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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren oder eine Verarbeitung zur Verbesserung
des Schallsignals, das dem Trommelfell oder der Membrana tympica
eines Anwenders dargeboten wird, und insbesondere ein Verfahren
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Messungen
und Korrekturen dieser Art sind, zumindest teilweise, aus dem Stand
der Technik bekannt.
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So
offenbart die deutsche Offenlegungsschrift P 2 808 516 ein Hörgerät, das zusätzlich zu dem
Empfänger
ein Messmikrophon vorzugsweise als eine integrierte Vorrichtung
verwendet, um in dem Gehörgang
vor dem Trommelfell ein entsprechendes Signal zu entwickeln, das
für die
Kompensation von linearen und/oder nichtlinearen Verzerrungen verwendet
werden kann. Die Momentanwerte des Signals von dem Messmikrophon
werden mit dem unverzerrten Ausgangssignal des Vorverstärkers in
einem Differenzverstärker
verglichen, woraus sich eine Korrekturspannung ergibt, die zu dem
Eingangssignal des Ausgangsverstärkers
addiert wird, so dass das Ergebnis ein korrigiertes Ausgangssignal
vom Empfänger
ist.
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Im
US-Patent 4,596,902 ist ein prozessorgesteuertes Hörgerät offenbart,
das ein Rückkopplungsmikrophon
verwendet, das sich im Gehörgang befindet,
um ein Steuersignal zu entwickeln, das für das Frequenzspektrum der
tatsächlichen
Schalldruckpegel vor dem Trommelfell repräsentativ ist. Ein Prozessor
vergleicht Mittelwerte der tatsächlichen Schalldruckpegel
vor dem Trommelfell mit den angestrebten Pegeln für die Gesamtleistung
entsprechend einem im Voraus festgelegten Satz von Bezugsanweisungen,
der in einem Speicher abgelegt ist, und steuert auf diese Weise
die Kanalverstärker und
einen Ausgangsverstärker,
um die angestrebten Schalldruckpegel in dem Gehörgang vor dem Trommelfell zu
erzeugen.
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In
DE 4 128 172 ist ein Hörgerät mit einem Eingangswandler,
einem Ausgangswandler und einem für eine digitale Signalverarbeitung
des Eingangswandlersignals zwischen den Eingangs- und den Ausgangswandler
geschalteten Mikroprozessor offenbart. Die Prozessor-Übertragungsfunktion
der digitalen Signalverarbeitung ist in einem EEPROM gespeichert.
Das Hörgerät umfasst
ferner Testmittel zur Erfassung der tatsächlichen Schalldruckpegel in dem
Gehörgang.
Das Hörgerät arbeitet
in zwei verschiedenen Betriebsarten, und zwar in einer Hörhilfe-Betriebsart und in
einer Messbetriebsart. Die konkrete Betriebsart kann vom Anwender
ausgewählt werden.
In der Messbetriebsart erzeugt der Mikroprozessor eine Folge verschiedener
Töne schrittweise zunehmender
Lautstärke,
und die Erfassungsmittel erfassen die sich ergebenden Schalldruckpegel
im Gehörgang.
Die gemessenen Pegel werden mit im Voraus festgelegten, gespeicherten
Pegeln verglichen, und es werden in Reaktion auf die ermittelten Unterschiede
Korrekturen der gespeicherten Parameter der für die Pegel repräsentativen Übertragungscharakteristik
ausgeführt.
Folglich können
die Korrekturen nicht in Echtzeit ausgeführt werden.
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CH
678 692 A offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen
der individuellen akustischen Eigenschaften eines menschlichen Ohrs,
das ein Hörgerät trägt. Die
Vorrichtung besteht aus einem im Ohr angeordneten Hörgerät mit einem Mikrophon,
einem Verstärker
und einem Lautsprecher. Das Hörgerät umfasst
ferner ein Aufnahmemikrophon für
die Aufnahme des Schalls, der von dem Lautsprecher ausgesendet wird,
um die akustischen Eigenschaften in situ zu ermitteln. In einer
Ausführungsform
arbeitet der Lautsprecher abwechselnd als Lautsprecher und als Mikrophon.
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Folglich
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren
oder eine neue Verarbeitung von der weiter oben angegebenen Art
zu schaffen oder zu entwickeln, womit solche Messungen und Korrekturen
nahezu in Echtzeit ausgeführt werden
könnten,
und ein derartiges Verfahren dazu zu verwenden, ein Fehlersignal
zu erzeugen, und ein derartiges Fehlersignal zu verwenden, um in
Echtzeit das Schallsignal, das vor dem Trommelfell dargeboten wird,
zu korrigieren oder einzustellen, um das dynamische Einstellen der
Schallsignale in dem Gehörgang
auf schnelle Veränderungen
der Bedingungen, die aktuell zwischen dem Schallauslass des Gehörgangs und
dem Trommelfell herrschen, zu erleichtern.
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Dieses
neue Verfahren zum Messen und Korrigieren oder Einstellen des Schallsignals,
das mittels eines Hörgeräts in der
Betriebsposition dem Trommelfell dargeboten wird, wenigstens ein
Mikrophon, wenigstens ein digitales Verarbeitungssystem mit wenigstens
einem digitalen Signalprozessor, der das ankommende Schallsignal
in Übereinstimmung mit
der gewünschten
Transformationsfunktion in ein transformiertes Signal überführt, wenigstens
einen Empfänger
und eine Energieversorgung einschließend und wenigstens eine Erfassungseinrich tung
für die
Erfassung des Signals, das vor dem Trommelfell erscheint, umfassend,
wobei das Verfahren ein Referenzsignal verwendet, das für ein angestrebtes Schallsignal
vor dem Trommelfell repräsentativ
ist, ist dadurch kennzeichnet, dass in einem Referenzsignalprozessor
ein Referenzsignal erzeugt wird, wobei das Referenzsignal auf einem
Ausgangssignal von wenigstens einem Mikrophon beruht und für ein angestrebtes
Signal vor dem Trommelfell repräsentativ ist,
eine Übertragungsfunktion
zwischen dem Empfänger
und dem Ausgang der Erfassungseinrichtung bestimmt wird, die Verarbeitung
in dem Referenzsignalprozessor entsprechend der Übertragungsfunktion korrigiert
wird, das Schallsignal vor dem Trommelfell erfasst wird und das
erfasste Signal zu einem Eingang des Signalverarbeitungssystems
zurückgeführt wird,
das erfasste Signal in einer Vergleichseinrichtung mit dem korrigierten
Referenzsignal verglichen wird und, falls ein wesentlicher Unterschied
zwischen dem erfassten Signal und dem korrigierten Referenzsignal
besteht, das transformierte Signal in ein korrigiertes transformiertes
Signal überführt wird,
um das Signal vor dem Trommelfell auf das angestrebte Schallsignal
einzustellen.
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Es
ist besonders vorteilhaft, wenn die gesamte Operation digital ausgeführt wird,
was zu einem hohen Integrationsgrad der meisten oder fast aller
Komponenten des Systems führen
würde.
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Weitere
Vorteile der Erfindung werden aus den übrigen Ansprüchen und
aus der Beschreibung deutlich.
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Nun
wird die Erfindung mit Bezug auf verschiedene Ausführungsformen,
die in der beigefügten
Zeichnung gezeigt sind, näher
beschrieben.
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In
der Zeichnung zeigen:
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1 in schematischer Form
eine erste Ausführungsform
eines Hörgeräts, das
verwendet wird, um das Verfahren gemäß der Erfindung in die Praxis umzusetzen;
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2 in schematischer Form
eine zweite Ausführungsform
eines derartigen Hörgeräts;
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3 eine dritte Ausführungsform
des Hörgeräts und
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4 eine weitere Ausführungsform
des Hörgeräts.
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In
dem Hörgerät, das in 1 schematisch dargestellt
ist, wird der Schalldruck, der in der Umgebung des Anwenders aktuell
herrscht, durch einen Eingangswandler des Hörgeräts, in diesem Fall durch ein
Mikrophon 1, aufgenommen. Das Ausgangssignal des Mikrophons 1 wird
an ein Verarbeitungssystem angelegt, vorzugsweise ein digitales
Signalverarbeitungssystem, das gemäß der vorliegenden Erfindung
arbeitet und wenigstens einen digitalen Signalprozessor 2 enthält, der
das ankommende Signal entsprechend dem Hördefizit des Benutzers und
der aktuell herrschenden akustischen Umgebungssituation verarbeitet.
Das Ausgangssignal des digitalen Prozessors 2 wird auf
einen Ausgangswandler gegeben, in diesem Fall auf einen Empfänger 3.
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Die
Schalldruckpegel im Gehörgang
werden durch wenigstens eine Erfassungseinrichtung erfasst, in diesem
Fall durch ein Messmikrophon 4, das von dem Empfänger räumlich entfernt
sein kann oder in den Empfänger
integriert sein kann.
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Ebenso
könnte
der Empfänger
auch als ein Messwandler oder als solcher in Kombination mit einem
Messmikrophon verwendet werden.
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Es
ist prinzipiell klar, dass, obwohl die Zeichnung ein Hörgerät für die Ausführung des
Verfahrens gemäß der Erfindung
als ein Einkanal-Hörgerät zeigt, die
Erfindung offensichtlich keineswegs auf Einkanal-Hörgeräte beschränkt ist,
sondern vorzugsweise auch auf Mehrkanal-Hörgeräte anwendbar ist.
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Außerdem versteht
sich, dass anstelle eines Eingangswandlers oder -mikrophons sowohl
mehrere Mikrophone als auch beliebige andere denkbare Typen von
Eingangswandlern, die ein Eingangssignal erzeugen, vorgesehen werden
könnten.
Genauso könnte
der Ausgangswandler von einem beliebigen Ausgangswandlertyp sein,
der ein Ausgangssignal, d. h. ein Schallsignal, vor dem Trommelfell
erzeugt.
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Außerdem würden bei
Bedarf Analog-/Digital-Umsetzer und Digital-/Analog-Umsetzer eingesetzt
werden, vorzugsweise in Form von Sigma-Delta-Umsetzern.
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Die
Erfassungseinrichtung, d. h. das Messmikrophon 4 ist direkt
oder indirekt an eine Vergleichseinrichtung 5 angeschlossen,
deren Zweck im Folgenden erläutert
wird. Außerdem
ist ein Referenzsignalprozessor 6 gezeigt, der in diesem
Fall ein Eingangssignal von der Eingangsseite des digitalen Signalprozessors 2 oder
sogar vom Ausgang des Mikrophons 1 entgegennimmt, um ein
Referenzsignal zu erzeugen, das in ursprünglicher Weise für ein angestrebtres
Schallsignal oder für
einen angestrebten Schalldruckpegel vor dem Trommelfell repräsentativ sein
wird.
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Dieser
Referenzsignalprozessor wird das ankommende Signal entsprechend
dem Signal, das am Ausgang der Erfassungseinrichtung, d. h. des Messmikrophons 4,
erwartet wird, in ein angestrebtes Referenzsignal verarbeiten. Folglich
wird der Referenzsignalprozessor 6 in ähnlicher Weise wie der digitale
Signalprozessor 2 in Verbindung mit dem Ausgangswandler
und der Erfassungseinrichtung arbeiten. Dieses Verfahren ist durch
die Funktionsweise der gesamten Schaltung einstellbar.
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Schließlich wird,
vorzugsweise in Kombination mit dem Referenzsignalprozessor 6 eine
Korrekturprozessoreinrichtung geschaffen, die ebenfalls an die Vergleichseinrichtung
angeschlossen ist.
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Der
Korrekturprozessor 7 arbeitet mit einer Übertragungsfunktion,
die den Signalpfad vom Eingang des Ausgangswandlers bis zum Ausgang
der Erfassungseinrichtung umfasst. Eine derartige Übertragungsfunktion
könnte
in einer wohl bekannten Art und Weise bestimmt werden. Die Übertragungsfunktion,
auf deren Grundlage der Korrekturprozessor 7 arbeitet,
kann teilweise oder vollständig
aus der Funktion im Referenzsignalprozessor 6 bestehen.
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Im
Betrieb erfasst die Erfassungseinrichtung, d. h. das Messmikrophon,
das Signal oder den Schalldruckpegel vor dem Trommelfell. Das Ausgangssignal
des Messmikrophons wird dann entweder direkt oder indirekt an die
Vergleichseinrichtung 5 angelegt, die außerdem das
Referenzsignal von dem Referenzsignalprozessor 6 als zweites
Eingangssignal entgegennimmt. Wenn in der Vergleichseinrichtung 5 ein
wesentlicher Unterschied zwischen den zwei Signalen erkannt wird,
wird ein Fehlersignal erzeugt. Das Fehlersignal wird an den Korrekturprozessor 7 angelegt,
wo es in Verbindung mit der Übertragungsfunktion
analysiert wird. Entsprechend dieser Analyse des Fehlersignals kann
dann der Korrekturprozessor 7 den Parametersatz, der die Übertragungscharakteristik
des digitalen Signalprozessors 2 und/oder des Referenzsignalprozessors 6 steuert, ändern, um
auch das Referenzsignal anzupassen oder zu ändern. Zu diesem Zweck ist
der Korrekturprozessor 7 außerdem mit dem digitalen Signalprozessor 2 und
dem Referenzsignalprozessor 6 verbunden.
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Bei
dieser Analyse ermittelt der Korrekturprozessor 7, ob das
Fehlersignal in einem akzeptablen Größenbereich liegt. Wenn das
Fehlersignal außerhalb
eines akzeptablen Größenbereiches
ist, wirkt der Korrekturprozessor auf den digitalen Signalprozessor 2 ein,
um seinen Parametersatz zu verändern
und gegebenenfalls einen neuen akzeptablen Bereich für das Fehlersignal
festzulegen, und/oder korrigiert die Verarbeitung in dem Referenzsignalprozessor 6 oder
passt diese an, um das Referenzsignal zu ändern oder anzupassen.
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Dies
bedeutet, dass die Übertragungsfunktion
in dem Korrekturprozessor 7 zu einer verbesserten Übertragungsfunktion
und folglich auch zu einem verbesserten Referenzsignal in dem Referenzsignalprozessor 6 verändert wird.
Dieses neue Referenzsignal steuert nun den digitalen Signalprozessor 2,
um das Ausgangssignal des Empfängers 3 so
anzupassen, dass das Signal vor dem Trommelfell, selbstverständlich vorzugsweise
in Echtzeit, dem angestrebten Schallsignal vor dem Trommelfell so
gut wie möglich
angenähert
wird.
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Es
ist klar, dass das Zusammenwirken der Einheiten 5, 6 und 7 analog
oder digital sein kann, wobei an den entsprechenden Stellen Analog-/Digital-
und Digital-/Analog-Umsetzer sind.
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Da
das Referenzsignal auf der Grundlage des Eingangssignals zu dem
digitalen Signalprozessor 2 entwickelt oder erzeugt wird,
um ein angestrebtes Schallsignal vor dem Trommelfell darzubieten,
ist es erforderlich, die Übertragungsfunktion,
die den Ausgangswandler, den Gehörgang
vor dem Trommelfell und die Erfassungseinrichtung umfasst, in eine
korrigierte Version der Übertragungsfunktion
zu bringen.
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Nach
dieser ausführlichen
Beschreibung der Schaltungsanordnung und der Funktionsweise entsprechend 1 können die folgenden Figuren
und ihre Funktionsweise weniger ausführlich beschrieben werden,
um so mehr, als einige Prozessoren im Wesentlichen gleich sind und
mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
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Alle
Systemvariationen, d. h. ein Einkanal- oder ein Mehrkanal-Hörgerät, die schon
im Zusammenhang mit 1 beschrieben
worden sind, werden mit den notwendigen Abänderungen entsprechend 2, 3 und 4 angewendet
und brauchen nicht wiederholt zu werden.
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2 zeigt ein ähnliches
Hörgerät für die Ausführung des
Verfahrens der Erfindung, das einen Eingangswandler 1,
ein Mikrophon, ein digitales Verarbeitungssystem mit z. B. wenigstens
einem digitalen Signalprozessor 1, einen Ausgangswandler 3, eine
Erfassungseinrichtung 4, eine Vergleichseinrichtung 5,
einen Referenzsignalprozessor 6 und eine Korrekturprozessoreinrichtung 7,
die vorzugsweise in den Referenzsignalprozessor 6 integriert
ist, umfasst. In dieser Ausführungsform
ist die Funktion in dem Referenzsignalprozessor 6 teilweise
oder vollständig
die Übertragungsfunktion,
mit welcher der Korrekturprozessor 7 arbeitet.
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Außerdem ist
für eine
weitere Beeinflussung des Ausgangssignals des Ausgangswandlers 3 in Echtzeit
noch eine weitere Modifizierungs- oder Korrektureinrichtung 8 zwischen
dem Ausgang des digitalen Signalprozessors 2 und dem Ausgangswandler 3 auch
an die Vergleichseinrichtung 5 angeschlossen, um das Eingangssignal
für den
Ausgangswandler zu steuern.
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Der
möglicherweise
wesentliche Unterschied zwischen dem Ausgangssignal der Erfassungsmittel
und dem Ausgangssignal des Referenzsignalprozessors und des Korrekturprozessors 7 in der
Vergleichseinrichtung 5 führt wiederum zu einem Fehlersignal,
das außerdem
das Ausgangssignal des digitalen Signalprozessors 2 und
folglich das Eingangssignal in den Ausgangswandler 3 direkt
beeinflussen wird. Dadurch wird das Fehlersignal nahezu sofort verkleinert
oder abgeschwächt.
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Dies
könnte
von besonderem Interesse sein, falls das Fehlersignal das Ergebnis
einer fehlerhaften Übertragung
eines Tonsignals durch das Hörgerät in die
Erfassungsmittel, d. h. das Messmikrophon 4, ist.
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Dieses
Fehlersignal könnte
auch durch andere Quellen verursacht sein, die ein Schallsignal
in den Gehörgang
oder in das Ohr einstrahlen, z. B. Verschlusswirkungen, die sofort überwunden
werden könnten.
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Das
in 3 gezeigte Hörgerät ist in
vielerlei Hinsicht den in 1 und 2 gezeig ten Hörgeräten recht ähnlich,
so dass alle allgemeinen Bemerkungen, die in Verbindung mit diesen
Figuren gemacht worden sind, auch auf 3 Anwendung
finden.
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Dennoch
weicht das in 3 gezeigte
Hörgerät wesentlich
von jenen der vorhergehenden Figuren ab.
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Das
Eingangssignal für
den Referenzsignalprozessor 6 wird nun am Ausgang des digitalen
Signalprozessors 2 und nicht von seiner Eingangsseite abgeleitet.
Folglich braucht der Referenzsignalprozessor 6 keine Verarbeitungsmöglichkeiten
zu emulieren, die jenen ähnlich
sind, die in dem digitalen Prozessor bereitgestellt werden, und
kann deshalb weniger komplex sein.
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Jedoch
haben beide Systeme ihre Vorteile. Das System in 1 und 2 verwendet
mehr Zeit auf die Verarbeitung des Signals in dem Referenzsignalprozessor 6,
um das Referenzsignal zu erzeugen, während das Ableiten des Eingangssignals
für den Referenzsignalprozessor
6 vom Ausgang des digitalen Signalprozessors 2 die Verarbeitungszeit
in dem Referenzsignalprozessor verringert.
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Schließlich zeigt 4 eine weitere Ausführungsform
eines Hörgeräts zur Ausführung des
Verfahrens gemäß der Erfindung.
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4 zeigt eine Anordnung,
die der in 1 und 2 gezeigten ähnlich ist,
wobei das Referenzsignal an der Eingangsseite des digitalen Signalprozessors 2 oder
sogar an der Ausgangsseite des Mikrophons 1 abgeleitet
wird.
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Die
Erfassungseinrichtung, d. h. das Messmikrophon, ist nun an einen
Messsignalprozessor 9 angeschlossen, der eine Analog-/Digital-Umsetzungseinrichtung
und erforderlichenfalls sogar eine Einrichtung für eine Frequenzgangkorrektur
und ein Frequenzbandteilung enthalten könnte. Ein derartige Vorverarbeitung
zur Frequenzgangkorrektur kann einen echten Vorteil darstellen,
da es ist dann nicht notwendig sein könnte, die individuelle Messmikrophon-Kennlinie
in dem Referenzsignalprozessor 6 zu korrigieren.
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Wie
aus 4 ersichtlich ist,
kann der Messsignalprozessor 9 vom Korrekturprozessor 7 gesteuert
und angepasst werden. Das vorverarbeitete Messmikrophonsignal und
das Referenzsignal vom Referenzsignalprozessor 6 werden
beide an die Vergleichseinrichtung 5 angelegt. Falls es
einen wesentlichen Unterschied zwischen den zwei an der Vergleichseinrichtung 5 anliegenden
Signalen gibt, wird in der im Zusammenhang mit 1 und 2 beschriebenen
Art und Weise ein Fehlersignal entwickelt, um auf den Korrekturprozessor 7 Einfluss
zu nehmen.
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Gleichzeitig
beeinflusst das in der Vergleichseinrichtung 5 entwickelte
Fehlersignal über
die Korrekturverarbeitungseinrichtung die Übertragungsfunktion, was zu
einer Anpassung des Referenzsignals in dem Referenzsignalprozessor 6 führt und
das Übertragungsverhalten
des digitalen Prozessors 2 und schließlich, selbstverständlich,
das Eingangssignal zu dem Ausgangswandler, d. h. zu dem Empfänger 3,
und folglich das Schallsignal im Gehörgang vor dem Trommelfell so
nahe wie möglich
an den angestrebten Schall- oder Schalldruckpegeln bestimmt.
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Außerdem können eine
Analog-/Digital-Umsetzung und eine Frequenzbandteilung in dem Messsignalprozessor 9 von
großem
Vorteil für
die gleichzeitige Korrektur von niederfrequenten Komponenten in
dem digitalen Bereich sein, in dem die Zeitverzögerung von geringerer Bedeutung
als bei höheren
Frequenzen ist. Dazu kann die Vorverarbeitung des ankommenden Signals
mit einem Hochpassfilter so beschaffen sein, dass nach kurzer Zeit
eine Phasenverschiebung von 90 Grad an einer Tonfolge bewirkt wird,
wodurch sich eine virtuelle Verkürzung
der Zeitverzögerung
ergibt. Bei einer Frequenz von 6000 Hz kann die virtuelle Zeitverkürzung etwa
40 μs betragen.
Diese Vorverarbeitung und Korrektur kann digital ausgeführt werden
oder kann schließlich
teilweise oder vollständig
mittels einer analogen Vergleichseinrichtung 5 und/oder
eines analogen Empfängers 3,
der von einem verstärkten
Fehlersignal von der analogen Vergleichseinrichtung 5 gesteuert
wird, ausgeführt
werden. Die Wirkung der virtuellen Verkürzung der Zeitverzögerung kann
vorteilhaft genutzt werden, um zusätzliche Zeit für die Vorverarbeitung des
Messsignals zu gewinnen, insbesondere bei höheren Frequenzen, bevor eine
gleichzeitige Korrektur mittels der Korrektureinrichtung 8 in
virtueller Echtzeit für
eine gewisse Zeit andauernde Tonsignale ausgeführt wird, was für die meisten
hochfrequenten Töne,
die durch Verschlusswirkungen erzeugt oder hervorgerufen werden,
geschehen kann.
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Allgemein
kann festgestellt werden, dass in 1 nur
eine Referenzsignalquelle, ein Referenzsignalprozessor 6,
eine Vergleichseinrichtung 5 und selbstverständlich ein
Fehlersignal, das aus einem Vergleich des Ausgangssignals der Erfassungseinrichtung
und des Referenzsignals von dem Referenzsignalprozessor 6 in Verbindung
mit der Übertragungsfunktion
in dem Korrekturprozessor 7 entwickelt wird, gezeigt sind.
Es gibt selbstverständlich Möglichkeiten,
auch mehrere Fehlersignale zu erzeugen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung kann die Korrekturverarbeitungseinrichtung 7 oder
der Referenzsignalprozessor 6 ein Modell der elektroakustischen
Umgebung enthalten, die aus dem Ohr und dem Hörgerät besteht, um in diesem Fall
als ein Modellprozessor wirksam zu werden. Derartige Modelle sind
im Allgemeinen als Funktionen bekannt, die aus verschiedenen Messungen
des Systems entwickelt werden können,
das das Hörgerät in situ
und das Ohr umfasst.
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Es
ist nun möglich,
auf die gleiche Art, wie sie im Zusammenhang mit 1 bis 4 beschrieben wurde,
diese Modellfunktion in Übereinstimmung
mit den Fehlersignalen, die von der Vergleichseinrichtung 5 entwickelt
worden ist, und in Reaktion auf diese zu aktualisieren. Dies könnte geschehen,
indem die Modellfunktion verwendet wird, die z. B. in einem Speicher
gespeichert sein könnte.
Es wird jedoch bevorzugt, die Modellfunktion zu verwenden, um neue Parametereinstellungen
zu bewerten, so dass sich das System selbst an verschiedene und
sich ändernde
Situationen und Bedingungen, wie etwa sich ändernde Größen oder Kennlinien der Komponenten,
z. B. durch die Alterung, durch Veränderung des Restvolumens vor
dem Trommelfell, durch undichte Stellen rings um die Otoplastik
in dem Gehörgang
usw., anpassen kann.
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Die
Funktionsweise der Verarbeitung oder des Verfahrens gemäß der Erfindung
wird nun in Verbindung mit einigen Ablaufdiagrammen, die in 5 bis 8 gezeigt sind, ausführlicher erläutert.
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5 zeigt schematisch ein
Ablaufdiagramm für
die Steuerung eines Hörgeräts in Übereinstimmung
mit dem Verfahren gemäß der Erfindung. Es
startet vom Block x1 aus, wobei das Verfahren als eine geschlossene
Schleife vorzugsweise gleichzeitig mit der Erzeugung des Referenzsignals
und des Messsignals, die an der Vergleichseinrichtung 5 anliegen,
abläuft.
Die Vergleichseinrichtung 5 ist mit den Blöcken x2,
x3 und x4 verwirklicht. Im Block x2 wird das Messsignal abgetastet,
und genauso wird im Block x3 das Referenzsignal abgetastet. Im Block
x4 werden die abgetasteten Signale verglichen, und falls es einen
wesentlichen Unterschied zwischen den zwei Signalen gibt, ist die
Folge ein Fehlersignal oder Fehlersignale.
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Das
Fehlersignal wird dann an den Block A angelegt, in dem dann bei
Notwendigkeit die Verarbeitungen und Größen auf der Grundlage der Fehlersignale
korrigiert werden. Außerdem
wird das Fehlersignal an den Block B angelegt, in dem zur gleichen Zeit
das Ausgangssignal an den Empfänger 3 korrigiert
wird.
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Der
Vergleich im Block x4 kann eine einfache Subtraktion oder eine komplexere
Funktion sein, die eine Fouriertransformation der abgetasteten Größen oder
ein Sampling mehrerer verarbeiteter Größen von dem Referenzsignalprozessor 6 und
dem Messsignalprozessor 9 nach jedem Schallereignis, z.
B. Amplitudenwerte nach einer Frequenzbandteilung oder Fouriertransformation,
verwenden könnte.
Vorzugsweise können
einfache Korrekturverfahren verwendet werden, um das Fehlersignal
aus einem Vergleich mit dem Messsignal oder Signalen für die gleichzeitige
Korrektur bei hohen Frequenzen zu erzeugen, um Zeit zu sparen und
die Korrektur echtzeitnah vorzunehmen. Obwohl die Phasenverschiebung
genutzt werden könnte,
um mehr Zeit für
komplexe Verarbeitungen zu gewinnen und um eine virtuelle Echtzeitkorrektur
zu ermöglichen,
wie vorangehend beschrieben wurde, wird bevorzugt, dass der überwiegende
Teil der Verarbeitungen an dem Referenzsignal ausgeführt wird.
Für die
Erzeugung des Fehlersignals für
den Korrekturvorgang können
komplexe Funktionen verwendet werden, um das Referenzsignal zu erzeugen,
da für
diese Verarbeitung von dem Zeitpunkt an, zu dem das Referenzsignal abgeleitet
wird, wenigstens die gleiche Zeit wie für die Verarbeitung des Tonsignals
zur Verfügung
steht.
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Nachdem
das Fehlersignal für
die gleichzeitige Korrektur erzeugt worden ist, wird es an den Block
z0 angelegt, wo das Signal weiterverarbeitet werden kann, bevor
es als Ausgangssignal des Hörgeräts Verwendung
findet, wie in 6 gezeigt
ist. Die weitere Verarbeitung in z1 und z2 kann Korrekturen in Abhängigkeit
von der Frequenz und der Verstärkung
verwenden. Die Verarbeitung von B bis Z ist als Teil der Schleife
in 5a gezeigt, sie kann
jedoch eine synchronisierte oder gleichzeitige Verarbeitung sein,
die kein Teil der Schleife ist, z. B. eine Analogverarbeitung, die
zur gleichen Zeit auf das Fehlersignal einwirkt, wie in 5b gezeigt ist.
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7 zeigt schematisch ein
Beispiel, bei dem das Fehlersignal nach seiner Erzeugung für die Verarbeitungskorrektur über den
Punkt A an den Block y1 angelegt wird, in dem das Fehlersignal verarbeitet
wird. Diese Verarbeitung kann eine schnelle Fouriertransformation
(FFT) sein, wenn sie nicht schon früher aus geführt worden ist. Im nächsten Block
y2 werden die Daten aus der Schallsignalverarbeitung abgetastet
und weiterverarbeitet, bevor sie im Block y3 mit dem Fehlersignal
vom Block y1 verglichen werden. Der Vergleich kann bestimmen, ob die
Schallsignalamplitude und/oder der Fehlersignalpegel ausreichen/ausreicht,
um eine Korrektur zu veranlassen, und für welche Frequenzbänder die Korrektur
zu aktivieren ist.
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Dieser
Vergleich kann verhältnismäßig einfach
sein und kann an Werten ausgeführt
werden, die aus einer FFT erhalten werden.
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Nach
dem Vergleich wird das Ergebnis auf die tatsächliche Korrekturverarbeitung
y4, D, y00 und E angewendet, wobei die Verarbeitung nötigenfalls korrigiert
wird. Dieser Vorgang ist als eine Schleife dargestellt, wobei die
Blöcke
y4 und y5 ermitteln, ob alle Frequenzbänder im Block y00 auf der Grundlage der
Vergleichswerte vom Block y3 getestet worden sind. Der Block y4
kann für
einen Durchlauf "für ... nächste Schleife" durch alle n Frequenzbänder fb,
fb = 1 bis n, sein. Der Block y5 kann eine "wenn"-Funktion
sein, welche die Schleife zu y4 zurückführt, wenn fb kleiner und nicht
gleich n ist (nein), oder aber (ja) die Schleife unterbricht und
die Verarbeitung in der äußeren Schleife
zu y1 zurückführt, oder
die Verarbeitung startet, falls sie über den Punkt A aktiviert worden
ist.
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8 zeigt schematisch ein
Ausführungsbeispiel
für den
Block y00, wobei das Signal für
einen Vergleich im Block y6 über
den Punkt D angelegt wird. Dort wird bestimmt, ob der tatsächliche
Fehlerpegel im Bereich des wirksamen Frequenzbands fb liegt. Wenn
der Pegel in dem Bereich ist, wo nichts zu tun ist, wird die Verarbeitung
im Punkt E aufgegeben. Wenn jedoch der Pegel außer Bereich ist und Maßnahmen
ergriffen werden müssen,
dann geht die Verarbeitung zum Block y7 über, in dem der Ausgangssignalpegel
und der Fehlersignalpegel verwendet werden, um Adressen für eine Nachschlage-Tabelle festzulegen.
Mit diesen Adressen werden Werte aus der Nachschlage-Tabelle y8
ausgelesen. Auf diese Weise wird die akustische Signalverarbeitung
im Block y9 mit den entsprechenden ausgelesenen Werten korrigiert,
die Referenzsignalverarbeitung wird im Block y10 korrigiert und
der Fehlersignalbereich im Block y11, und die Verarbeitung gelangt schließlich am
Punkt E zum Abschluss.
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Die
im Block y7 festgelegte Adresse kann auf den Ist-Werten beruhen,
die das betrachtete Frequenzband betreffen, oder kann eine Kombination von
Werten und Werten von anderen Frequenzbändern zusammen mit den tatsächlichen
Einstellwerten sein. Wenn das Messmikrophon 4 in dem Gehäuse des
Empfängers
angeordnet ist, kann das Niederfrequenzband verwendet werden, um
Undichtigkeiten und Volumenänderungen
zu ermitteln und die Verstärkungseinstellung
für die
Niederfrequenzbänder sowie
die übrigen
Frequenzbänder
zu steuern. Außerdem
sind dann, wenn die angezeigten und angestrebten notwendigen Änderungen
wesentliche Änderungen
der Verstärkungseinstellung
in Bezug auf die Ist-Einstellungen sind, die Änderungen mit Zwischenschritten
in Richtung der angestrebten Änderungen
vorzunehmen. Dies kann durch Zwischenadressen für die Nachschlagetabelle oder
durch Berechnungen in dem Korrekturprozessor 7 erfolgen.
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Die
Korrektur des Fehlersignalbereichs im Block y11 kann übergangen
werden, wenn die kombinierte Korrektur der Signalprozessoren zum
Ziel hat, das Fehlersignal auf einen festen Wert, z. B. null, zu
minimieren. Ansonsten, wenn verschiedene Ist-Fehler-Signalbereichseinstellungen
verwendet werden, ist es vorzuziehen, die Fehlersignale als Bruchzahlen,
z. B. logarithmische oder dB-Werte, zu verarbeiten, um die Fehlergrößen im Vergleich
zu den Änderungen
des Ausgangspegels von dem Hörgerät verhältnismäßig stabil
zu machen. Außerdem wird
bevorzugt, Verarbeitungskorrekturen zu deaktivieren, wenn der Ausgangspegel
des Hörgeräts nicht über den
Schwellenwerten ist, um eine Korrektur der Prozessoren auf Grund
von schwachen Schallpegeln, die nicht hörbar sind und keine wesentlichen
Informationen bezüglich
der Korrekturen enthalten, zu vermeiden.
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Vorzugsweise
bestimmt die Simulation in dem Signalverarbeitungssystem ein vollständiges Modell
des Systems, das dann den Ursprung der Änderungen, z. B. Volumenänderungen,
Undichtigkeiten, Verschlusswirkungen, das Verhalten driftender Komponenten
usw. ableiten und Korrekturen veranlassen kann, um einen angestrebten
Höreindruck
vor dem Trommelfell herzustellen. Das vollständige Modell könnte als
Kombination aus der Korrekturverarbeitung und der Referenzsignalverarbeitung
gebildet sein, wobei die Korrekturverarbeitung die erforderliche
Größe enthält, um die
Referenzsignalverarbeitung zu korrigieren und/oder das Fehlersignal
vorherzusagen, um als ein bestimmtes Modell wirksam zu werden oder
um ein Ist-Modell für
das System zu bestimmen, ohne die Referenzsignalverarbeitung zu verändern. Die
Korrekturverarbeitung könnte
auch das vollständige
Modell und die Referenzsignalverarbeitung als eine vereinfachte
Verarbeitung enthalten, die nur das gleiche ausgegebene Ergebnis
wie das vollständige
Modell erzeugt.
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Bei
den oben erwähnten
Beispielen wurden die Korrekturen auf der Grundlage von auf Erfahrung beruhenden
Kenntnisse und berechneten Werten, die in einer Nachschlage-Tabelle
gespeichert sind, vorgenommen, es wird jedoch bevorzugt, den überwiegenden
Teil der Werte auf der Grundlage eines Modells zu berechnen.