EP1406469A2 - Rückopplungskompensator in einem akustischen Verstärkungssystem, Hörhilfsgerät, Verfahren zur Rückopplungskompensation und Anwendung des Verfahrens in einem Hörhilfsgerät - Google Patents

Rückopplungskompensator in einem akustischen Verstärkungssystem, Hörhilfsgerät, Verfahren zur Rückopplungskompensation und Anwendung des Verfahrens in einem Hörhilfsgerät Download PDF

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EP1406469A2
EP1406469A2 EP03021040A EP03021040A EP1406469A2 EP 1406469 A2 EP1406469 A2 EP 1406469A2 EP 03021040 A EP03021040 A EP 03021040A EP 03021040 A EP03021040 A EP 03021040A EP 1406469 A2 EP1406469 A2 EP 1406469A2
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EP
European Patent Office
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feedback
signal
filter
path
compensation
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EP03021040A
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EP1406469B1 (de
EP1406469A3 (de
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Georg-Erwin Arndt
Tom Weidner
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Sivantos GmbH
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Siemens Audioligische Technik GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
    • H04R25/45—Prevention of acoustic reaction, i.e. acoustic oscillatory feedback
    • H04R25/453—Prevention of acoustic reaction, i.e. acoustic oscillatory feedback electronically

Definitions

  • the invention relates to a feedback compensator in one acoustic amplification system for compensation of a feedback signal, that with an amplification of an input signal due to a feedback path from an amplified one Output signal on the input signal arises.
  • the invention furthermore relates to a hearing aid with such a device Feedback compensator, based on a method of compensation a feedback signal in an acoustic amplification system and an application of the method in one Hearing aid.
  • a Compensation signal generated by the input signal before the Reinforcement is subtracted and is such that a frequency causing a feedback to a Intensity is reduced below a so-called Stability limit is.
  • the generation of the compensation signal takes place along a feedback compensation path an adaptive feedback compensation filter, which by means of an adaptation unit is set and the feedback path replicates.
  • a frequency cut filter in the feedback compensation path limits the frequency range, in which the compensation signal is generated.
  • the implementation effort of feedback compensators is due to the generation of the feedback equivalent - feedback compensation path considerably.
  • the generation of the Feedback compensation signal is usually done with a special adaptive feedback compensation filter, the so-called FIR filter (FIR: Finite Impulse Response).
  • FIR filter Finite Impulse Response
  • the effect of the FIR filter representative of most Feedback compensation filter, comes with an adaptation unit set, the so-called filter coefficients.
  • the adaptation is based on a comparison of an error signal, mostly the input signal, with the amplified output signal.
  • An important prerequisite for a successful Adaption is that the two signals before the comparison have experienced at least substantially the same filtering.
  • Nodes are required for the construction of a feedback compensator and arithmetic operations in the signal or feedback path, that require space and computing capacity. Furthermore needs one buffer memory to the signal for example by means of Adaptation unit and the feedback compensation filter to edit. The memory takes up space on the hearing aid chip and must be supplied by the hearing aid battery become.
  • Various feedback compensators are, for example, from the WO 00/19605 known.
  • the bandwidth of the compensation signal limited by the feedback compensation filter generated interference on the amplified output signal minimized and be limited to the unstable frequency range.
  • the feedback compensators specified in WO 00/19605 work memory efficient; however, they show complicated Signal or feedback paths with multiple, complex addition arithmetic operations and knots on.
  • an input signal is split into three signals. The first both are merged again immediately after each filtering and form the input signal for the hearing aid signal processing.
  • This input signal is used before Processing a compensation signal of an adjustable FIR filter subtracted for feedback compensation.
  • the third Filtered signal serves an adaptation unit of the feedback compensation filter as an error signal.
  • the one generated by the FIR filter Compensation signal not only from the input signal for the hearing aid signal processing subtracts, especially it is also subtracted from the error signal before it becomes the Adaptation unit is supplied.
  • This version has three Addition nodes, three splitting nodes and three filters for the compensation of the input signal and is in the implementation accordingly expensive.
  • Another version is based on the complex use of two hearing aid signal processing.
  • This is an input signal split into two signals.
  • the first signal after filtering a first hearing aid signal processing fed.
  • the second signal becomes complementary filtered to the first signal before using a compensation signal is merged.
  • It then becomes an adaptation unit an adjustable FIR filter as an error signal and on the other hand a second hearing aid signal processing fed.
  • the output signal of the second signal processing is filtered on the one hand on the FIR filter and on the adaptation unit is guided and on the other hand it is with one Output signal of the first hearing aid signal processing merged.
  • the choice of complementary filter the hearing aid signal processing is based on the complex use of two hearing aid signal processing.
  • the invention is based on the object of a feedback compensator, a hearing aid with a feedback compensator, a method for compensating a feedback signal in an acoustic amplification system and use the procedure in a hearing aid to indicate the little Use memory and with a simple structure or Process with just a few nodes and add arithmetic operations.
  • This task is accomplished by a feedback compensator in one acoustic amplification system to compensate for a Feedback signal that occurs when an input signal is amplified due to a feedback path from an amplified one Output signal to the input signal arises, solved, an adaptive feedback compensation filter for Formation of a feedback compensation path simulating the feedback path, an adaptation unit for adapting the Feedback compensation filter and a frequency limiting filter to limit the Frequency range of the feedback compensation path includes.
  • An input signal path of the input signal points to one Splitting two signal paths, the first signal path a first filter and the second signal path a second Have filters.
  • the first signal path is after the first filter at a first node for subtracting a compensation signal with the feedback compensation filter and on one second node for error signal delivery with the adaptation unit operatively connected.
  • An exit of the second node and the second signal paths are with a third node for addition connected and an output of this third node is connected to one Input of the amplification system connected.
  • a feedback compensator enables the adaptation unit and the feedback compensation filter to supply an output signal filtered with the same filter, so only one buffer memory for feedback compensation necessary is. This is based on the invention Arrangement of the filters, nodes and addition arithmetic operations in the signal path.
  • the feedback compensator is also required according to the invention only two addition nodes and Splitting nodes, as well as a complementary filter pair. Corresponding The arrangement can be inexpensive and with little effort be implemented.
  • in the Feedback compensation path - only one filter is used to limit the frequency range. This has the advantage of being artifacts in the low frequency Area can be reduced.
  • the control of the amplification system takes place regardless of the parameters of the first and the second filter and the frequency limiting filter, because the feedback compensation on the entire amplification system refers. This allows a flexible choice of filters.
  • the task regarding a hearing aid is performed by a hearing aid solved that a feedback compensator of the above described type.
  • the invention can be used in all known hearing aid types are used, for example in the case of hearing aids worn behind the ear, in the ear portable hearing aids, implantable hearing aids, Hearing aid systems or pocket hearing aids.
  • this acts on Multi-channel amplification system, for example from a filter bank consists of the input signal on several frequency specific customized reinforcement systems distributed. This has the advantage that the feedback compensator is all frequency specific adapted reinforcement systems simultaneously.
  • the frequency limiting filter between the output of the Amplification system and the feedback compensator and the Adaptation unit arranged. This has the advantage that the Frequency limit filter only on the feedback compensation path acts.
  • the feedback compensator In a special embodiment of the feedback compensator have the first filter and the frequency limiting filter an at least essentially the same filter function. The then pass through both inputs to the adaptation unit in the essentially the same filtering, firstly the input signal the first filter and the amplified output signal the frequency limiting filter. This leads to particularly good ones Requirements for a quick and good adaptation by means of the adaptation unit.
  • An advantageous embodiment of the method has another procedural feature on that the amplified output signal via the frequency limiting filter to the adaptation unit and passed to the feedback compensation filter becomes. This reduces the influence of the method on frequency ranges, where feedback is rare and diminished there the creation of artifacts.
  • the reinforcement performed with a multi-channel amplification system so that the process also has all of its advantages on use a multi-channel amplification system can transmit.
  • the task is accomplished by using the method in solved a hearing aid.
  • Figure 1 shows a schematic structure of a feedback compensator 1, which is a good quality reinforcement of a acoustic input signal 3 with a hearing aid signal processing 5 allows even if a feedback path 7 is present.
  • a feedback path 7 can an output signal 9 together with the acoustic input signal 3 Find entrance to hearing aid signal processing 5.
  • the acoustic input signal 3 splits at one Splitting node 11 into two signal components, one in a feedback-prone signal component 13 and the other into a feedback-free signal portion 15.
  • Two complementary Filters 17 and 19 carry out the splitting in the frequency domain, so that, for example, the first filter 17 only Transmits frequencies greater than one kilohertz.
  • the signal component 13, which is at risk of feedback, is connected to an addition node 21 with an inverted compensation signal 23 summarized.
  • the compensation signal 23 is by means of a Feedback compensation filter 25 generated.
  • As an entrance in the feedback compensation filter 25 is used with a Frequency limiting filter 27 filtered output signal 29.
  • a Adaptation unit 31 changes the coefficients of the feedback compensation filter 25, so the filtered output signal 29 after passing the feedback compensation filter 25 predominantly in the frequency range of energy feedback having.
  • a prerequisite for a successful adaptation is a meaningful one Error signal 33. Such is the risk of feedback Signal portion 13 after the merge with the Compensation signal 23 taken and the adaptation unit 31 fed for evaluation.
  • the feedback risk Signal portion 13 with the feedback risk Signal portion 15 merged at another node before it reaches the hearing aid signal processing 5. There it will correspond to the hearing loss of the hearing aid wearer amplified and forwarded to a speaker.
  • This here executed signal course is particularly advantageous in its sequence, because it needs few nodes and arithmetic operations.
  • the feedback path 7 can be based on two feedback mechanisms are based, on the one hand, on acoustic feedback directly from the Speakers on the input microphone and the other on electromagnetic Feedback from a loudspeaker coil, for example on a telephone coil inside a hearing aid.
  • the feedback compensator 1 requires only one memory for the filtered output signal 29, since this for processing both the feedback compensation filter 25 and the adaptation unit 31 is forwarded.
  • the first filter 17 and the frequency limiting filter 27 set essentially with the same filter function, because then the signal paths to the adaptation unit 31, which with the output signal 9, go through the same filters:
  • the output signal 9 passes through the frequency limiting filter 27 and becomes the adaptation unit immediately afterwards 31 fed.
  • the compensation signal 23 starting from the amplified output signal 9 first the frequency limiting filter 27 and then the feedback compensation filter 25 has gone through, together with the feedback-prone signal portion 13 of the adaptation unit 31 fed.
  • the output signal passes through that along the feedback path 7 to the input signal 3 arrives, which is usually identical to the frequency limiting filter 27 selected first filter 17. In this way is a Feedback compensation system built up on is based on only two addition notes and only one buffer memory needed.
  • FIG 2 is a schematic structure of a alternative - use of the feedback compensator 1 shown.
  • the difference 1 is the signal processing using a Multi-channel hearing aid signal processing 34 performed.
  • the advantage of this embodiment is that the adjustment the multi-channel hearing aid signal processing 34 to the Hearing loss of the hearing aid wearer regardless of the filter function of the frequency limiting filter 27 or the first filter 17 is. Influencing the parameters of multi-channel hearing aid signal processing 34 through the feedback compensator 1 is due to the inventive arrangement of the feedback compensator 1 prevents and allows a separate one Setting the parameters of the multi-channel hearing aid signal processing 34 and the parameters of the feedback compensator 1.

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Abstract

Ein Rückkopplungskompensator (1) für Hörhilfsgeräte erlaubt es aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung von Filtern (17, 19) in einem aufgespalteten Signalpfad, mit nur einem Pufferspeicher, zwei Aufspaltungsknoten (11) und zwei Additionsknoten (23) eine adaptive Rückkopplungskompensation durchzuführen. Dabei erfolgt die Rückkopplungskompensation nur im rückkopplungsgefährdeten Frequenzbereich des Eingangssignals (3). Neben der Filterung des Eingangssignals (3) ist es vorteilhaft dem adaptiven Rückkopplungskompensationsfilter (25) ein bandbreitenbegrenztes Signal zuzuleiten, das dem verstärkten Ausgangssignal (9) entnommen wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rückkopplungskompensator in einem akustischen Verstärkungssystem zur Kompensation eines Rückkopplungssignals, das bei einer Verstärkung eines Eingangssignals aufgrund eines Rückkopplungspfads von einem verstärkten Ausgangssignal auf das Eingangssignal entsteht. Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf ein Hörhilfsgerät mit einem solchen Rückkopplungskompensator, auf ein Verfahren zur Kompensation eines Rückkopplungssignals in einem akustischen Verstärkungssystem und auf eine Anwendung des Verfahrens in einem Hörhilfsgerät.
Bei Hörhilfsgeräten besteht allgemein das Problem einer unerwünschten akustischen Rückkopplung (Feedback) zwischen einem Lautsprecher und einem Mikrofon. Eine solche Rückkopplung kann Pfeifgeräusche oder andere Störungen verursachen und dadurch den Nutzen des Hörhilfsgerätes für den Hörhilfsgeräteträger erheblich verringern oder sogar auf Null reduzieren. Je nach den Eigenschaften des Hörhilfsgeräts und der Hörsituation kann eine Rückkopplung bei unterschiedlichen Frequenzen auftreten.
Mit Hilfe von adaptiven Rückkopplungskompensatoren wird ein Kompensationssignal erzeugt, das vom Eingangssignal vor der Verstärkung subtrahiert wird und das derart beschaffen ist, dass eine eine Rückkopplung verursachende Frequenz auf eine Intensität reduziert wird, die unterhalb einer sogenannten Stabilitätsgrenze liegt. Die Erzeugung des Kompensationssignals erfolgt entlang eines Rückkopplungskompensationswegs mit einem adaptiven Rückkopplungskompensationsfilter, der mittels einer Adaptionseinheit eingestellt wird und der den Rückkopplungspfad nachbildet. Ein Frequenzbegrenzungsfilter im Rückkopplungskompensationsweg limitiert den Frequenzbereich, in dem das Kompensationssignal erzeugt wird.
Der Realisierungsaufwand von Rückkopplungskompensatoren ist aufgrund der Erzeugung des der Rückkopplung äquivalenten - Rückkopplungskompensationswegs erheblich. Die Erzeugung des Rückkopplungskompensationssignals erfolgt meist mit einem speziellen adaptiven Rückkopplungskompensationsfilter, dem sogenannten FIR-Filter (FIR: Finite Impulse Response). Als Eingangssignal in den FIR-Filter dient das frequenzbegrenzte verstärkte Ausgangssignal, das durch den FIR-Filter in das Kompensationssignal umgewandelt wird.
Die Wirkung des FIR-Filter, stellvertretend für die meisten Rückkopplungskompensationsfilter, wird mit einer Adaptionseinheit eingestellt, die sogenannte Filterkoeffizienten einstellt. Die Adaption beruht auf einem Vergleich eines Fehlersignals, meist des Eingangssignals, mit dem verstärkten Ausgangssignal. Eine wichtige Vorraussetzung für eine erfolgreiche Adaption ist, dass die beiden Signale vor dem Vergleich eine wenigstens im wesentlichen gleiche Filterung erfahren haben.
Für den Aufbau eines Rückkopplungskompensators bedarf es Knoten und Rechenoperationen im Signal- oder Rückkopplungsweg, die Platz und Rechenkapazität verlangen. Des Weiteren braucht man Pufferspeicher, um das Signal beispielsweise mittels der Adaptionseinheit und des Rückkopplungskompensationsfilters zu bearbeiten. Der Speicher beansprucht Platz auf dem Hörhilfsgerätechip und muss von der Hörhilfsgerätebatterie mitversorgt werden.
Verschiedene Feedbackkompensatoren sind zum Beispiel aus der WO 00/19605 bekannt. Dabei wird die Bandbreite des Kompensationssignals begrenzt, damit vom Rückkopplungskompensationsfilter erzeugte Störungen auf das verstärkte Ausgangssignal minimiert und auf den instabilen Frequenzbereich begrenzt werden.
Die in der WO 00/19605 angegebenen Feedbackkompensatoren arbeiten speichereffizient; sie weisen allerdings komplizierte Signal- oder Rückkopplungswege mit mehrfachen, aufwendigen Additionsrechenoperationen und Knoten auf.
Beispielsweise wird bei einer Ausführung in der WO 00/19605 ein Eingangssignal in drei Signale aufgespaltet. Die ersten beiden werden direkt nach je einer Filterung wieder zusammengeführt und bilden das Eingangssignal für die Hörhilfsgerätsignalverarbeitung. Von diesem Eingangssignal wird vor der Verarbeitung ein Kompensationssignal eines einstellbaren FIR-Filters zur Rückkopplungskompensation abgezogen. Das dritte Signal dient gefiltert einer Adaptionseinheit des Rückkopplungskompensationsfilters als Fehlersignal. Um die Adaption erfolgreich durchführen zu können, wird das vom FIR-Filter erzeugte Kompensationssignal nicht nur vom Eingangssignal für die Hörhilfsgerätsignalverarbeitung subtrahiert, sonders es wird zusätzlich vom Fehlersignal subtrahiert, bevor dieses der Adaptionseinheit zugeführt wird. Diese Ausführung weist drei Additionsknoten, drei Aufspaltungsknoten und drei Filter für die Kompensation des Eingangssignals auf und ist in der Realisierung entsprechend aufwendig.
Eine andere Ausführung beruht dort auf dem aufwendigen Einsatz von zwei Hörhilfsgerätsignalverarbeitungen. Dazu wird ein Eingangssignal in zwei Signale aufgespaltet. Das erste Signal wird nach einer Filterung einer ersten Hörhilfsgerätsignalverarbeitung zugeführt. Das zweite Signal wird komplementär zum ersten Signal gefiltert, bevor es mit einem Kompensationssignal zusammengeführt wird. Es wird dann zum einem einer Adaptionseinheit eines einstellbaren FIR-Filters als Fehlersignal und zum anderen einer zweiten Hörhilfsgerätsignalverarbeitung zugeführt. Das Ausgangssignal der zweiten Signalverarbeitung wird zum einen gefiltert an den FIR-Filter sowie an die Adaptionseinheit geführt und zum anderen wird es mit einem Ausgangssignal der ersten Hörhilfsgerätsignalverarbeitung zusammengeführt. In dieser Ausführung beeinflusst die Wahl der komplementären Filter die Hörhilfsgerätsignalverarbeitungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rückkopplungskompensator, ein Hörhilfsgerät mit einem Rückkopplungskompensator, ein Verfahren zur Kompensation eines Rückkopplungssignals in einem akustischen Verstärkungssystem und eine Verwendung des Verfahrens in einem Hörhilfsgerät anzugeben, die wenig Speicher beanspruchen und mit einem einfachen Aufbau bzw. Ablauf mit wenigen Knoten und Additionsrechenoperationen auskommen.
Diese Aufgabe wird durch einen Rückkopplungskompensator in einem akustischen Verstärkungssystem zur Kompensation eines Rückkopplungssignals, das bei einer Verstärkung eines Eingangssignals aufgrund eines Rückkopplungspfads von einem verstärkten Ausgangssignal auf das Eingangssignal entsteht, gelöst, der einen adaptiven Rückkopplungskompensationsfilter zur Bildung eines den Rückkopplungspfad nachbildenden Rückkopplungskompensationswegs, eine Adaptionseinheit zur Adaption des Rückkopplungskompensationsfilters und einen Frequenzbegrenzungsfilter zur Begrenzung des Frequenzbereichs des Rückkopplungskompensationswegs umfasst. Dabei weist ein Eingangssignalweg des Eingangssignals nach einer Aufspaltung zwei Signalwege auf, wobei der erste Signalweg einen ersten Filter sowie der zweite Signalweg einen zweiten Filter aufweisen. Der erste Signalweg ist nach dem ersten Filter an einem ersten Knoten zur Subtraktion eines Kompensationssignals mit dem Rückkopplungskompensationsfilter und an einem zweiten Knoten zur Fehlersignalabgabe mit der Adaptionseinheit wirkverbunden. Ein Ausgang des zweiten Knotens und der zweite Signalweg sind mit einem dritten Knoten zur Addition verbunden und ein Ausgangs dieses dritten Knotens ist mit einem Eingang des Verstärkungssystems verbunden.
Ein Rückkopplungskompensator nach der Erfindung ermöglicht es, der Adaptionseinheit und dem Rückkopplungskompensationsfilter ein mit dem gleichen Filter gefiltertes Ausgangssignal zuzuleiten, so dass nur ein Pufferspeicher für die Rückkopplungskompensation notwendig ist. Dies beruht auf der erfindungsgemäßen Anordnung der Filter, Knoten und Additionsrechenoperationen im Signalweg. Des Weiteren benötigt der Rückkopplungskompensator nach der Erfindung nur je zwei Additionsknoten und Aufspaltungsknoten, sowie ein komplementäres Filterpaar. Entsprechend kostengünstig und mit geringem Aufwand kann die Anordnung umgesetzt werden. Im Rückkopplungskompensationsweg - wird nur ein Filter zur Begrenzung des Frequenzbereichs verwendet. Dies hat den Vorteil, dass Artefakte im tieffrequenten Bereich vermindert werden. Die Steuerung des Verstärkungssystems erfolgt unabhängig von den Parametern des ersten und des zweiten Filters sowie des Frequenzbegrenzungsfilters, da sich die Rückkopplungskompensation auf das gesamte Verstärkungssystem bezieht. Dies erlaubt eine flexible Wahl der Filter.
Die Aufgabe bezüglich eines Hörhilfsgeräts wird durch ein Hörhilfsgerät gelöst, das einen Rückkopplungskompensator der oben beschriebenen Art aufweist. Dabei kann die Erfindung bei allen bekannten Hörhilfsgeräte-Typen angewendet werden, beispielsweise bei hinter dem Ohr tragbaren Hörhilfsgeräten, in dem Ohr tragbaren Hörhilfsgeräten, implantierbaren Hörhilfsgeräten, Hörhilfsgerätesystemen oder Taschenhörhilfsgeräten.
Ferner wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Kompensation eines Rückkopplungssignals in einem akustischen System gelöst, wobei das Rückkopplungssignal bei einer Verstärkung eines Eingangssignals aufgrund eines Rückkopplungspfads von einem verstärkten Ausgangssignal auf das Eingangssignal entsteht, wobei mittels eines mit einer Adaptionseinheit gesteuerten, adaptiven Rückkopplungskompensationsfilters der Rückkopplungspfad nachgebildet wird, wobei ein Frequenzbegrenzungsfilter den Frequenzbereich des nachzubildenden Rückkopplungspfads begrenzt und wobei das Verfahren die folgende Verfahrensmerkmale aufweist:
  • In einem Verfahrensmerkmal wird das Eingangssignal in einen rückkopplungsgefährdeten und in einen rückkopplungsungefährdeten Signalanteil aufgespaltet.
  • In einem weiteren Verfahrensmerkmal wird der rückkopplungsgefährdete Signalanteil mit einem Kompensationssignal des Rückkopplungskompensationsfilters zu einem rückkopplungskompensierten Signalanteil zusammengeführt.
  • In einem weiteren Verfahrensmerkmal wird der rückkopplungskompensierte Signalanteil mit der Adaptionseinheit zur Fehlersignalauswertung verbunden.
  • Im letzten Verfahrensmerkmal wird der rückkopplungskompensierte Signalanteil mit dem rückkopplungsungefährdeten Signalanteil zu einem rückkopplungskompensierten Signal zusammengeführt, das anschließend verstärkt wird.
  • Die Abfolge der Verfahrensmerkmale ist bezüglich der Reihenfolge ungebunden, wenn es auch vorteilhaft ist die ersten beiden Verfahrensmerkmale in der hier angegebenen Reihenfolge vor den letzten beiden Verfahrensmerkmalen durchzuführen. Der Vorteil des Verfahrens liegt im vereinfachten Ablauf sowie in der kostengünstigeren Umsetzung des Verfahrens durch den verringerten Speicherbedarf und die effiziente Durchführbarkeit.
    • In einer besonders bevorzugten Weiterbildung des Rückkopplungskompensators nach der Erfindung wirkt dieser auf ein Mehrkanalverstärkungssystem, das beispielsweise aus einer Filterbank besteht, die das Eingangssignal auf mehrere frequenzspezifisch angepasste Verstärkungssysteme verteilt. Dies hat den Vorteil, dass der Rückkopplungskompensator alle frequenzspezifisch angepassten Verstärkungssysteme gleichzeitig abdeckt.
    In einer anderen Ausführungsform des Rückkopplungskompensators ist der Frequenzbegrenzungsfilter zwischen dem Ausgang des Verstärkungssystems und dem Rückkopplungskompensator sowie der Adaptionseinheit angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass der Frequenzbegrenzungsfilter nur auf den Rückkopplungskompensationsweg wirkt.
    In einer besonderen Ausführungsform des Rückkopplungskompensators weisen der erste Filter und der Frequenzbegrenzungsfilter eine zumindest im Wesentlichen gleiche Filterfunktion auf. Die beiden Eingänge in die Adaptionseinheit durchlaufen dann im wesentlichen gleiche Filterungen, zum einen das Eingangssignal den ersten Filter und zum anderen das verstärkte Ausgangssignal den Frequenzbegrenzungsfilter. Dies führt zu besonders guten Vorraussetzungen für eine schnelle und guten Adaption mittels der Adaptionseinheit.
    Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens weist als weiteres Verfahrensmerkmal auf, dass das verstärkte Ausgangssignal über den Frequenzbegrenzungsfilter an die Adaptionseinheit und an den Rückkopplungskompensationsfilter geleitet wird. Dies reduziert den Einfluss des Verfahrens auf Frequenzbereiche, in denen selten Rückkopplung vorkommt, und vermindert dort die Erzeugung von Artefakten.
    In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens werden die Frequenzbereiche des rückkopplungsgefährdeten Signalanteils und des Rückkopplungskompensationswegs so gewählt, dass sie zumindest näherungsweise gleich sind. Dies verbessert den Ablauf der Adaption in der Adaptionseinheit.
    In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird die Verstärkung mit einem Mehrkanalverstärkungssystem durchgeführt, so dass das Verfahren alle seine Vorteile auch auf den Einsatz eines Mehrkanalverstärkungssystems übertragen kann.
    Ferner wird die Aufgabe durch die Anwendung des Verfahrens in einem Hörhilfsgerät gelöst.
    Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.
    Es folgt die Erläuterung von zwei Ausführungsbeispielen anhand der Figuren 1 und 2. Es zeigen:
    FIG 1
    einen schematischen Aufbau eines Rückkopplungskompensators zur Verdeutlichung von Signal- und Rückkopplungskompensationspfad und
    FIG 2
    einen schematischen Aufbau eines Rückkopplungskompensators für den Fall einer Mehrkanalhörhilfsgerätsignalverarbeitung
    Figur 1 zeigt einen schematischen Aufbau eines Rückkopplungskompensators 1, der eine qualitativ gute Verstärkung eines akustischen Eingangssignals 3 mit einer Hörhilfsgerätsignalverarbeitung 5 auch dann ermöglicht, wenn ein Rückkopplungspfad 7 vorliegt. Entlang eines Rückkopplungspfads 7 kann ein Ausgangssignal 9 zusammen mit dem akustischen Eingangssignal 3 Eingang zur Hörhilfsgerätsignalverarbeitung 5 finden. Um ein Pfeifen oder andere Störungen aufgrund der Rückkopplung zu verhindern, wird das akustische Eingangssignal 3 mit Hilfe eines Rückkopplungskompensationspfads derart verändert, dass die Rückkopplung unterbleibt.
    Dazu spaltet sich das akustische Eingangssignal 3 an einem Aufspaltungsknoten 11 in zwei Signalanteile auf, zum einen in ein rückkopplungsgefährdeten Signalanteil 13 und zum anderen in einen rückkopplungsungefährdeten Signalanteil 15. Zwei komplementäre Filter 17 und 19 vollziehen die Aufspaltung im Frequenzbereich, so dass beispielsweise der erste Filter 17 nur Frequenzen größer einem Kilohertz durchlässt.
    Der rückkopplungsgefährdete Signalanteil 13 wird an einem Additionsknoten 21 mit einem invertierten Kompensationssignal 23 zusammengefasst. Das Kompensationssignal 23 wird mit Hilfe eines Rückkopplungskompensationsfilters 25 erzeugt. Als Eingang in den Rückkopplungskompensationsfilter 25 dient ein mit einem Frequenzbegrenzungsfilter 27 gefilterte Ausgangssignal 29. Eine Adaptionseinheit 31 ändert die Koeffizienten des Rückkopplungskompensationsfilters 25, so dass das gefilterte Ausgangssignal 29 nach Durchlauf des Rückkopplungskompensationsfilters 25 vorwiegend im Frequenzbereich der Rückkopplung Energie aufweist.
    Vorraussetzung für eine erfolgreiche Adaption ist ein aussagekräftiges Fehlersignal 33. Ein solches wird dem rückkopplungsgefährdeten Signalanteil 13 nach der Zusammenführung mit dem Kompensationssignal 23 entnommen und der Adaptionseinheit 31 zur Auswertung zugeführt.
    Nach der Entnahme des Fehlersignals 33 wird der rückkopplungsgefährdete Signalanteil 13 mit dem rückkopplungsungefährdeten Signalanteil 15 an einem weiteren Knoten zusammengeführt, bevor es in die Hörhilfsgerätesignalverarbeitung 5 gelangt. Dort wird es entsprechend dem Hörverlust des Hörhilfsgeräteträgers verstärkt und an einen Lautsprecher weitergeleitet. Der hier ausgeführte Signalverlauf ist in seiner Abfolge besonders vorteilhaft, da er mit wenig Knoten und Rechenoperationen auskommt.
    Der Rückkopplungspfad 7 kann auf zwei Rückkopplungsmechanismen beruhen, zum einen auf akustischer Rückkopplung direkt vom Lautsprecher auf das Eingangsmikrofon und zum anderen auf elektromagnetischer Rückkopplung beispielsweise von einer Lautsprecherspule auf eine Telefonspule innerhalb eines Hörhilfsgeräts.
    Der Rückkopplungskompensator 1 benötigt nur einen Speicher für das gefilterte Ausgangssignal 29, da dieses zur Bearbeitung sowohl dem Rückkopplungskompensationsfilter 25 als auch der Adaptionseinheit 31 zugeleitet wird.
    Im vorliegenden Rückkopplungskompensator 1 wird man vorzugsweise den ersten Filter 17 und den Frequenzbegrenzungsfilter 27 im Wesentlichen mit derselben Filterfunktion einstellen, da dann die Signalwege zur Adaptionseinheit 31, die mit dem Ausgangssignal 9 beginnen, die gleichen Filter durchlaufen: In einem Fall durchläuft das Ausgangssignal 9 den Frequenzbegrenzungsfilter 27 und wird direkt anschließend der Adaptionseinheit 31 zugeführt. In einem zweiten Fall wird das Kompensationssignal 23, das ausgehend vom verstärkten Ausgangssignal 9 erst den Frequenzbegrenzungsfilter 27 und dann den Rückkopplungskompensationsfilter 25 durchlaufen hat, zusammen mit dem rückkopplungsgefährdeten Signalanteil 13 der Adaptionseinheit 31 zugeführt. In einem dritten Fall durchläuft das Ausgangssignal, das entlang dem Rückkopplungspfad 7 zum Eingangssignal 3 gelangt, den mit dem Frequenzbegrenzungsfilter 27 meist identisch gewählten ersten Filter 17. Auf diese Weise ist ein System zu Kompensation von Rückkopplungen aufgebaut, das auf nur zwei Additionsnoten beruht, sowie nur einen Pufferspeicher benötigt.
    Die Gesamtübertragungsfunktion des Verstärkungssystems mit dem Rückkopplungskompensator 1 ist folgendermaßen gegeben:
  • Dabei sind F1 und F2 die Übertragungsfunktionen des ersten bzw. zweiten Filters 17 bzw. 19, F3 ist die Übertragungsfunktion des Frequenzbegrenzungsfilters 27, H und H' sind die Übertragungsfunktionen des Rückkopplungspfads 7 bzw. des Rückkopplungskompensationsfilters 25 und G ist die Übertragungsfunktion der Hörhilfsgerätsignalverarbeitung 5. Das Produkt aus H und F2 kann bei günstiger Auslegung von F1 und F2 vernachlässigt werden.
    • In Figur 2 ist ein schematischer Aufbau einer alternativen - Verwendung des Rückkopplungskompensators 1 dargestellt. Im Unterschied zur Figur 1 wird die Signalverarbeitung mithilfe einer Mehrkanalhörhilfsgerätsignalverarbeitung 34 durchgeführt. Dazu wird das wieder zusammengeführte Signal nach Eingang in die Mehrkanalhörhilfsgerätsignalverarbeitung 34 mittels einer Filterbank 35 auf die verschiedenen Verstärker 37, die in den verschiedenen Frequenzbereichen arbeiten, verteilt. Anschließend werden die verstärkten Signale in einem Additionsknoten 39 wieder zum verstärkten Ausgangssignal 9 zusammengefasst. Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass die Anpassung der Mehrkanalhörhilfsgerätsignalverarbeitung 34 an den Hörverlust des Hörgeräteträgers unabhängig von der Filterfunktion des Frequenzbegrenzungsfilters 27 oder des ersten Filters 17 ist. Eine Beeinflussung der Parameter der Mehrkanalhörhilfsgerätsignalverarbeitung 34 durch den Rückkopplungskompensator 1 wird durch die erfindungsgemäße Anordnung des Rückkopplungskompensators 1 verhindert und erlaubt ein getrenntes Einstellen der Parameter der Mehrkanalhörhilfsgerätsignalverarbeitung 34 sowie der Parameter des Rückkopplungskompensators 1.

    Claims (10)

    1. Rückkopplungskompensator (1) in einem akustischen Verstärkungssystem zur Kompensation eines Rückkopplungssignals,
      das bei einer Verstärkung eines Eingangssignals aufgrund eines Rückkopplungspfads (7) von einem verstärkten Ausgangssignal (9) auf das Eingangssignal (3) entsteht,
      mit einem adaptiven Rückkopplungskompensationsfilter (25) zur Bildung eines den Rückkopplungspfad (7) nachbildenden Rückkopplungskompensationswegs,
      mit einer Adaptionseinheit (31) zur Adaption des Rückkopplungskompensationsfilters (25) und
      mit einem Frequenzbegrenzungsfilter (27) zur Begrenzung des Frequenzbereichs des Rückkopplungskompensationswegs,
      wobei ein Eingangssignalweg des Eingangssignals (3) nach einer Aufspaltung zwei Signalwege aufweist,
      wobei der erste Signalweg einen ersten Filter (17) sowie der zweite Signalweg einen zweiten Filter (19) aufweisen,
      wobei der erste Signalweg nach dem ersten Filter an einem ersten Knoten zur Subtraktion eines Kompensationssignals (23) mit dem Rückkopplungskompensationsfilter (25) und an einem zweiten Knoten zur Fehlersignalabgabe mit der Adaptionseinheit (31) wirkverbunden ist, und
      wobei ein Ausgang des zweiten Knotens und der zweite Signalweg mit einem dritten Knoten zur Addition verbunden sind,
      wobei ein Ausgangs des dritten Knotens mit einem Eingang des Verstärkungssystems verbunden ist.
    2. Rückkopplungskompensator (1) nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungssystem ein Mehrkanalverstärkungssystem umfasst.
    3. Rückkopplungskompensator (1) nach Anspruch 1 oder 2,
      dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzbegrenzungsfilter (27) zwischen dem Ausgang des Verstärkungssystems und dem Rückkopplungskompensationsfilter (25) angeordnet ist.
    4. Rückkopplungskompensator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
      dadurch gekennzeichnet, dass der erste Filter (17) und der Frequenzbegrenzungsfilter (27) eine zumindest im wesentlichen gleiche Filterfunktion aufweisen.
    5. Hörhilfsgerät mit einem Rückkopplungskompensator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
    6. Verfahren zur Kompensation eines Rückkopplungssignals in einem akustischen System, wobei das Rückkopplungssignal bei einer Verstärkung eines Eingangssignals (3) aufgrund eines Rückkopplungspfads (7) von einem verstärkten Ausgangssignal (9) auf das Eingangssignal (3) entsteht, wobei mittels eines mit einer Adaptionseinheit (31) gesteuerten, adaptiven Rückkopplungskompensationsfilters (25) der Rückkopplungspfad (7) nachgebildet wird, und wobei ein Frequenzbegrenzungsfilter (27) den Frequenzbereich eines den Rückkopplungspfad (7) nachbildenden Rückkopplungskompensationswegs begrenzt, mit folgenden Verfahrensmerkmalen:
      Aufspalten des Eingangssignals (3) in einen rückkopplungsgefährdeten (13) und in einen rückkopplungsungefährdeten Signalanteil (15).
      Zusammenführen des rückkopplungsgefährdeten Signalanteils (13) mit einem Kompensationssignal (23) des Rückkopplungskompensationsfilters (25) zu einem rückkopplungskompensierten Signalanteil.
      Zuführen des rückkopplungskompensierten Signalanteils mit der Adaptionseinheit (31) zur Fehlersignalauswertung.
      Zusammenführen des rückkopplungsungefährdeten (15) mit dem rückkopplungskompensierten Signalanteil zu einem rückkopplungskompensierten Signal, das anschließend verstärkt wird.
    7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das verstärkte Ausgangssignal (9) über den Frequenzbegrenzungsfilter (27) an die Adaptionseinheit (31) und an den Rückkopplungskompensationsfilter (25) geleitet wird.
    8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei der rückkopplungsgefährdete Signalanteil (13) und der Rückkopplungskompensationsweg zumindest näherungsweise auf den gleichen Frequenzbereich beschränkt werden.
    9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Verstärkung mit einem Mehrkanalverstärkungssystem durchgeführt wird.
    10. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in einem Hörhilfsgerät.
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