EP1538874B1 - Hörervorrichtung mit richtungsabhängiger Signalverarbeitung und entsprechendes Verfahren - Google Patents

Hörervorrichtung mit richtungsabhängiger Signalverarbeitung und entsprechendes Verfahren Download PDF

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EP1538874B1
EP1538874B1 EP04027529A EP04027529A EP1538874B1 EP 1538874 B1 EP1538874 B1 EP 1538874B1 EP 04027529 A EP04027529 A EP 04027529A EP 04027529 A EP04027529 A EP 04027529A EP 1538874 B1 EP1538874 B1 EP 1538874B1
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EP
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signal
hearing device
audio signal
directional
incoming audio
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Bernd Beimel
Kristin Dr. Rohrseitz
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Sivantos GmbH
Original Assignee
Siemens Audiologische Technik GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R25/00—Electric hearing aids
    • H04R25/40—Arrangements for obtaining a desired directivity characteristic
    • H04R25/407—Circuits for combining signals of a plurality of transducers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/32—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only

Definitions

  • the present invention relates to a hearing device with a direction detection device for detecting a direction from which a sound signal from a sound source arrives at the hearing device, and a signal processing device for processing the incoming sound signal as a function of the detected direction. Moreover, the present invention relates to a corresponding method for operating such a hearing device.
  • Hearing aids often have directional microphones, with which the sound recording can be designed direction-dependent. For example, it is helpful for noise suppression to attenuate as far as possible the sound of a source of interference that is registered in a certain direction.
  • a generic hearing device is for example from the document DE 197 21 157 known.
  • the document describes WO 00/19770 a hearing aid and method for processing microphone signals in a hearing aid, in which a noise suppression in numerous listening situations is provided.
  • the hearing aid has a signal analysis unit which is able to change at least one property of the direction-dependent amplification or damping.
  • the signal analysis unit performs directional analysis of the microphone signals. The strengths of signal components of the microphone signals can be subdivided into several direction classes.
  • a binaural hearing system and a method for controlling such a hearing system are known.
  • the hearing system has a detection unit for detecting the direction of arrival of an acoustic signal. Noise sources are suppressed depending on the detected direction.
  • the further processing of the signal is influenced by a classification unit which classifies the incoming sound. The classification of the signals depends on the direction of incidence of the sound.
  • WO 02/32208 A2 a method for determining an acoustic environment situation for a hearing aid. From an input signal, characteristic features are extracted so that a classification can be performed. The classification information is used for signal processing.
  • the object of the present invention is thus to provide a hearing device, the z. B. protects better in a dangerous situation. Furthermore, a corresponding method for operating a hearing device should be specified.
  • the invention provides a method according to claim 8 for operating a hearing device.
  • the receiver device has a signal output device for outputting a signal via the signal class of the incoming sound signal to the carrier of the receiver device. Furthermore, this signal output device outputs a signal about the direction of the incoming sound signal to the wearer of the hearing device.
  • the output signal can be a voice signal or a tactile stimulus, eg a vibration.
  • a corresponding information-providing system into, for example, a hearing aid has the advantage of presenting a warning in a manner that conforms to the standards. This means that it can be ensured that the information arrives at the user, in contrast to the noise of a bicycle or moped, which may not have been sufficiently strengthened.
  • the direction detection device in the earphone device comprises an adaptive directional microphone.
  • the directional characteristic of the directional microphone can be adjusted, for example, depending on the signal class.
  • the directional characteristic of the microphone can also be adjusted as a function of the frequency of an incoming sound signal.
  • the one or more indentations or notches of a directional microphone characteristic can be rotated in a desired direction depending on the signal class and / or frequency.
  • the interference suppression can thus be varied accordingly in terms of quality.
  • a design as a headphone or head set is also conceivable in principle. This makes it possible, for example, that the wearer of a headset is made aware of the crying of a baby.
  • a hearing aid according to the invention comprises, as shown schematically in the figure, a directional microphone RM.
  • This directional microphone RM can be realized with binaural supply by the microphones from both sides.
  • the directional microphone RM also supplies directional information to a signal processing device VE in addition to the acoustic signals. This can be used to align the directional characteristic RC, which is indicated by dashed lines in the figure, the directional microphone RM in the desired manner.
  • the directional characteristic RC has one or more notches or notches.
  • a Notch N is drawn.
  • the sensitivity of the directional microphone RM is lowest.
  • the directional characteristic RC of a directional microphone RM is aligned with a source of interference Q. This is done by the notches or N are directed to the source of interference Q. By rotating the directivity, noises from the direction of the noise source Q can be effectively suppressed.
  • the direction information could be quantized in quadrants. Accordingly, for example, according to the present figure, the direction of the noise source Q could be referred to as "back left".
  • the directional microphone RM delivers the recorded sound signal also preprocessed to a noise classifier GK.
  • GK noise classifier
  • the recorded sound signals can also be classified only in terms of loudness. On the basis of this classification information, it can be recognized by the hearing aid HG or its signal processing device VE from which direction, if any, danger threatens.
  • the information about the type of noise and its direction can be transmitted by the signal processing device VE to a signal generator SG.
  • a speech signal with respect to the interference signal source Q is generated by means of a known algorithm. This speech signal is forwarded to the handset H of the hearing aid with sufficient volume. As a result, the hearing aid wearer receives the information about the interference signal source Q safely on the acoustic path.
  • the signal generator SG can also control a vibrator integrated into the hearing aid HG, if the signal of a certain signal class, for. B. bicycle bells, exceeds a certain predetermined threshold or louder when approaching the bike.
  • a certain signal class for. B. bicycle bells
  • the signal output of the hearing aid HG can also be done via other ways.
  • the hearing aid HG transmits the information obtained about the direction and nature of the noise to a mobile telephone and there triggers a corresponding vibration alarm or the like.
  • Hearing device HG done by the signal generator SG and the handset H a voice output, are output with the information about the movement of the object to the hearing aid.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hörervorrichtung mit einer Richtungsdetektionseinrichtung zum Detektieren einer Richtung, aus der von einer Schallquelle ein Schallsignal bei der Hörervorrichtung eintrifft, und einer Signalverarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten des eintreffenden Schallsignals in Abhängigkeit von der detektierten Richtung. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben einer derartigen Hörervorrichtung.
  • Hörgeräte weisen vielfach Richtmikrofone auf, mit denen die Schallaufnahme richtungsabhängig gestaltet werden kann. So ist es beispielsweise zur Störgeräuschunterdrückung hilfreich, den Schall einer Störquelle, die in einer bestimmten Richtung registriert wird, weitestgehend zu dämpfen. Eine gattungsgemäße Hörervorrichtung ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 197 21 157 bekannt.
  • Darüber hinaus beschreibt die Druckschrift WO 00 / 19770 ein Hörgerät und Verfahren zum Verarbeiten von Mikrophonsignalen in einem Hörgerät, bei denen eine Störgeräuschunterdrückung in zahlreichen Hörsituationen bereitgestellt wird. Das Hörgerät besitzt eine Signalanalyseeinheit, die zumindest eine Eigenschaft der richtungsabhängigen Verstärkung bzw. Dämpfung zu verändern vermag. Die Signalanalyseeinheit nimmt eine Richtungsanalyse der Mikrophonsignale vor. Dabei können die Stärken von Signalanteilen der Mikrophonsignale in mehrere Richtungsklassen unterteilt werden.
  • Es ist jedoch nicht in jeder Situation günstig, das Geräusch einer Störquelle zu unterdrücken. So kann es beispielsweise gefährlich sein, wenn sich bei einem Waldspaziergang ein Rad- oder Mopedfahrer von hinten nähert, das Geräusch vom Hörgerät als Störgeräusch identifiziert und stark gedämpft wird. Es käme dann zu einer Schrecksituation, wenn der Hörgeräteträger mit dem unerwarteten, optischen Ereignis konfrontiert würde. Ähnliche Gefahrensituationen können bei Trägern von Kopfhörern und Head-Sets entstehen.
  • Aus der Druckschrift EP 1 320 281 A2 ist ein binaurales Hörsystem und ein Verfahren zur Steuerung eines solchen Hörsystems bekannt. Das Hörsystem besitzt eine Detektionseinheit zum Detektieren der Empfangsrichtung eines akustischen Signals. Störgeräuschquellen werden in Abhängigkeit von der detektierten Richtung unterdrückt. Die Weiterverarbeitung des Signals wird von einer Klassifikationseinheit beeinflusst, welche den eintreffenden Schall klassifiziert. Die Klassifikation der Signale hängt von der Einfallrichtung des Schalls ab.
  • Darüber hinaus beschreibt die Druckschrift WO 02/32208 A2 ein Verfahren zur Bestimmung einer akustischen Umgebungssituation für ein Hörgerät. Von einem Eingangssignal werden charakteristische Merkmale extrahiert, so dass eine Klassifikation durchgeführt werden kann. Die Klassifikationsinformation wird zur Signalverarbeitung genutzt.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Hörervorrichtung bereitzustellen, die den jeweiligen Träger z. B. in einer gefährlichen Situation besser schützt. Des Weiteren soll ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben einer Hörervorrichtung angegeben werden.
  • Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen ein Verfahren nach Anspruch 8 zum Betreiben einer Hörervorrichtung.
  • Die Hörervorrichtung weist dabei eine Signalausgabeeinrichtung zur Ausgabe eines Signals über die Signalklasse des eintreffenden Schallsignals an den Träger der Hörervorrichtung auf. Ferner wird von dieser Signalausgabeeinrichtung ein Signal über die Richtung des eintreffenden Schallsignals an den Träger der Hörervorrichtung ausgegeben. Das ausgegebene Signal kann dabei ein Sprachsignal oder ein taktiler Reiz, z.B. eine Vibration, sein. Damit ist es beispielsweise möglich, mit einer in einem Hörgerät generierten Sprache dem Hörgeräteträger in einer gefährlichen Situation eine Hilfestellung in Form von zusätzlicher Information zu geben. Diese zusätzliche Information kann beispielsweise die Art der Gefahrenquelle sowie deren Richtung betreffen. Die Integration eines entsprechenden informationsgebenden Systems in beispielsweise ein Hörgerät hat den Vorteil der lautheitsgerechten Präsentation einer Warnung. Dies bedeutet, dass sichergestellt werden kann, dass die Information beim Nutzer ankommt, im Gegensatz zum Geräusch eines Fahrrads oder Mopeds, welches gegebenenfalls nicht ausreichend verstärkt wurde.
  • Vorzugsweise umfasst die Richtungsdetektionseinrichtung in der Hörervorrichtung ein adaptives Richtmikrofon. Die Richtcharakteristik des Richtmikrofons kann beispielsweise in Abhängigkeit von der Signalklasse eingestellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Richtcharakteristik des Mikrofons aber auch in Abhängigkeit von der Frequenz eines eintreffenden Schallsignals eingestellt werden. Damit kann die eine oder die mehreren Einkerbungen bzw. Notches einer Richtmikrofoncharakteristik abhängig von der Signalklasse und/oder Frequenz in eine gewünschte Richtung gedreht werden. Bei vorgegebenen Signalklassen, die beispielsweise eine Gefahr signalisieren, kann somit die Störunterdrückung in ihrer Qualität entsprechend variiert werden.
  • Neben der bereits erwähnten Ausgestaltung der Hörervorrichtung als Hörgerät ist prinzipiell auch eine Ausgestaltung als Kopfhörer oder Head-Set denkbar. Damit ist es beispielsweise möglich, dass der Träger eines Kopfhörers auf das Schreien eines Babys aufmerksam gemacht wird.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, die ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Hörgeräts darstellt.
  • Das nachfolgend näher beschriebene Ausführungsbeispiel stellt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
  • Ein erfindungsgemäßes Hörgerät umfasst, wie es in der Figur schematisch dargestellt ist, ein Richtmikrofon RM. Dieses Richtmikrofon RM kann bei binauraler Versorgung durch die Mikrofone aus beiden Seiten realisiert werden. Das Richtmikrofon RM liefert an eine Signalverarbeitungseinrichtung VE neben den akustischen Signalen auch eine Richtungsinformation. Diese kann dazu verwendet werden, die Richtcharakteristik RC, die in der Figur gestrichelt angedeutet ist, des Richtmikrofons RM in gewünschter Weise auszurichten.
  • Die Richtcharakteristik RC besitzt eine oder mehrere Einkerbungen bzw. Notches. In der Figur ist ein Notch N eingezeichnet. In der durch den Notch N gekennzeichneten Raumrichtung ist die Empfindlichkeit des Richtmikrofons RM am geringsten.
  • Üblicherweise wird die Richtcharakteristik RC eines Richtmikrofons RM an einer Störquelle Q ausgerichtet. Dies erfolgt, indem der oder die Notches N auf die Störquelle Q gerichtet werden. Durch dieses Drehen der Richtcharakteristik können Störgeräusche aus der Richtung der Störquelle Q wirksam unterdrückt werden.
  • Der Einfachheit halber könnte die Richtungsinformation in Quadranten quantisiert werden. Dementsprechend könnte beispielsweise gemäß der vorliegenden Figur die Richtung der Störquelle Q mit "hinten links" bezeichnet werden.
  • Das Richtmikrofon RM liefert das aufgenommene Schallsignal gegebenenfalls auch vorverarbeitet an einen Geräuschklassifikator GK. Dieser teilt die empfangenen Signale in mehrere Signalklassen ein. Aufgrund dessen können Informationen über vorliegende Gefahren erhalten werden. Als Signalklassen sind beispielsweise denkbar: Babygeschrei, Fahrradklingeln, Straßenbahngeräusch, etc. Die aufgenommenen Schallsignale können auch lediglich hinsichtlich Lautheit klassifiziert werden. Aufgrund dieser Klassifikationsinformation kann von dem Hörgerät HG bzw. seiner Signalverarbeitungseinrichtung VE erkannt werden, aus welcher Richtung gegebenenfalls Gefahr droht.
  • Wenn sich nun beispielsweise eine Straßenbahn von links auf den Hörgeräteträger nähert, kann die Information über die Art des Geräusches und dessen Richtung von der Signalverarbeitungseinrichtung VE an einen Signalgenerator SG übermittelt werden. In ihm wird mittels eines bekannten Algorithmus ein Sprachsignal hinsichtlich der Störsignalquelle Q generiert. Dieses Sprachsignal wird an den Hörer H des Hörgeräts mit ausreichender Lautstärke weitergeleitet. Dadurch erhält der Hörgeräteträger die Informationen über die Störsignalquelle Q sicher auf akustischem Wege.
  • Alternativ oder zusätzlich kann der Signalgenerator SG auch einen in das Hörgerät HG integrierten Vibrator ansteuern, wenn das Signal einer bestimmten Signalklasse, z. B. Fahrradklingeln, eine bestimmte vorgegebene Schwelle übersteigt oder beim Näherkommen des Fahrrads lauter wird.
  • Die Signalsausgabe des Hörgeräts HG kann aber auch über andere Wege erfolgen. So ist es denkbar, dass das Hörgerät HG die gewonnene Information über Richtung und Art des Geräusches an ein Mobilfunktelefon übermittelt und dort einen entsprechenden Vibrationsalarm oder dergleichen auslöst.
  • Durch ein adaptives Richtmikrofon RM kann aber auch eine Aussage über die Bewegung eines Objekts erhalten werden. Dementsprechend kann bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Hörgeräts HG durch den Signalgenerator SG und den Hörer H eine Sprachausgabe erfolgen, mit der Informationen über die Bewegung des Objekts an den Hörgerätsträger ausgegeben werden.

Claims (12)

  1. Hörervorrichtung mit
    - einer Richtungsdetektionseinrichtung zum Detektieren einer Richtung, aus der von einer Schallquelle (Q) ein Schallsignal bei der Hörervorrichtung eintrifft,
    - einer Signalverarbeitungseinrichtung (VE) zum Verarbeiten des eintreffenden Schallsignals in Abhängigkeit von der detektierten Richtung, und
    - einer Geräuschklassifikationseinrichtung (GK) zum Klassifizieren des von der Schallquelle (Q) eintreffenden Schallsignals in Signalklassen, so dass das eintreffende Schallsignal in der Signalverarbeitungseinrichtung (VE) auch in Abhängigkeit von der Signalklasse verarbeitbar ist,
    gekennzeichnet dadurch, dass die Hörervorrichtung
    - eine Signalausgabeeinrichtung (SG, H) zur Ausgabe eines Signals über die Signalklasse des eintreffenden Schallsignals und ein Signal über die Richtung des eintreffenden Schallsignals an den Träger der Hörervorrichtung aufweist.
  2. Hörervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Richtungsdetektionseinrichtung ein adaptives Richtmikrofon (RM) umfasst.
  3. Hörervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Richtcharakteristik des Richtmikrofons (RM) in Abhängigkeit von der Signalklasse einstellbar ist.
  4. Hörervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Richtcharakteristik des Richtmikrofons (RM) in Abhängigkeit von der Frequenz eines eintreffenden Schallsignals einstellbar ist.
  5. Hörervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Signalausgabeeinrichtung (SG, H) ein Ausgabeelement zur Sprachausgabe aufweist.
  6. Hörervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Signalausgabeeinrichtung (SG, H) ein Ausgabeelement für taktile Reize aufweist.
  7. Hörervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die als Hörgerät (HG), Kopfhörer oder Head-Set ausgestaltet ist.
  8. Verfahren zum Betreiben einer Hörervorrichtung durch
    - Detektieren einer Richtung, aus der von einer Schallquelle (Q) ein Schallsignal eintrifft,
    - Verarbeiten des eintreffenden Schallsignals in Abhängigkeit von der detektierten Richtung,
    - Klassifizieren des von der Schallquelle eintreffenden Schallsignals in Signalklassen und
    - Verarbeiten des eintreffenden Schallsignals auch in Abhängigkeit von der Signalklasse,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - ein Signal über die Signalklasse des eintreffenden Schall-signals und,
    ein Signal über die Richtung des eintreffenden Schallsignals an den Träger der Hörervorrichtung ausgegeben wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei eine Richtcharakteristik eines Richtmikrofons (RM) in Abhängigkeit von der Signalsklasse des eintreffenden Schallsignals eingestellt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Richtcharakteristik des Richtmikrofons (RM) in Abhängigkeit von der Frequenz des eintreffenden Schallsignals eingestellt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 8, 9 oder 10, wobei das Signal über die Richtung oder das Signal über die Signalklasse in Form von Sprache ausgegeben wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei das Signal über die Richtung und/oder das Signal über die Signalklasse als taktiler Reiz ausgegeben wird.
EP04027529A 2003-12-01 2004-11-19 Hörervorrichtung mit richtungsabhängiger Signalverarbeitung und entsprechendes Verfahren Expired - Lifetime EP1538874B1 (de)

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