. Falls dies der Fall ist und durch Vergleich der ermittelten Pegelwerte der benachbarten Kanäle ausgeschlossen werden kann, daß es sich um einen über das Mikrofon 1 empfangenes erhöhtes Nutz- oder Störsignal handelt, liegt in mindestens einem der Kanäle ein unerwünsch­ tes Rückkopplungspfeifen vor, so daß mindestens eines der Stellelemente 5a-5d aktiviert werden kann, um durch ent­ sprechende Phasenverschiebung das Rückkopplungspfeifen (schrittweise) abzustellen.

Die Stellelemente 5a, 5b sind zwischen den Detektorelementen 3a, 3b und den Verstärkern V1, V2 angeordnet, wodurch direkt nach Ermittlung überhöhter Eingangspegel durch die Detektor­ elemente 3a, 3b eine entsprechende Phasenverschiebung durch die Stellelemente 5a, 5b stattfinden kann. Dagegen sind die Stellelemente 5c, 5d hinter den Verstärkern V3, V4 angeord­ net, so daß etwaiges durch die Detektorelemente 3c, 3d ermit­ teltes Rückkopplungspfeifen durch Phasenverschiebung der Aus­ gangssignale der Verstärker V3, V4 beseitigt wird. Ferner können die Detektorelemente 3 auch hinter den Verstärkern V angeordnet sein (nicht abgebildet).

Die Steuereinheit 4 steht mit sämtlichen Detektorelementen 3 und Stellelementen 5 (und gegebenenfalls auch den Verstärkern V und sonstigen Elementen der Signalverarbeitungseinrichtung (nicht abgebildet)) in Verbindung, so daß z. B. ein Vergleich der durch die einzelnen Detektorelemente 3a-3d in den ein­ zelnen Kanälen ermittelten Pegelwerte vorgenommen werden kann.

Falls z. B. nur im Detektorelement 3b ein erhöhter Pegel fest­ gestellt wird, ist davon auszugehen, daß in diesem Kanal ein unerwünschtes Rückkopplungspfeifen vorliegt, während die an­ deren Kanäle mit den Detektorelementen 3a, 3c, 3d ohne Rück­ kopplungspfeifen arbeiten. Somit erfolgt nur im Kanal des De­ tektorelements 3b durch das Stellelement 5b eine entsprechen­ de Phasenverschiebung, um das Rückkopplungspfeifen im Kanal des Verstärkers V2 zu beseitigen.

Die Phasenverschiebung kann schaltungstechnisch z. B. durch Allpaßfilter oder Bufferelemente erfolgen (nicht abgebildet).

Claims (17)

1. Hörgerät mit einem Mikrofon, einem Lautsprecher und ei­ ner Signalverarbeitungseinrichtung zur Verarbeitung der Ein­ gangssignale des Mikrofons, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Detektorelement (3) zur Erfassung des Pegels des Ein­ gangssignals und mindestens ein Stellelement (5) zur Ver­ schiebung der Phase des Eingangssignals oder des dem Laut­ sprecher zugeführten Ausgangssignals zur Rückkopplungsunter­ drückung vorgesehen sind.

2. Hörgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Detekto­ relement (3) als Schwellwertelement ausgebildet ist und bei Erreichen eines einstellbaren Pegelwerts anspricht.

3. Hörgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signal­ verarbeitungseinrichtung mehrere Kanäle aufweist und die ein­ zelnen Kanäle Detektorelemente (3) und/oder Stellelemente (5) aufweisen.

4. Hörgerät nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Detektor­ element (3) vor dem Verstärker V der Signalverarbeitungsein­ richtung angeordnet ist.

5. Hörgerät nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellele­ ment (5) zwischen einem Detektorelement (3) und einem Ver­ stärker V angeordnet ist.

6. Hörgerät nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellele­ ment (5) einem Verstärker V nachgeordnet ist.

7. Hörgerät nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Detekto­ relement (3) einem Verstärker V nachgeordnet ist.

8. Hörgerät nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuer­ einheit (4) zur Steuerung/Regelung des Detektorelements (3) und/oder des Stellelements (5) vorgesehen ist.

9. Hörgerät nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Digital-Signalprozessor (DSP) vorgesehen ist.

10. Hörgerät nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Buffer­ element zur Zwischenspeicherung von Signaldaten vorgesehen ist.

11. Hörgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Buffer­ element als Modulo-Adressierter-Ringbuffer ausgebildet ist.

12. Hörgerät nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Buffer­ element einen Schreib- und einen Lesezeiger aufweist.

13. Hörgerät nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Buffer­ element einen einzigen Zeiger zum Schreiben und Lesen auf­ weist.

14. Verfahren zur Rückkopplungsunterdrückung in einem Hörge­ rät mit einem Mikrofon, einem Lautsprecher und einer Signal­ verarbeitungseinrichtung zur Verarbeitung des Eingangssignals des Mikrofons, insbesondere in einem Hörgerät nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß durch Phasen­ verschiebung des Eingangs-, Zwischen- oder Ausgangssignals eine Rückkopplungsunterdrückung erfolgt.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasen­ verschiebung schrittweise erfolgt und nach jedem Schritt festgestellt wird, ob eine einstellbare Rückkopplungsunter­ drückung erreicht wurde.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Signalverarbeitung mit mehreren Kanälen in jedem Kanal fest­ gestellt wird, ob ein erhöhter Pegel des Eingangssignals vor­ liegt.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14-16, dadurch gekennzeichnet, daß die Pegelwer­ te des Eingangssignals des jeweiligen Kanals bei einer Si­ gnalverarbeitung mit mehreren Kanälen erfaßt und verglichen werden und bei einem einstellbaren Schwellwert überschreiten­ den Pegelunterschieden in den Kanälen mit den erhöhten Pegeln eine Rückkopplungsunterdrückung durch Phasenverschiebung er­ folgt.