EP1718113B1 - Hörhilfevorrichtung mit Kompensation von akustischen und elektromagnetischen Rückkopplungssignalen - Google Patents

Hörhilfevorrichtung mit Kompensation von akustischen und elektromagnetischen Rückkopplungssignalen Download PDF

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EP1718113B1
EP1718113B1 EP06112918A EP06112918A EP1718113B1 EP 1718113 B1 EP1718113 B1 EP 1718113B1 EP 06112918 A EP06112918 A EP 06112918A EP 06112918 A EP06112918 A EP 06112918A EP 1718113 B1 EP1718113 B1 EP 1718113B1
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EP
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feedback
electromagnetic
signal
acoustic
microphone
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EP1718113A2 (de
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Volkmar Hamacher
Henning Puder
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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
    • H04R25/43—Electronic input selection or mixing based on input signal analysis, e.g. mixing or selection between microphone and telecoil or between microphones with different directivity characteristics
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    • 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 present invention relates to a hearing aid with a microphone and an electromagnetic receiver as an input transducer, a receiver as an output transducer, wherein the microphone acoustic feedback and to the electromagnetic receiver or a downstream electrical component results in an electromagnetic feedback, a signal processing device, between the Input converter and the output transducer is connected, and an adaptive compensation device, which is connected to the signal processing device and having a single adaptive filter, for the compensation of the acoustic feedback.
  • the weighted combination of two microphone signals MS1 and MS2 is known by microphones M1 and M2.
  • the influence of an acoustic interference signal on the reception of a directional microphone system can be suppressed depending on the direction.
  • an amplifier device which has two separate compensation paths in addition to an amplifier device which has an acoustic and an inductive input.
  • a first filter device acts to compensate for an acoustic feedback
  • a second filter device acts to compensate for an inductive feedback.
  • the object of the present invention is to improve or simplify a hearing aid device with a microphone and an electromagnetic receiver as an input transducer in listening comfort.
  • this object is achieved by a hearing aid device with a microphone and an electromagnetic receiver as an input signal converter, a receiver as an output transducer, wherein the microphone acoustic feedback and to the electromagnetic receiver or a downstream electrical component results in an electromagnetic feedback, a signal processing device, the is connected between the input transducer and the output transducer, and an adaptive compensation device, which is connected to the signal processing device and having a single adaptive filter, for the compensation of the acoustic feedback, wherein the compensation means serves at the same time for the compensation of the electromagnetic feedback and between the electromagnetic receiver and the signal processing device is connected to a delay element.
  • This can ensure that both the acoustic feedback and the electromagnetic feedback are compensated by a simple adaptive filter.
  • a weighting device is also connected in the hearing aid device with the common adaptive filter for compensation of the acoustic and electromagnetic feedback between the input transducer and the signal processing device, so that the signals of the input transducer are individually weighted. This can be achieved in all operating modes (microphone operation, coil operation or mixed operation) always a compensation with simple means.
  • an adder may be connected in front of the signal processing means to add the weighted signals. This means that the weighted input signals of the input signal converters are merged before further signal processing.
  • the compensation means may comprise a timer whose delay corresponds to the propagation time of the acoustic feedback signal, the delay through the delay element between the electromagnetic receiver and the signal processing means corresponding to the difference between the durations of the acoustic and electromagnetic feedback signals. This allows the adaptive filter to be kept short in digital signal processing.
  • the signal of a loudspeaker L of the hearing aid is fed back via an acoustic feedback path R1 with the corresponding transfer function h1 to the microphone M of the hearing aid.
  • an electromagnetic signal of the loudspeaker L is fed back to a telecoil T via an electromagnetic feedback path R2 having the corresponding transfer function h2.
  • the input signal converters M and T output corresponding output signals.
  • the output signal of the microphone M is weighted in a weighting unit G1 with the weighting factor a, while the output signal of the telephone coil T is weighted in a weighting unit G2 with the weighting factor b.
  • the input signal of the loudspeaker L is passed via a first timer T1 to an adaptive filter AF1 with the variable transfer function h1.
  • the output signal of the adaptive Filter AF1 is subtracted from the weighted microphone signal in a first subtractor S1.
  • the output signal of the subtracter S1 is used inter alia for the adaptation of the filter AF1.
  • the output signal of the adaptive filter AF2 is subtracted from the weighted signal of the telecoil T by means of a second subtracter S2. Again, the output signal of the subtracter S2 is used to adapt the second adaptation filter AF2.
  • the electrical feedback between listener or loudspeaker L and microphone coil or telecoil T is therefore compensated in the same way as the acoustic feedback by the transmission path between loudspeaker L and telecoil T being modeled by an adaptive filter AF2 and subtracting the listener signal weighted with this filter AF2 from the coil output becomes.
  • the "switchover" between microphone and coil operation can be controlled by a (telephone) classifier. This detects whether the microphone M and / or the telecoil T useful signals - in most cases language - and then automatically switches, if necessary, seamlessly into the intended operation, eg. B. pure microphone operation, pure coil operation or mixed operation.
  • a (telephone) classifier This detects whether the microphone M and / or the telecoil T useful signals - in most cases language - and then automatically switches, if necessary, seamlessly into the intended operation, eg. B. pure microphone operation, pure coil operation or mixed operation.
  • FIG. 2 An embodiment of the present invention is in FIG. 2 outlined.
  • the basic structure of the hearing aid with loudspeaker L, microphone M, telecoil T and signal processing SV corresponds to that of the embodiment of FIG. 1 , Consequently, the acoustic feedback path R1 having the transfer function h1 and the electromagnetic feedback path R2 having the transfer function h2 also exist.
  • the output signals of microphone M and telecoil T are also weighted here by the weighting units G1 and G2 by the factors a and b. Between the telecoil T and the associated weighting unit G2, a timer T4 is additionally provided here in order to take account of the slower acoustic feedback. After weighting in the weighting units G1 and G2, the two signals are added in an adder A2.
  • the input signal of the loudspeaker L is fed back via a compensation path which has a timer T3 and an adaptive filter AF3.
  • the adaptive filter AF3 has the transfer function h.
  • the output signal of the adaptive filter AF3 is subtracted in a subtractor S3 from the output signal of the adder A2.
  • the output signal of the subtracter S3 is supplied to the signal processor SV, whose output signal feeds the loudspeaker L.
  • the compensation of the acoustic and electromagnetic feedback signals is thus effected here by the common, adaptive filter AF3.
  • the timer T3 should be responsive to either the value of the timer T1 or the timer T2 of the example of FIG. 1 be set.
  • the time delay in timer T4 remains 0.
  • the adaptive filter AF3 can simultaneously adapt to both signal paths.
  • T4 T1 - T2 must be set, so that the coil signal is delayed by the greater acoustic propagation time (T1> T2).

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hörhilfevorrichtung mit einem Mikrofon und einem elektromagnetischen Empfänger als Eingangssignalwandler, einem Hörer als Ausgangssignalwandler, wobei sich zu dem Mikrofon eine akustische Rückkopplung und zu dem elektromagnetischen Empfänger oder einer nachgeschalteten elektrischen Komponente eine elektromagnetische Rückkopplung ergibt, einer Signalverarbeitungseinrichtung, die zwischen die Eingangswandler und den Ausgangswandler geschaltet ist, und einer adaptiven Kompensationseinrichtung, die an die Signalverarbeitungseinrichtung angeschlossen ist und die ein einziges adaptives Filter aufweist, zur Kompensation der akustischen Rückkopplung.
  • Neben akustischen Rückkopplungssignalen, die vom Hörgeräteausgang zu den Mikrofonen des Hörgeräts überkoppeln und so zu Rückkopplungspfeifen führen können, besteht bei Hörgeräten mit Telefonspulen darüber hinaus im Telefonspulenbetrieb die Gefahr einer elektrischen bzw. elektromagnetischen Rückkopplung zwischen dem Hörgerätehörer und der Telefonspule, die ebenfalls zu Rückkopplungspfeifen führen kann. Bisher wurden diese Probleme hauptsächlich durch geschickte Platzierung und Schirmung der betroffenen Komponenten, insbesondere des Hörgerätehörers, gelöst.
  • Aus der DE 103 13 330 A1 ist die gewichtete Kombination von zwei Mikrofonsignalen MS1 und MS2 von Mikrofonen M1 und M2 bekannt. Damit kann der Einfluss eines akustischen Störsignals auf den Empfang eines Richtmikrofonsystems richtungsabhängig unterdrückt werden.
  • Aus der EP 1 307 072 A2 ist ein Hörgerät mit drei Mikrofonen bekannt, bei dem an eines der Mikrofone ein Verzögerungselement angeschlossen ist. Diese Anordnung soll störende akustische Effekte bei Ein-, Aus- oder Umschaltvorgängen vermeiden.
  • Aus der Druckschrift EP 1 367 856 A2 ist jedoch auch eine Vorrichtung und ein Verfahren zur elektrischen Feedback-Reduktion bei Hörsystemen bekannt. Dazu wird eine Verstärkervorrichtung vorgeschlagen, die neben einer Verstärkereinrichtung, welche einen akustischen und einen induktiven Eingang aufweist, zwei getrennte Kompensationspfade aufweist. In dem ersten Kompensationspfad wirkt eine erste Filtereinrichtung zur Kompensation einer akustischen Rückkopplung und in dem zweiten Kompensationspfad wirkt eine zweite Filtereinrichtung zur Kompensation einer induktiven Rückkopplung. Auf diese Weise können die beiden sehr verschiedenen Rückkopplungen individuell kompensiert werden, ohne ein gemeinsames, aufwändiges Filter zu verwenden.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Hörhilfevorrichtung mit einem Mikrofon und einem elektromagnetischen Empfänger als Eingangswandler im Hörkomfort zu verbessern bzw. zu vereinfachen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Hörhilfevorrichtung mit einem Mikrofon und einem elektromagnetischen Empfänger als Eingangssignalwandler, einem Hörer als Ausgangssignalwandler, wobei sich zu dem Mikrofon eine akustische Rückkopplung und zu dem elektromagnetischen Empfänger oder einer nachgeschalteten elektrischen Komponente eine elektromagnetische Rückkopplung ergibt, einer Signalverarbeitungseinrichtung, die zwischen die Eingangswandler und den Ausgangswandler geschaltet ist, und einer adaptiven Kompensationseinrichtung, die an die Signalverarbeitungseinrichtung angeschlossen ist und die ein einziges adaptives Filter aufweist, zur Kompensation der akustischen Rückkopplung, wobei die Kompensationseinrichtung gleichzeitig zur Kompensation der elektromagnetischen Rückkopplung dient und zwischen den elektromagnetischen Empfänger und die Signalverarbeitungseinrichtung ein Verzögerungsglied geschaltet ist. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass sowohl die akustische Rückkopplung als auch die elektromagnetische Rückkopplung durch ein einfaches adaptives Filter kompensiert werden.
  • Vorzugsweise ist auch bei der Hörhilfevorrichtung mit dem gemeinsamen adaptiven Filter zur Kompensation der akustischen und elektromagnetischen Rückkopplungen zwischen die Eingangswandler und die Signalverarbeitungseinrichtung eine Gewichtungseinrichtung geschaltet, so dass die Signale der Eingangswandler individuell gewichtbar sind. Damit lässt sich in sämtlichen Betriebsmodi (Mikrofonbetrieb, Spulenbetrieb oder Mischbetrieb) stets eine Kompensation mit einfachen Mitteln erzielen.
  • In einer speziellen Ausführungsform kann vor die Signalverarbeitungseinrichtung eine Additionseinrichtung geschaltet sein, um die gewichteten Signale zu addieren. Dies bedeutet, dass die gewichteten Eingangssignale der Eingangssignalwandler vor der weiteren Signalverarbeitung zusammengeführt werden.
  • Bei einer weiteren speziellen Ausführungsform kann die Kompensationseinrichtung ein Zeitglied umfassen, dessen Verzögerung der Laufzeit des akustischen Rückkopplungssignals entspricht, wobei die Verzögerung durch das Verzögerungsglied zwischen dem elektromagnetischen Empfänger und der Signalverarbeitungseinrichtung der Differenz der Laufzeiten des akustischen und des elektromagnetischen Rückkopplungssignals entspricht. Dadurch kann bei digitaler Signalverarbeitung das adaptive Filter kurz gehalten werden.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:
    • FIG 1
    eine Prinzipschaltung eines Hörgeräts mit gewichtba- ren Eingangssignalen und zwei Kompensationspfaden und
    FIG 2
    ein Prinzipschaltbild eines Hörgeräts mit zwei ge- wichtbaren Eingangssignalen und einem einzigen Kom- pensationspfad.
  • Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
  • In dem nicht beanspruchten Beispiel gemäß FIG 1 wird das Signal eines Lautsprechers L des Hörgeräts über einen akustischen Rückkopplungspfad R1 mit der entsprechenden Übertragungsfunktion h1 an das Mikrofon M des Hörgeräts rückgekoppelt. In ähnlicher Weise wird ein elektromagnetisches Signal des Lautsprechers L über einen elektromagnetischen Rückkopplungspfad R2, der die entsprechende Übertragungsfunktion h2 besitzt, an eine Telefonspule T rückgekoppelt. Die Eingangssignalwandler M und T geben entsprechende Ausgangssignale ab. Das Ausgangssignal des Mikrofons M wird in einer Gewichtungseinheit G1 mit dem Gewichtungsfaktor a gewichtet, während das Ausgangssignal der Telefonspule T in einer Gewichtungseinheit G2 mit dem Gewichtungsfaktor b gewichtet wird.
  • Zur Kompensation des akustischen Rückkopplungssignals wird das Eingangssignal des Lautsprechers L über ein erstes Zeitglied T1 an ein adaptives Filter AF1 mit der veränderbaren Übertragungsfunktion h1 geleitet. Das Ausgangssignal des adaptiven Filters AF1 wird in einem ersten Subtrahierer S1 von dem gewichteten Mikrofonsignal subtrahiert. Das Ausgangssignal des Subtrahierers S1 dient unter anderem zur Adaption des Filters AF1.
  • Analog zu dem akustischen Kompensationspfad T1, AF1 ist ein elektromagnetischer Kompensationspfad T2, AF2 mit dem zweiten Zeitglied T2 und dem adaptiven Filter AF2, dessen Übertragungsfunktion h2 ist, vorgesehen. Das Ausgangssignal des adaptiven Filters AF2 wird mit Hilfe eines zweiten Subtrahierers S2 von dem gewichteten Signal der Telefonspule T subtrahiert. Auch hier wird das Ausgangssignal des Subtrahierers S2 zur Adaption des zweiten Adaptionsfilters AF2 verwendet.
  • Die Ausgangssignale der Subtrahierer S1 und S2 werden in einem Addierer A1 addiert und das Summensignal wird einer Signalverarbeitung SV zugeführt. Das Ausgangssignal der Signalverarbeitung speist den Lautsprecher L.
  • Das elektrische Feedback zwischen Hörer bzw. Lautsprecher L und Mikrofonspule bzw. Telefonspule T wird also genauso kompensiert wie das akustische Feedback, indem der Übertragungspfad zwischen Lautsprecher L und Telefonspule T durch ein adaptives Filter AF2 modelliert und das mit diesem Filter AF2 gewichtete Hörersignal vom Spulenausgang subtrahiert wird.
  • Die Signale der Eingangswandler sind mit den Faktoren a und b gewichtbar. Dadurch lässt sich das Verhältnis zwischen den jeweils aufgenommenen Signalen beeinflussen. Wird beispielsweise a = 1, b = 0 gesetzt, so liegt reiner Mikrofonbetrieb vor. Wird hingegen a = 0, b = 1 gesetzt, so liegt Spulenbetrieb vor. Sind die Faktoren a und b anders gewählt, so ist ein Mischbetrieb gewünscht, bei dem sowohl das Signal des Mikrofons als auch das der Telefonspule in der Signalverarbeitung SV verarbeitet und über den Lautsprecher L dargeboten werden.
  • Die "Umschaltung" zwischen Mikrofon- und Spulenbetrieb kann dabei gesteuert über einen (Telefon-)Klassifikator durchgeführt werden. Dieser erkennt, ob am Mikrofon M und/oder an der Telefonspule T Nutzsignale - in den meisten Fällen Sprache - anliegen und schaltet dann automatisch gegebenenfalls übergangslos in den jeweils vorgesehenen Betrieb, z. B. reiner Mikrofonbetrieb, reiner Spulenbetrieb oder Mischbetrieb.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in FIG 2 skizziert. Der prinzipielle Aufbau des Hörgeräts mit Lautsprecher L, Mikrofon M, Telefonspule T und Signalverarbeitung SV entspricht dem des Ausführungsbeispiels von FIG 1. Folglich existieren auch der akustische Rückkopplungspfad R1 mit der Übertragungsfunktion h1 und der elektromagnetische Rückkopplungspfad R2 mit der Übertragungsfunktion h2.
  • Die Ausgangssignale von Mikrofon M und Telefonspule T werden auch hier mit den Gewichtungseinheiten G1 und G2 durch die Faktoren a und b gewichtet. Zwischen der Telefonspule T und der zugeordneten Gewichtungseinheit G2 ist hier zusätzlich ein Zeitglied T4 vorgesehen, um der langsameren akustischen Rückkopplung Rechnung zu tragen. Nach der Gewichtung in den Gewichtungseinheiten G1 und G2 werden die beiden Signale in einem Addierer A2 addiert.
  • Das Eingangssignal des Lautsprechers L wird über einen Kompensationspfad, der über ein Zeitglied T3 und über ein adaptives Filter AF3 verfügt, rückgekoppelt. Das adaptive Filter AF3 besitzt die Übertragungsfunktion h. Das Ausgangssignal des adaptiven Filters AF3 wird in einem Subtrahierer S3 vom Ausgangssignal des Addierers A2 subtrahiert. Das Ausgangssignal des Subtrahierers S3.wird der Signalverarbeitung SV zugeführt, deren Ausgangssignal den Lautsprecher L speist.
  • Die Kompensation der akustischen und elektromagnetischen Rückkopplungssignale erfolgt hier also durch das gemeinsame, adaptive Filter AF3. Für reinen Mikrofonbetrieb (a = 1, b = 0) bzw. reinen Spulenbetrieb (a = 0, b = 1) übernimmt das Filter AF3 entweder die Adaption auf die Rückkopplung R1 mit der Übertragungsfunktion h1 oder die Rückkopplung R2 mit der Übertragungsfunktion h2. Somit sollte das Zeitglied T3 entweder auf den Wert des Zeitglieds T1 oder den des Zeitglieds T2 aus dem Beispiel von FIG 1 gesetzt werden. Die Zeitverzögerung im Zeitglied T4 bleibt hierbei auf 0.
  • Von besonderem Interesse ist jedoch der Mischbetrieb (a, b beliebig). Hier kann das adaptive Filter AF3 gleichzeitig die Adaption auf beide Signalpfade übernehmen. Dazu muss der Wert des Zeitglieds T3 auf den des Zeitglieds T1 gesetzt werden (T3 = T1). Außerdem muss T4 = T1 - T2 gesetzt werden, so dass das Spulensignal um die größere akustische Laufzeit (T1 > T2) verzögert wird.
  • Bei digitaler Signalverarbeitung und einer Abtastrate von 20 kHz darf T4 bei maximal etwa 15 Abtastwerten liegen, so dass diese Verzögerung nicht wahrgenommen wird. Falls man die Verzögerung T4 vermeiden will, kann man alternativ T4 = 0 und T3 = T2 setzen, muss dann allerdings im "worst case" das adaptive Filter AF3 um bis zu T1 - T2 Filterwerte verlängern. Diese Verlängerung resultiert daraus, dass durch das adaptive Filter die beiden Rückkopplungssignale mit den unterschiedlichen Laufzeiten kompensiert werden müssen.

Claims (4)

  1. Hörhilfevorrichtung mit
    - einem Mikrofon (M) und einem elektromagnetischen Empfänger (T) als Eingangssignalwandler,
    - einem Hörer (L) als Ausgangssignalwandler, wobei sich zu dem Mikrofon eine akustische Rückkopplung (R1) und zu dem elektromagnetischen Empfänger oder einer nachgeschalteten elektrischen Komponente eine elektromagnetische Rückkopplung (R2) ergibt,
    - einer Signalverarbeitungseinrichtung (SV), die zwischen die Eingangswandler und den Ausgangswandler geschaltet ist, und
    - einer adaptiven Kompensationseinrichtung, die an die Signalverarbeitungseinrichtung (SV) angeschlossen ist und die ein einziges adaptives Filter (AF3) aufweist, zur Kompensation der akustischen Rückkopplung (R1),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - das adaptive Filter (AF3) der Kompensationseinrichtung gleichzeitig zur Kompensation der elektromagnetischen Rückkopplung (R2) dient, und
    - zwischen den elektromagnetischen Empfänger (T) und die Signalverarbeitungseinrichtung (SV) ein Verzögerungsglied (T4) geschaltet ist.
  2. Hörhilfevorrichtung nach Anspruch 1, wobei zwischen die Eingangswandler und die Signalverarbeitungseinrichtung (SV) eine Gewichtungseinrichtung (G1, G2) geschaltet ist, so dass die Signale der Eingangswandler individuell gewichtbar sind und beide Signale in dem entsprechenden Gewichtungsverhältnis durch die Hörhilfevorrichtung hörbar sind.
  3. Hörhilfevorrichtung nach Anspruch 2, wobei vor die Signalverarbeitungseinrichtung (SV) eine Additionseinrichtung (A1, A2) geschaltet ist, um die gewichteten Signale zu addieren.
  4. Hörhilfevorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Kompensationseinrichtung ein Zeitglied (T3) umfasst, dessen Verzögerung der Laufzeit des akustischen Rückkopplungssignals entspricht, und wobei die Verzögerung durch das Verzögerungsglied (T4) der Differenz der Laufzeiten des akustischen und des elektromagnetischen Rückkopplungssignals entspricht.
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EP1718113A2 EP1718113A2 (de) 2006-11-02
EP1718113A3 EP1718113A3 (de) 2009-11-04
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