EP0219025B1 - Hörgerät - Google Patents

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EP0219025B1
EP0219025B1 EP86113800A EP86113800A EP0219025B1 EP 0219025 B1 EP0219025 B1 EP 0219025B1 EP 86113800 A EP86113800 A EP 86113800A EP 86113800 A EP86113800 A EP 86113800A EP 0219025 B1 EP0219025 B1 EP 0219025B1
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EP
European Patent Office
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hearing aid
channel
aid according
voice frequency
frequency selecting
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EP86113800A
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Eberhard Prof. Dr. Zwicker
Thomas Dipl.-Ing. Beckenbauer
Günther Dipl.-Ing. Beer
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
    • H04R25/50—Customised settings for obtaining desired overall acoustical characteristics
    • H04R25/502—Customised settings for obtaining desired overall acoustical characteristics using analog signal processing

Definitions

  • the invention relates to a hearing aid for the hearing impaired with a sound recording microphone arrangement and receiver, between which an arrangement of a plurality of speech frequency selection channels is switched on.
  • Hearing aids of this type are e.g. previously known from DE-A 3 027 953, EP-A 0 076 687 and WO 83/02212.
  • DE-A 3 027 953 the amplification in each voice channel can be influenced by means of output circuits assigned to each voice channel, which contain signal levels stored during a test phase. After switching from the test phase to the work phase, channels in the output circuit of which a high signal level is stored are preferred and the other channels are only weakly amplified, possibly even completely blocked.
  • EP-A 0 076 687 describes a hearing aid which is, however, equipped with two sets of bandpass filters. In the test phase, the desired frequency response is filtered out using the first of the two bandpass filter sets.
  • the second bandpass filter set is set so that the (speech) signal is preferably influenced in accordance with the selected frequency response.
  • the hearing aid automatically adjusts itself to the previously selected frequency spectrum.
  • the wearer of the hearing aid can then e.g. Concentrate entirely on the conversation partner, whose frequency spectrum is preferably filtered out of ambient noise (especially e.g. in very noisy environments) via the hearing aid.
  • each frequency channel has its own stored dynamic characteristic curve. So this is an influence by dynamic compression.
  • the object of the present invention is to provide a hearing aid for the hearing impaired which provides such aids.
  • the circuit according to the invention it is possible that in a multichannel system only the strongest channels are used by continuous and mutual influencing on the basis of differential signals formed from control signals of adjacent channels, while the weaker channels are completely suppressed. This ensures that the individual channels are only occupied with information in a certain fraction (e.g. 30%) of the time normally required. The pauses between the information in the individual channels are therefore larger than normal. As a result, the flow of information is better adapted to the poor time resolution of the hearing impaired. Speech comprehension is significantly improved.
  • the slope of the bandpass filter can be selected down to 12 dB per octave.
  • Block 16 contains an inhibition circuit which makes it possible to emphasize strong channels and to suppress weaker channels, taking into account the signal strengths in the adjacent channels.
  • the signals treated in accordance with this requirement are fed to the receiver 24 of the hearing device 1 via output amplifiers 17 to 22 and a power amplifier 23.
  • the receiver 24 is then connected in the usual way to the ear canal of one ear by means of a hearing olive or the like.
  • the listener can also sit directly in the ear.
  • a further hearing aid corresponding to the hearing aid 1 is provided for the ear canal of the second ear.
  • the purpose of the inhibition is to influence weak channels by strong adjacent channels in such a way that weak channels up to complete signaling oppression are further damped so that only strong channel signals come into play.
  • FIG. 2 shows the mode of operation of inhibition block 16.
  • Channel 4 is shown, for example. All other channels 5 to 9 are switched in a corresponding manner.
  • channel 4 comprises a voltage-controlled amplifier 25.
  • a low-pass filter 27 (time constant ⁇ 20 ms) forms the envelope of a signal arriving at the input of channel 4.
  • the signal of the envelope is weighted by a weighting element 28 (e.g. potentiometer or fixed resistor) with a factor K1 and fed to the positive input of a summer 29.
  • a weighting element 28 e.g. potentiometer or fixed resistor
  • the signals of the envelopes of the remaining five channels 5 to 9 are fed to the negative inputs of the summer 29 after appropriate weighting with weighting factors K2, K3, K4, K5 and K6 in weighting elements 30, 31, 32, 33 and 34 (for example potentiometers or fixed resistors) .
  • the signal of the envelope from channel 4 is also fed via signal lines 35 to the remaining channels 5, 6, 7, 8 and 9. There it is weighted in the same way and linked to weighted signals of the adjacent channels in summers.
  • the weighting factors are selected so that they emulate the healthy ear.
  • the factors in the present invention are to be individually adapted to the hearing damage of the hearing impaired. This is done differently for different hearing impairments based on audiometric measurements.
  • the inhibition circuit can be changed gradually between ineffective and fully effective in the course of the adaptation process during a longer training phase.
  • the hearing impaired can gradually get used to the speech pattern changed by the inhibition.
  • Potentiometers 36 are used, which are connected to the voltage-controlled amplifier 25 in the manner indicated in FIG. If necessary, the hearing impaired person can completely switch off the effects of the inhibition.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Hörgerät für Hörgeschädigte mit Schallaufnahmemikrofonanordnung und Hörer, zwischen denen eine Anordnung aus mehreren Sprachfrequenzselektierkanälen eingeschaltet ist.
  • Hörgeräte dieser Art sind z.B. durch die DE-A 3 027 953, EP-A 0 076 687 und WO 83/02212 vorbekannt. Bei der DE-A 3 027 953 ist die Verstärkung in jedem Sprachkanal anhand von jedem Sprachkanal zugeordneten Ausgangsschaltungen beeinflußbar, welche während einer Testphase gespeicherte Signalpegel enthalten. Nach Umschalten von der Testphase auf die Arbeitsphase werden Kanäle, in deren Ausgangsschaltung ein hoher Signalpegel gespeichert ist, bevorzugt und die anderen Kanäle nur schwach verstärkt, unter Umständen sogar gänzlich gesperrt. Die EP-A 0 076 687 beschreibt ein Hörgerät, das jedoch mit zwei Sätzen von Bandpaßfiltern ausgerüstet ist. In der Testphase wird der erwünschte Frequenzgang mit Hilfe des ersten der beiden Bandpaßfiltersätzen herausgefiltert. Dann wird in Abhängigkeit davon der zweite Bandpaßfiltersatz so eingestellt, daß das (Sprach)Signal bevorzugt entsprechend dem selektierten Frequenzgang beeinflußt wird. Auch in diesem Fall stellt sich also das Hörgerät automatisch auf das zuvor selektierte Frequenzspektrum ein. Der Träger des Hörgerätes kann sich dann also z.B. ganz auf den Gesprächspartner konzentrieren, dessen Frequenzspektrum bevorzugt aus Umgebungsgeräuschen (insbesondere z.B. bei sehr lauter Umgebung) über das Hörgerät herausgefiltert wird. Beim Hörgerät der WO 83/02212 wird jedem Frequenzkanal eine eigene gespeicherte Dynamik-Kennlinie unterlegt. Hier handelt es sich also um eine Beeinflussung durch Dynamikkompression.
  • Das im nachfolgenden angesprochene Hörproblem ist demgegenüber jedoch ein ganz anderes.
  • Hörgeschädigte haben bekanntlich ein vermindertes Zeitauflösungsvermögen. Die Erregung des Gehörs klingt beim Hörgeschädigten langsamer ab, so daß eine genügende Sprachauflösung ohne besondere Hilfsmittel nicht möglich ist.
  • Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein Hörgerät für Hörgeschädigte zu schaffen, das derartige Hilfsmittel bereitstellt.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
  • Durch Einsatz der erfindungsgemäßen Schaltung wird es ermöglicht, daß in einem Mehrkanalsystem durch kontinuierliche und gegenseitige Beeinflussung anhand von aus Steuersignalen benachbarter Kanäle gebildeter Differenzsignale nur die stärksten Kanäle zum Tragen kommen, während die schwächeren vollständig unterdrückt werden. Damit ist gewährleistet, daß die einzelnen Kanäle nur in einem bestimmten Bruchteil (z.B. 30 %) der normalerweise nötigen Zeit mit Informationen belegt sind. Die zwischen den Informationen liegenden Pausen in den einzelnen Kanälen sind also größer als normal. Dadurch wird der Informationsfluß dem schlechten Zeitauflösungsvermögen des Hörgeschädigten besser angepaßt. Das Sprachverständnis ist erheblich verbessert.
  • Schaltungen, bei denen nur die stärksten Kanäle zum Tragen kommen, während die schwächeren Kanäle vollständig unterdrückt werden, sind als sogenannte Inhibitionsschaltungen in Verbindung mit Funktionsmodellen des Gehörs an sich bekannt. Es wird dazu beispielsweise auf den Aufsatz "Über ein einfaches Funktionsschema des Gehörs" von E. Zwicker aus der Zeitschrift "Acustica" Vol. 12 (1962), Seiten 22 bis 28 oder auf den Aufsatz "Beitrag zur automatischen Erkennung gesprochener Ziffern" von E. Terhardt aus der Zeitschrift "Kybernetik" 3. Band, 3. Heft, September 1966, Seiten 136 bis 143 verwiesen. Sie können in abgewandelter Form gemäß vorliegender Erfindung nun auch zum Vorteil von Hörgeschädigten in Hörgeräten eingesetzt werden.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung und in Verbindung mit den Unteransprüchen.
  • Es zeigen:
    • Figur 1 die Erfindung im Prinzipschaltbild,
    • Figur 2 Aufbau und Wirkungsweise einer Inhibitionsschaltung gemäß vorliegender Erfindung.
  • In der Figur 1 umfaßt das Hörgerät 1 eine Mikrofonanordnung 2 für die Schallaufnahme (vorzugsweise Richtmikrofonanordnung). Die elektrischen Ausgangssignale der Mikrofonanordnung 2 werden über einen Vorverstärker 3, der auch eine automatische Verstärkungsgradregelung enthalten kann, einer Anordnung aus z.B. sechs Sprachfrequenzselektierkanälen 4 bis 9 zugeleitet. Jeder Sprachfrequenzselektierkanal 4 bis 9 umfaßt eingangsseitig einen Bandpaßfilter 10 bis 15. Die einzelnen Bandpaßfilter 10 bis 15 sind in der Sechskanalanordnung frequenzmäßig wie folgt gestuft:
    • Bandpaßfilter 10 f = 175-350 Hz
    • Bandpaßfilter 11 f = 350-700 Hz
    • Bandpaßfilter 12 f = 700-1050 Hz
    • Bandpaßfilter 13 f = 1050-1600 Hz
    • Bandpaßfilter 14 f = 1600-3200 Hz
    • Bandpaßfilter 15 f = 3200-6400 Hz
  • Die Flankensteilheit der Bandpaßfilter kann bis herab zu 12 dB pro Oktave gewählt werden.
  • Der Block 16 beinhaltet eine Inhibitionsschaltung, die es ermöglicht, unter Berücksichtigung der Signalstärken in den Nachbarkanälen starke Kanäle hervorzuheben und schwächere zu unterdrücken. Die nach dieser Maßgabe behandelten Signale werden über Ausgangsverstärker 17 bis 22 und einen Endverstärker 23 dem Hörer 24 des Hörgerätes 1 zugeführt. Der Hörer 24 wird dann in üblicher Weise mittels Hörolive od. dgl. am Ohrkanal des einen Ohres angeschlossen. Der Hörer kann auch direkt im Gehör sitzen. Für Binaural-Versorgung wird für den Ohrkanal des zweiten Ohres ein dem Hörgerät 1 entsprechendes weiteres Hörgerät zur Verfügung gestellt.
  • Zweck der Inhibition ist es, schwache Kanäle durch starke Nachbarkanäle so zu beeinflussen, daß schwache Kanäle bis zu vollständiger Signalunterdrückung weiter gedämpft werden, so daß nur starke Kanalsignale zum Tragen kommen.
  • Die Figur 2 zeigt die Wirkungsweise des Inhibitionsblockes 16. Dargestellt ist beispielsweise der Kanal 4. Alle anderen Kanäle 5 bis 9 sind in entsprechender Weise geschaltet. Gemäß der Figur 2 umfaßt der Kanal 4 einen spannungsgesteuerten Verstärker 25. Mittels einer Diodenschaltung 26 sowie. eines Tiefpasses 27 (Zeitkonstante <20 ms) wird die Hüllkurve eines am Eingang des Kanals 4 eingehenden Signales gebildet. Das Signal der Hüllkurve wird mittels Gewichtungsglied 28 (z.B. Potentiometer oder Festwiderstand) mit einem Faktor K1 gewichtet und dem positiven Eingang eines Summierers 29 zugeleitet. Den negativen Eingängen des Summierers 29 werden die Signale der Hüllkurven der restlichen fünf Kanäle 5 bis 9 nach entsprechender Gewichtung mit Gewichtungsfaktoren K2, K3, K4, K5 und K6 in Gewichtungsgliedern 30, 31, 32, 33 und 34 (z.B. Potentiometer oder Festwiderstände) zugeführt. Das Signal der Hüllkurve aus dem Kanal 4 wird außerdem noch über die Signalleitungen 35 den restlichen Kanälen 5, 6, 7, 8 und 9 zugeleitet. Dort wird es in gleicher Weise gewichtet und mit gewichteten Signalen der benachbarten Kanäle in Summierern verknüpft.
  • Beim Ohrmodell sind die Gewichtungsfaktoren so gewählt, daß sie das gesunde Ohr nachbilden. Im Gegensatz dazu sind die Faktoren bei vorliegender Erfindung an den Hörschaden des Hörgeschädigten individuell anzupassen. Dies geschieht für verschiedene Hörgeschädigte entsprechend individuell unterschiedlich aufgrund audiometrischer Messungen.
  • Es ist auch möglich, für bestimmte Klassen von Hörschädigungen eine einheitliche Voreinstellung dieser Parameter zu wählen.
  • Die Inhibitionsschaltung kann stufenweise zwischen nicht wirksam und voll wirksam im Laufe des Anpaßvorganges während einer längeren Trainingsphase verändert werden. Dadurch kann sich der Hörgeschädigte allmählich an das durch die Inhibition geänderte Sprachmuster gewöhnen. Zur stufenweisen Änderung können z.B. Potentiometer 36 eingesetzt werden, die in der in Figur 2 angedeuteten Weise mit dem spannungsgesteuerten Verstärker 25 verschaltet sind. Bei Bedarf kann der Hörgeschädigte auch die Wirkung der Inhibition ganz ausschalten.

Claims (13)

1. Hörgerät für Hörgeschädigte mit Schallaufnahmemikrofonanordnung und Hörer, zwischen denen eine Anordnung aus mehreren Sprachfrequenzselektierkanälen (4 bis 9) eingeschaltet ist, bei der in jedem einzelnen Sprachfrequenzselektierkanal eine Einrichtung (16) zum Messen der Stärke eines Signals und ein einen positiven und wenigstens einen negativen Eingang aufweisendes Summierglied (29) vorgesehen ist, dessen positiver Eingang mit dem Ausgang der gleichkanaligen und dessen negativer Eingang mit dem Ausgang einer Meßeinrichtung (16) im Nachbarkanal gekoppelt ist, wobei das vom Summierglied (29) abgegebene Differenzsignal die Verstärkung im gleichkanaligen Sprachfrequenzselektierkanal beeinflußt.
2.. Hörgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von negativen Eingängen des Summiergliedes (29) jeweils mit einem Ausgang einer Mehrzahl von Meßeinrichtungen (16) anderer Sprachfrequenzselektierkanäle gekoppelt ist, wobei die Anzahl der Ankopplungen an negative Eingänge kleiner, vorzugsweise um eins kleiner, ist als die Anzahl der Sprachfrequenzselektierkanäle. -.
3. Hörgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Sprachfrequenzselektierkanäle (4 bis 9) im Bereich drei bis zwölf, z.B. bei sechs, liegt.
4. Hörgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sprachfrequenzselektierkanal (4 bis 9) eingangsseitig ein Bandpaßfilter (10 bis 15) zur Frequenzselektion umfaßt, wobei das Bandpaßfilter (10) des ersten Sprachfrequenzselektierkanals (4) auch durch einen Tiefpaß und das Bandpaßfilter (15) des letzten Sprachfrequenzselektierkanals (19) auch durch einen Hochpaß ersetzt werden kann.
5. Hörgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (16) zum Messen der Stärke eines Signals eine Schaltungsanordnung (26, 27) zur Bildung der Signalhüllkurve im jeweiligen Kanal umfaßt.
6. Hörgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (16) zum Messen der Stärke eines Signals für jeden Kanal ein Signalstärkesteuerglied (25), insbesondere spannungsgesteuerter Verstärker, umfaßt, der vom Differenzsignal des Summiergliedes (29) in Abhängigkeit von der Hüllkurve des gleichen Kanals und den Hüllkurven aller weiteren Kanäle beeinflußt wird.
7. Hörgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Summierglied (29) über dessen positiven Eingang das in einem Gewichtungsfaktor (K1) gewichtete Signal der Hüllkurve und über dessen negativen Eingängen unterschiedlich gewichtete (K2, K3, K4, K5, K6) Signale der Hüllkurven anderer Sprachfrequenzselektierkanäle zugeleitet werden, und daß das Summierglied (29) das Signalstärkesteuerglied (25) mit dem Differenzsignal beeinflußt.
8. Hörgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtungsfaktoren (K1 bis K6) an den Hörschaden eines Hörgeschädigten individuell angepaßt sind und individuell unterschiedlich aufgrund audiometrischer Messungen gewonnen werden.
9. Hörgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß für bestimmte Klassen von Hörschädigungen die Gewichtungsfaktoren (K1 bis K6) einheitlich voreinstellbar sind.
10. Hörgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die relativen Bandbreiten der Bandpaßfilter in der Mitte des Übertragungsbereiches kleiner sind als an den Rändern.
11. Hörgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Bandpaßfilter (10 bis 15) frequenzmäßig wie folgt gestuft sind:
Bandpaßfilter 10 f = 175-350 Hz
Bandpaßfilter 11 f = 350-700 Hz
Bandpaßfilter 12 f = 700-1050 Hz
Bandpaßfilter 13 f = 1050-1600 Hz
Bandpaßfilter 14 f = 1600-3200 Hz
Bandpaßfilter 15 f = 3200-6400 Hz.
12. Hörgerät nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Flankensteilheit der Bandpaßfilter bis herab zu 12 dB pro Oktave gewählt werden kann.
13. Hörgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung der Kanäle durch das Differenzsignal mittels Potentiometer (36) od.dgl. zwischen nicht wirksam und voll wirksam veränderbar ist.
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DE3536881 1985-10-16

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EP0219025A1 EP0219025A1 (de) 1987-04-22
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EP (1) EP0219025B1 (de)
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