EP2219389B1 - Vorrichtung und Verfahren zur Störgeräuschschätzung bei einer binauralen Hörgeräteversorgung - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Störgeräuschschätzung bei einer binauralen Hörgeräteversorgung Download PDF

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EP2219389B1
EP2219389B1 EP09178490A EP09178490A EP2219389B1 EP 2219389 B1 EP2219389 B1 EP 2219389B1 EP 09178490 A EP09178490 A EP 09178490A EP 09178490 A EP09178490 A EP 09178490A EP 2219389 B1 EP2219389 B1 EP 2219389B1
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EP
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microphone
directional
binaural
hearing device
directional characteristic
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Eghart Fischer
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Siemens Medical Instruments Pte Ltd
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    • H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
    • H04R25/55—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception using an external connection, either wireless or wired
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    • H04R2201/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones covered by H04R1/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/40—Details of arrangements for obtaining desired directional characteristic by combining a number of identical transducers covered by H04R1/40 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/401—2D or 3D arrays of transducers

Definitions

  • Hearing aids are portable hearing aids that are used to care for the hearing impaired.
  • different types of hearing aids such as behind-the-ear hearing aids, hearing aids with external earphones and in-the-ear hearing aids, e.g. also provided Concha hearing aids or channel hearing aids.
  • the hearing aids listed by way of example are worn on the outer ear or in the ear canal.
  • bone conduction hearing aids, implantable or vibrotactile hearing aids are also available on the market. The stimulation of the damaged hearing takes place either mechanically or electrically.
  • Hearing aids have in principle as essential components an input transducer, an amplifier and an output transducer.
  • the input transducer is usually a sound receiver, z. As a microphone, and / or an electromagnetic receiver, for. B. an induction coil.
  • the output transducer is usually used as an electroacoustic transducer, z. As miniature speaker, or as an electromechanical transducer, z. B. bone conduction, realized.
  • the amplifier is usually integrated in a signal processing unit.
  • FIG. 1 illustrated by the example of a behind-the-ear hearing aid 1.
  • a hearing aid housing 2 for carrying behind the ear one or more microphones 3 are incorporated for receiving the sound from the environment.
  • a signal processing unit 4 which is also integrated in the hearing aid housing 2, processes the microphone signals and amplifies them.
  • the output signal of the signal processing unit 4 is transmitted to a loudspeaker or receiver 5, which outputs an acoustic signal.
  • the sound is optionally transmitted via a sound tube, not shown, which is fixed with an earmold in the ear canal, to the eardrum of the hearing aid wearer.
  • the power supply of the hearing device 1 and in particular that of the signal processing unit 4 is effected by a battery 6 likewise integrated into the hearing device housing 2.
  • cepstral smooth Another way of improving speech and suppressing "musical tones" is to "cepstral smooth" the weighting of spectral filters.
  • a recursive, temporal smoothing is applied essentially to higher cepstral coefficients, excluding those coefficients which represent the pitch information. This method is also effective for non-stationary noises.
  • Directional microphones are also one of the methods of noise suppression that has been established for years and demonstrably improve speech intelligibility in listening situations in which the useful signal and the interference signals come from different directions.
  • the directivity is differential Processing of two or more adjacent microphones with omnidirectional characteristics generated.
  • FIG. 2 shows a simplified block diagram of a directional microphone system 1st order with a first and a second microphone 3A, 3B at a distance of about 10 to 15 mm.
  • This results for sound signals coming from the front V an external delay of T2 between the two microphones 3A, 3B, which corresponds to the distance of the microphones 3A, 3B to each other.
  • the signal R2 of the second microphone 3B is delayed by the time T1 in a delay unit 7, inverted in the inverter 8 and added to the signal R1 of the first microphone 3A in an adder 9.
  • the sum results in the directional microphone signal RA, which can be supplied to a listener, for example via signal processing.
  • the direction-dependent sensitivity arises essentially from a subtraction of the second microphone signal R2 delayed by the time T2 from the first signal R1. Sound signals from the front V are thus, after appropriate equalization, not attenuated, while, for example, sound signals are extinguished from the side S or from behind.
  • Hamacher, V Comparison of advanced monaural and binaural noise reduction algorithms for hearingaids; IEEE 2002, pages IV-4008 to IV-4011 discloses a combination of monaural and binaural noise power estimation in hearing aids, wherein the monaural noise power is considered only for frequencies below a certain frequency.
  • the stated object is achieved with the device for noise estimate of the independent claim 1 or 2 and the method for noise estimate of the independent claim 7 and 8, respectively.
  • the invention claims a device for noise estimation with a first and a second hearing aid for the binaural supply of a hearing impaired, wherein the hearing aids each having a first and a second omnidirectional microphone and the two microphones of each hearing aid to form a first and / or a second directional microphone with a monaural directional characteristic are electrically interconnected.
  • the first and / or second microphone of the first hearing device is wirelessly interconnected with the first and / or second microphone of the second hearing device to form a directional microphone having a binaural directional characteristic.
  • the level of an output signal of the first and / or the second directional microphone having a monaural directional characteristic is linked to the level of an output signal of the directional microphone having a binaural directional characteristic. This offers the advantage that noise can be estimated better and more robust.
  • the first and / or second monaural directional characteristic can form a zero point in the direction of a useful sound source.
  • the first and / or second monaural directional characteristics may form a monaural anti-kidney.
  • the binaural directional characteristic can advantageously form a zero point in the direction of the useful sound source.
  • the binaural directional characteristic can form a binaural eight.
  • the estimation can be formed by maximizing the levels of the output signals of the directional microphones.
  • the estimation can be formed by summing the level of the output signals of the directional microphones.
  • the invention also claims a method for noise estimation with a first and a second hearing aid for the binaural care of a hearing impaired person, wherein the hearing aids each have a first and a second omnidirectional microphone and the two microphones of each hearing aid to form a first and / or a second monaural directional characteristic electrically interconnected.
  • the first or second microphone of the first hearing device is wirelessly interconnected with the first or second microphone of the second hearing device to form a binaural directional characteristic.
  • the level of an output signal of the first and / or the second directional microphone having a monaural directional characteristic is linked to the level of an output signal of the directional microphone having a binaural directional characteristic. This optimizes the noise estimate.
  • the first and / or second monaural directional characteristic can be formed with a zero point in the direction of a useful sound source.
  • the binaural directional characteristic can be formed with a zero point in the direction of the useful sound source.
  • the estimation may be formed by maximizing the levels of the output signals of the directional microphones.
  • the estimation may be formed by summing the levels of the output signals of the directional microphones.
  • FIG. 3 shows a sectional view through the head 10 of a hearing aid wearer with a first hearing aid 1A.
  • the cut takes place parallel to a ground surface at the level of the first hearing device 1A.
  • the first hearing aid 1A comprises a first and a second microphone 3A, 3B.
  • the two microphones 3A, 3B are close to each other and are electrically interconnected in such a way that they form a spatial directional characteristic in the form of an anti-kidney 11.
  • the directional characteristic Around a 0 ° direction, from which a useful signal comes, the directional characteristic has a region 13 of strong attenuation. With this monaural Directional characteristic 11 is an estimate of noise possible.
  • the monaural anti-kidney has a relatively large opening angle around the 0 ° direction. That it forms as a directional characteristic a kind of "cone” around the 0 ° direction, in which the sensitivity of the microphone characteristic gradually increases from the inside to the outside.
  • a safe, robust "front / back" distinction is possible.
  • FIG. 4 shows a sectional view through the head 10 of a hearing aid wearer with a first hearing aid 1A and a second hearing aid 1B for binaural care. The cut takes place parallel to a ground surface in the amount of the two hearing aids 1A, 1B.
  • the first and second hearing aids 1A, 1B each include a first microphone 3A.
  • the first microphone 3A of the first hearing device 1A is wirelessly interconnected with the first microphone 3A of the second hearing device 1B to form a directional microphone with a binaural directional characteristic 12.
  • a spatial directional characteristic 12 is generated which corresponds to an "eight" which lies in the direction of the axis connecting the two microphones 3A and in the 0 ° plane ideally an area 13 with zero sensitivity having.
  • the binaural Eight 12 has the major drawback that, although the 0 ° direction sensitivity is theoretically zero, not only in the horizontal 0 ° direction, but in the entire vertical 0 ° plane around the head 10. This means that sources that are located directly above or behind the head 10, for example, are attenuated in the same way as sources from the 0 ° direction. Thus, these sources are implicitly added to a useful signal. However, the relatively narrow opening angle in the 0 ° plane is advantageous.
  • the aforementioned directional characteristics 11, 12 are combined for noise estimation in such a way that the advantages are utilized and the disadvantages are compensated.
  • FIG. 5 shows a sectional view through the head 10 of a hearing aid wearer with a first hearing aid 1A and a second hearing aid 1B for binaural care. The cut takes place parallel to a ground surface in the amount of the two hearing aids 1A, 1B.
  • the first hearing aid 1A comprises a first microphone 3A and a second microphone 3B.
  • the second hearing aid 1B comprises a first microphone 3A.
  • the first microphone 3A of the first hearing device 1A is wirelessly interconnected with the first microphone 3A of the second hearing device 1B to form a directional microphone with a binaural directional characteristic 12. For example, by simply subtracting the microphone signals of the two microphones 3A, a spatial directional characteristic 12 is generated, which corresponds to an "eight", which lies in the direction of the axis connecting the microphones 3A and ideally has zero sensitivity in the 0 ° plane.
  • the two microphones 3A, 3B of the first hearing aid 1A lie close to one another and are electrically interconnected in such a way that they form a spatial directional characteristic in the form of an anti-kidney 11.
  • the directional characteristic Around a 0 ° direction, from which a useful signal comes, the directional characteristic has a region 13 of strong attenuation.
  • the narrow opening angle in the horizontal direction ensures a strongly dependent on the horizontal viewing direction of a hearing aid wearer, which comes close to that of a very narrow "beam".
  • the slightly wider opening in the vertical direction ensures that a useful signal range is less dependent on a head tilt of the hearing aid wearer.

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Description

  • Die Erfindung betrifft Vorrichtungen und Methoden wie in den Patentansprüchen angegeben. Hörgeräte sind tragbare Hörvorrichtungen, die zur Versorgung von Schwerhörenden dienen. Um den zahlreichen individuellen Bedürfnissen entgegenzukommen, werden unterschiedliche Bauformen von Hörgeräten wie Hinter-dem-Ohr Hörgeräte, Hörgerät mit externem Hörer und In-dem-Ohr Hörgeräte, z.B. auch Concha-Hörgeräte oder Kanal-Hörgeräte bereitgestellt. Die beispielhaft aufgeführten Hörgeräte werden am Außenohr oder im Gehörgang getragen. Darüber hinaus stehen auf dem Markt aber auch Knochenleitungshörhilfen, implantierbare oder vibrotaktile Hörhilfen zur Verfügung. Dabei erfolgt die Stimulation des geschädigten Gehörs entweder mechanisch oder elektrisch.
  • Hörgeräte besitzen prinzipiell als wesentliche Komponenten einen Eingangswandler, einen Verstärker und einen Ausgangswandler. Der Eingangswandler ist in der Regel ein Schallempfänger, z. B. ein Mikrofon, und/oder ein elektromagnetischer Empfänger, z. B. eine Induktionsspule. Der Ausgangswandler ist meist als elektroakustischer Wandler, z. B. Miniaturlautsprecher, oder als elektromechanischer Wandler, z. B. Knochenleitungshörer, realisiert. Der Verstärker ist üblicherweise in eine Signalverarbeitungseinheit integriert. Dieser prinzipielle Aufbau ist in Figur 1 am Beispiel eines Hinter-dem-Ohr Hörgeräts 1 dargestellt. In ein Hörgerätegehäuse 2 zum Tragen hinter dem Ohr sind ein oder mehrere Mikrofone 3 zur Aufnahme des Schalls aus der Umgebung eingebaut. Eine Signalverarbeitungseinheit 4, die ebenfalls in das Hörgerätegehäuse 2 integriert ist, verarbeitet die Mikrofonsignale und verstärkt sie. Das Ausgangssignal der Signalverarbeitungseinheit 4 wird an einen Lautsprecher bzw. Hörer 5 übertragen, der ein akustisches Signal ausgibt. Der Schall wird gegebenenfalls über einen nicht dargestellten Schallschlauch, der mit einer Otoplastik im Gehörgang fixiert ist, zum Trommelfell des Hörgeräteträgers übertragen. Die Energieversorgung des Hörgeräts 1 und insbesondere die der Signalverarbeitungseinheit 4 erfolgt durch eine ebenfalls ins Hörgerätegehäuse 2 integrierte Batterie 6.
  • Bei der Verarbeitung digitaler Sprachaufnahmen, z. B. mit digitalen Hörgeräten, ist es oft wünschenswert, störende Hintergrundgeräusche zu unterdrücken, ohne dabei das Nutzsignal (Sprache) zu beeinflussen. Hierfür sind Filterverfahren, welche das Kurzzeitspektrum des Signals beeinflussen, wie das Wiener-Filter, bekannt und geeignet. Allerdings setzen diese Verfahren eine genaue Schätzung der frequenzabhängigen Leistung des zu unterdrückenden Störgeräuschs aus einem Eingangssignal voraus. Ist diese Schätzung ungenau, wird entweder eine nicht zufriedenstellende Störgeräuschunterdrückung erreicht, das Wunschsignal wird angegriffen oder es entstehen zusätzliche künstlich erzeugte Störsignale, auch "musical tones" bzw. "musical noise" genannt. Methoden zur Störgeräuschschätzung, welche diese Probleme vollständig und effizient lösen, stehen noch nicht zur Verfügung.
  • Bislang kann die Störgeräuschleistung prinzipiell durch zwei Ansätze geschätzt werden. Beide Methoden können entweder breitbandig oder bevorzugt in einer Frequenzbereichszerlegung mittels Filterbank oder Kurzzeit-Fourier-Transformation stattfinden:
    1. 1. Sprachaktivitätserkennung:
      • Solange keine Sprachaktivität festgestellt wird, betrachtet man die komplette (zeitveränderliche) Eingangssignalleistung als Störgeräusch. Sofern Sprachaktivität detektiert wird, hält man die Störgeräuschschätzung auf dem vor dem Einsetzen der Sprachaktivität geschätzten Wert konstant.
    2. 2. Störleistungsschätzung während einer Sprachaktivität (so genanntes "Minimum-Tracking-Verfahren"):
      • Es ist bekannt, dass auch während einer Sprachaktivität die Sprachsignalleistung in einzelnen Frequenzbereichen immer wieder kurzfristig nahezu Null ist. Liegt nun eine Mischung aus Sprache und vergleichsweise langsam zeitveränderlichem Störgeräusch zugrunde, so entsprechen die Minima der zeitlich betrachteten spektralen Signalleistung der Störgeräuschleistung zu diesen Zeitpunkten. Zwischen den festgestellten Minima muss die Störsignalleistung liegen ("Minimum-Tracking"). Die Ermittlung der Störgeräuschleistung erfolgt typischerweise getrennt für verschiedene Frequenzbereiche des Eingangssignals. Hierzu wird das Eingangssignal zunächst mittels einer Filterbank oder einer Fourier-Transformation in einzelne Frequenzkomponenten aufgespaltet. Diese Komponenten werden dann getrennt voneinander verarbeitet.
  • Bei der oben genannten 1. Methode, stellt einerseits die zuverlässige Erkennung von Sprachaktivität ein Problem dar, andererseits ist es nicht möglich, zeitlich veränderliche Störgeräusche während gleichzeitiger Sprachaktivität zu verfolgen.
  • Bei der oben beschriebenen 2. Methode sind grundsätzliche Widersprüche in der Einstellung des Algorithmus zu lösen: Wenn Sprache vorliegt, sollte die Störgeräuschschätzung nur langsam angepasst werden, um nicht durch schnelle Adaption Sprachanteile als Störgeräusche zu klassifizieren und hierdurch die Sprachqualität anzugreifen. Liegt keine Sprache vor, so sollte die Störleistungsschätzung ohne Verzögerung der temporalen Feinstruktur des Eingangssignals folgen. Hieraus ergeben sich für die Einstellparameter des Verfahrens, wie z. B. Glättungszeitkonstanten, Fensterlänge für eine Minimumsuche oder Gewichtungsfaktoren widersprüchliche Anforderungen, die bislang nur im Mittel optimal gelöst werden konnten. Außerdem ist diese Methode nicht in der Lage, schnellen Änderungen des Störsignals zu folgen.
  • Eine weitere Möglichkeit zur Sprachverbesserung und der Unterdrückung von "Musical Tones" verspricht die "Cepstrale Glättung" der Gewichtung von spektralen Filtern. Dabei wird eine rekursive, temporäre Glättung im Wesentlichen auf höhere cepstrale Koeffizienten angewandt, wobei jene Koeffizienten ausgenommen sind, welche die Tonhöheninformation repräsentieren. Dieses Verfahren ist auch bei nicht stationären Geräuschen wirksam.
  • In der nachveröffentlichten DE 10 2008 031 A1 werden die einleitend beschriebenen Verfahren zur Störgeräuschschätzung ausführlich beschrieben.
  • Die einleitenden Ausführungen zeigen, dass eine sichere Schätzung eines Störsignals komplex und aufwendig ist. Insbesondere ist eine genaue Schätzung bei Hörgeräten aufgrund des Einflusses des Kopfes eines Hörgeräteträgers oftmals schwierig.
  • Auch Richtmikrofone zählen zu den seit Jahren etablierten Methoden der Störgeräuschunterdrückung und führen nachweislich zur Verbesserung der Sprachverständlichkeit in Hörsituationen, in denen das Nutzsignal und die Störsignale aus unterschiedlichen Richtungen einfallen. In modernen Hörgeräten wird die Richtwirkung durch differentielle Verarbeitung zweier oder mehrerer benachbarter Mikrofone mit omnidirektionaler Charakteristik erzeugt.
  • Figur 2 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Richtmikrofonsystems 1. Ordnung mit einem ersten und einem zweiten Mikrofon 3A, 3B im Abstand von etwa 10 bis 15 mm. Dadurch entsteht für Schallsignale die von vorne V kommen eine externe Verzögerung von T2 zwischen den beiden Mikrofonen 3A, 3B, welche dem Abstand der Mikrofone 3A, 3B zueinander entspricht. Das Signal R2 des zweiten Mikrofons 3B wird um die Zeit T1 in einer Verzögerungseinheit 7 verzögert, im Inverter 8 invertiert und mit dem Signal R1 des ersten Mikrofons 3A in einem Addierer 9 addiert. Die Summe ergibt das Richtmikrofonsignal RA, das beispielsweise über eine Signalverarbeitung einem Hörer zugeführt werden kann. Die richtungsabhängige Empfindlichkeit entsteht im Wesentlichen aus einer Subtraktion des um die Zeit T2 verzögerten zweiten Mikrofonsignals R2 vom ersten Signal R1. Schallsignale von vorne V werden somit, nach geeigneter Entzerrung, nicht gedämpft, während beispielsweise Schallsignale von der Seite S oder von hinten ausgelöscht werden.
  • Aufbau und Wirkungsweise von Richtmikrofonsystemen für Hörgeräte sind zum Beispiel in der Patentschrift DE 103 31 956 B3 beschrieben.
  • Hamacher, V.: Comparison of advanced monaural and binaural noise reduction algorithms for hearingaids; IEEE 2002, Seite IV-4008 bis IV-4011 offenbart eine Verknüpfung von monauraler und binauraler Geräuschleistungsschätzung bei Hörgeräten, wobei die monaurale Geräuschleistung nur für Frequenzen unterhalb einer bestimmten Frequenz berücksichtigt wird.
  • Schaub, A.: Digitale Hörgeräte - Was steckt dahinter? ; Median-Verlag Heidelberg 2005; ISBN 3-022766-86-2, Seiten 89 bis 97 offenbart digitale Hörgeräte, die mittels Richtmikrofonen Störschall, der von der Seite und von hinten einfällt, adaptiv unterdrücken.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine weitere Vorrichtung und ein weiteres Verfahren zur Störgeräuschschätzung anzugeben.
  • Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe mit der Vorrichtung zur Störgeräuschschätzung des unabhängigen Patentanspruchs 1 bzw. 2 und dem Verfahren zur Störgeräuschschätzung des unabhängigen Patentanspruchs 7 bzw. 8 gelöst.
  • Die Erfindung beansprucht eine Vorrichtung zur Störgeräuschschätzung mit einem ersten und einem zweiten Hörgerät zur binauralen Versorgung eines Hörgeschädigten, wobei die Hörgeräte jeweils ein erstes und ein zweites omnidirektionales Mikrofon aufweisen und die beiden Mikrofone jedes Hörgeräts zur Bildung eines ersten und/oder eines zweiten Richtmikrofons mit einer monauralen Richtcharakteristik elektrisch miteinander verschaltet sind. Das erste und/oder zweite Mikrofon des ersten Hörgeräts ist mit dem ersten und/oder zweiten Mikrofon des zweiten Hörgeräts zur Bildung eines Richtmikrofons mit einer binauralen Richtcharakteristik drahtlos miteinander verschaltet. Zur Schätzung des Störgeräusches wird der Pegel eines Ausgangssignals des ersten und/oder des zweiten Richtmikrofons mit monauraler Richtcharakteristik mit dem Pegel eines Ausgangssignals des Richtmikrofons mit binauraler Richtcharakteristik verknüpft. Dies bietet den Vorteil, dass Störgeräusche besser und robust geschätzt werden können.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung kann die erste und/oder zweite monaurale Richtcharakteristik eine Nullstelle in Richtung einer Nutzschallquelle ausbilden.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann die erste und/oder zweite monaurale Richtcharakteristik eine monaurale Anti-Niere bilden.
  • Vorteilhaft kann die binaurale Richtcharakteristik eine Nullstelle in Richtung der Nutzschallquelle ausbilden.
  • Des Weiteren kann die binaurale Richtcharakteristik eine binaurale Acht bilden.
  • Außerdem kann die Schätzung durch eine Maximums-Bildung der Pegel der Ausgangssignale der Richtmikrofone gebildet werden.
  • In einer Weiterbildung kann die Schätzung durch eine Summen-Bildung der Pegel der Ausgangssignale der Richtmikrofone gebildet werden.
  • Die Erfindung beansprucht auch ein Verfahren zur Störgeräuschschätzung mit einem ersten und einem zweiten Hörgerät zur binauralen Versorgung eines Hörgeschädigten, wobei die Hörgeräte jeweils ein erstes und ein zweites omnidirektionales Mikrofon aufweisen und die beiden Mikrofone jedes Hörgeräts zur Bildung einer ersten und/oder einer zweiten monauralen Richtcharakteristik elektrisch miteinander verschaltet werden. Das erste oder zweite Mikrofon des ersten Hörgeräts wird mit dem ersten oder zweiten Mikrofon des zweiten Hörgeräts zur Bildung einer binauralen Richtcharakteristik drahtlos miteinander verschaltet. Zur Schätzung des Störgeräuschs wird der Pegel eines Ausgangssignals des ersten und/oder des zweiten Richtmikrofons mit monauraler Richtcharakteristik mit dem Pegel eines Ausgangssignals des Richtmikrofons mit binauraler Richtcharakteristik verknüpft. Dadurch wird die Störgeräuschschätzung optimiert.
  • Bevorzugt kann die erste und/oder zweite monaurale Richtcharakteristik mit einer Nullstelle in Richtung einer Nutzschallquelle gebildet werden.
  • In einer Weiterbildung kann die binaurale Richtcharakteristik mit einer Nullstelle in Richtung der Nutzschallquelle gebildet werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann die Schätzung durch eine Maximums-Bildung der Pegel der Ausgangssignale der Richtmikrofone gebildet werden.
  • Des Weiteren kann die Schätzung durch eine Summen-Bildung der Pegel der Ausgangssignale der Richtmikrofone gebildet werden.
  • Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung werden aus den nachfolgenden Erläuterungen eines Ausführungsbeispiels anhand von schematischen Zeichnungen ersichtlich.
  • Es zeigen:
    • Figur 1:
    ein Hinter-dem-Ohr-Hörgerät gemäß Stand der Technik,
    Figur 2:
    ein Blockschaltbild eines Richtmikrofons gemäß Stand der Technik,
    Figur 3:
    eine monaurale Mikrofonanordnung mit einer anti- nierenförmigen Richtcharakteristik,
    Figur 4:
    eine binaurale Mikrofonanordnung mit einer achtförmigen Richtcharakteristik und
    Figur 5:
    eine Mikrofonanordnung mit einer monauralen Anti- Niere und einer binauralen Acht.
  • Figur 3 zeigt eine Schnittansicht durch den Kopf 10 eines Hörgeräteträgers mit einem ersten Hörgerät 1A. Der Schnitt erfolgt parallel zu einer Bodenoberfläche in Höhe des ersten Hörgeräts 1A. Das erste Hörgerät 1A umfasst ein erstes und ein zweites Mikrofon 3A, 3B. Die beiden Mikrofone 3A, 3B liegen eng beieinander und sind derart elektrisch miteinander verschaltet, dass sie eine räumliche Richtcharakteristik in Form einer Anti-Niere 11 bilden. Um eine 0°-Richtung, aus der ein Nutzsignal kommt, weist die Richtcharakteristik einen Bereich 13 starker Dämpfung auf. Mit dieser monauralen Richtcharakteristik 11 ist eine Schätzung von Störschall möglich.
  • Die monaurale Anti-Niere weist einen relativ großen Öffnungswinkel um die 0°-Richtung auf. D.h. es bildet sich als Richtcharakteristik eine Art "Kegel" um die 0°-Richtung, in dem von innen nach außen die Empfindlichkeit der Mikrofoncharakteristik sukzessive zunimmt. Eine scharfe räumliche Trennung von Quellen um die 0° Richtung, z.B im Bereich von 10-20°, ist deshalb damit nicht realisierbar. Eine sichere, robuste "vorne/hinten" Unterscheidung ist aber möglich.
  • Figur 4 zeigt eine Schnittansicht durch den Kopf 10 eines Hörgeräteträgers mit einem ersten Hörgerät 1A und einem zweiten Hörgerät 1B zur binauralen Versorgung. Der Schnitt erfolgt parallel zu einer Bodenoberfläche in Höhe der beiden Hörgeräte 1A, 1B. Das erste und das zweite Hörgerät 1A, 1B umfassen jeweils ein erstes Mikrofon 3A. Das erste Mikrofon 3A des ersten Hörgeräts 1A ist mit dem ersten Mikrofon 3A des zweiten Hörgeräts 1B zur Bildung eines Richtmikrofons mit einer binauralen Richtcharakteristik 12 drahtlos miteinander verschaltet. Beispielsweise durch einfaches Subtrahieren der Mikrofonsignale der beiden Mikrofone 3A wird eine räumliche Richtcharakteristik 12 erzeugt, die einer "Acht" entspricht, die in Richtung der die beiden Mikrofone 3A verbindenden Achse liegt und in der 0°-Ebene idealer Weise einen Bereich 13 mit Empfindlichkeit Null aufweist.
  • Die binaurale Acht 12 weist den Haupt-Nachteil auf, dass zwar die Empfindlichkeit in 0°-Richtung theoretisch Null ist, jedoch nicht nur in horizontaler 0°-Richtung, sondern in der ganzen vertikalen 0°-Ebene um den Kopf 10 herum. D.h. Quellen, die z.B. direkt über oder hinter dem Kopf 10 lokalisiert sind, werden genauso gedämpft wie Quellen aus 0°-Richtung. Damit werden diese Quellen implizit einem Nutzsignal zugeschlagen. Vorteilhaft aber ist der relativ schmale Öffnungswinkel in der 0°-Ebene.
  • Erfindungsgemäß werden die vorgenannten Richtcharakteristiken 11, 12 für eine Störgeräuschschätzung so kombiniert, dass die Vorteile genutzt und die Nachteile kompensiert werden.
  • Figur 5 zeigt eine Schnittansicht durch den Kopf 10 eines Hörgeräteträgers mit einem ersten Hörgerät 1A und einem zweiten Hörgerät 1B zur binauralen Versorgung. Der Schnitt erfolgt parallel zu einer Bodenoberfläche in Höhe der beiden Hörgeräte 1A, 1B. Das erste Hörgerät 1A umfasst ein erstes Mikrofon 3A und ein zweites Mikrofon 3B. Das zweite Hörgerät 1B umfasst ein erstes Mikrofon 3A.
  • Das erste Mikrofon 3A des ersten Hörgeräts 1A ist mit dem ersten Mikrofon 3A des zweiten Hörgeräts 1B zur Bildung eines Richtmikrofons mit einer binauralen Richtcharakteristik 12 drahtlos miteinander verschaltet. Beispielsweise durch einfaches Subtrahieren der Mikrofonsignale der beiden Mikrofone 3A wird eine räumliche Richtcharakteristik 12 erzeugt, die einer "Acht" entspricht, die in Richtung der die Mikrofone 3A verbindenden Achse liegt und in der 0°-Ebene idealer Weise Empfindlichkeit Null aufweist.
  • Die beiden Mikrofone 3A, 3B des ersten Hörgeräts 1A liegen eng beieinander und sind derart elektrisch miteinander verschaltet, dass sie eine räumliche Richtcharakteristik in Form einer Anti-Niere 11 bilden. Um eine 0°-Richtung, aus der ein Nutzsignal kommt, weist die Richtcharakteristik einen Bereich 13 starker Dämpfung auf.
  • Je Frequenzband wird nun ein Störpegel entsprechend der unterschiedlichen Richtcharakteristiken 11, 12 geschätzt. Die Ergebnisse der beiden Störschätzverfahren werden durch eine geeignete Verknüpfung, z.B. eine Maximum- oder Summen-Bildung, derart miteinander verrechnet, dass das Ergebnis für diejenigen Raumrichtungen, in denen die eine Charakteristik 11 Störschall nur unzureichend durchlässt (kleine Winkel um 0° bei der Antiniere 11, 0°-Ebene um den Kopf bei der binauralen Acht 12) durch die Durchlässigkeit der jeweils anderen Charakteristik 12 in diesen Richtungen kompensiert wird. Dies ist für alle Richtungen außer der eng begrenzten 0°-Richtung der Fall. Als Bereich 13, in dem das Maximum der beiden Ausgangssignalpegel idealer Weise nahe Null liegt, bleibt nur der Bereich 13 um 0° übrig, begrenzt durch den schmalen horizontale Öffnungswinkel der binauralen Acht 12 nach vorne und den breiteren Öffnungswinkel der Antiniere 11 nach vorne. Der schmale Öffnungswinkel in horizontaler Richtung stellt eine stark von der horizontalen Blickrichtung eines Hörgeräteträgers abhängige Wirkung sicher, die der eines sehr engen "Beam" nahekommt. Die etwas breitere Öffnung in vertikaler Richtung sorgt dafür, dass ein Nutzsignal-Bereich weniger von einer Kopfneigung des Hörgeräteträgers abhängig ist.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Hörgerät
    1A
    erstes Hörgerät
    1B
    zweites Hörgerät
    2
    Hörgerätegehäuse
    3
    Mikrofon
    3A
    erstes Mikrofon
    3B
    zweites Mikrofon
    4
    Signalverarbeitungseinheit
    5
    Hörer
    6
    Batterie
    7
    Verzögerungseinheit
    8
    Inverter
    9
    Addierer
    10
    Kopf eines Hörgeräteträgers
    11
    monaurale anti-nierenförmige Richtcharakteristik
    12
    binaurale achtförmige Richtcharakteristik
    13
    Bereich starker Dämpfung
    R1
    erstes Mikrofonsignal
    R2
    zweites Mikrofonsignal
    RA
    Richtmikrofonsignal
    S
    Signal von der Seite
    T1, T2
    Verzögerung
    V
    Signal von vorne

Claims (10)

  1. Vorrichtung zur Störgeräuschschätzung mit einem ersten und einem zweiten Hörgerät (1A, 1B) zur binauralen Versorgung eines Hörgeschädigten, wobei die Hörgeräte (1A, 1B) jeweils ein erstes und ein zweites omnidirektionales Mikrofon (3A, 3B) aufweisen und die beiden Mikrofone (3A, 3B) jedes Hörgeräts (1A, 1B) zur Bildung eines ersten und eines zweiten Richtmikrofons mit einer monauralen Richtcharakteristik (11) elektrisch miteinander verschaltet sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das erste oder zweite Mikrofon (3A, 3B) des ersten Hörgeräts (1A) mit dem ersten oder zweiten Mikrofon (3A, 3B) des zweiten Hörgeräts (1B) zur Bildung eines Richtmikrofons mit einer binauralen Richtcharakteristik (12) drahtlos miteinander verschaltet sind, und dass zur Schätzung des Störgeräusches
    die Pegel von Ausgangssignalen des ersten und des zweiten Richtmikrofons mit monauraler Richtcharakteristik (11) mit dem Pegel eines Ausgangssignals des Richtmikrofons mit binauraler Richtcharakteristik (12) verknüpft sind,
    und dass die Vorrichtung derart angeparßt ist,
    dass die erste und zweite monaurale Richtcharakteristik (11) und die binaurale Richtcharakteristik (12) eine Nullstelle in Richtung einer Nutzschallquelle ausbilden.
  2. Vorrichtung zur Störgeräuschschätzung mit einem ersten und einem zweiten Hörgerät (1A, 1B) zur binauralen Versorgung eines Hörgeschädigten, wobei das erste Hörgerät (1A) ein erstes omnidirektionales Mikrofon (3A) und das zweite Hörgerät (1B) ein erstes und ein zweites omnidirektionales Mikrofon (3A, 3B) aufweisen und die Mikrofone (3A, 3B) des zweiten Hörgeräts (1B) zur Bildung eines Richtmikrofons mit einer monauralen Richtcharakteristik (11) elektrisch miteinander verschaltet sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das erste Mikrofon (3A) des ersten Hörgeräts (1A) mit dem ersten oder zweiten Mikrofon (3A, 3B) des zweiten Hörgeräts (1B) zur Bildung eines Richtmikrofons mit einer binauralen Richtcharakteristik (12) drahtlos miteinander verschaltet ist, und dass zur Schätzung des Störgeräusches
    der Pegel eines Ausgangssignals des Richtmikrofons mit monauraler Richtcharakteristik (11) mit dem Pegel eines Ausgangssignals des Richtmikrofons mit binauraler Richtcharakteristik (12) verknüpft ist,
    und dass die Vorrichtung derart angeparßt ist,
    dass die monaurale Richtcharakteristik (11) und die binaurale Richtcharakteristik (12) eine Nullstelle in Richtung einer Nutzschallquelle ausbilden.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass mindestens eine der monauralen Richtcharakteristiken (11) eine monaurale Anti-Niere bildet.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die binaurale Richtcharakteristik (12) eine binaurale Acht bildet.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verknüpfen durch eine Maximums-Bildung der Pegel der Ausgangssignale der Richtmikrofone erfolgt.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verknüpfen durch eine Summen-Bildung der Pegel der Ausgangssignale der Richtmikrofone erfolgt.
  7. Verfahren zur Störgeräuschschätzung mit einem ersten und einem zweiten Hörgerät (1A, 1B) zur binauralen Versorgung eines Hörgeschädigten, wobei die Hörgeräte (1A, 1B) jeweils ein erstes und ein zweites omnidirektionales Mikrofon (3A, 3B) aufweisen und die beiden Mikrofone (3A, 3B) jedes Hörgeräts (1A, 1B) zur Bildung einer ersten und einer zweiten monauralen Richtcharakteristik (11) elektrisch miteinander verschaltet werden,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das erste oder zweite Mikrofon (3A, 3B) des ersten Hörgeräts (1A) mit dem ersten oder zweiten Mikrofon (3A, 3B) des zweiten Hörgeräts (1B) zur Bildung einer binauralen Richtcharakteristik (12) drahtlos miteinander verschaltet wird,
    dass zur Schätzung des Störgeräuschs die Pegel von Ausgangssignalen des ersten und des zweiten Richtmikrofons mit monauraler Richtcharakteristik (11) mit dem Pegel eines Ausgangssignals des Richtmikrofons mit binauraler Richtcharakteristik (12) verknüpft werden, und
    dass die erste und zweite monaurale Richtcharakteristik (11) und die binaurale Richtcharakteristik (12) mit einer Nullstelle in Richtung einer Nutzschallquelle gebildet werden.
  8. Verfahren zur Störgeräuschschätzung mit einem ersten und einem zweiten Hörgerät (1A, 1B) zur binauralen Versorgung eines Hörgeschädigten, wobei das erste Hörgerät (1A) ein erstes omnidirektionales Mikrofon (3A) und das zweite Hörgerät (1B) ein erstes und ein zweites omnidirektionales Mikrofon (3A, 3B) aufweisen und die beiden Mikrofone (3A, 3B) des zweiten Hörgeräts (1B) zur Bildung einer monauralen Richtcharakteristik (11) elektrisch miteinander verschaltet werden,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das erste Mikrofon (3A) des ersten Hörgeräts (1A) mit dem ersten oder zweiten Mikrofon (3A, 3B) des zweiten Hörgeräts (1B) zur Bildung einer binauralen Richtcharakteristik (12) drahtlos miteinander verschaltet wird,
    dass zur Schätzung des Störgeräuschs der Pegel eines Ausgangssignals des Richtmikrofons mit monauraler Richtcharakteristik (11) mit dem Pegel eines Ausgangssignals des Richtmikrofons mit binauraler Richtcharakteristik (12) verknüpft wird, und
    dass die monaurale Richtcharakteristik (11) und die binaurale Richtcharakteristik (12) mit einer Nullstelle in Richtung einer Nutzschallquelle gebildet werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Schätzung durch eine Maximums-Bildung der Pegel der Ausgangssignale der Richtmikrofone gebildet wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Schätzung durch eine Summen-Bildung der Pegel der Ausgangssignale der Richtmikrofone gebildet wird.
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