EP1748677A2 - Hörvorrichtung und Verfahren zur Einstellung einer Verstärkungskennlinie - Google Patents

Hörvorrichtung und Verfahren zur Einstellung einer Verstärkungskennlinie Download PDF

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EP1748677A2
EP1748677A2 EP06116984A EP06116984A EP1748677A2 EP 1748677 A2 EP1748677 A2 EP 1748677A2 EP 06116984 A EP06116984 A EP 06116984A EP 06116984 A EP06116984 A EP 06116984A EP 1748677 A2 EP1748677 A2 EP 1748677A2
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knee point
level range
signal level
input signal
substantially linear
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    • H04R25/70—Adaptation of deaf aid to hearing loss, e.g. initial electronic fitting

Definitions

  • the present invention relates to a method for adjusting a gain characteristic of a hearing device, in particular a hearing aid, wherein the gain characteristic defining the gain between input and output signal levels has a first substantially linear characteristic region, a second substantially linear characteristic region and a knee point therebetween. Moreover, the present invention relates to a hearing device with a corresponding amplifying device.
  • FIG. 1 also shows a useful or input signal level range EB, in which most of the speech signals are typically located. In the example chosen, the input signal level range is from 50 dB to 80 dB.
  • the amplification of a hearing device is adjusted in terms of hardware or software such that the knee point K1 'of the amplification lies below the useful signal level range EB, as shown in FIG.
  • the gain of the signal is lower and the signal is compressed, this is more likely to be accepted by the hearing aid wearer than disturbing distortions.
  • the hearing aid thus behaves linearly and harmonics, which occur due to a non-linear characteristic with fluctuating useful signal level around the knee point, are no longer to be feared. This results in the useful signal "speech" or "music” a more natural hearing.
  • the knee point of the gain curve can also be above the useful signal level range EB. However, this is rather unfavorable, since then the required recruitment compensation is difficult to achieve.
  • the knee point adjustment is based on assumptions made during hearing instrument fitting. If the level range of the desired signal changes, the adaptation is no longer optimal. For example, if the adjustment was done for a quiet speaker, there are problems with it a later communication with a loud speaker, since the Nutzsignalpegel Kunststoff shifts up here. Also, problems with high dynamic music may occur because the level range is very wide there.
  • the object of the present invention is therefore to optimize the amplification of a hearing device to the extent that at different Nutzsignalpegel Schemeschenen fewer distortions by non-linearity of the gain characteristic occur.
  • this object is achieved by a method for adjusting a gain characteristic of a hearing device, in particular a hearing aid, wherein the gain characteristic defining the gain between input and output signal levels, a first substantially linear characteristic region, a second substantially linear characteristic region and an intermediate knee point by detecting an input signal level range and shifting the knee point depending on the input level range.
  • the invention provides a hearing device, in particular a hearing aid, having an amplifying device, the amplification characteristic of which defines the gain between input and output signal levels, a first substantially linear characteristic region, a second substantially linear characteristic region and an intermediate knee point, a detection device for detecting an input signal level range and an adaptation device for shifting the knee point of the amplification device as a function of the input input level range.
  • the knee point of the gain characteristic is shifted below the input signal level range.
  • optimal loudness and linear amplification can always be provided in the useful or input signal level range. Consequently, there are no distortions and pleasant sound in the area of interest.
  • the gain characteristic may further include a second knee point lying between the second substantially linear characteristic region and a third substantially linear characteristic region, the second knee point being above the input signal level region.
  • the level range of the useful signal is first determined for setting the gain characteristic.
  • a level estimator is provided for this purpose, for example. It determines the useful or input signal level range EB. In the example of FIG. 1, this range, as mentioned at the beginning, lies between 50 dB and 80 dB.
  • the gain characteristic has in the example chosen here the already described course with two linear sections L1 and L2 and an intermediate knee point K1.
  • the knee point is slowly adjusted adaptively to the lower end of the useful signal level range EB. Finally, a new knee point K1 'results at the location shown in FIG. It now separates the linear regions L1 'and L2'.
  • the tracking is carried out in the present example so that the slope of the gain characteristic is maintained in the linear region L1 to the Nutzsignalpegel Scheme Scheme EB.
  • the slope or compression of the original linear range L2 is approximately selected so that the new linear range L2 'results.
  • the tracking of the knee point could also take place in that the steepness of the linear ranges varied and end points of the linear ranges are specified.
  • the knee point could always be set to the output signal level 50 dB at the beginning of the useful signal level range EB.
  • the gain characteristic of the hearing device according to FIG. 3 has two knee points K2 and K3. These two knee points K2 and K3 separate the linear regions L3, L4 and L5 from each other.
  • the gain characteristic is automatically adapted to the useful or input signal level range EB.
  • the knee point K2 is automatically shifted below the useful signal range EB or at its lower edge and the second knee point K3 above the useful signal range EB or at its upper edge.
  • the entire output signal level range is then less in the example chosen than in the above examples with a knee point, but the overall gain can then be increased and thus the useful signal can be played louder.
  • the signals above the second knee point K3 are highly compressed, but are not of great importance because they are outside of the substantial input signal level range.
  • An advantage of this amplification variant is also that the output amplification range can be significantly reduced for the user without any qualitative losses.

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Abstract

Die Verstärkung einer Hörvorrichtung, insbesondere eines Hörgeräts, soll für verschiedene Nutzsignalpegelbereiche verbessert werden. Hierzu ist vorgesehen, dass die Hörvorrichtung zunächst den Nutzsignalpegelbereich (EB) ermittelt und dann einen Kniepunkt (K1') der Verstärkungskennlinie in Abhängigkeit des Nutzsignalpegelbereichs verschiebt. Günstigerweise wird der Kniepunkt (K1') unterhalb des Nutzsignalpegelbereichs (EB) geschoben. Damit wird der Nutzsignalpegelbereich linear verstärkt und es kommt nicht zu hörbaren Verzerrungen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung einer Verstärkungskennlinie einer Hörvorrichtung, insbesondere eines Hörgeräts, wobei die Verstärkungskennlinie, die die Verstärkung zwischen Eingangs- und Ausgangssignalpegel definiert, einen ersten im Wesentlichen linearen Kennlinienbereich, einen zweiten im Wesentlichen linearen Kennlinienbereich und einen dazwischenliegenden Kniepunkt aufweist. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Hörvorrichtung mit einer entsprechenden Verstärkungseinrichtung.
  • Bei Innenohrschwerhörigen tritt oftmals das Phänomen des Rekruitments auf, d. h. ein pathologischer Lautheitsanstieg. Dieser lässt sich wie folgt erklären: Bei Normalhörenden wird durch die Funktion der äußeren Haarzellen und die aktiven Prozesse der große Dynamikbereich natürlich vorkommender akustischer Signalpegel in einen relativ kleinen Bereich von Auslenkungen auf der Basiliarmembran komprimiert. Bei Ausfall dieser Prozesse liegen die Auslenkungen für kleine Eingangssignalpegel unterhalb der Wahrnehmungsgrenze, während bei mittleren Eingangspegeln die Wahrnehmungsgrenze überschritten wird und der gesamte Bereich der Wahrnehmung von mittleren Pegeln bis hin zu hohen Pegeln überstrichen wird. Dies führt zu einer größeren Steigung der subjektiven Lautheitsfunktion.
  • Um das Rekruitment bei Hörgeschädigten auszugleichen und die Sprachverständlichkeit zu verbessern, werden die Eingangssignale bei digitalen Hörsystemen komprimiert, d. h. leise Signale werden stärker verstärkt als laute Signale. Es ist jedoch bekannt, dass Hörgeräteträger lineare Einstellungen oft bevorzugen, weil der Klang als angenehmer empfunden wird. Daher ist man stets bemüht, den Verstärker so einzurichten, dass in dem Nutzsignalpegelbereich eine lineare Verstärkung stattfindet. Hierzu ist es notwendig, die Verstärkungskennlinie, d. h. die Übertragungsfunktion vom Eingangssignalpegel zum Ausgangssignalpegel in zwei lineare Bereiche L1 und L2 aufzuteilen, die durch einen Kniepunkt K getrennt sind, wie dies in FIG 1 dargestellt ist. Dieser Kurvenverlauf macht deutlich, dass niedrigere Eingangssignalpegel stärker und höhere Eingangssignalpegel oberhalb des Kniepunkts K1 weniger stark verstärkt werden. Daher ergibt sich in dem Linearbereich L2 eine Kompression. In FIG 1 ist ferner ein Nutz- bzw. Eingangssignalpegelbereich EB dargestellt, in dem typischerweise die meisten Sprachsignale liegen. In dem gewählten Beispiel liegt der Eingangssignalpegelbereich von 50 dB bis 80 dB.
  • Da der Kniepunkt K1 in dem Pegelbereich EB des Nutzsignals liegt, können unter Umständen Verzerrungen hörbar sein. Daher wird bekanntermaßen die Verstärkung eines Hörgeräts hard- oder softwaremäßig so eingestellt, dass der Kniepunkt K1' der Verstärkung unterhalb des Nutzsignalpegelbereichs EB liegt, wie dies in FIG 2 dargestellt ist. In diesem Fall ist zwar die Verstärkung des Signals geringer und das Signal wird komprimiert, aber dies wird vom Hörgeräteträger eher akzeptiert als störende Verzerrungen. Das Hörgerät verhält sich somit linear und Oberschwingungen, die aufgrund einer nicht linearen Kennlinie bei schwankendem Nutzsignalpegel um den Kniepunkt auftreten, sind nicht mehr zu befürchten. Damit ergibt sich bei dem Nutzsignal "Sprache" oder "Musik" ein eher natürliches Hörempfinden.
  • Alternativ kann der Kniepunkt der Verstärkungskurve auch oberhalb des Nutzsignalpegelbereichs EB liegen. Dies ist jedoch eher ungünstig, da dann der geforderte Rekruitment-Ausgleich schwer erreichbar ist.
  • Die Einstellung des Kniepunkts beruht jedoch auf Annahmen, die während der Hörsystemanpassung gemacht werden. Wenn sich der Pegelbereich des Nutzsignals ändert, ist die Anpassung nicht mehr optimal. Wurde die Anpassung beispielsweise für einen leisen Sprecher durchgeführt, so gibt es Probleme bei einer späteren Kommunikation mit einem lauten Sprecher, da sich der Nutzsignalpegelbereich hier nach oben verschiebt. Ebenso können Probleme bei Musik mit hoher Dynamik auftreten, da der Pegelbereich dort sehr breit ist.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, die Verstärkung einer Hörvorrichtung dahingehend zu optimieren, dass bei unterschiedlichen Nutzsignalpegelbereichen weniger Verzerrungen durch Nichtlinearität der Verstärkungskennlinie auftreten.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Einstellung einer Verstärkungskennlinie einer Hörvorrichtung, insbesondere eines Hörgeräts, wobei die Verstärkungskennlinie, die die Verstärkung zwischen Eingangs- und Ausgangssignalpegel definiert, einen ersten im Wesentlichen linearen Kennlinienbereich, einen zweiten im Wesentlichen linearen Kennlinienbereich und einen dazwischenliegenden Kniepunkt aufweist, durch Erfassen eines Eingangssignalpegelbereichs und Verschieben des Kniepunkts in Abhängigkeit des Eingangspegelbereichs.
  • Darüber hinaus wird erfindungsgemäß bereitgestellt eine Hörvorrichtung, insbesondere ein Hörgerät, mit einer Verstärkungseinrichtung, deren Verstärkungskennlinie, die die Verstärkung zwischen Eingangs- und Ausgangssignalpegel definiert, einen ersten im Wesentlichen linearen Kennlinienbereich, einen zweiten im Wesentlichen linearen Kennlinienbereich und einen dazwischenliegenden Kniepunkt aufweist, einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Eingangssignalpegelbereichs und einer Adaptionseinrichtung zum Verschieben des Kniepunkts der Verstärkungseinrichtung in Abhängigkeit des Eingangssingalpegelbereichs.
  • Durch das erfindungsgemäße, automatische Anpassen der Verstärkungskennlinie an den Nutz- bzw. Eingangssignalpegelbereich kann stets eine gewünschte Klangqualität erzielt werden.
  • Vorzugsweise wird der Kniepunkt der Verstärkungskennlinie unterhalb des Eingangssignalpegelbereichs geschoben. Damit kann im Nutz- bzw. Eingangssignalpegelbereich immer optimale Lautheit und lineare Verstärkung geboten werden. Folglich ergeben sich im interessierenden Bereich keine Verzerrungen und ein angenehmer Klang.
  • Die Verstärkungskennlinie kann darüber hinaus einen zweiten Kniepunkt aufweisen, der zwischen dem zweiten im Wesentlichen linearen Kennlinienbereich und einem dritten im Wesentlichen linearen Kennlinienbereich liegt, wobei der zweite Kniepunkt oberhalb des Eingangsignalpegelbereichs liegt oder gelegt wird. Damit lässt sich die Kompression im oberen Pegelbereich besser steuern und der Nutzpegelsignalbereich erfährt nach wie vor eine lineare Verstärkung.
  • Die vorliegende Erfindung ist anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:
    • FIG 1
    einen Pegelbereich eines Nutzsignals um einen Kniepunkt;
    FIG 2
    einen Kniepunkt der Verstärkungskennlinie unterhalb des Nutzsignalbereichs und
    FIG 3
    eine Verstärkungskennlinie mit zwei Kniepunkten, die unter- und oberhalb des Nutzsignalbereichs liegen.
  • Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
  • Erfindungsgemäße wird zunächst für die Einstellung der Verstärkungskennlinie der Pegelbereich des Nutzsignals ermittelt. In der erfindungsgemäßen Hörvorrichtung bzw. dem erfindungsgemäßen Hörgerät ist hierzu beispielsweise ein Pegelschätzer vorgesehen. Er ermittelt den Nutz- bzw. Eingangssignalpegelbereich EB. In dem Beispiel von FIG 1 liegt dieser Bereich, wie eingangs erwähnt, zwischen 50 dB und 80 dB. Die Verstärkungskennlinie besitzt in dem hier gewählten Beispiel den bereits geschilderten Verlauf mit zwei linearen Abschnitten L1 und L2 sowie einen dazwischenliegenden Kniepunkt K1.
  • Nach der automatischen Ermittlung des Eingangssingalpegelbereichs EB wird der Kniepunkt langsam adaptiv zu dem unteren Ende des Nutzsignalpegelbereichs EB nachgeführt. Schließlich ergibt sich ein neuer Kniepunkt K1' an der in FIG 2 eingezeichneten Stelle. Er trennt nun die Linearbereiche L1' und L2'.
  • Das Nachführen erfolgt im vorliegenden Beispiel so, dass die Steilheit der Verstärkungskennlinie im Linearbereich L1 bis zum Nutzsignalpegelbereich EB beibehalten wird. Im Nutzsignalpegelbereich und darüber wird in etwa die Steilheit bzw. Kompression des ursprünglichen Linearbereichs L2 gewählt, so dass sich der neue Linearbereich L2' ergibt.
  • Alternativ könnte das Nachführen des Kniepunkts auch dadurch erfolgen, dass die Steilheit der Linearbereiche variiert und Endpunkte der Linearbereiche vorgegeben werden. So könnte beispielsweise der Kniepunkt immer auf den Ausgangssignalpegel 50 dB am Anfang des Nutzsignalpegelbereichs EB gesetzt werden.
  • Die Verstärkung des Nutzsignals ist im Anschluss an die Nachführung des Kniepunkts zwar geringer und das Nutzsignal wird mehr komprimiert, aber es treten keine Verzerrungen durch Nichtlinearitäten auf.
  • Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besitzt die Verstärkungskennlinie der Hörvorrichtung gemäß FIG 3 zwei Kniepunkte K2 und K3. Diese beiden Kniepunkte K2 und K3 trennen die linearen Bereiche L3, L4 und L5 voneinander. Auch hier wird die Verstärkungskennlinie automatisch an den Nutz- bzw. Eingangssignalpegelbereich EB adaptiert. Dies bedeutet, dass der Kniepunkt K2 unterhalb des Nutzsignalbereichs EB oder an dessen unteren Rand und der zweite Kniepunkt K3 oberhalb des Nutzsignalbereichs EB oder an dessen oberen Rand automatisch verschoben wird. Der gesamte Ausgangssignalpegelbereich ist bei dem gewählten Beispiel dann zwar geringer als bei den oben dargestellten Beispielen mit einem Kniepunkt, aber die Gesamtverstärkung kann dann erhöht und damit das Nutzsignal lauter wiedergegeben werden. Die Signale oberhalb des zweiten Kniepunkts K3 werden stark komprimiert, sie sind jedoch nicht von großer Bedeutung, da sie außerhalb des wesentlichen Eingangssignalpegelbereichs liegen. Vorteilhaft bei dieser Verstärkungsvariante ist auch, dass der Ausgangsverstärkungsbereich praktisch ohne qualitative Einbußen für den Nutzer deutlich verkleinert werden kann.

Claims (6)

  1. Verfahren zur Einstellung einer Verstärkungskennlinie einer Hörvorrichtung, insbesondere eines Hörgeräts, wobei die Verstärkungskennlinie, die die Verstärkung zwischen Eingangs- und Ausgangssignalpegel definiert, einen ersten im Wesentlichen linearen Kennlinienbereich (L1, L1'), einen zweiten im Wesentlichen linearen Kennlinienbereich (L2, L2') und einen dazwischenliegenden Kniepunkt (K1, K1') aufweist, gekennzeichnet, durch
    - Erfassen eines Eingangssignalpegelbereichs (EB) und
    - Verschieben des Kniepunkts (K1, K1') in Abhängigkeit des Eingangspegelbereichs.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kniepunkt (K1, K1') unterhalb des Eingangssignalpegelbereichs (EB) geschoben wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Verstärkungskennlinie einen zweiten Kniepunkt (K3) aufweist, der zwischen dem zweiten im Wesentlichen linearen Kennlinienbereich (L4) und einem dritten im Wesentlichen linearen Kennlinienbereich (L5) liegt, und wobei der zweite Kniepunkt (K3) oberhalb des Eingangsignalpegelbereichs (EB) liegt.
  4. Hörvorrichtung, insbesondere Hörgerät, mit
    - einer Verstärkungseinrichtung, deren Verstärkungskennlinie, die die Verstärkung zwischen Eingangs- und Ausgangssignalpegel definiert, einen ersten im Wesentlichen linearen Kennlinienbereich (L1, L1'), einen zweiten im Wesentlichen linearen Kennlinienbereich (L2, L2') und einen dazwischenliegenden Kniepunkt (K1, K1') aufweist,
    gekennzeichnet, durch
    - eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Eingangssignalpegelbereichs (EB) und
    - eine Adaptionseinrichtung zum Verschieben des Kniepunkts (K1, K1') der Verstärkungseinrichtung in Abhängigkeit des Eingangssingalpegelbereichs (EB).
  5. Hörvorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Kniepunkt (K1, K1') der Verstärkungskennlinie der Verstärkungseinrichtung durch die Adaptionseinrichtung unterhalb des Eingangssignalpegelbereichs (EB) schiebbar ist.
  6. Hörvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Verstärkungskennlinie der Verstärkungseinrichtung einen zweiten Kniepunkt (K3) aufweist, der zwischen dem zweiten im Wesentlichen linearen Kennlinienbereich (L4) und einem dritten im Wesentlichen linearen Kennlinienbereich (L5) liegt, und wobei der zweite Kniepunkt (K3) durch die Adaptionseinrichtung oberhalb des Eingangssignalpegelbereichs (EB) schiebbar ist.
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