EP0814635B1 - Hearing aid - Google Patents

Hearing aid

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EP0814635B1
EP0814635B1 EP19960110068 EP96110068A EP0814635B1 EP 0814635 B1 EP0814635 B1 EP 0814635B1 EP 19960110068 EP19960110068 EP 19960110068 EP 96110068 A EP96110068 A EP 96110068A EP 0814635 B1 EP0814635 B1 EP 0814635B1
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EP
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Grant
Patent type
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means
calculating
signal
output
transmission
Prior art date
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Revoked
Application number
EP19960110068
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German (de)
French (fr)
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EP0814635A1 (en )
Inventor
Oliver Dipl.-Ing. Weinfurtner
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Sivantos GmbH
Original Assignee
Sivantos GmbH
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R25/00Deaf-aid sets providing an auditory perception; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
    • H04R25/50Customised settings for obtaining desired overall acoustical characteristics
    • H04R25/505Customised settings for obtaining desired overall acoustical characteristics using digital signal processing
    • H04R25/507Customised settings for obtaining desired overall acoustical characteristics using digital signal processing implemented by neural network or fuzzy logic

Description

Die Erfindung betrifft ein Hörgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Unter einem "Signal" soll hier der Verlauf einer oder mehrerer physikalischer Größen an einem oder mehreren Meßpunkten über die Zeit verstanden werden; The invention relates to a hearing aid according to the preamble of claim 1. The term "signal" shall be understood to one or more measurement points over time here the course of one or more physical quantities; jedes Signal kann also aus einem Bündel von Einzelsignalen bestehen. each signal may thus consist of a bundle of individual signals.

Aus der EP-A-0 674 464 ist ein derartiges Hörgerät bekannt, bei dem ein Fuzzy-Logik-Controller vorgesehen ist, um entweder die Signalübertragungscharakteristik einer Verstärkerund Übertragungseinrichtung zu verändern oder einen Satz von die Signalübertragungscharakteristik beeinflussenden Parametern aus einem Parameterspeicher automatisch auszuwählen. From EP-A-0674464, such a hearing aid is known, in which a fuzzy logic controller is provided to either changing the signal transmission characteristic of an amplifier and transmission means or a set of influencing of the signal transmission characteristic parameters from a parameter memory to automatically select.

In der EP-A-0 674 463 ist ein ähnliches Hörgerät offenbart, bei dem einer automatischen Verstärkungsregelschaltung (automatic gain control - AGC) ein Fuzzy-Logik-Regler zugeordnet ist. In EP-A-0674463 a similar hearing aid is disclosed, in which an automatic gain control circuit (automatic gain control - AGC), a fuzzy logic controller is assigned.

Bei den in diesen Offenlegungsschriften beschriebenen Hörgeräten ist jedoch nur eine Realisierung von Fuzzy-Logik-Funktionen in analoger Schaltungstechnik vorgesehen. The procedures in these Offenlegungsschriften hearing aids, however, only a realization of fuzzy logic functions in analog circuitry is provided. Daraus ergibt sich das Problem eines hohen schaltungstechnischen Aufwandes, der insbesondere wegen der bei Hörgeräten erforderlichen Miniaturisierung nachteilig ins Gewicht fällt. This results in the problem of a high outlay on circuitry that falls particularly because of the required hearing aids miniaturization adverse consequence.

Die Erfindung hat demgemäß die Aufgabe, das genannte Problem zu lösen. Accordingly, the invention has the task to solve the above problem. Insbesondere soll durch die Erfindung ein Hörgerät bereitgestellt werden, das sich mit geringem Entwicklungsund Schaltungsaufwand herstellen läßt und dabei eine optimale Anpassung an die spezifischen Erfordernisse des Hörgeräteträgers ermöglicht. In particular, a hearing aid is to be provided by the invention, which can be manufactured with low developing and circuit complexity, thereby allowing an optimum adaptation to the specific requirements of the hearing aid wearer.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Hörgerät mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1. According to the invention this object is achieved by a hearing device with the features according to patent claim. 1

Ein digitaler Aufbau einer Berechnungseinrichtung, die Fuzzy-Logik-Funktionen realisiert, bietet ein hohes Maß an Kompatibilität mit der digitalen Signalverarbeitung: Eine zusätzliche Umsetzung (Analog/Digital oder Digital/Analog) ist nicht erforderlich, und die Berechnungseinrichtung kann ganz oder teilweise mit den gleichen Komponenten realisiert werden wie die übrige Verarbeitung der Signale. A digital construction for a calculation means implements fuzzy logic functions, provides a high degree of compatibility with the digital signal processing: an additional conversion (analog / digital or digital / analog) is not required, and the calculation means may be wholly or partially with the same components are realized as the remainder of the processing of the signals. Daraus ergibt sich eine leichte Kombinierbarkeit der Berechnungseinrichtung mit herkömmlichen digitalen Daten- und Signalverarbeitungsfunktionen, wie sie zB in Mikroprozessoren oder Signalprozessoren üblich sind. This results in an easy combination of computing means with conventional digital data and signal processing functions, such as are customary, for example in microprocessors or signal processors. Überdies bietet die Digitaltechnik Vorzüge wie erhöhte Störsicherheit und Unempfindlichkeit gegen Fertigungstoleranzen. In addition, the digital technology offers advantages such as increased resistance to interference and insensitivity to manufacturing tolerances.

Die Berechnungseinrichtung ist bevorzugt mit üblichen digitalen Bauelementen wie Gattern, Flip-Flops, Speichern etc. gebildet; The calculation device is preferably formed with conventional digital components such as gates, flip-flops, memories, etc.; allgemeiner mit Schaltnetzen und Schaltwerken. general with switching networks and switching stations. Sie kann insbesondere als ASIC (application specific integrated circuit - anwendungsspezifische integrierte Schaltung) ausgestaltet sein. It may in particular as an ASIC (application specific integrated circuit - Application Specific Integrated Circuit) be designed. Alternativ ist es möglich, die Berechnungseinrichtung als Mikroprozessor oder Mikrocontroller mit einem zugehörigen Programm auszubilden, das in einem Nur-Lese-Speicher (ROM; insbesondere maskenprogrammiertes ROM, PROM, EPROM oder EEPROM) oder einem Schreib-Lese-Speicher (RAM) gespeichert ist. Alternatively, it is possible to form the calculating means as a microprocessor or microcontroller with associated program stored in a read only memory (ROM particular mask-programmed ROM, PROM, EPROM or EEPROM) or a read-write memory (RAM) is stored , Auch Mischformen sind möglich; Mixed forms are possible; beispielsweise können spezifische festverdrahtete Module mit einer programmierten Steuerung verbunden sein. For example, specific hard-wired modules may be connected to a programmed control. Dies ist insbesondere für Funktionen sinnvoll, die häufig ausgeführt werden und sich relativ einfach digital realisieren lassen, beispielsweise für Funktionen zur Berechnung des Maximums oder Minimums mehrerer Binärzahlen. This is particularly useful for functions that are performed frequently and are relatively easy to implement digital, for example, functions for calculating the maximum or minimum number of binary numbers.

Bevorzugt wird bei dem erfindungsgemäßen Hörgerät die Berechnungseinrichtung für die direkte Signalverarbeitung und/oder für die Steuerung von Signalverarbeitungsfunktionen und/oder für die automatische Auswahl von Hörprogrammen im Hörgerät eingesetzt. calculating means for direct signal processing and / or for the control of signal processing functions and / or for automatic selection of listening programs in the hearing aid is preferably used in the inventive hearing aid.

Ferner realisiert die Berechnungseinrichtung des Hörgerätes die Fuzzy-Logik-Funktionen bevorzugt durch Ausführen der Teilschritte Fuzzyfizierung von scharfen Eingangsvariablen, Auswertung von Prämissen, Auswertung von Teilkonklusionen, Akkumulation von Ausgangstermen und Defuzzyfizierung. Further, the calculation means of the hearing aid implements the fuzzy logic functions preferably by performing the sub-steps fuzzification of sharp input variables, evaluation of premises, evaluation of sub-conclusions, accumulation of output terms, and defuzzification. Die dazu erforderlichen Berechnungen sind bevorzugt auf mehrere Berechnungsmodule verteilt, die lokale oder gemeinsame Speicher aufweisen können. The necessary calculations are preferably distributed across multiple computing modules may include local or common memory.

Konfigurationsparameter der Berechnungseinrichtung sind vorzugsweise in einem Speicher, beispielsweise einem RAM oder EEPROM, abgelegt, so daß eine Neuprogrammierung der Berechnungseinrichtung durch den Hörgeräteakustiker und/oder sogar eine Adaption der Funktion der Berechnungseinrichtung während des Betriebs des Hörgerätes möglich ist. Configuration parameters of the computing means are preferably in a memory such as a RAM or EEPROM, stored, so that a reprogramming of the calculation device by the hearing care professional and / or even an adaptation of the function of the calculating means is possible during operation of the hearing aid.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den übrigen Unteransprüchen definiert. Further preferred embodiments are defined in the remaining subclaims.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Hinweis auf die Zeichnungen genauer beschrieben. Embodiments of the invention will now be described in detail with reference to the drawings. Es stellen dar: , In which:

  • Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Hörgerätes, Fig. 1 is a block diagram of a hearing aid according to the invention,
  • Fig. 2 eine konzeptionelle Darstellung einer beispielhaften Verarbeitungsstruktur, Fig. 2 is a conceptual representation of an exemplary processing structure,
  • Fig. 3 Graphen von Zugehörigkeitsfunktionen zur Veranschaulichung der Fuzzyfizierung, Fig. 3 graph of membership functions illustrating the fuzzification,
  • Fig. 4a bis Fig. 4c und Fig. 5a bis Fig. 5e Graphen von beispielhaften Zugehörigkeitsfunktionen, FIG. 4a through FIG. 4c and Figs. 5a to Fig. 5e graph of exemplary membership functions,
  • Fig. 6 eine die Auswertung von Prämissen veranschaulichende Darstellung, Fig. 6 shows an evaluation of premises illustrative representation,
  • Fig. 7 eine Darstellung zweier Möglichkeiten zur Bestimmung des Aktivierungsgrades einer Teilkonklusion, Fig. 7 is a view of two ways of determining the degree of activation of a sub-conclusion,
  • Fig. 8 eine Darstellung zweier Möglichkeiten zur Bestimmung der Aktivierung eines Terms, Fig. 8 is a view of two ways of determining the activation of a term,
  • Fig. 9 eine Darstellung zweier Möglichkeiten zur Akkumulation von Ausgangstermen, Fig. 9 is a representation of two possibilities for the accumulation of output terms,
  • Fig. 10 eine ein erstes Verfahren zur Defuzzyfizierung veranschaulichende Darstellung, Fig. 10 shows a first method of defuzzification illustrative representation,
  • Fig. 11 eine ein zweites Verfahren zur Defuzzyfizierung sowie ein aufwandsreduziertes Verfahren veranschaulichende Darstellung, Fig. 11 shows a second method of defuzzification as well as a reduced cost method illustrative representation,
  • Fig. 12 ein Blockschaltbild einer Berechnungseinrichtung eines erfindungsgemäßen Hörgerätes, Fig. 12 is a block diagram of a calculating means of a hearing aid according to the invention,
  • Fig. 13 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsalternative der in Fig. 12 gezeigten Berechnungseinrichtung, und Fig. 13 is a block diagram of a first alternative embodiment of the calculating device shown in Fig. 12, and
  • Fig. 14 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsalternative der in Fig. 12 gezeigten Berechnungseinrichtung. Fig. 14 is a block diagram of a second alternative embodiment of the calculating device shown in Fig. 12.

Bei dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Hörgerät setzt ein als Eingangswandler 12 wirkendes Mikrofon ein Schallsignal in ein elektrisches Signal um und leitet dieses an eine Verstärker- und Übertragungsschaltung 10 weiter. In the in Fig. Hearing aid schematically illustrated a 1 acting as an input transducer 12 microphone is a sound signal into an electrical signal and passes it on to an amplifier and transmission circuit 10. Die Verstärker- und Übertragungsschaltung 10 verstärkt das eingehende Signal und verarbeitet es, beispielsweise durch selektives Anheben oder Abschwächen bestimmter Frequenz- oder Lautstärkenbereiche. The amplifier and transmission circuit 10 amplifies the incoming signal and processes it, for example, by selectively increasing or attenuating certain frequency or volume ranges. Das so verarbeitete Ausgabesignal 28 wird von einem als Ausgangswandler 14 dienenden Hörer ausgegeben. The thus processed output signal 28 is output from an output transducer 14 serving as a receiver.

An mindestens einer geeigneten Stelle der Verstärker- und Übertragungsschaltung 10 wird ein Abgriffssignal 22 aus dem Signalpfad des Hörgerätes abgegriffen und einer Signalaufbereitungseinrichtung 16 zugeführt. At least one suitable location of the amplifier and transmission circuit 10, a tap signal 22 is tapped off from the signal path of the hearing aid and supplied to a signal processing device sixteenth Das Abgriffssignal 22 kann ferner Einzelsignale aufweisen, die von weiteren Eingangswandlern, von Bedienungselementen oder von Sensoren zur Überwachung von Systemeigenschaften (beispielsweise der Batteriespannung) stammen. The tap signal 22 may further include individual signals that originate from another input transducers of controls or sensors for monitoring of system properties (such as the battery voltage).

Die Signalaufbereitungseinrichtung 16 bereitet das Abgriffssignal 22 geeignet auf, beispielsweise durch Gleichrichtung, Mittelwertbildung oder Ableitung nach der Zeit, um es einer Berechnungseinrichtung 20, die Fuzzy-Logik-Funktionen realisiert, als Eingabesignal 24 zuzuführen. The signal processing device 16 prepares the tap signal 22 suitable to, for example, by rectification, averaging or derivative with respect to time to make it a calculating unit 20, implements the fuzzy logic functions to supply as an input signal 24th Hinsichtlich der Ausgestaltung der Signalaufbereitungseinrichtung 16 sowie hinsichtlich der Einzelsignale, aus denen sich das Abgriffssignal 22 zusammensetzt, wird der Inhalt der EP-A-0 674 464 hiermit ausdrücklich in die vorliegende Beschreibung aufgenommen. With regard to the configuration of the signal processing device 16 and regarding the individual signals from which the tap signal composed 22, the contents of EP-A-0,674,464 is hereby expressly incorporated into the present specification.

Die Berechnungseinrichtung 20 weist einen Speicher 18 auf, der Zwischenergebnisse sowie gegebenenfalls Konfigurationsparameter der Berechnungseinrichtung 20 speichert. The calculating unit 20 includes a memory 18, the intermediate results and, optionally, configuration parameters of the calculating means 20 stores. Die Berechnungseinrichtung 20 verarbeitet das ihr zugeführte Eingabesignal 24 auf die unten genauer beschriebene Weise nach den Prinzipien der Fuzzy-Logik und gibt das Ergebnis als Ergebnissignal 26 an die Verstärker- und Übertragungseinrichtung 10 ab, deren Verstärkungs- und Übertragungseigenschaften durch das als Steuersignal wirkende Ergebnissignal 26 in weiten Grenzen veränderbar sind. The calculating unit 20 processes the supplied thereto input signal 24 to the more accurate manner described below according to the principles of fuzzy logic, and outputs the result as signal 26 to the amplifier and transmission circuit 10 from whose amplification and transmission properties by acting as a control signal signal 26 can be varied within wide limits.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist lediglich die Berechnungseinrichtung 20 digital ausgeführt, während die anderen Baugruppen, bis auf gegebenenfalls erforderliche Analog-Digital- und Digital-Analog-Wandler, als analoge Schaltungen gebildet sind. In one embodiment of the invention, only the calculation means 20 is performed digitally, while the other components, except for any required analog-to-digital and digital-to-analog converter are formed as analog circuits. In einer Ausführungsalternative sind jedoch die Verstärker- und Übertragungseinrichtung 10, die Signalaufbereitungsschaltung 16 und die Berechnungseinrichtung 20 im wesentlichen digital ausgeführt, und das Abgriffssignal 22, das Eingabesignal 24 und das Ergebnissignal 26 sind digitale Signale, die bevorzugt als aufeinanderfolgende Binärzahlen auf mehreren Leitungen parallel übertragen werden. In an alternative embodiment, however, the signal processing circuit 16 and the calculating means 20, the amplifier and transmission means 10, carried out substantially digital, and the tap signal 22, the input signal 24 and the signal 26 are digital signals that transmit preferably parallel as successive binary numbers on multiple lines become. In dieser Ausführungsalternative weist lediglich die Verstärker- und Übertragungseinrichtung 10 einen Analog-Digital-Wandler für das vom Eingangswandler 12 stammende Signal und einen Digital-Analog-Wandler auf, der das an den Ausgangswandler 14 geleitete Ausgabesignal 28 erzeugt. In this alternative embodiment includes only the amplifier and transmission circuit 10 to an analog-to-digital converter for the originating from the input transducer signal 12 and a digital-to-analog converter which generates the light guided to the output transducer 14 output signal 28th

In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hörgerätes steuert das Ergebnissignal 26 die Übertragungscharakteristik der Verstärker- und Übertragungseinrichtung 10 unmittelbar, indem durch die Einzelsignale des Ergebnissignals 26 einzelne Parameter der Verstärker- und Übertragungseinrichtung 10, beispielsweise die Verstärkung bestimmter Frequenzbänder oder Ansprech- und Abfallzeiten einer automatischen Verstärkungsregelung (automatic gain control - AGC), eingestellt werden. In the embodiment shown in FIG. 1, the hearing aid according to the invention the result signal 26 controls the transfer characteristic of the amplifier and transmission means 10 directly by by the individual signals of the result signal 26 individual parameters of the amplifier and transmission means 10, for example, the amplification of certain frequency bands or response and fall times of an automatic gain control (automatic gain control - AGC) can be adjusted.

In einer Ausführungsalternative weist die Verstärker- und Übertragungseinrichtung 10 einen Speicher auf, der mehrere voreingestellte oder einprogrammierte Parametersätze enthält. In an alternative embodiment 10, the amplifier and transmission means has a memory which includes a plurality of preset or programmed parameter sets. Ein Parametersatz dieses Speichers wird, basierend auf dem Ergebnissignal 26, ausgewählt, beispielsweise dadurch, daß das digitale Ergebnissignal 26 als Speicheradresse dient. A parameter set this memory is, on the signal 26 selected based, for example, characterized in that the digital signal 26 serves as a memory address.

In einer weiteren Ausführungsalternative weist die Verstärker- und Übertragungseinrichtung 10 keinen unmittelbaren Signalpfad vom Eingangswandler 12 zum Ausgangswandler 14 auf. In a further alternative embodiment, the amplifier and transmission means 10 to no direct signal path from input transducer 12 to output transducer fourteenth Der Signalpfad verläuft vielmehr von dem.Eingangswandler 12 über einen ersten Teil der Verstärker- und Übertragungseinrichtung 10 zur Signalaufbereitungseinrichtung 16, von dort zur Berechnungseinrichtung 20, von dort als Ergebnissignal 26 zu einem zweiten Teil der Verstärker- und Übertragungseinrichtung 10 und von dort als Ausgabesignal 28 zum Ausgangswandler 14. Im zweiten Teil der Verstärker- und Übertragungseinrichtung 10 wird das digitale Ergebnissignal 26 lediglich in ein analoges Signal umgewandelt und gegebenenfalls gefiltert. The signal path runs rather by dem.Eingangswandler 12 over a first portion of the amplifier and transmission means 10 to the signal processing device 16, from there to the calculating unit 20, from there as a signal 26 to a second part of the amplifier and transmission means 10 and from there as an output signal 28 to the output transducer 14. in the second part of the amplifier and transmission circuit 10, the digital result signal 26 is only converted into an analog signal and optionally filtered.

Die in dem erfindungsgemäßen Hörgerät eingesetzte Fuzzy-Logik erlaubt die Verarbeitung von Signalen und Informationen nach unscharfen Vorschriften, einem sogenannten Regelsatz. The fuzzy logic used in the inventive hearing aid allows the processing of signals and information according to fuzzy rules, a so-called rule set. Dieser Regelsatz kann beispielsweise wie folgt lauten: This rule set can be, for example, as follows:

Regel 1: Rule 1:
WENN (A ist groß) UND (B ist groß) IF (A is large) AND (B is large)
DANN (X ist groß) UND (Y ist groß) THEN (X is large) AND (Y is large)
Regel 2: Rule 2:
WENN (A ist klein) ODER (B ist groß) IF (A is small) or (B is large)
DANN (X ist klein) THEN (X is small)
Regel 3: Rule 3:
WENN (A ist klein) UND (B ist klein) IF (A is small) AND (B is small)
DANN (X ist klein) UND (Y ist klein) THEN (X is small) and (Y is small)

Der Ausdruck zwischen WENN und DANN wird als Prämisse bezeichnet; The expression between IF and THEN is called the premise; der Ausdruck rechts vom DANN wird als Konklusion bezeichnet. the expression right of the THEN is called the conclusion. Die Teilausdrücke in Klammern werden entsprechend als Teilprämissen und Teilkonklusionen bezeichnet. The sub-expressions in parentheses are designated accordingly as part of premises and sub-conclusions.

An Beispiel dieses Regelsatzes werden im weiteren die einzelnen Teilfunktionen der Berechnungseinrichtung 20 erläutert. the individual partial functions of the calculating unit 20 will be explained further in this example, rule set.

Fig. 2 zeigt die konzeptuelle Struktur der Verarbeitung des oben angegebenen Regelsatzes. Fig. 2 shows the conceptual structure of the processing of the above rule set. Sie besteht aus folgenden wesentlichen Teilfunktionen: It consists of the following main sub-functions:

  • 1) Fuzzyfizierung 50 der scharfen Eingangsvariablen. 1) 50 fuzzification of sharp input variables. Gleichzeitig wird dadurch der Erfüllungsgehalt der Teilprämissen ermittelt. At the same time thereby fulfilling content of the sub-premises is determined.
  • Auswertung 52 der Prämissen, dh Ermittlung des Erfüllungsgehaltes der Prämissen. Evaluation of 52 of the premises, ie determine the settlement content of the premises.
  • 3) Auswertung der Teilkonklusionen, dh Ermittlung der Aktivierung der Teilkonklusionen. 3) evaluation of sub-conclusions, that is, determination of the activation of the sub-conclusions. In der Darstellung von Fig. 2 ist dieser Schritt in die beiden Teilschritte Bestimmung 54 des Aktivierungsgrades der Teilkonklusionen und Bestimmung 56 der Aktivierung der Terme der Ausgangsvariablen unterteilt. In the illustration of Fig. 2, this step is divided 56 of the activation of the terms of the output variables in the two partial steps determining the degree of activation of the 54 sub-conclusions and determination.
  • 4) Akkumulation 58 der Ausgangsterme, dh Ermittlung der Aktivierung der Konklusionen. 4) accumulation of output terms 58, that is, determination of the activation of the conclusions.
  • 5) Defuzzyfizierung 60 der aktivierten Konklusionen. 5) 60 defuzzification of the activated conclusions. Dadurch werden wieder scharfe Ausgangsvariablen bestimmt. This sharp output variables are determined again.

Bei der erfindungsgemäßen digitalen Realisierung der Berechnungseinrichtung 20 dient die in Fig. 2 gezeigte Struktur lediglich zur konzeptuellen Darstellung einer Fuzzy-Logik-Berechnung, weil bei der tatsächlichen Implementierung eine beliebige Zuordnung der in Fig. 2 dargestellten Teilfunktionen zu einem oder mehreren Modulen der Berechnungseinrichtung 20 erfolgen kann. With the inventive digital realization of the calculation device 20, the structure shown in Fig. 2 only for conceptual representation of a fuzzy-logic computation because, in the actual implementation, any allocation of the sub-functions to one or more modules shown in FIG. 2, the calculation means 20 is used, can take place.

Schritt 1) - Fuzzyfizierung der Eingangsvariablen Step 1) - fuzzification of the input variables

Bei der Fuzzyfizierung wird ermittelt, welchen Wert eine Zugehörigkeitsfunktion eines jeden linguistischen Terms der entsprechenden linguistischen Variablen bei dem aktuellen Wert der Eingangsvariablen besitzt. In the fuzzification is determined, which value has a membership function of each linguistic term of the corresponding linguistic variable with the current value of the input variable.

Dies ist Fig. 3 beispielhaft dargestellt. This is Fig. Exemplified. 3 Das Beispielregelwerk enthält zwei linguistische Variablen A und B mit je zwei linguistischen Termen, nämlich (A ist klein), (A ist groß) und (B ist klein), (B ist groß). The example set of rules includes two linguistic variables A and B with two linguistic terms, namely (A is small), (A is large) and (B is small), (B is large). Die in Fig. 3 gezeigten Graphen stellen die Zugehörigkeitsfunktionen dieser Terme dar: µ klein (A), µ groß (A) und µ klein (B), µ groß (B). . The graph shown in Figure 3 represent the membership functions of these terms: μ small (A), μ size (A) and μ small (B), μ in size (B). Die Eingangswerte a und b werden auf die entsprechenden Werte µ klein (A=a) µ groß (A=a) und µ klein (B=b), µ groß (B=b) der Zugehörigkeitsfunktionen abgebildet. The input values a and b are the corresponding values μ small (A = a) μ size (A = a) and μ small (B = b), μ large (B = b) of the membership functions shown.

Die in Fig. 4a bis Fig. 4c und Fig. 5a bis Fig. 5e gezeigten beispielhaften Zugehörigkeitsfunktionen lassen sich in drei Klassen einteilen: .... The in Figures 4a to 4c and 5a to 5e exemplary membership functions shown can be divided into three classes:

  • Völlig freier Verlauf der Zugehörigkeitsfunktion (Fig. 4a); Completely free course of the membership function (Fig. 4a); eine Beschränkung ergibt sich - wie auch in den folgenden Klassen - lediglich durch die Quantisierung der Kurven. a restriction results in - as well as in the following classes - only by the quantization of the curves. Jede Zugehörigkeitsfunktion muß - entsprechend der angewandten Quantisierung - in Form ihrer Einzelwerte abgespeichert werden. Each membership function - must be stored in the form of their individual values ​​- according to the applied quantization. Dies ist relativ speicheraufwendig. This is relatively memory intensive. Auch die Weiterverarbeitung ist rechenaufwendig. The further processing is computationally intensive.
  • Linearer Verlauf des Funktionswertes zwischen beliebig angebbaren Eckwerten (Fig. 4b und Fig. 5a). Linear gradient of the function value between arbitrarily assignable basic parameters (Fig. 4b and Fig. 5a). Durch diese Einschränkung ergibt sich ein reduzierter Speicher- und Rechenaufwand. This restriction results in a reduced storage and computational effort. Jede Zugehörigkeitsfunktion kann, entsprechend der Anzahl M der Eckwerte, als eine Folge von xy-Wertepaaren (x 1 , y 1 , x 2 , y 2 , ..., x M , y M ) dargestellt werden. Each membership function corresponding to the number M of basic parameters, as a sequence of xy-value pairs (x 1, y 1, x 2, y 2, x M, y M ...) are shown.
  • Linearer Verlauf des Funktionswertes zwischen maximal vier Eckwerten, als deren Ordinatenwerte nur 0 und 1 zulässig sind. Linear gradient of the function value between a maximum of four corner values, as whose ordinate values ​​are permissible only 0 to 1. Alle damit möglichen Kurvenverläufe sind in Fig. 4c dargestellt: linke Schulterfunktion 72, Trapezfunktion 70, Dreiecksfunktion 74, rechte Schulterfunktion 76. Diese Einschränkung ergibt eine optimale Reduzierung des Speicheraufwandes. All thus possible waveforms are shown in Fig. 4c: left shoulder function 72, trapezoidal function 70, triangular function 74, right shoulder function 76. This limitation results in an optimum reduction in memory costs. Da maximal vier Eckwerte vorhanden sind und als y-Werte nur 0 und 1 verwendet werden, kann jede in diese Klasse fallende Zugehörigkeitsfunktion allein durch ihre vier x-Werte (x 1 , x 2 , x 3 , x 4 ) eindeutig beschrieben werden. Since a maximum of four basic parameters are available and are used as the y values is only 0 and 1, each falling in this class membership function can be described uniquely by its mere four x values (x 1, x 2, x 3, x 4). In Fig. 5b ist dies für die Trapezfunktion 70 gezeigt, in Fig. 5c für die linksseitige Schulterfunktion 72 (hierbei gilt x 1 = x 2 ), in Fig. 5d für die Dreiecksfunktion 74 (hierbei gilt x 2 = x 3 ) und in Fig. 5e für die rechtsseitige Schulterfunktion 76 (hierbei gilt x 3 = x 4 ). In Fig. 5b it is for the trapezoidal function 70 shown in Fig. 5c for the left-hand shoulder function 72 (in this case, x 1 = x 2), in Fig. 5d for the delta function 74 (in this case, x 2 = x 3) and in Fig. 5e for the right-side shoulder function 76 (in this case, x = 3 x 4).

Um bei der Fuzzyfizierung den Erfüllungsgrad der Teilprämissen berechnen zu können, wird vor Beginn der Fuzzyfizierung jeder Eingangswert auf die intern verwendete Abszisse normiert. In order to calculate the degree of fulfillment of the sub-premises at the fuzzification, each input value is normalized to the internally used abscissa before the fuzzification. Im weiteren wird davon ausgegangen, daß die Eingangswerte bereits normiert sind. Furthermore, it is assumed that the input values ​​are already normalized.

Im Falle des in Fig. 4a dargestellten freien Verlaufes der Zugehörigkeitsfunktion erfolgt die Ermittlung des Erfüllungsgrades durch Auslesen des dem entsprechenden x-Wert zugeordneten y-Wertes aus dem Speicher. In the case of the free curve of the membership function shown in Fig. 4a, the determination of the satisfaction degree is carried out by reading out the associated with the corresponding x value y value from the memory.

Bei der in Fig. 4b und Fig. 5a gezeigten linearisierten Zugehörigkeitsfunktion ist der Wert der Zugehörigkeitsfunktion µ... (V=v) nach folgender Vorschrift zu ermitteln: .. In the in Figure 4b and 5a shown linearized membership function of the value of the membership function μ ... (V = v) according to the following rule is to determine:

  • 1. Wenn V < x 1 ist, dann ist µ... (V=v) = 0. 1. If V is <x 1, then μ ... (V = v) = 0th
  • 2. Durchlaufe alle Werte x m = x 2 , ..., x M , bis gilt x m > V. Dann berechne den Erfüllungswert nach der Vorschrift 2. Go through all values x m = x 2, ..., x M, to have x m> V. Then calculate the fulfillment value according to the rule µ... (V=v) = y m-1 + μ ... (V = v) = y m-1 + y m - y m-1 y m - y m-1 x m - x m-1 x m - x m-1 * (V - x m-1 ) * (V - x m-1) und breche den Durchlauf ab. and terminate the run.
  • 3. Wenn bei obigem Durchlauf niemals die genannte Bedingung erfüllt worden ist, dann ist µ... (V=v) = 0. 3. If in the above passage never the above condition has been met, then μ ... (V = v) = 0th

Tritt im Regelwerk eine negierte Variable auf, so ist der Wert der inversen Zugehörigkeitsfunktion zu ermitteln. If a negated variable to the rules, the value of the inverse membership function is to be determined. Dieser berechnet sich aus dem Wert der nicht invertierten Zugehörigkeitsfunktion zu: This is calculated from the value of the non-inverted membership function to: inv [µ... (V=v)] = 1 - µ... (V=v). inv [μ ... (V = v)] = 1 - μ ... (V = v).

Im Falle der in Fig. 4c und Fig. 5b bis Fig. 5e dargestellten weitestgehenden Vereinfachung der Zugehörigkeitsfunktionen lautet die - nun ebenfalls einfachere - Berechnungsvorschrift für den Wert der Zughörigkeitsfunktion µ... (V=v) In the case shown in Fig 4c and 5b to 5e shown much as possible the membership functions is the -... Is now also simpler - calculation formula for the value of μ Zughörigkeitsfunktion ... (V = v)

  • 1. Wenn V < x 1 ist, dann ist µ... (V=v) = 0 [1]. 1. If V is <x 1, then μ ... (V = v) = 0 [1].
  • 2. Wenn x 2 > V ist, dann berechnet sich der Erfüllungsgrad nach der Vorschrift 2. If x 2> V, then the degree of performance calculated according to the rule
  • 3. Wenn x 3 > V ist, dann ist µ... (V=v) = 1 [0]. 3. If x 3> V, then μ ... (V = v) = 1 [0].
  • 4. Wenn x 4 > V ist, dann berechnet sich der Erfüllungsgrad nach der Vorschrift 4. If x 4> V, then the degree of performance calculated according to the rule
  • 5. Wenn keine der genannte Bedingung erfüllt ist, dann ist µ... (V=v) = 0 [1]. 5. If none of the above condition is met, then μ ... (V = v) = 0 [1].

Tritt im Regelwerk eine negierte Variable auf, so ist der Wert der inversen Zugehörigkeitsfunktion nach der oben angegebenen Formel zu ermitteln. If a negated variable to the rules, the value of the inverse membership function according to the above formula is to be determined. Wahlweise können bei der Berechnung die oben in eckigen Klammern angegebenen Werte verwendet werden. Alternatively, the above values ​​in square brackets can be used in the calculation.

Schritt 2) - Auswertung der Prämissen Step 2) - Evaluation of the premises

Die in Schritt 1) berechneten Werte der Zugehörigkeitsfunktionen, die den Erfüllungsgraden der Teilprämissen (A ist groß), (B ist groß) und so weiter entsprechen, sind bei dem hier verwendeten Beispielsregelwerk durch linguistische UNDund ODER-Operatoren zu den Prämissen der einzelnen Regeln verknüpft. The calculated in step 1) values ​​of the membership functions corresponding to the fulfillment degrees of partial premises (A is large), (B is large), and further correspond to OR operators are linked to the premises of each rule in the example used herein, rules by linguistic undund ,

Die Berechnung der UND- und ODER-Verknüpfungen der Teilprämissen geschieht bevorzugt durch die Berechnung des Minimums bzw. des Maximums der entsprechenden Erfüllungsgrade, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. The calculation of the AND and OR operations of the sub-premises is preferably done by the calculation of the minimum or the maximum of the corresponding satisfaction degrees, as shown in Fig. 6. Das Ergebnis dieser Operation ist der Erfüllungsgrad der jeweiligen Prämisse [(A ist groß) UND (B ist groß)], [(A ist groß) ODER (B ist groß)] und so weiter. The result of this operation is the degree of satisfaction of the respective premise [(A is large) AND (B is large)], [(A is large) OR (B is large)] and so on. Diese Berechnung erfolgt für alle Regeln. This calculation is performed for all the rules.

Schritt 3) - Auswertung der Teilkonklusionen Step 3) - Evaluation of sub-conclusions

Zur Auswertung einer Teilkonklusion wird in einem ersten Teilschritt der Aktivierungsgrad der Teilkonklusion bestimmt. For evaluating a sub-conclusion of the degree of activation of the sub-conclusion is determined in a first partial step. Dabei gilt der Grundsatz, daß jede Teilkonklusion in dem Maße aktiviert wird, wie die ihr im Regelwerk zugeordneten Prämissen erfüllt sind. The principle is that each sub-conclusion is activated in so far as its associated working premises in the rule have been met.

Sofern eine Teilkonklusion im Regelwerk nur einmal erwähnt ist, ist ihr Aktivierungsgrad gleich dem Erfüllungsgrad der entsprechenden Prämisse. If a sub-conclusion in the regulations is mentioned only once, its activation degree is equal to the degree of fulfillment of the respective premise. Ist eine Teilkonklusion in mehreren Regeln erwähnt, hängt ihr Aktivierungsgrad also von mehreren Prämissen ab, so müssen die Aktivierungsgrade der betreffenden Prämissen in geeigneter Weise miteinander verrechnet werden. Is a sub-conclusion mentioned in several rules, its activation degree depends therefore on a number of assumptions, the activation levels of the respective premises must be offset against each other in an appropriate manner. Hierzu gibt es insbesondere die beiden in Fig. 7 dargestellten Möglichkeiten: For this there are in particular the two in Fig options shown. 7:

  • Bildung des Maximums der Erfüllungsgrade der Prämissen, oder Formation of the maximum of the degrees of fulfillment of the premises, or
  • Bildung der (auf Eins) beschränkten Summe der Erfüllungsgrade der Prämissen. Formation of the limited (to one) sum of the performance levels of the premises.

Das Ergebnis dieser Operation ist der Aktivierungsgrad der Teilkonklusion. The result of this operation is the activation level of the sub-conclusion. Diese Berechnung erfolgt für alle Teilkonklusionen. This calculation is performed for all sub-conclusions.

In einem zweiten Teilschritt der Auswertung der Teilkonklusionen wird die Aktivierung der Terme der Ausgangsvariablen bestimmt. In a second partial step of the evaluation of sub-conclusions, the activation of the terms of the output variables is determined. Jede Teilkonklusion aktiviert einen entsprechenden Term einer Ausgangsvariablen. Each sub-conclusion activates a corresponding term of output variables. Diese Terme werden durch ihre Zugehörigkeitsfunktionen beschrieben. These terms are described by their membership functions. Ihre Aktivierung, dh das Maß, mit dem sie aktuell zur Geltung kommen, entspricht einer Teilfläche unter dieser Zugehörigkeitsfunktion. Their activation, ie the extent to which they are currently to advantage, corresponds to a partial area under the membership function. Diese Teilfläche wiederum wird bestimmt vom (oben im ersten Teilschritt ermittelten) Aktivierungsgrad der Teilkonklusion. This in turn is determined by the partial area (determined above in the first substep) degree of activation of the sub-conclusion. Vorzugsweise wird eine der beiden in Fig. 8 dargestellten Methoden verwendet, um aus dem Aktivierungsgrad einer Teilkonklusiön die Aktivierung des entsprechenden Terms zu ermitteln: one of the two is preferably used methods shown in Figure 8, to determine the activation of the corresponding term from the activation degree of Teilkonklusiön.:

  • Beschränkung der maximalen Werte der Zugehörigkeitsfunktion auf den Wert des Aktivierungsgrades, oder Limiting the maximum values ​​of the membership function at the value of the activation degree, or
  • Multiplikation des Verlaufes der Zugehörigkeitsfunktion mit dem Wert des Aktivierungsgrades. Multiplying the curve of the membership function with the value of the activation degree.

Diese Berechnung geschieht für alle Terme aller Ausgangsvariablen. This calculation is done for all terms of all output variables.

Schritt 4) - Akkumulation der Ausgangsterme Step 4) - accumulation of the output terms

Jede linguistische Ausgangsvariable besteht üblicherweise aus mehreren Termen. Each linguistic variables usually consists of several terms. Für jeden dieser Terme ist nun seine Aktivierung bestimmt worden. For each of these terms now its activation has been determined. Die einzelnen aktivierten Terme einer jeden Ausgangsvariablen müssen jetzt in geeigneter Weise überlagert (akkumuliert) werden. The individual activated terms of each output variables must now superimposed in a suitable manner (accumulated) are. Dazu sind bevorzugt die beiden in Fig. 9 gezeigten Methoden vorgesehen: By methods shown 9 are preferably both provided in Fig.:

  • Bildung des Maximums der die aktivierten Terme umgebenden Funktionsverläufe für jeden Abszissenwert, oder Formation of the maximum surrounding the activated terms function curves for each abscissa, or
  • Addition der die aktivierten Terme umgebenden Funktionsverläufe für jeden Abszissenwert. Addition surrounding the activated terms function curves for each abscissa.

Diese Akkumulation geschieht für jede Ausgangsvariable. This accumulation occurs for each output variable.

Schritt 5) - Defuzzyfizierung Step 5) - defuzzification

Durch die Defuzzyfizierung wird aus den akkumulierten Termen einer jeden Ausgangsvariablen ein scharfer Ausgangswert bestimmt. From the defuzzification, a sharp output value is determined from the accumulated terms of each output variable. Die Operation der Defuzzyfizierung wird also auf jede Ausgangsvariable angewandt. The operation of defuzzification is thus applied to each output variable. Hierzu sind die folgenden zwei Verfahren möglich: To this end, the following two methods are possible:

  • Bestimmung des Mittelwerts der Maxima (Fig. 10), oder Determining the mean value of the maxima (Fig. 10), or
  • Schwerpunktsbestimmung (Fig. 11). Gravity determination (Fig. 11).

Bei der in Fig. 10 dargestellten Art der Defuzzyfizierung durch Bestimmung des Mittelwerts der Maxima berechnet sich der scharfe Ausgangswert x als Mittelwert der Positionen der Maxima von f aktiv (X). In the illustrated in Fig. 10 Type of defuzzification by determining the mean value of the maxima of the sharp output value is calculated as an average value x of the positions of the maxima of active f (X).

Bei der in Fig. 11 veranschaulichten Schwerpunktsmethode wird zur Berechnung des scharfen Ausgangswertes x auf die akkumulierten Terme einer jeden Ausgangsvariablen folgendes Berechnungsverfahren angewandt: . In the example illustrated in Figure 11 center of gravity method is applied to the accumulated x Terme of each output variable the following calculation method for calculating the sharp output value: Dies entspricht der Berechnung der x-Komponente des Flächenschwerpunktes. This corresponds to the calculation of the x-component of the centroid.

Bei einer digitalen Realisierung der Berechnung sind die Integrationen durch Summenbildungen zu ersetzen. In a digital implementation of the calculation, the integrations are replaced by summations. Es gilt dann: It then:

Um die Berechnung zu verkürzen, wird der Bereich, über den integriert bzw. summiert wird, bevorzugt auf das Intervall zwischen X min und X max beschränkt; In order to shorten the calculation, the area is integrated over the or summed, is preferred to the interval between X min and X max limited; also auf das Intervall zwischen dem kleinsten und dem größten X-Wert, für den f aktiv (X) > 0 gilt. So on the interval between the smallest and the largest x-value for which f active (X)> 0. Diese Information fällt bei der Akkumulation der Ausgangsterme an. This information is payable on the accumulation of output terms.

Das im folgenden beschriebene Verfahren erlaubt eine aufwandsreduzierte Berechnung der Schritte von der Aktivierung der Terme der Ausgangsvariablen bis zur Defuzzyfizierung. The process described below allows a reduced cost calculation of the steps of the activation of the terms of the output variables to the defuzzification.

Wenn aus dem Aktivierungsgrad der Konklusion die Aktivierung des zugehörigen Ausgangsterms ermittelt wird, so läßt sich diese Operation durch zwei Abbildungsfunktionen beschreiben: Der Aktivierungsgrad der Konklusion wird zum einen auf die aktivierte Fläche F n des Ausgangsterms abgebildet, und zum anderen wird er auf eine Schwerpunktslage S n dieser aktivierten Fläche abgebildet. When the activation of the corresponding output term is determined from the degree of activation of the conclusion, as this operation can be described by two mapping functions: The degree of activation of the conclusion is displayed on the one hand to the activated surface F s of the output terms, and on the other it is a center of gravity S n this activated surface imaged. Beide Abbildungsvorschriften müssen nicht zur Laufzeit des Systems ausgewertet werden, da sie nur abhängig sind von den Ausgangstermen und der in Fig. 8 dargestellten Methode der Umrechnung des Aktivierungsgrades der Konklusion in die Aktivierung der Terme (Maximumbildung oder Multiplikation). Both mapping rules do not need to be evaluated at runtime of the system because they are only dependent on the output terms and the method of converting the degree of activation of the conclusion in the activation of the terms (Maximum formation or multiplication) shown in Fig. 8.

Fig. 11 verdeutlicht den beschriebenen Übergang zu zwei getrennten Abbildungsvorschriften. Fig. 11 illustrates the described transition to two separate mapping rules. Die Akkumulation der Ausgangsterme und die Defuzzyfizierung geschehen nun gleichzeitig durch Ausführung der Berechnungsvorschrift The accumulation of output terms and the defuzzification done now simultaneously by performing the calculation rule für jede Ausgangsvariable. for each output variable. Hierbei steht N für die Anzahl der Terme der Ausgangsvariablen. Here, N represents the number of terms of the output variables. In dem in Fig. 11 gezeigten Beispiel ergibt sich damit ein Gesamtschwerpunkt In the example shown in FIG. 11 example, this results in an overall center of gravity x = (S 1 *F 1 + S 2 *F 2 )/(F 1 + F 2 ). x = (S 1 * F 1 + S F 2 * 2) / (F 1 + F 2).

Diese Berechnungsmethode beinhaltet implizit die Akkumulation der Terme durch die Methode der Addition. This calculation method includes implicitly the accumulation of terms by the method of addition.

In Fig. 12 ist eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Berechnungseinrichtung 20 gezeigt, welche die beschriebenen Fuzzy-Logik-Funktionen ausführt. In Fig. 12 a first embodiment of the calculating unit 20 according to the invention is shown, which performs the described fuzzy logic functions. Die Berechnungseinrichtung 20 weist sechs Berechnungsmodule 30 auf, die über fünf Zwischenspeicher 32 in Reihe hintereinandergeschaltet sind. The calculator 20 has six calculation modules 30, which are connected in series over five latch circuits 32 in series. Jedem Berechnungsmodul 30 ist ferner ein Speichermodul 34 mit je einem Konfigurationseingang 36 zugeordnet. Each calculation module 30, a memory module is further associated with a respective configuration input 36 34th Ein Steuermodul 40 ist mit allen Berechnungsmodulen 30 sowie mit einem Arbeitsspeicher 42 verbunden, auf den von außen über einen Anschluß 44 zugegriffen werden kann. A control module 40 is connected to all the computing modules 30 and to a memory 42 that can be accessed from the outside through a terminal 44 to the.

Jedem in Fig. 2 dargestellten Teilfunktionstyp 50, 52, 54, 56, 58 und 60 entspricht eines der Berechnungsmodule 30. Das erste Berechnungsmodul 30 erhält die scharfen Eingangswerte als Eingabesignal 24; . Each part in Fig Type 50, 52, 54, 56, 58 and 60 shown 2 corresponds to one of the calculation modules 30. The first calculation module 30 receives the sharp input values ​​as input signal 24; das letzte Berechnungsmodul 30 gibt die berechneten scharfen Ergebniswerte als Ergebnissignal 26 aus. the last calculation module 30 outputs the calculated sharp result values ​​from the result signal 26th Der Transfer der Zwischenergebnisse zwischen den Berechnungsmodulen 30 erfolgt über die Zwischenspeicher 32. The transfer of intermediate results between the calculation modules 30 via the buffer 32nd

In dem jedem Berechnungsmodul 30 zugeordneten Speichermodul 34 können interne Zwischenergebnisse abgelegt werden. In which each calculation module 30 associated memory module 34 internal intermediate results can be stored. Jedes Speichermodul 34 kann überdies Konfigurationsinformationen für die von dem jeweiligen Berechnungsmodul 30 ausgeführte Teilfuhktion enthalten. Each memory module 34 may also contain configuration information for the running of the respective calculation module 30 Teilfuhktion. Solche Konfigurationsinformationen können beispielsweise beim ersten Berechnungsmodul 30, das das Eingabesignal 24 erhält, die Zughörigkeitsfunktionen der Eingangsvariablen sein. Such configuration information can be the Zughörigkeitsfunktionen of the input variables, for example, at the first calculation module 30, which receives the input signal 24. Zur Konfiguration der Fuzzy-Logik-Funktionen der Berechnungseinrichtung 20 sind die Speichermodule 34 über die Konfigurationseingänge 36 von außen beschreibbär. For configuration of the fuzzy logic functions of the calculating unit 20, the memory modules 34 of the configuration beschreibbär inputs 36 from the outside.

Das Steuermodul 40 koordiniert den Gesamtablauf und die Zusammenarbeit der Berechnungsmodule 30. Beispielsweise kann die Bearbeitungszeit in den einzelnen Berechnungsmodulen 30 unterschiedlich sein. The control module 40 coordinates the entire process and the cooperation of the calculation modules 30. For example, the processing time in the individual calculation modules 30 may be different. Aufgabe des Steuermoduls 40 ist es dann, jedem Berechnungsmodul 30 mitzuteilen, wenn die Zwischenergebnisse des vorhergehenden Berechnungsmoduls 30 zur Weiterverarbeitung anstehen. Task of the control module 40, it is then notify each calculation module 30 when the interim results of the preceding calculation module 30 queue for further processing.

Auch in dem dem Steuermodul 40 zugeordneten Arbeitsspeicher 42 können Zwischenergebnisse und Konfigurationsinformation abgelegt werden. Also in the control module 40 associated with memory 42 interim results and configuration information can be stored.

Die Realisierung der Berechnungsmodule 30 sowie der sonstigen Bauteile der Berechnungseinrichtung 20 in digitaler Schaltungstechnik ergibt sich in bekannter Weise unmittelbar aus der Beschreibung der entsprechenden Teilfunktionen. The realization of the calculation modules 30 and to the other components of the computing means 20 in digital circuit technology results in a known manner directly from the description of the corresponding sub-functions. Sie kann durch Schaltnetze, Schaltwerke oder eine Kombination aus beiden geschehen. It can be done by switching networks, control unit, or a combination of both. Ihre genaue Funktion kann durch Konfigurationsinformationen festgelegt werden. Their exact function can be determined by configuration information.

Die Anzahl der in der Berechnungseinrichtung 20 vorgesehenen Berechnungsmodule 30 braucht nicht notwendigerweise sechs zu sein. The number of laid down by the calculating means 20 calculation modules 30 need not necessarily be six. Es können mehr oder weniger Berechnungsmodule 30 vorhanden sein, um die Berechnung der Fuzzy-Logik-Funktionen feiner oder gröber zu unterteilen. It can be present in order to divide the calculation of fuzzy logic functions finer or coarser, more or less calculation modules 30th Beispielsweise können fünf Berechnungsmodule 30 entsprechend den oben beschriebenen Schritten 1) bis 5) eingesetzt werden, oder nur ein einziges Berechnungsmodul 30', wie dies in Fig. 14 dargestellt ist. For example, five calculation modules 30 corresponding to the above-described steps 1) can be used to 5), or only a single calculation module 30 'as shown in Fig. 14.

Fig. 13 zeigt eine Ausführungsvariante der Berechnungseinrichtung 20. Alle in Fig. 12 dargestellten Zwischenspeicher 32 und Speichermodule 34 sowie der Arbeitsspeicher 42 sind hier zu dem einzigen Speicher 18 zusammcngefaßt. Fig. 13 shows a variant embodiment of the computing means 20. All latches illustrated in Fig. 12 32 and memory modules 34 and the memory 42 are zusammcngefaßt here to the single memory 18. Dies erlaubt eine rationellere Verwendung des Speicherplatzes, da er beliebig partitioniert und den einzelnen Modulen nach Bedarf zugeordnet werden kann. This allows a more rational use of the storage space, since it can be arbitrarily partitioned and allocated to the individual modules as needed. Auch müssen so Informationen, welche von verschiedenen Modulen benötigt werden, nur einmal im Speicher 18 abgelegt werden. Even so have information that is required by different modules, only once in memory 18 are stored.

Fig. 14 zeigt eine weitere Ausführungsvariante der Berechnungseinrichtung 20. Hier sind alle Berechnungsmodule 30 zu einem einzigen Berechnungsmodul 30' zusammengefaßt. Fig. 14 shows a further embodiment of the calculating means 20. Here, all calculation modules 30 are combined into a single calculation module 30 '. Wird dieses Berechnungsmodul 30' zusätzlich möglichst weitgehend als programmierbares Operationswerk ausgelegt, so kann seine Rechenleistung beliebig partitioniert und den einzelnen Teilfunktionen zugeordnet werden. If this calculation module 30 'as far as possible additionally designed as a programmable operation work, its computing power can be partitioned as desired and associated with the individual sub-functions. Dies gewährleistet einen optimalen Datendurchsatz durch das Gesamtsystem. This ensures optimal data throughput through the entire system.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung haben die Berechnungsmodule 30 (oder das Berechnungsmodul 30') Zugriff auf ein vorzugsweise festverdrahtetes Modul zur Bestimmung des Minimums Minimums und/oder des Maximums zweier oder mehrerer Binärzahlen. In a further preferred embodiment, the calculation modules have 30 (or the calculation module 30 ') to access a preferably hard-wired module for determining the minimum of the minimum and / or maximum of the two or more binary numbers. Dies ist vorteilhaft, weil die Bildung des Minimums und des Maximums zwei in vielen Fuzzy-Logik-Teilfunktionen vorkommende Grundfunktionen sind. This is advantageous because the formation of the minimum and maximum are two occurring in many fuzzy logic sub-functions basic functions.

Claims (9)

  1. Hearing aid with an amplifier and transmission means (10), which is connected on one side to an input transducer (12) and on the other side sends an output signal (28) to an output transducer (14), and with a calculating means (20) which implements fuzzy logic functions, responds to a tapped signal (22) which is tapped on the amplifier and transmission means (10) and supplies a result signal (26) which is sent to the amplifier and transmission means (10) and acts on the latter's output signal (28), characterised in that
    the amplifier and transmission means (10) has a signal path between the input transducer (12) and the output transducer (14), whose amplification and transmission characteristic can be acted on by the result signal (26) of the calculating means (20),
    the amplifier and transmission means (10) has a memory in which a plurality of sets of amplification and transmission parameters are stored and the result signal (26) of the calculating means (20) is used to select one of these parameter sets,
    a signal editing means (16) is provided which edits the tapped signal (22) which is tapped by the amplifier and transmission means (10) and sends it as an input signal (24) to the calculating means (20), and
    at least the calculating means (20) and the signal editing means (16) are executed using digital circuit technology.
  2. Hearing aid according to Claim 1, characterised in that a signal path of the hearing aid proceeds from the input transducer (12) via a first part of the amplifier and transmission means (10), the calculating means (20) and a second part of the amplifier and transmission means (10) to the output transducer (14).
  3. Hearing aid according to Claim 1, characterised in that the amplifier and transmission means (10) has an analogue-to-digital converter and a digital-to-analogue converter.
  4. Hearing aid according to one of Claims 1 to 3, characterised in that the calculating means (20) has a control module (40), at least one memory (18; 32, 34, 42) and at least one calculating module (30; 30').
  5. Hearing aid according to Claim 4, characterised in that a separate calculating module (30) and/or a separate memory module (34) is provided in the calculating means (20) for each step of a procedure to implement the fuzzy logic functions.
  6. Hearing aid according to Claim 4 or 5, characterised in that a plurality of calculating modules (30) connected in series and at least one intermediate memory (32) for linking series-connected calculating modules (30) is provided in the calculating means (20).
  7. Hearing aid according to one of Claims 1 to 6, characterised in that the calculating means (20) is equipped to implement the fuzzy logic functions in the sub-steps
    fuzzification (50) of sharp input variables,
    evaluation (52) of premises,
    evaluation (54, 56) of sub-conclusions,
    accumulation (58) of output terms, and
    defuzzification (60).
  8. Hearing aid according to Claim 7, characterised in that the calculating means (20) is equipped to employ membership functions during fuzzification (50), said membership functions having a function value which proceeds linearly between a maximum of four comer values in each case, whereby the ordinate values of the maximum of four corner values are either 0 or 1 in each case.
  9. Hearing aid according to Claim 7 or 8, characterised in that the calculating means (20) is equipped to implement the accumulation (58) of the output terms and the defuzzification (60) for each output variable simultaneously by executing the calculation rule whereby for each output variable the number of output terms of these output variables is designated by N, the activated surface of the n-th output term by Fn and the centre of gravity position of this surface by Sn.
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