EP1118248B1 - Hearing aid and method for processing microphone signals in a hearing aid - Google Patents

Hearing aid and method for processing microphone signals in a hearing aid Download PDF

Info

Publication number
EP1118248B1
EP1118248B1 EP19990948785 EP99948785A EP1118248B1 EP 1118248 B1 EP1118248 B1 EP 1118248B1 EP 19990948785 EP19990948785 EP 19990948785 EP 99948785 A EP99948785 A EP 99948785A EP 1118248 B1 EP1118248 B1 EP 1118248B1
Authority
EP
Grant status
Grant
Patent type
Prior art keywords
signal
mic1
mic2
microphone signals
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
EP19990948785
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1118248A1 (en )
Inventor
Eghart Fischer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sivantos GmbH
Original Assignee
Sivantos GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Grant date

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H04R25/40Arrangements for obtaining a desired directivity characteristic
    • H04R25/407Circuits for combining signals of a plurality of transducers
    • 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

Description

Die Erfindung betrifft ein Hörgerät mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 7. Die Erfindung ist zum Einsatz bei allen Arten von Hörgeräten vorgesehen. The invention relates to a hearing aid having the features of the preamble of claim 1 and a method having the features of the preamble of claim 7. The invention is intended for use in all types of hearing aids. Besonders eignet sich die Erfindung jedoch für hochentwickelte Hörgeräte, die beispielsweise digitale Signalverarbeitungskomponenten aufweisen. However, particularly, the invention is suitable for advanced hearing aids, which have, for example, digital signal processing components.

Aus der EP 802699 A2 sind ein Verfahren zum elektronischen Vergrößern des Abstandes zwischen zwei akustisch/elektrischen Wandlern sowie die Anwendung dieses Verfahrens bei einem Hörgerät bekannt. From EP 802 699 A2 a method of electronically enlarging the distance between two acoustical / electrical converters as well as the use of this method in a hearing aid are known. Dabei wird zunächst die Phasenverschiebung zwischen den von den akustisch/elektrischen Wandlern aufgenommenen Signalen ermittelt. The phase shift between the images taken by the acoustic / electrical converters signals is first determined. Nachfolgend wird wenigstens eines der Signale einem Phasenschieber zugeführt. Subsequently, one of the signals is supplied to at least one phase shifter.

Ein gattungsgemäßes Hörgerät ist aus der DE 43 27 901 C1 bekannt. A generic hearing device is known from DE 43 27 901 C1. Hier dient eine Signalverarbeitungseinheit dazu, durch eine geeignete Mischung von Signalen mehrerer Mikrofone eine vorbestimmte Richtcharakteristik zu erzielen. Here, a signal processing unit serves to achieve a predetermined directivity by a suitable mixture of signals from multiple microphones. Die Eigenschaften dieser Richtwirkung sind jedoch fest vorgegeben. The properties of this directivity, however, are fixed. Es werden stets Signalanteile von seitlichen Signalquellen gedämpft und Signalanteile von vor oder hinter dem Hörgeräteträger angeordneten Signalquellen verstärkt. Signal components are always tempered by lateral signal sources and amplified signal components of arranged before or after the hearing aid signal sources.

Bei diesem Hörgerät ist daher nur eine geringe Flexibilität bei wechselnden Hörsituationen gegeben. Therefore, in this hearing aid is little flexibility is provided with changing situations. Störgeräusche von Signalquellen hinter dem Hörgeräteträger werden nicht gedämpft. Noise from signal sources behind the hearing aid user are not dampened. Der Dämpfungsmechanismus, der notwendigerweise auch die Nutzschallwiedergabe beeinträchtigt, ist ständig aktiv. The damping mechanism that necessarily affects the Nutzschallwiedergabe, is constantly active. Somit ist die Wiedergabequalität des Hörgeräts nicht optimal, wenn in einer Hörsituation keine Störschalldämpfung erforderlich ist. Thus, the reproduction quality of the hearing aid is not optimal when no Störschalldämpfung is required in a hearing situation.

Die Erfindung hat demgemäß die Aufgabe, die genannten Probleme zu vermeiden und ein Hörgerät sowie ein Verfahren zum Verarbeiten von Mikrofonsignalen in einem Hörgerät mit hoher Übertragungsqualität und Störgeräuschunterdrückung in einer Vielzahl von Hörsituationen bereitzustellen. The invention accordingly has the object to avoid the mentioned problems and to provide a hearing aid and a method for processing of microphone signals in a hearing aid with a high transmission quality and noise suppression in a variety of situations.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Hörgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. According to the invention this object is achieved by a hearing device with the features of claim 1 and a method having the features of claim 7. Die abhängigen Ansprüche betreffen bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung. The dependent claims relate to preferred embodiments of the invention.

Die Erfindung geht von der Grundidee aus, die Eigenschaften einer bestehenden richtungsabhängigen Verstärkung/Dämpfung entsprechend dem Ergebnis einer zusätzlichen Signalanalyse zu variieren. The invention starts from the basic idea to vary the properties of an existing direction-dependent amplification / attenuation according to the result of an additional signal analysis. Damit läßt sich eine besonders gute Anpassung des erfindungsgemäßen Hörgeräts an unterschiedliche Hörsituationen verwirklichen. Thus a particularly good adaptation of the hearing device according to the invention to different hearing situations can be realized. Beispielsweise kann die Richtung einer Störschallquelle bei der richtungsabhängigen Verstärkung/Dämpfung berücksichtigt werden, um eine gute Störungsbefreiung zu bieten. For example, the direction of a noise source can be considered in the directional gain / attenuation to provide a good fault liberation. Falls kein nennenswerter Störschall vorliegt, kann dagegen die Störungsdämpfung ausgeschaltet werden, um Verzerrungen zu minimieren. If no significant background noise is present, however, the disturbance attenuation can be turned off to minimize distortion.

Im Sinne der Ansprüche setzt das Verändern einer Eigenschaft der richtungsabhängigen Verstärkung/Dämpfung eine auch ohne diese Veränderung bestehende Richtungsabhängigkeit der Verstärkung/Dämpfung voraus. For the purposes of the claims, the change is a property of the directional / boost ahead of an existing without this change directionality of cut / boost.

In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden bei der Richtungsanalyse die Stärken von Signalanteilen der Mikrofonsignale in mehreren vorgegebenen Richtungsklassen (Winkelbereichen) bestimmt. In preferred embodiments of the invention, the strengths of signal components of the microphone signals in a plurality of predetermined classes direction (angle ranges) are determined in the direction of analysis. Dadurch kann die grobe Richtung des Hauptanteils einer Störschallquelle ermittelt werden. Thus, the general direction of the main portion of a noise source can be determined. Alternativ kann vorgesehen sein, die Richtung einer oder mehrerer Signalquelle(n) genauer zu bestimmen. Alternatively, the direction of one or more source (s) may be provided to determine more accurately.

Zur Signalanalyse kann ein adaptives LMS-Filter verwendet werden, mit dem insbesondere Signalverzögerungen um ganzzahlige Vielfache einer Abtastperiode geschätzt werden. For signal analysis, an adaptive LMS filter can be used with the particular signal delays are estimated by an integral multiple of a sampling period. Die durch den Adaptionsvorgang ermittelten Koeffizienten des LMS-Filters können das Ergebnis der Richtungsanalyse beeinflussen oder (vollständig) bestimmen oder selbst dieses Ergebnis darstellen. The coefficients of the LMS filter determined by the adaptation process can influence the result of the analysis or determine the direction (completely), or pose this result itself.

In Abhängigkeit von dem Ergebnis der Signalanalyse können in bevorzugten Ausführungsformen unterschiedliche Signalverarbeitungsschritte durchgeführt werden. In dependence on the result of the signal analysis, different signal processing steps can be carried out in the preferred embodiments. Beispielsweise kann die Richtcharakteristik eines (virtuellen, durch Überlagerung der Mikrofonsignale gebildeten) Richtmikrofons geeignet verändert werden. For example, the directional characteristic of a (virtual, formed by superimposition of the microphone signals) directional microphone can be appropriately changed. Eine solche Veränderung kann insbesondere ein Ausrichten des Richtmikrofonpols sein. Such a change may be an alignment of the Richtmikrofonpols particular. Alternativ und/oder zusätzlich kann ein geeignetes Störbefreiungsverfahren ausgewählt werden. Alternatively and / or additionally, a suitable Störbefreiungsverfahren can be selected.

Bevorzugt werden bei der Auswertung der Signalanalyse Gewichtungssignale erzeugt, die bestimmen, mit welchen Gewichtungsfaktoren die Ergebnisse unterschiedlicher Filter-, Störbefreiungs- und/oder Richtverfahren in das Ausgangssignal eingehen. Weighting signals are preferably generated in the evaluation of the signal analysis that determine with what weighting factors enter into the results of different filters, Störbefreiungs- and / or straightening process in the output signal.

Die Mikrofone zum Erzeugen der Mikrofonsignale sind in bevorzugten Ausführungsformen in einem relativ geringen Abstand von höchstens 5 cm öder höchstens 2,5 cm oder ungefähr 1,6 cm voneinander angeordnet, wobei sich die Verbindungslinie zwischen den Mikrofonen mit einem Winkel von höchstens 45° oder höchstens 30° zur Blickrichtung des Hörgeräteträgers erstrecken kann oder ungefähr in dieser Blickrichtung liegen kann. The microphones for generating the microphone signals are arranged in preferred embodiments, in a relatively short distance of at most 5 cm barren more than 2.5 cm or about 1.6 cm from each other, wherein the connecting line between the microphones at an angle of at most 45 ° or at most may extend 30 ° to the viewing direction of the hearing aid, or may be about in this viewing direction. Insbesondere kann ein gemeinsames Gehäuse für beide Mikrofone vorgesehen sein. In particular, a common housing can be provided for both microphones.

Ein Ausführungsbeispiel und mehrere Ausführungsalternativen der Erfindung werden nun unter Hinweis auf die schematischen Zeichnungen genauer beschrieben. An embodiment and several alternative embodiments of the invention will now be described in more detail with reference to the schematic 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 ein Blockschaltbild einer Signalanalyseeinheit in der Schaltung von Fig. 1, Fig. 2 is a block diagram of a signal analysis unit in the circuit of Fig. 1,
  • Fig. 3 ein Blockschaltbild eines LMS-Filters in der Schaltung von Fig. 2, und Fig. 3 is a block diagram of a LMS filter in the circuit of Fig. 2, and
  • Fig. 4 und Fig. 5 je ein Diagramm der zeitlichen Veränderung von Koeffizientensignalen beziehungsweise eines Mikrofon- und eines Ausgangssignals in einem Signalbeispiel. FIGS. 4 and Fig. 5 depending on a diagram of the temporal variation of coefficient signals, or a microphone and an output signal in a signal instance.

Die in Fig. 1 dargestellte Hörgeräteschaltung weist eine an sich bekannte Mikrofoneinheit 10 auf, die zwei omnidirektionale Mikrofone 12, 12' und einen zweikanaligen, entzerrenden Vorverstärker 14 enthält. The hearing aid circuit shown in Fig. 1 comprises a known microphone unit 10 includes the two omnidirectional microphones 12, 12 ', and a dual-channel, equalized pre-amplifier fourteenth Die beiden Mikrofone 12, 12' sind mit einem Abstand von ungefähr 1,6 cm angeordnet. The two microphones 12, 12 'are arranged with a distance of about 1.6 cm. Diese Entfernung entspricht ungefähr der Strecke, die Schall während einer Abtastperiode der Hörgeräteschaltung zurücklegt. This distance corresponds approximately to the distance which defines sound during a sampling period of the hearing aid circuit. Wenn das Hörgerät getragen wird, verläuft die Verbindungslinie zwischen den beiden Mikrofonen 12, 12' ungefähr in Blickrichtung des Hörgeräteträgers, wobei sich das erste Mikrofon 12 vorne und das zweite Mikrofon 12' hinten befindet. When the hearing aid is worn, the connecting line between the two microphones 12, 12 'extends approximately in the direction of the hearing device, wherein the first microphone 12 in front and the second microphone 12' at the rear. Die Mikrofoneinheit 10 erzeugt ein erstes und ein zweites Mikrofonsignal MIC1, MIC2, die von dem ersten bzw. dem zweiten Mikrofon 12, 12' stammen. The microphone unit 10 generates a first and a second microphone signal MIC1, MIC2, the 'originating from the first and the second microphone 12, 12th

Die beiden Mikrofonsignale MIC1 und MIC2 werden einer Signalanalyseeinheit 16 und einer Signalverarbeitungseinheit 18 zugeführt. The two microphone signals MIC1 and MIC2 are fed to a signal analysis unit 16 and a signal processing unit 18th Die Signalanalyseeinheit 16 wertet die Mikrofonsignale MIC1, MIC2 aus und erzeugt daraus drei Gewichtungssignale G1, G2, G3 und ein Gesamtgewichtungssignal GG. The signal analysis unit 16 analyzes the microphone signals MIC1, MIC2 and generates three weighting signals G1, G2, G3, and a total weight signal GG. Die Signalverarbeitungseinheit 18 besteht im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel aus einer Seitensignal-Reduktionseinheit 20, einer Rücksignal-Reduktionseinheit 22 und einer Mischeinheit 24. Ein Ausgangssignal OUT der Signalverarbeitungseinheit 18 liegt an einer Wiedergabeeinheit 26 an und wird dort über einen Ausgangsverstärker 28 einem vorzugsweise elektroakustischen Wandler 30, zum Beispiel einem Lautsprecher, zugeführt. The signal processing unit 18 is in the exemplary embodiment described herein of a side signal reduction unit 20, a return signal reduction unit 22 and a mixing unit 24. An output signal OUT of the signal processing unit 18 is applied to a reproducing unit 26, where it is via an output amplifier 28 of a preferably electro-acoustic transducer 30, for example, a speaker, respectively.

Die Seitensignal-Reduktionseinheit 20 erhält die Mikrofonsignale MIC1, MIC2 und erzeugt daraus ein erstes geräuschreduziertes Signal R1, bei dem Signalanteile der beiden Mikrofonsignale MIC1, MIC2, die von einer zum Hörgerätebenutzer seitlichen Schallquelle stammen, weitgehend unterdrückt sind. The side signal reduction unit 20 receives the microphone signals MIC1, MIC2 and generates a first noise-reduced signal R1 in which signal components of the two microphone signals MIC1, MIC2, derived from a side to the hearing device user sound source, are largely suppressed. Zu diesem Zweck weist die Seitensignal-Reduktionseinheit 20 einen Subtrahierer 32 auf, der die Differenz zwischen den beiden Mikrofonsignalen MIC1, MIC2 bildet. To this end 20, the side signal reduction unit to a subtractor 32 which forms the difference between the two microphone signals MIC1, MIC2. Das Differenzsignal und das zweite Mikrofonsignal MIC2 werden einer Ausgleichseinheit 34 zum Erzeugen des ersten geräuschreduzierten Signals R1 zugeleitet. The difference signal and the second microphone MIC2 signal are supplied to a compensation unit 34 for generating the first noise-reduced signal R1.

Im einfachsten Fall leitet die Ausgleichseinheit 34 lediglich das vom Subtrahierer 32 erhaltene Differenzsignal als erstes geräuschreduziertes Signal R1 weiter, wobei das zweite Mikrofonsignal MIC2 nicht berücksichtigt wird. In the simplest case, the equalizing unit 34 passes only the difference signal obtained from the subtracter 32 as the first noise-reduced signal R1 on, wherein the second microphone signal MIC2 is not considered. In Ausführungsalternativen ist die Ausgleichseinheit 34 als Prädiktor ausgestaltet, um durch geeignete Mischung des Differenzsignals und des zweiten Mikrofonsignals MIC2 eine bessere Dämpfungswirkung für Signalanteile von seitlichen Signalquellen zu erreichen. In alternative embodiments, the compensation unit 34 is configured as a predictor, in order to achieve by suitable mixing of the difference signal and the second microphone MIC2 signal better damping effect for signal components of the side signal sources. Eine Seitensignal-Reduktionseinheit 20 mit einer derartigen Ausgleichseinheit 34 ist in der Anmeldung desselben Erfinders mit dem Titel "Verfahren zum Bereitstellen einer Richtmikrofoncharakteristik und Hörgerät" beschrieben. A page signal reduction unit 20 with such a compensation unit 34 is described in the application of the same inventor and entitled "A method for providing a directional microphone characteristic and hearing."

Die Rücksignal-Reduktionseinheit 22 weist ähnlich wie die Seitensignal-Reduktionseinheit 20 einen Subtrahierer 36 und eine Ausgleichseinheit 38 auf, die ein zweites geräuschreduziertes Signal R2 erzeugt. The return signal reduction unit 22 has similar to the page signal reduction unit 20, a subtracter 36 and a compensation unit 38 which generates a second noise-reduced signal R2. In dem zweiten geräuschreduzierten Signal R2 sind diejenigen Anteile der Mikrofonsignale MIC1, MIC2 unterdrückt, die von Signalquellen hinter dem Hörgeräteträger stammen. In the second noise-reduced signal R2 those portions of the microphone signals MIC1, MIC2 are suppressed derived from signal sources behind the hearing aid wearer. Der positive Eingang des Subtrahierers 36 ist an das erste Mikrofonsignal MIC1 angeschlossen, während der negative (zu subtrahierende) Eingang über ein Verzögerungsglied 40, das eine Verzögerung um eine Abtastperiode bewirkt, mit dem Mikrofonsignal MIC2 verbunden ist. The positive input of the subtracter 36 is connected to the first microphone MIC1 signal during the negative (subtracted) input via a delay element 40, which causes a delay by one sampling period, is connected to the microphone MIC2 signal. Auch bei der Rücksignal-Reduktionseinheit 22 kann die Ausgleichseinheit 38 im einfachsten Fall das Differenzsignal des Subtrahierers 36 als zweites geräuschreduziertes Signal R2 unverändert weiterleiten. Also in the return signal reduction unit 22, the equalization unit 38 can forward the difference signal of the subtractor 36 as a second noise-reduced signal R2 unchanged in the simplest case. Alternativ kann die Rücksignal-Reduktionseinheit 22 mit einer als Prädiktor ausgestalteten Ausgleichseinheit 38 versehen sein, wie sie in der im vorhergehenden Absatz erwähnten Anmeldung detailliert beschrieben ist. Alternatively, the return signal reduction unit can be provided with a configured as a predictor compensation unit 38 22, as described in detail in the aforementioned application in the preceding paragraph.

Die Mischeinheit 24 weist drei Gewichtungsverstärker 42, 44, 46 auf, von denen der erste das erste Mikrofonsignal MIC1 mit dem Gewichtungssignal G3 multipliziert, der zweite das erste geräuschreduzierte Signal R1 mit dem Gewichtungssignal G2, und der dritte das zweite geräuschreduzierte Signal R2 mit dem Gewichtungssignal G1. The mixing unit 24 has three weighting amplifiers 42, 44, 46, the first of which the first microphone signal multiplied MIC1 by the weighting signal G3, the second, the first noise-reduced signal R1 with the weighting signal G2, and the third, the second noise-reduced signal R2 by the weighting signal G1. Die Gewichtungssignale G1, G2, G3 werden somit als Verstärkungswerte (gain-Werte) verwendet. The weighting signals G1, G2, G3 are thus used as the gain values ​​(gain values). Die Ausgangssignale der Gewichtungsverstärker 42, 44, 46 werden von einem Summierer 48 addiert. The outputs of the weighting amplifiers 42, 44, 46 are summed by a summer 48th Das Ausgangssignal des Summierers 48 wird von einem weiteren Gewichtungsverstärker 50 mit dem Gesamtgewichtungssignal GG multipliziert, um das Ausgangssignal OUT der Mischeinheit 24 (und der gesamten Signalverarbeitungseinheit 18) zu erhalten. The output signal of the adder 48 is multiplied by a further weighting amplifier 50 with the overall weighting signal GG to OUT of the mixing unit to obtain 24 (and the entire signal processing unit 18) the output signal.

Der genauere Aufbau der Signalanalyseeinheit 16 ist in Fig. 2 dargestellt. The detailed configuration of the signal analysis unit 16 is shown in Fig. 2. Das erste Mikrofonsignal MIC1 liegt als Eingangssignal X an einem LMS-Filter 52 (LMS = least mean square) an. The first microphone MIC1 signal is applied to an LMS filter 52 (LMS = Least Mean Square) as the input signal X. Das gefilterte Ausgangssignal Y des LMS-Filters 52 ist mit dem negativen Eingang eines Subtrahierers 54 verbunden. The filtered output Y of the LMS filter 52 is connected to the negative input of a subtracter 54th Das Mikrofonsignal MIC2 liegt über ein Verzögerungsglied 56, das eine Verzögerung von drei Abtastperioden bereitstellt, an dem positiven Eingang des Subtrahierers 54 an, und das von dem Subtrahierer 54 gebildete Differenzsignal wird dem LMS-Filter 52 als Fehlersignal E zugeführt. The microphone signal MIC2 is via a delay element 56 which provides a delay of three sampling periods at the positive input of the subtracter 54, and the difference signal formed by the subtractor 54 is fed to the LMS filter 52 as an error signal e. In Formelschreibweise gilt somit für jeden Abtastzeitpunkt t: In formula notation thus applies to each sampling time t: e(t) = mic2(t-3) - y(t), e (t) = mic2 (t-3) - y (t), wobei e(t) der Fehlerwert des Fehlersignals E zum Zeitpunkt t ist, y(t) der Ausgangswert des LMS-Filters 52 zum Zeitpunkt t und mic2(t-3) der Wert des zweiten Mikrofonsignals MIC2 zum Zeitpunkt t-3 (drei Zeittakte vor dem Zeitpunkt t). where e (t), the error value of the error signal E at time t, y (t) of the output value of the LMS filter 52 at the time t and mic2 (t-3), the value of the second microphone signal MIC2 at time t-3 (three clock cycles prior to the time t).

Ein Koeffizientenvektor-Signal A coefficient vector signal W W des LMS-Filters 52 liegt an einem Demultiplexer 58 an. the LMS filter 52 is applied to a demultiplexer 58th Das Koeffizientenvektor-Signal The coefficient vector signal W W überträgt für jeden Abtastzeitpunkt t einen Koeffizientenvektor transmits for each sampling instant t a coefficient vector w w (t), der fünf Werte k0(t), k1(t), k2(t), k3(t), k4(t) für die Filterkoeffizienten (Taps) enthält. (T), of the five values ​​k0 (t), k1 (t), k2 (t), k3 (t), k4 (t) for the filter coefficients (taps) contains. In Formelschreibweise gilt damit: In formula notation thus applies: w w (t) = (k0(t), k1(t), k2(t), k3(t), k4(t)). (T) = (k0 (t), k1 (t), k2 (t), k3 (t), k4 (t)).

Der Demultiplexer 58 ermittelt aus dem Koeffizientenvektorsignal The demultiplexer 58 acquires from the coefficient vector signal W W fünf Koeffizientensignale K0, K1, K2, K3, K4, die den Werteverlauf des jeweils entsprechenden Koeffizienten angeben. five coefficient signals K0, K1, K2, K3, K4, indicating the values ​​course of the respective corresponding coefficients. Die drei "mittleren" Koeffizientensignale K1, K2, K3 enthalten, wie unten noch genauer beschrieben wird, Informationen über die räumliche Anordnung der Signalquellen relativ zum Hörgeräteträger. The three "intermediate" signals coefficients K1, K2, K3 included, as will be described in more detail below, information on the spatial arrangement of the signal sources relative to the hearing aid wearer. Diese Zuordnung der Filterkoeffizienten ist das Ergebnis der Verzögerung des zweiten Mikrofonsignals MIC2 um drei Zeiteinheiten durch das Verzögerungsglied 56. Die Übertragung der Koeffizientenvektoren und der Filterkoeffizienten in dem Koeffizientenvektor-Signal This assignment of the filter coefficients is the result of the delay of the second microphone signal MIC2 by three time units through the delay element 56. The transmission of the coefficient vectors and the filter coefficients in the coefficient vector signal W W erfolgt im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel seriell mittels eines geeigneten Protokolls, auf das der Demultiplexer 58 abgestimmt ist. takes place in the embodiment described here, in series by means of a suitable protocol, is tuned to the demultiplexer 58th In Ausführungsvarianten werden die Koeffizienten auf andere Weise, insbesondere parallel oder teils parallel und teils seriell, übertragen. In embodiments, the coefficients are transmitted in other ways, in particular in parallel, or partly parallel and partly in series.

Eine Normierungseinheit 60 normiert die drei Koeffizientensignale K1, K2, K3 und erzeugt daraus die Gewichtungssignale G1, G2, G3 sowie das Gesamtgewichtungssignal GG. A normalization unit 60 normalizes the three coefficient signals K1, K2, K3, and generates the weighting signals G1, G2, G3 and the total weighting signal GG.

Fig. 3 veranschaulicht den inneren Aufbau des LMS-Filters 52. Das Eingangssignal X liegt an einem Puffer 62 an, der ein Eingangsvektor-Signal Fig. 3 illustrates the internal structure of LMS filter 52. The input signal X is applied to a buffer 62, of an input vector signal U U erzeugt. generated. Für jeden Abtastzeitpunkt t wird durch das Eingangsvektor-Signal is calculated for each sampling time t by the input vector signal U U ein Eingangsvektor an input vector u u (t) ausgedrückt, der die Werte des Eingangssignals X an den jeweils fünf vorhergehenden Abtastzeitpunkten enthält. (T) is expressed which contains the values ​​of the input signal X to the five preceding sampling instants. Es gilt also: Thus: u u (t) = (x(t-1), x(t-2), x(t-3), x(t-4), x(t-5)), (T) = (x (t-1), x (t-2), x (t-3), x (t-4), x (t-5)), wobei x(t) den Wert des Eingangssignals X zum Abtastzeitpunkt t angibt. where x (t) indicates the value of the input signal X at the sampling time t.

Die Eingangsvektoren The input vectors u u (t) werden von einem Vektormultiplizierer 64 in einer Matrixoperation mit dem jeweils aktuellen Koeffizientenvektor (T) from a vector multiplier 64 in a matrix operation using the current coefficient vector w w (t) des Koeffizientenvektor-Signals (T) of the coefficient vector signal W W multipliziert, um den (skalaren) Ausgangswert y(t) des Ausgangssignals Y zum Taktzeitpunkt t zu erhalten. multiplied to obtain the (scalar) output y (t) of the output signal Y to clock instant t. In Formelschreibweise gilt somit: In formula notation therefore applies: y(t) = y (t) = w w (t)· (T) · u u T (t), T (t), wobei _ T den Transpositionsoperator darstellt. _ wherein T is the transposition operator. Mit anderen Worten bildet das in Fig. 3 gezeigte LMS-Filter 52, das sich als FIR-Filter (FIR = finite impulse response) mit fünf Koeffizienten klassifizieren läßt, als Ausgangswert y(t) eine Linearkombination aus den mit den Koeffizienten k0(t) - k4(t) gewichteten Werten des Eingangssignals X zu den letzten fünf Abtastzeitpunkten: In other words, the forms shown in Fig. 3 shown LMS filter 52 as a FIR filter (FIR = finite impulse response) can be classified with five coefficients, as an output value y (t) is a linear combination of the (with coefficients k0 t ) - k4 (t) weighted values ​​of the input signal X to the last five sampling: y(t) = k0(t)*x(t-1) + k1(t)*x(t-2) + k2(t)*x(t-3) y (t) = k0 (t) * x (t-1) + k1 (t) * x (t-2) + k2 (t) * x (t-3) + k3(t)*x(t-4) + k4(t)*x(t-5). + K3 (t) * x (t-4) + k4 (t) * x (t-5).

Ein Elementquadrierer 66 erzeugt das elementweise Quadrat der Signalvektoren A Elementquadrierer 66 generates the element as the square of the signal vectors u u (t), und ein Elementsummierer 68 dient zum Aufsummieren der quadrierten Elemente. (T), and a Elementsummierer 68 serves for summing the squared elements. Zu der so erhaltenen Summe wird mittels eines Addierers 70 eine kleine positive Konstante C (Größenordnung 10 -10 ) addiert, die von einem Konstantenerzeuger 72 stammt. To the thus obtained sum of a small positive constant C (order of 10 -10) is added by an adder 70, which is derived from a constant generator 72nd Das Ergebnis liegt als (skalarer) Divisor an einem Skalardividierer 74 an. The result is applied to a Skalardividierer 74 as (scalar) divisor. Der Dividend ist das Skalarprodukt aus dem aktuellen Fehlerwert e(t) des Fehlersignals E und einem Ausgangsvektor eines Skalarmultiplizierers 76. Dieser Ausgangsvektor entsteht durch Skalarmultiplikation des Eingangsvektors ü(t) mit einer Adaptionskonstante µ. The dividend is the scalar product of the current error value e (t) of the error signal E, and an output vector of a Skalarmultiplizierers 76. This output vector produced u (t) by scalar multiplication of the input vector with an adaptation constant μ.

Der Ergebnisvektor des Skalardividierers 74 wird von einem Vektoraddierer 78 zu dem aktuellen Koeffizientenvektor The result vector of Skalardividierers 74 is by a vector adder 78 to the current coefficient vector w w (t) hinzugezählt. (T) should be counted. Ein Verzögerungsglied 80 gibt das Ergebnis erst einen Taktzeitpunkt später als adaptierter Koeffizientenvektor A delay element 80 is the result of only one clock time later than adapted coefficient vector w w (t+1) des Koeffizientenvektor-Signals (T + 1) of the coefficient vector signal W W aus. out. Insgesamt erhält man somit: Overall, one obtains: w w (t+1) = (T + 1) = w w (t) + (µ*e(t)* (T) + (μ * e (t) * u u (t) / (C + (T) / (C + u u (t)· (T) · u u T (t))) T (t)))

Durch die in Fig. 3 gezeigte Schaltung wird ein LMS-Algorithmus implementiert, der durch ein stochastisches Gradientenverfahren die Filterkoeffizienten k0(t) - k4(t) so annähert (adaptiert), daß das Fehlersignal E möglichst weitgehend minimiert wird. . Through the device shown in Figure 3 circuit, an LMS algorithm is implemented, the filter coefficients k0 by a stochastic gradient method (t) - k4 (t) approximates to (adapted), that the error signal E is as far as possible minimized. Eine genauere Erklärung zu diesem Algorithmus ist in Kapitel 9 (Seiten 365-372) des Buches "Adaptive Filter Theory" von Simon Haykin, 3. Auflage, Prentice-Hall, 1996, enthalten. A more detailed explanation of this algorithm is described in Chapter 9 (pages 365-372) of the book "Adaptive Filter Theory" by Simon Haykin, 3rd Edition, Prentice-Hall, containing the 1996th

Beim Betrieb des Hörgerätes befindet sich, wie bereits erwähnt, das erste Mikrofon 12 um etwa 1,6 cm in Blickrichtung des Hörgeräteträgers vor dem zweiten Mikrofon 12'. In the operation of the hearing aid is located, as mentioned above, the first microphone 12 by about 1.6 cm in the direction of the hearing device before the second microphone 12 '. Bei einer in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel angenommenen Abtastfrequenz von 20 kHz entspricht dies ungefähr der Strecke, die Schall in einer Abtastperiode (50 µs) zurücklegt. With an assumed in the embodiment described herein, the sampling frequency of 20 kHz, this corresponds approximately to the distance which defines sound in a sampling period (50 microseconds). In Ausführungsalternativen sind andere Abtastfrequenzen und entsprechend andere Abstände vorgesehen, oder es werden die theoretisch optimalen Abstände nicht exakt eingehalten. In alternative embodiments, other sampling frequencies and correspondingly different distances are provided, or are not complied with the theoretically optimum distances accurately. In Experimenten sind auch bei Abweichungen von bis zu 25 % relativ gute Ergebnisse erzielt worden. In experiments relatively good results have been achieved even with deviations of up to 25%.

Ein Signal S0 von einer Nutzschallquelle, die sich in Blickrichtung des Hörgeräteträgers befindet (Winkel 0°), wird wegen des Mikrofonabstands beispielsweise zum Abtastzeitpunkt t beim vorderen Mikrofon 12 und zum Abtastzeitpunkt t+1 beim hinteren Mikrofon 12' eintreffen. A signal S0 of a useful sound source, which is located in the viewing direction of the hearing device (angle 0 °) is due to the microphone spacing, for example, at sampling time t in the front microphone 12 and the sampling time t + 1 arrive at the rear microphone 12 '. Bei einem Signal S2 von einer Störschallquelle, die sich hinter dem Hörgeräteträger befindet (Winkel 180°), sind die Verhältnisse umgekehrt. With a signal S2 from a noise source that is located behind the hearing aid wearer (angle 180 °), the conditions are reversed. Ein Signal S1 von einer seitlichen Störschallquelle (Winkel 90°) trifft ungefähr gleichzeitig bei beiden Mikrofonen 12, 12' ein und wirkt sich daher auch gleichzeitig auf die Mikrofonsignale MIC1, MIC2 aus. A signal S1 from a noise source side (angle 90 °) applies approximately simultaneously at both microphones 12, 12 'and therefore acts also simultaneously on the microphone signals MIC1, MIC2 from. Insgesamt gilt: Overall, the following applies: mic1(t) = s0(t) + s1(t) + s2(t-1), mic1 (t) = s0 (t) + S1 (t) + s2 (t-1), und and mic2(t) = s0(t-1) + s1(t) + s2(t). mic2 (t) = s0 (t-1) + S1 (t) + s2 (t).

Bei den obigen Formeln bezeichnet mic1(t) den Wert des Signals MIC1 zum Abtastzeitpunkt t. In the above formulas, mic1 (t) denotes the value of the signal at the sampling time t MIC1. Entsprechendes gilt für die Signale MIC2, S0, S1, S2. The same applies for the signals MIC2, S0, S1, S2.

Durch Einsetzen der Formel (8) in die Formel (1) erhält man: By substituting the formula (8) in the formula (1) is obtained: e(t) = s0(t-4) + s1(t-3) + s2 (t-3) - y(t), e (t) = s0 (t-4) + S1 (t-3) + s2 (t-3) - y (t), und weiteres Einsetzen der Formel (5) in Formel (9) ergibt: and further insertion of the formula (5) in formula (9) gives: e(t) = s0(t-4) + s1(t-3) + s2(t-3) e (t) = s0 (t-4) + S1 (t-3) + s2 (t-3) - ( k0(t)*x(t-1) + k1(t)*x(t-2) + k2(t)*x(t-3) - (k0 (t) * x (t-1) + k1 (t) * x (t-2) + k2 (t) * x (t-3) + k3(t)*x(t-4) + k4(t)*x(t-5)). + K3 (t) * x (t-4) + k4 (t) * x (t-5)).

Da, wie aus Fig. 2 ersichtlich, x(t) = mic1(t) für alle Abtastzeitpunkte t gilt, erhält man aus Formel (10) durch fünfmaliges Einsetzen von Formel (7) schließlich: . Since, as can be seen from Figure 2, x (t) = mic1 (t) for all sample time points t applies, is finally obtained from the formula (10) by five times, substituting the expression (7): e(t) = s0(t-4) + s1(t-3) + s2(t-3) e (t) = s0 (t-4) + S1 (t-3) + s2 (t-3) - ( k0(t)*(s0(t-1) + s1(t-1) + s2(t-2)) - (k0 (t) * (s0 (t-1) + S1 (t-1) + s2 (t-2)) + k1(t)*(s0(t-2) + s1(t-2) + s2(t-3)) + K1 (t) * (s0 (t-2) + S1 (t-2) + s2 (t-3)) + k2(t)*(s0(t-3) + s1(t-3) + s2(t-4)) + K2 (t) * (s0 (t-3) + S1 (t-3) + s2 (t-4)) + k3(t)*(s0(t-4) + s1(t-4) + s2(t-5)) + K3 (t) * (s0 (t-4) + S1 (t-4) + s2 (t-5)) + k4(t)*(s0(t-5) + s1(t-5) + s2(t-6))). + K4 (t) * (s0 (t-5) + S1 (t-5) + s2 (t-6))).

Durch den Algorithmus des LMS-Filters 52 wird der Wert e(t) minimiert. The algorithm of the LMS filter 52 the value of e (t) is minimized. Bei diesem Minimierungsvorgang steigt k3(t), dessen Term als einziger den Summanden s0(t-4) aufweist, mit zunehmender Intensität des Signals S0 (Winkel 0°) an. In this minimization procedure k3 (t) rises, having the term as the only the summand s0 (t-4), with increasing intensity of the signal S0 (angle 0 °). Entsprechend ist der Betrag des Filterkoeffizienten k2(t) ein Indikator für den Anteil des Signals S1 (Winkel 90°) in den Mikrofonsignalen MIC1, MIC2, und der Betrag des Filterkoeffizienten k1(t) zeigt den Signalanteil von S2 (Winkel 180°) an. Accordingly, the amount of the filter coefficient is k2 (t) is an indicator of the amount of signal S1 (angle 90 °) in the microphone signals MIC1, MIC2, and the amount of the filter coefficient k1 (t) indicates the signal component of S2 (angle 180 °) to , Die Werte aller anderer Filterkoeffizienten streben gegen Null. The values ​​of all other filter coefficients tend to zero.

Wenn beispielsweise nur Signale aus 0° und aus 90° zur Blickrichtung des Hörgerätebenutzers eintreffen, gilt s2(t) = 0 für alle Abtastzeitpunkte t. For example, when only signals from 0 ° and 90 ° arrive to the viewing direction of the hearing aid user, applies s2 (t) = 0 t for all sampling times. Aus Formel (11) ergibt sich somit: From formula (11) thus obtained: e(t) = s0(t-4) + s1(t-3) e (t) = s0 (t-4) + S1 (t-3) - ( k0(t)*(s0(t-1) + s1(t-1)) - (k0 (t) * (s0 (t-1) + S1 (t-1)) + k1(t)*(s0(t-2) + s1(t-2)) + K1 (t) * (s0 (t-2) + S1 (t-2)) + k2(t)*(s0(t-3) + s1(t-3)) + K2 (t) * (s0 (t-3) + S1 (t-3)) + k3(t)*(s0(t-4) + s1(t-4)) + K3 (t) * (s0 (t-4) + S1 (t-4)) + k4(t)*(s0(t-5) + s1(t-5))). + K4 (t) * (s0 (t-5) + S1 (t-5))).

In diesem Fall ist zu erwarten, daß durch die Adaption die Koeffizienten k2(t) (entsprechend dem Anteil s1(t-3)) und k3(t) (entsprechend dem Anteil s0(k-4)) anwachsen, während die anderen Koeffizienten gegen Null streben. In this case, it is expected that by adapting the coefficients k2 (t) ((corresponding to the portion s1 t-3)), and k3 (t) ((corresponding to the portion S0 k-4)) increase, while the other coefficients tend to zero. Bei Signalen aus 0° und 180° ergibt sich aus entsprechenden Gründen ein relativ hoher Pegel der Koeffizientensignale K1 und K3 und ein geringer Pegel des Koeffizientensignals K2. When signals from 0 ° and 180 °, a relatively high level of the coefficient signals K1 and K3 and a low level of the signal coefficient K2 obtained for similar reasons. Die folgende Tabelle faßt die Ergebnisse für unterschiedliche Hörsituationen nochmals zusammen: The following table summarizes the results for different listening situations again together:

Signalanteile aus ... Signal components from ... K1 K1 K2 K2 K3 K3 G1 G1 G2 G2 G3 G3
0 ° klein small klein small groß big klein small klein small groß big
90° 90 ° klein small groß big klein small klein small groß big klein small
180° 180 ° groß big klein small klein small groß big klein small klein small
0° und 90° 0 ° and 90 ° klein small groß big groß big klein small groß big groß big
0° und 180° 0 ° and 180 ° groß big klein small groß big groß big klein small groß big

Wie aus der Tabelle ebenfalls ersichtlich ist, entsprechen die Gewichtungssignale G1, G2, G3 stets den Koeffizientensignalen K1, K2, K3. As is also seen from the table, corresponding to the weighting signals G1, G2, G3 always the coefficient signals K1, K2, K3. Der Unterschied ist nur, daß die Gewichtungssignale G1, G2, G3 durch die Normierungseinheit 60 auf eine gewünschte Summe (beispielsweise G1 + G2 + G3 = 1) normiert wurden, wobei der Normierungsfaktor in das Gesamtgewichtungssignal GG eingeht. The only difference is that the weighting signals G1, G2, G3 by the normalization unit 60 to a desired amount (e.g., G1 + G2 + G3 = 1) have been normalized, the normalization factor enters into the overall weighting signal GG. Ferner können Unterschiede der Gewichtungssignale G1, G2, G3 vergrößert ("gespreizt") werden. Further, differences of the weighting signals G1, G2, G3 increases ( "spread") are. In Ausführungsalternativen dienen dagegen die Koeffizientensignale K1, K2, K3 unmittelbar als Gewichtungsfaktoren. In alternative embodiments, however, the coefficient signals K1, K2, K3 directly as weighting factors are used. Die Normierungseinheit 60 und der Gewichtungsverstärker 50 können dann entfallen. The normalization unit 60 and the weighting amplifier 50 can then be omitted.

Ein großer Gewichtungsfaktor G1 hat zur Folge, daß das zweite geräuschreduzierte Signal R2, bei dem ein Störsignalanteil aus 180° weitgehend reduziert ist, einen großen Anteil an dem Ausgangssignal OUT erhält. A large weighting factor G1 has the consequence that the second noise-reduced signal R2 in which an interference signal component from 180 ° is substantially reduced, receives a large portion of the output signal OUT. Entsprechend beeinflußt bei einem großen Gewichtungsfaktor G2 das erste geräuschreduzierte Signal R1 weitgehend das Ausgangssignal OUT. Accordingly, the first noise-reduced signal R1 affects largely the output signal OUT at a large weighting factor G2. Bei einem großen Gewichtungsfaktor G3 wirkt sich schließlich das erste Mikrofonsignal MIC1 in hohem Maße auf das Ausgangssignal OUT aus. In a large weighting factor G3 finally the first microphone signal MIC1 affects heavily on the output signal OUT.

Insgesamt ermittelt somit die Signalanalyseeinheit die Intensitäten oder Stärken von Signalanteilen der Mikrofonsignale MIC1, MIC2 in den Winkelbereichen in Blickrichtung des Hörgeräteträgers, quer zur Blickrichtung und hinter dem Hörgeräteträger. Overall, therefore, the signal analysis unit determines the intensities or strengths of signal components of the microphone signals MIC1, MIC2 in the angular regions in the viewing direction of the hearing device, transversely to the direction of and behind the hearing aid wearer. Die Gewichtungsfaktoren G1, G2, G3 entsprechen den ermittelten Intensitätswerten. The weighting factors G1, G2, G3 correspond to the intensity values ​​determined. In Abhängigkeit von diesen Werten werden entweder Signale aus 90° bzw. 180° als Störsignale klassifiziert und weitgehend unterdrückt, oder das erste Mikrofonsignal MIC1 wird "durchgeschaltet", wenn durch die Richtungsanalyse ermittelt wurde, daß weder aus 90° noch aus 180° nennenswerte (Stör-)signalanteile vorliegen. Depending on these values, either signals from 90 ° or 180 ° are classified as noise and largely suppressed, or the first microphone signal MIC1 is "on" when it is determined by the direction of analysis, that neither of 90 ° nor significant from 180 ° ( interfering) signal shares available.

Fig. 4 zeigt den zeitlichen Verlauf der Koeffizientensignale K1 (Linie -*―*-), K2 (Linie -+―+-) und K3 (Linie ―) in einem realistischen Experiment mit einer Nutzsignalquelle aus 0° und einer Störsignalquelle aus 90° (je ein Sprachsignal). Fig. 4 shows the time course of the coefficient signals K1 (line - * - * -), K2 (line - + - + -) and K3 (line -) in a real experiment with a useful signal source from 0 ° and a noise source of 90 ° (one voice signal). Die Abszissenachse stellt den Bereich von 0 bis 10 Sekunden dar. Der Wert des Koeffizientensignals K2 (90°-Indikator) ist erwartungsgemäß stets deutlich höher als der Wert des Koeffizientensignals K1 (180°-Indikator). The abscissa axis represents the range of 0 to 10 seconds. The value of the coefficient signal K2 (90 ° indicator) is expected to be always significantly higher than the value of the coefficient signal K1 (180 ° indicator).

Das erste Mikrofonsignal MIC1 und das Ausgangssignal OUT für das in diesem Experiment verwendete Signalbeispiel sind in Fig. 5 gezeigt. The first microphone MIC1 signal and the output signal OUT of the signal used in this experiment example are shown in Fig. 5. Insbesondere im Zeitabschnitt zwischen 7,3 bis 8,1 Sekunden enthält das Mikrofonsignal MIC1 hauptsächlich Störsignalanteile. In particular, in the time period between 7.3 to 8.1 seconds, the microphone MIC1 signal mainly contains interference signal. Es ist ersichtlich, daß diese Anteile im Ausgangssignal OUT weitgehend unterdrückt sind. It is apparent that these proportions are substantially suppressed in the output signal OUT.

Während bisher die Funktion des erfindungsgemäßen Hörgeräts und Verfahrens anhand der in Fig. 1 bis Fig. 3 beispielhaft dargestellten Schaltung beschrieben wurde, sind in Ausführungsalternativen andere Implementierungen möglich. While hitherto the function of the hearing device and method of the invention in Fig. 1 to Fig. 3 circuit exemplified has been described with reference to, other implementations are possible in alternative embodiments. Insbesondere können die Funktionen der Schaltung ganz oder teilweise durch Programmodule eines Digitalprozessors, zum Beispiel eines digitalen Signalprozessors, realisiert werden. In particular, the functions of the circuit can be for example a digital signal processor, implemented in whole or in part by program modules of a digital processor. Die Schaltung kann ferner als digitale oder analoge Schaltung oder in unterschiedlichen Mischformen zwischen diesen Extremen aufgebaut sein. The circuit may also be constructed as a digital or analog circuit, or in different hybrid forms between these extremes.

In weiteren Ausführungsalternativen wird das Ergebnis der Richtungsanalyse auf andere Weise zur Signalverarbeitung ausgewertet. In further alternative embodiments, the result of the direction analysis is evaluated in a different way for signal processing. Zum Beispiel können die Koeffizientensignale K1, K2, K3 auch zur zeitvarianten Ansteuerung von beispielsweise drei fest vorgegebenen Richtmikrofoncharakteristiken mit Polen bei 90°, 135° und 180° verwendet werden. For example, the coefficient signals K1, K2, K3 are also used to time-varying control, for example, three fixed predetermined directional microphone characteristics with Poland at 90 °, 135 ° and 180 ° can.

Ferner sind Ausführungsvarianten vorgesehen, in denen eine "intelligente" Bestimmung von Stör- und Nutzsignalanteilen vorgenommen wird (etwa mittels der Normierungseinheit 60). Further, embodiments in which one is made "intelligent" determination of fault and wanted signal components (for example by means of the normalization unit 60) are provided. Während im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Signalanteil in Blickrichtung (0°) stets als Nutzsignalanteil angesehen wurde, kann beispielsweise bei Vorhandensein des Signals S1 aus 90° und gleichzeitigem Nicht-Vorhandensein des Signals S0 aus 0° das Signal S1 nun als Nutzsignal angesehen und nicht mehr unterdrückt werden. While in the embodiment described above, the signal component in the viewing direction (0 °) was always regarded as a useful signal component, the signal can S1 now considered S0 from 0 ° as the useful signal, for example in the presence of the signal S1 of 90 ° and simultaneous absence of the signal and not more be suppressed.

Claims (11)

  1. A hearing aid comprising:
    a microphone unit (10), having at least two microphones (12, 12') for emitting at least two microphone signals (MIC1, MIC2),
    a signal processing unit (18) to generate at least one output signal (OUT), in which signal parts of the microphone signals (MIC1, MIC2) are amplified or attenuated depending on the signal direction,
    a reproduction unit (26) for emitting the at least one output signal (OUT)
    a signal analysis unit (16) to undertake the directional analysis of the microphone signals (MIC1, MIC2) and to determine the direction of a noise signal source,
    Characterized in that the signal processing unit (18) is set up to achieve noise suppression by executing one of the following measures
    Modifying the directional characteristic
    Selection of a filter method
    Selection of a noise reduction method
    Depending on the directional analysis to determine the direction of a noise signal source conducted by the signal analysis unit (16)
  2. A hearing aid in accordance with Claim 1, with the signal analysis unit being set up, on directional analysis of the microphone signals (MIC1, MIC2), to determine the intensities of the signal components of the microphone signals (MIC1, MIC2) in a plurality of directional classes (0°, 90°, 180°).
  3. A hearing aid in accordance with Claim 1 or Claim 2, with the signal analysis unit (16) featuring an adaptive filter, especially an LMS filter (52), of which the filter coefficients (k0(t), k1(t), k2(t), k3(t), k4(t)) at least influence the result of the directional analysis.
  4. A hearing aid in accordance with one of the Claims 1 to 3, in which the signal processing unit (18) comprises at least one reduction unit (20, 22) which determines a noise reduced signal (R1, R2) from the microphone signals (MIC1, MIC2) wherein signal components of said microphone signals in a predetermined direction are attenuated.
  5. A hearing aid in accordance with Claim 5, wherein the signal processing unit (18) features a mixing unit (24) for mixing the at least one noise-reduced signal (R1, R2) and where necessary at least one further signal (MIC1) depending on weighting signals (G1, G2, G3, GG) specified by the signal analysis unit (16).
  6. A hearing aid in accordance with one of the claims 1 to 5, with the microphone unit (10) featuring two microphones (12, 12') spaced at most 5 cm and preferably 2.5 cm from each other.
  7. Method for processing microphone signals (MIC1, MIC2) of a number of microphones (12, 12') in a hearing aid, with the following steps:
    processing the microphone signals (MIC1, MIC2), with signal components of the microphone signals (MIC1, MIC2) being directionally amplified and/or attenuated to generate at least one output signal (OUT)
    output of the at least one output signal
    conducting a directional analysis of the microphone signals (MIC1, MIC2), with the direction of a noise signal source being determined in the directional analysis of the microphone signals (MIC1, MIC2),
    Characterized in that, to execute the noise suppression, at least one of the following measures
    Modifying the directional characteristic
    Selection of a filter method
    Selection of a noise reduction method
    is further executed, depending on the directional analysis, to determine the direction of a noise signal source conducted by the signal analysis unit (16).
  8. Method in accordance with Claim 7 or Claim 8, with, on directional analysis of the microphone signals (MIC1, MIC2), the intensities of the signal components of the microphone signals (MIC1, MIC2) being determined in a plurality of directional classes (0°, 90°, 180°).
  9. Method in accordance with Claim 7 or Claim 9, with, for directional analysis of the microphone signals (MIC1, MIC2), an adaptive filter, especially an LMS filter (52) being used, and with the filter coefficients (k0(t), k1(t), k2(t), k3(t), k4(t)) at least influencing the result of the directional analysis.
  10. Method in accordance with one of the Claims 7 to 9, with the step of processing the microphone signals (MIC1, MIC2) featuring the following substeps:
    Determining from the microphone signals (MIC1, MIC2) at least one noise-reduced signal (R1, R2) in which signal components of at least one predetermined direction are attenuated.
  11. Method in accordance with Claim 10, with the step of processing the microphone signals (MIC1, MIC2) featuring the following further substep:
    Mixing the at least one noise-reduced signal (R1, R2) and if necessary at least one further signal (MIC1,) depending on the weighting signals (G1, G2, G3, GG) determined during the directional analysis of the microphone signals (MIC1, MIC2).
EP19990948785 1998-09-29 1999-09-17 Hearing aid and method for processing microphone signals in a hearing aid Expired - Fee Related EP1118248B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19844761 1998-09-29
DE19844761 1998-09-29
PCT/EP1999/006916 WO2000019770A1 (en) 1998-09-29 1999-09-17 Hearing aid and method for processing microphone signals in a hearing aid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DK99948785T DK1118248T3 (en) 1998-09-29 1999-09-17 Höreapparat and method for processing the microphone signals in a höreapparat

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1118248A1 true EP1118248A1 (en) 2001-07-25
EP1118248B1 true EP1118248B1 (en) 2005-03-23

Family

ID=7882730

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19990948785 Expired - Fee Related EP1118248B1 (en) 1998-09-29 1999-09-17 Hearing aid and method for processing microphone signals in a hearing aid

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6751325B1 (en)
EP (1) EP1118248B1 (en)
WO (1) WO2000019770A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7957548B2 (en) 2006-05-16 2011-06-07 Phonak Ag Hearing device with transfer function adjusted according to predetermined acoustic environments

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020172376A1 (en) * 1999-11-29 2002-11-21 Bizjak Karl M. Output processing system and method
US7274794B1 (en) 2001-08-10 2007-09-25 Sonic Innovations, Inc. Sound processing system including forward filter that exhibits arbitrary directivity and gradient response in single wave sound environment
US7409068B2 (en) * 2002-03-08 2008-08-05 Sound Design Technologies, Ltd. Low-noise directional microphone system
DE10313330B4 (en) * 2003-03-25 2005-04-14 Siemens Audiologische Technik Gmbh A method for suppressing at least one acoustic interference signal and device for carrying out the method
US7076072B2 (en) * 2003-04-09 2006-07-11 Board Of Trustees For The University Of Illinois Systems and methods for interference-suppression with directional sensing patterns
DE10356093B3 (en) 2003-12-01 2005-06-02 Siemens Audiologische Technik Gmbh Hearing aid with adaptive signal processing of received sound waves dependent on identified signal source direction and signal classification
EP1695590B1 (en) * 2003-12-01 2014-02-26 Wolfson Dynamic Hearing Pty Ltd. Method and apparatus for producing adaptive directional signals
US7280943B2 (en) * 2004-03-24 2007-10-09 National University Of Ireland Maynooth Systems and methods for separating multiple sources using directional filtering
DE102005008316B4 (en) * 2005-02-23 2008-11-13 Siemens Audiologische Technik Gmbh Hearing apparatus and methods for monitoring the hearing ability of a hearing minder
DE102005009892B3 (en) * 2005-03-01 2006-10-26 Siemens Audiologische Technik Gmbh Adaptive directional microphone adaptability measuring method for hearing aid, involves determining frequency and direction dependent damping for acoustic signal from signal components and cross correlation of output and acoustic signals
US7706549B2 (en) * 2006-09-14 2010-04-27 Fortemedia, Inc. Broadside small array microphone beamforming apparatus
DE102006047983A1 (en) 2006-10-10 2008-04-24 Siemens Audiologische Technik Gmbh Processing an input signal in a hearing aid
JP2009288555A (en) * 2008-05-29 2009-12-10 Toshiba Corp Acoustic characteristic measuring device, acoustic characteristic correction device, and acoustic characteristic measuring method
DE102008046040B4 (en) * 2008-09-05 2012-03-15 Siemens Medical Instruments Pte. Ltd. Method for operating a hearing apparatus with directivity and corresponding hearing device
JP5845090B2 (en) * 2009-02-09 2016-01-20 ウェーブス・オーディオ・リミテッド Multiple microphone-based direction of sound filter
DE102009012166B4 (en) 2009-03-06 2010-12-16 Siemens Medical Instruments Pte. Ltd. Hearing apparatus and method of reducing interference noise for a hearing apparatus
DE102009051200B4 (en) 2009-10-29 2014-06-18 Siemens Medical Instruments Pte. Ltd. Hearing aid and method for feedback suppression with a directional microphone
DE102009060094B4 (en) 2009-12-22 2013-03-14 Siemens Medical Instruments Pte. Ltd. Method and hearing aid for feedback detection and suppression with a directional microphone
DK2629551T3 (en) * 2009-12-29 2015-03-02 Gn Resound As Binaural hearing aid system
DE102013207161A1 (en) * 2013-04-19 2014-11-06 Friedrich-Alexander-Universität Erlangen - Nürnberg A process for binaural hearing aid systems in Nutzsignalanpassung
DE102013219636A1 (en) * 2013-09-27 2015-04-02 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Apparatus and method for superimposing a sound signal
WO2015179914A1 (en) 2014-05-29 2015-12-03 Wolfson Dynamic Hearing Pty Ltd Microphone mixing for wind noise reduction

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57134740A (en) 1981-02-13 1982-08-20 Toshiba Corp Keyboard input device
US4622440A (en) 1984-04-11 1986-11-11 In Tech Systems Corp. Differential hearing aid with programmable frequency response
US4751738A (en) 1984-11-29 1988-06-14 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Directional hearing aid
DE8529437U1 (en) * 1985-10-16 1987-06-11 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen, De
US4956867A (en) * 1989-04-20 1990-09-11 Massachusetts Institute Of Technology Adaptive beamforming for noise reduction
DK164349C (en) 1989-08-22 1992-11-02 Oticon As Hearing aid with feedback compensation
US5402496A (en) 1992-07-13 1995-03-28 Minnesota Mining And Manufacturing Company Auditory prosthesis, noise suppression apparatus and feedback suppression apparatus having focused adaptive filtering
GB9225212D0 (en) * 1992-12-02 1993-01-20 Ibm Adaptive noise cancellation device
US5524056A (en) 1993-04-13 1996-06-04 Etymotic Research, Inc. Hearing aid having plural microphones and a microphone switching system
US5852667A (en) * 1995-07-03 1998-12-22 Pan; Jianhua Digital feed-forward active noise control system
JPH0993088A (en) * 1995-09-26 1997-04-04 Fujitsu Ltd Method and device for controlling estimation of adaptive filter coefficient
DE19635229C2 (en) * 1996-08-30 2001-04-26 Siemens Audiologische Technik Direction-sensitive hearing aid
US5757933A (en) 1996-12-11 1998-05-26 Micro Ear Technology, Inc. In-the-ear hearing aid with directional microphone system
EP0802699A3 (en) 1997-07-16 1998-02-25 Phonak Ag Method for electronically enlarging the distance between two acoustical/electrical transducers and hearing aid apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7957548B2 (en) 2006-05-16 2011-06-07 Phonak Ag Hearing device with transfer function adjusted according to predetermined acoustic environments

Also Published As

Publication number Publication date Type
EP1118248A1 (en) 2001-07-25 application
US6751325B1 (en) 2004-06-15 grant
WO2000019770A1 (en) 2000-04-06 application

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6751325B1 (en) Hearing aid and method for processing microphone signals in a hearing aid
EP0466676A2 (en) Hearing aid with a directive microphone having variable directivity
EP0661905A2 (en) Method for the fitting of hearing aids, device therefor and hearing aid
DE4305256A1 (en) A method for improving the acoustic sidetone suppression of electro-acoustic equipment
EP1307072A2 (en) Method for operating a hearing aid and hearing aid
EP0942627A2 (en) Hearing aid with a directional microphone system and method for operating the same
EP1414268A2 (en) Method for adjusting and operating a hearing aid and a hearing aid
EP0349835A1 (en) Hearing aid
DE10016619A1 (en) Interference component lowering method involves using adaptive filter controlled by interference estimated value having estimated component dependent on reverberation of acoustic voice components
EP0825800A2 (en) Method and apparatus for generating multi-audio signals from a mono audio signal
EP0930801A2 (en) Circuit and method for adaptive suppression of acoustic feedback
DE3144052C2 (en)
EP1489882A2 (en) Method for operating a hearing aid system as well as a hearing aid system with a microphone system in which different directional characteristics are selectable.
DE3733132A1 (en) Circuit arrangement for acoustic compensation of the ambient noise in the case of headphone (earphone) reception
DE3627002A1 (en) Method and circuit arrangement for acoustically compensating for the environmental noise in headphone reception
EP0512445A2 (en) Active noise attenuation system using the radio signal for the calibration cycle
DE4327901C1 (en) Device for aiding hearing
DE102007032272A1 (en) Method for simulation of headphone reproduction of audio signals, involves calculating dynamically data set on geometric relationships between speakers, focused sound sources and ears of listener
EP1309225A1 (en) Method for determining the feedback threshold in a hearing aid
EP1303166A2 (en) Method of operating a hearing aid and assembly with a hearing aid
DE4229910A1 (en) A method for improving the acoustic sidetone suppression of electro-acoustic equipment
DE19938158C1 (en) Acoustic signal loss compensation method for automobile intercom device determines signal transmission path for providing transmission function parameter used for controlling acoustic signal level
EP1595427B1 (en) Method and device for the separation of sound signals
EP1052881A2 (en) Hearing aid with oscillation detector and method for detecting oscillations in a hearing aid
EP1775851A1 (en) Crosstalk compensation circuit, unit and method

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated contracting states:

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE

17P Request for examination filed

Effective date: 20010301

17Q First examination report

Effective date: 20040202

RBV Designated contracting states (correction):

Designated state(s): CH DE DK FR GB LI

AK Designated contracting states:

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): CH DE DK FR GB LI

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

Ref country code: CH

Ref legal event code: NV

Representative=s name: SIEMENS SCHWEIZ AG

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20050323

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: GERMAN

REF Corresponds to:

Ref document number: 59911808

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20050428

Kind code of ref document: P

REG Reference to a national code

Ref country code: DK

Ref legal event code: T3

ET Fr: translation filed
26N No opposition filed

Effective date: 20051227

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PCAR

Free format text: SIEMENS SCHWEIZ AG;INTELLECTUAL PROPERTY FREILAGERSTRASSE 40;8047 ZUERICH (CH)

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 17

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R082

Ref document number: 59911808

Country of ref document: DE

Representative=s name: MAIER, DANIEL OLIVER, DIPL.-ING. UNIV., DE

Ref country code: DE

Ref legal event code: R081

Ref document number: 59911808

Country of ref document: DE

Owner name: SIVANTOS GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS AUDIOLOGISCHE TECHNIK GMBH, 91058 ERLANGEN, DE

PGFP Postgrant: annual fees paid to national office

Ref country code: GB

Payment date: 20150922

Year of fee payment: 17

Ref country code: DE

Payment date: 20150923

Year of fee payment: 17

Ref country code: CH

Payment date: 20150922

Year of fee payment: 17

PGFP Postgrant: annual fees paid to national office

Ref country code: FR

Payment date: 20150923

Year of fee payment: 17

PGFP Postgrant: annual fees paid to national office

Ref country code: DK

Payment date: 20150923

Year of fee payment: 17

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 59911808

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: DK

Ref legal event code: EBP

Effective date: 20160930

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20160917

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20170531

PG25 Lapsed in a contracting state announced via postgrant inform. from nat. office to epo

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20160930

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20160917

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20160930

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20160930

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20170401

PG25 Lapsed in a contracting state announced via postgrant inform. from nat. office to epo

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20160930