EP2229010A2 - Verfahren zum Kompensieren eines Störschalls bei einer Hörvorrichtung, Hörvorrichtung und Verfahren zum Anpassen derselben - Google Patents

Verfahren zum Kompensieren eines Störschalls bei einer Hörvorrichtung, Hörvorrichtung und Verfahren zum Anpassen derselben Download PDF

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EP2229010A2
EP2229010A2 EP10151957A EP10151957A EP2229010A2 EP 2229010 A2 EP2229010 A2 EP 2229010A2 EP 10151957 A EP10151957 A EP 10151957A EP 10151957 A EP10151957 A EP 10151957A EP 2229010 A2 EP2229010 A2 EP 2229010A2
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EP
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hearing
sound
filter
compensation
noise
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EP10151957A
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EP2229010A3 (de
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Robert Kasanmascheff
Ulrich Kornagel
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Siemens Medical Instruments Pte Ltd
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    • H04R2460/01—Hearing devices using active noise cancellation

Definitions

  • the invention relates to a method for compensating for background noise in a hearing device.
  • the invention also relates to a hearing device which is designed to compensate for background noise.
  • the invention relates to a device and a method for adjusting a hearing device.
  • the term hearing device is understood in particular to mean a hearing device. In addition, however, the term includes other portable acoustic devices such as headsets, headphones and the like.
  • 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 (BTE), hearing aid with external receiver (RIC: receiver in the canal) and in-the-ear hearing aids (IDO), e.g. Concha hearing aids or canal hearing aids (ITE - In the ear, CIC - Completely in the canal).
  • BTE behind-the-ear hearing aids
  • RIC hearing aid with external receiver
  • IDO in-the-ear hearing aids
  • ITE - In the ear, CIC - Completely in the canal e.g. Concha hearing aids or canal hearing aids
  • ITE - In the ear concha hearing aids or canal hearing aids
  • CIC canal 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
  • 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 standard integrated into a signal processing unit. This basic structure is in FIG. 1 shown using the example of a behind-the-ear hearing aid. In a hearing aid housing 1 for carrying behind the ear, one or more microphones 2 for receiving the sound from the environment are installed.
  • a signal processing unit 3 which is also integrated into the hearing aid housing 1, processes signals from the microphones and amplifies the processed signals.
  • the output signal of the signal processing unit 3 is transmitted to a loudspeaker or earpiece 4, which outputs an acoustic signal.
  • the sound is optionally transmitted via a sound tube, which is fixed with an earmold in the ear canal, to the eardrum of the device carrier.
  • the power supply of the hearing device and in particular the signal processing unit 3 is effected by a likewise integrated into the hearing aid housing 1 battery. 5
  • a sound detected by a microphone of a hearing aid also partially contains disturbing noises from an environment of the equipment wearer. These ambient sounds can be attenuated in the microphone signal by the signal processing unit of a hearing aid by means of a filter for noise reduction.
  • the filtered microphone signal can then be converted by a receiver of the hearing device into a sound signal, which is delivered into the ear canal of the device carrier. It is important that not even a sound from the environment directly, d. H. on the acoustic path, from the environment into the ear canal to the eardrum.
  • noise Such a sound, which has undesirably passed from the environment directly, for example, through a ventilation opening of an otoplastic into the auditory canal of the device carrier, is referred to as noise in the context of this invention.
  • the ambient noise is again audible to the equipment wearer, which were elaborately filtered out in the microphone signal of the hearing aid.
  • a hearing aid for aviation in which an ambient sound by means of a compensation sound broadband is compensated.
  • an ambient sound is superimposed with the compensation sound in the ear canal of a wearer of the hearing aid.
  • the compensation sound is phase inverse. It compensates in the auditory canal for the pressure fluctuations that would be caused by the ambient sound without the compensatory sound. In other words, the ambient sound and the compensation sound cancel each other out by their superposition.
  • Compensating for noise by means of a compensation sound is called active noise cancellation (ANC) or more generally active sound compensation.
  • the invention is achieved by a method according to claim 1. Furthermore, the object is achieved by a method according to claim 11. The object concerning the hearing device is achieved by a hearing device according to claim 5 and a device according to claim 14.
  • the hearing includes a subjective loudness perception by a device wearer. Such a perception of loudness can be determined by methods of psychoacoustics known per se. However, the hearing can also be an auditory threshold, as it is e.g. can be determined by a hearing curve.
  • a compensation sound for a hearing device can be generated. Compensation does not take place for all frequencies, but only for frequencies in that spectral band in which a device carrier, for example hears particularly well according to his hearing and / or in which, for example, a sound has a lot of sound energy. Such a spectral band can often be relatively narrow in relation to the total range of audible frequencies.
  • the method may also be designed for compensating in multiple spectral bands.
  • the compensation sound can also be generated in particular without specially optimized device components.
  • an unfavorable group delay caused, for example, by the transducers of the hearing device may be corrected by a group delay of the filter which is negative in the particular spectral band. Such a correction is impossible with a broadband active sound compensation.
  • Störschallpfad the entirety of all acoustic transmission paths is meant over which, for example, an ambient sound, or a significant proportion of the same, from an environment of a device carrier can reach his eardrum, where he then perceptible as noise in the context of the invention.
  • the interference sound path does not include the transmission that is intended to be effected by the hearing device in a partially electronic way.
  • a transfer function of a Störschallpfads can be determined, for example, by a manufacturer by measurements using methods known per se from the prior art.
  • the filtered input signal for the spectral band has the same spectral characteristics as the noise.
  • a further filtering of the input signal can be provided by which, for example, a transmission behavior of a microphone or a loudspeaker of the hearing device is compensated.
  • a signal results, from which a sound inverse to the phase of the noise, that is to say a compensation sound, can be generated.
  • the compensation property is ensured by the inventive method, in particular in the particular spectral band.
  • the spectral band is determined as a function of the spectral distribution of the energy of the noise or the noise causing the noise, an advantageous development results if the determination of the spectral bands is repeated periodically or continuously.
  • the spectral band By constantly adapting the spectral band to the spectral distribution of the energy of the sound to be compensated, it is possible to compensate for it even when an ambient noise changes rapidly in its spectral composition.
  • a further advantage results if, for filtering as a function of the spectral band, one of a plurality of predetermined filters is selected or a filter is calculated.
  • a filter is meant here all those parameters which are necessary for the configuration of a filter algorithm. These parameters of a filter algorithm are also called coefficients of a filter.
  • the outlay for calculating a compensation sound signal is particularly low. Calculating a filter as a function of a spectral band allows to provide a filter for any spectral band.
  • the processing device comprises a filter bank.
  • the spectral distribution of the sound energy is always at intervals of a few milliseconds redeterminable again. Consequently, that spectral band can be determined correspondingly fast, for which a compensation sound signal is to be calculated by the filter device.
  • the hearing device is advantageously further developed in that the filter device comprises a recursive, linear filtering.
  • a linear filter By using a linear filter, there is the advantage that little computing time is needed to calculate a compensation sound signal.
  • a recursive filter has the advantage that particularly few coefficients are required for simulating a transfer function for the sound on an interference sound path, so that the calculation can be carried out with particularly few calculation steps. With a recursive filter also a very low group delay can be achieved.
  • the filter device of the hearing device comprises an adaptive filter. This makes it possible to use one and the same filter for different spectral bands.
  • the filter only has to be adapted to the transfer function of the noise path before filtering in the corresponding spectral band.
  • a plurality of filters are provided in the filter device, from which filter one of them can be selected depending on the particular spectral band.
  • the transfer function is advantageously formed from a spectral profile and a scaling factor.
  • the spectral curve describes the ratio of the influence of the Störschallpfads on the sound in one frequency to the influence of the Störschallpfads on the sound in another frequency. In other words is operated by the spectral curve only the principal form of the transfer function.
  • the spectral course and the transfer function can still differ by a multiplicative factor. This multiplicative factor is the scaling factor.
  • the division results in the advantage that the hearing device can be adapted particularly easily to a user. Namely, while the spectral course can be determined by measurements in the production of the hearing device, the spectral profile with an actual transfer function, as it results when wearing the hearing device, can easily be brought into coincidence by adapting the hearing device for a user only the scaling factor has to be determined.
  • the compensation filter is preferably chosen so that in the spectral band for which the user has a good hearing, a compensation sound can be provided by means of the compensation filter.
  • Good hearing as already mentioned, is to be understood in particular as a pronounced loudness sensation.
  • the compensation can also be done for several spectral bands.
  • a configuration can be done, for example, by storing parameters or coefficients of the compensation filter in the hearing device so that a filter unit of the hearing device can filter the input signal accordingly.
  • determining the compensation filter comprises calculating coefficients as a function of the hearing and of a transfer function for a sound on a noise path.
  • the configuring includes transmitting the selected and determined compensation filter to the hearing device.
  • the selection or determination thus takes place outside the actual hearing device. This does not rely on the storage capacity and computing capacity of the hearing device when it comes to selecting or determining a compensation filter.
  • a list of possible compensation filters for selection and a comprehensive algorithm for calculating a compensation filter can be provided by dedicated devices. It is only necessary to transfer the finished compensation filter to the hearing device.
  • the method for adjusting a hearing device can be easily implemented.
  • the device is developed in an advantageous manner by storing in the determination device a plurality of predetermined compensation filters, one of which can be selected as a function of the hearing. As a result, the device is also operable for persons who are not familiar with a calculation of compensation filters.
  • FIG. 2 an ear with an auricle 6 and an ear canal 7 is shown.
  • a hearing aid 8 is introduced in the ear canal 7.
  • a vent 9 is formed through which fresh air from an environment of the ear can flow into the ear canal 7. Such ventilation significantly increases the wearing comfort for the user of the hearing device 8.
  • a sound source 10 which emits an unwanted sound 11, so a sound to the auricle 6 down.
  • the sound 11 can penetrate through the vent 9 in the ear canal, where it can meet as a noise 12 on a tympanic membrane 13 of the user.
  • the sound 11 thus reaches the eardrum 13 in a purely acoustic way through the vent 9.
  • Störschall 12 represented in the example also further noise that penetrates another way from the environment of the device carrier to the eardrum.
  • the background noise 12 is so far attenuated in a region 14 in front of the eardrum 13 by compensation by means of a compensation sound 15 that it is barely audible to the user of the hearing aid 8.
  • the compensation sound 15 is superimposed on the background noise 12 in such a way that the sound formed by the superimposition of this sound has significantly less energy in the region 14 than the background noise 12 alone does.
  • the sound formed from the two superimposed sound has in the area 14 but not across all frequencies significantly less energy than the noise 12 alone.
  • the compensation is only effected for those frequencies which can be perceived relatively well by the user of the hearing device 8 and in which, on the other hand, the background noise 12 has a relatively large amount of energy. The totality of these frequencies forms a spectral band.
  • the compensation sound 15 is part of a sound that a listener 16 of the hearing device 8 radiates.
  • the listener 16 emits the compensation sound 15, because a useful signal which converts the listener 16 into sound, a compensation sound signal is additively superimposed.
  • the compensation sound signal is calculated from a microphone signal that a microphone 17 of the hearing device 8 generates.
  • the microphone signal is an input signal in the sense of the invention and represents the sound 11 from the environment of the user.
  • the microphone signal is filtered by means of a filter 18 of the hearing device 8 in such a way that it has the same spectral properties as the noise 12 in the mentioned spectral band.
  • the compensation sound signal is generated, in which the filtered signal is inverted.
  • the inverting is done in the example by an inverter 19.
  • the filter 18 and the inverter 19 act together as a compensation filter according to the invention.
  • the filter 18 and the inverter 19 can also be combined to form a compensation filter.
  • the filter function of the filter 18 is then such that filtering and inverting are performed together. A separate inverter is then not necessary.
  • the filter 18 is a recursive, linear filter. This makes it possible to provide a required group delay of the filter in a particular spectral band.
  • the filter 18 forms the spectral change of the sound 11 as it passes through the vent 9 and through the remaining locations en route to the ear canal 7 only for that mentioned spectral Band exactly after.
  • a microphone signal to be processed by the filter 18, since it is actually intended to represent the sound 11, has been falsified by a transmission characteristic of the microphone 17.
  • the receiver 16 also causes distortion when converting the compensation sound signal into the compensation sound 15.
  • the filter 18 compensates for this influence of the two transducers and other components of the hearing aid.
  • the hearing aid 8 is for the user not only a hearing aid, but it also acts like an active earplugs, ie it compensates for the noise 12, which reaches the eardrum 13 of the user, for example by the vent 9.
  • the ambient sound 11 is recorded with the aid of the microphone 17 of the hearing device 8 and the spectral characteristic of the microphone signal is modified by means of the filter 18 and the inverter 19.
  • the compensation sound is then generated by means of the receiver 16.
  • the hearing aid 8 With the hearing aid 8 it is not possible to dimension the filter 18 so that it functions ideally for the entire audio frequency range. This is because a hearing aid is not built exclusively for the purpose of active noise cancellation. Therefore, the components of the hearing aid 8 used, that is, for example, the microphone, the earpiece, the housing shape and damping materials, are not such that an active noise compensation can be ideally achieved. Therefore, the active noise compensation in the hearing aid 8 is limited to a specific spectral band.
  • the filter 18 By suitable dimensioning of the filter 18, it can be controlled in which frequency band an active noise compensation is particularly effective and in which frequency band or in which frequency bands the active noise compensation behaves suboptimally. The consequence is that the active noise compensation decreases in certain frequency ranges or even instead of a sound cancellation in certain frequency bands a sound amplification takes place.
  • the frequency band in which the active noise compensation works particularly well can be placed in that frequency band in which the wearer of the hearing device perceives a background noise relatively clearly or loudly.
  • the artifacts that arise in frequency ranges with poor noise compensation, masked by the hearing loss of the hearing aid wearer are annoying and annoying.
  • FIG. 3 is in connection with FIG. 2 illustrates once again how the signal of the sound 11 of the sound source 10 on an interference sound path 20a and on a signal path 20b to the area 14 in the ear canal of the user passes.
  • the Störschallpfad 20a represents the unwanted transmission of the sound 11 through the vent and along the remaining paths from the environment into the interior of the ear canal.
  • About the Störschallpfad 20a of the sound 11 passes as noise to the area 14.
  • FIG. 3 symbolized by a transfer function H of the Störschallpfads 20a.
  • the signal path 20b represents the path of the signal of the sound 11, as determined by the electronic processing of the sound 11 in the sound in FIG. 2 shown hearing aid is formed.
  • the signal path 20b comprises the conversion of the sound 11 into a microphone signal, the filtering of the microphone signal by means of the in FIG. 2 illustrated filter 18 and the inverter 19 and the generation of the also in FIG. 2
  • the filter modifies the microphone signal according to a transfer function H 'of the filter 18th
  • the inverter 19 It is achieved by the inverter 19 that the signal filtered by the filter 18 in accordance with the transfer function H 'in the spectral band acquires the properties of a compensation sound signal.
  • the output signal of the inverter 19 is then by means of the in FIG. 2 shown receiver 16 converted into a compensation sound 15 and also emitted in the direction of the area 14. In the region 14, the signals of the interference sound paths 20a and the signal path 20b cancel each other out in the described manner in the spectral band.
  • FIG. 4 shown circuit diagram of an active noise compensation in a hearing aid shows how from an input signal obtained by means of a microphone 21, a compensation sound signal can be generated, which is then convertible with a listener 22 in a compensation sound.
  • the microphone signal of the microphone 21 is to spectrally analyzed with a filter bank 23.
  • a filter bank 23 In FIG. 4 Individual bandpass filters 24a, 24b, 24c of the filter bank are shown.
  • the filter bank 23 has more than the three bandpass filters 24a, 24b, 24c shown. The sake of clarity not shown Bandpass filters are symbolized by ellipsis.
  • the signals at the outputs of the bandpass filters 24a, 24b, 24c of the filter bank 23 are compared by a power meter 25 with each other.
  • An output signal of a bandpass filter 24a, 24b, 24c shows how much energy is present in a spectral band for which the corresponding bandpass filter 24a, 24b, 24c is transparent.
  • the power meter 25 determines based on the output signals of the band-pass filter 24a, 24b, 24c that spectral band in which a device carrier would perceive a background noise most clearly. It is also possible to combine several spectral bands.
  • the power meter 25 does not directly use the distribution of the energy as can be read off at the outputs of the filter bank 23. Instead, a spectral distribution of the energy of the noise is calculated.
  • the spectral distribution of the energy of the microphone signal calculated by the filter bank 23 is first weighted with a magnitude spectrum of a transfer function for the interference sound path.
  • the power meter 25 may also be capable of weighting the information received from the bandpass filters 24a, 24b, 24c with a user's listening curve to account for the user's subjective loudness perception for the individual spectral bands detected by the bandpass filters 24a , 24b, 24c. This may result in a spectral band in which relatively high spectral energy of the noise is still not selected by the power meter 25 because the user of the hearing aid in this spectral band has poor hearing. It may also be provided to estimate the subjective loudness perception further by means of a psychoacoustic model.
  • the selection unit 26 configures a filter unit 27 such that the microphone signal of the microphone 21, after being filtered by the filter unit 27, forms a compensation sound signal for the spectral band selected by the power meter 25.
  • FIG. 4 the configuration is symbolized in such a way that the selection unit 26 acts on a selection switch 28.
  • the selection switch 28 can be used to switch symbolically between the outputs of different filters 29a to 29d.
  • not all filters 29a to 29d present in the filter unit 27 are also in FIG. 4 shown.
  • the filters, not shown are again indicated by ellipsis. In the in FIG. 4 shown switching state of the selection switch 28, the filter 29a is active.
  • FIG. 4 illustrated form of selection by means of the selector switch 28 only a symbolic representation of the process.
  • a change between the various filters 29a to 29d is actually made possible by a filter algorithm of the filter unit 27 being configured via coefficients.
  • a filter algorithm of the filter unit 27 In order for the filter unit 27 to filter the microphone signal according to one of the filters 29a to 29d, a corresponding set of coefficients must be passed to the filter algorithm.
  • the various sets of coefficients representing filters 29a-29d are stored in a table. From this, the selection unit 26 makes a selection. As already described, this selection is dependent on the determined spectral band or spectral bands and thus, in the context of the invention, on the spectral distribution of the energy of the microphone signal and optionally also on the auditory ability of the user.
  • the filter unit 27 by restricting it to a comparatively narrow spectral band for the compensation, it is possible for this band to have a correct transit time Processing the sound to reach through the hearing aid. It is accepted that in other frequency ranges, ie outside the spectral bands determined by the arithmetic unit 25, the compensation works suboptimal. However, this is not perceived by the user.
  • the microphone signal is analyzed spectrally by the filter bank 23 continuously. For the respective spectral distribution of the energy of the noise, an optimal filter 29a to 29d is selected. Switching between sets of coefficients can be done as a fade to avoid switching artifacts.
  • the filter unit 27 as a filter algorithm may also contain as a whole or in part an adaptive filter.
  • a hearing loss of a wearer of a hearing aid 32 is measured by means of an audiometer 31.
  • the hearing loss is determined frequency dependent.
  • the hearing of the device wearer determined by means of the audiometer 31 is detected by an operating device 33 by an acoustician on an in FIG. 5 not shown screen displayed as a hearing curve.
  • the operating device also stores filters 34a to 34c developed by the manufacturer of the hearing device 32.
  • the filters are compensation filters in the sense of the invention, with which in different spectral bands for the hearing aid 32, a noise can be compensated, the 32 when wearing the hearing aid by a in FIG. 5 not shown earmold of the hearing aid 32 can penetrate to the eardrum of the wearer.
  • the filters can also be calculated in such a way that they bring about active noise compensation for typical, previously determined hearing losses. For such typical hearing losses, it is possible to determine in advance spectral bands for which compensation is required. To select a filter, the hearing curve measured with the audiometer 31 can then be compared with the typical hearing curves become. The filter is chosen to be the typical hearing curve that has the greatest similarity to the measured hearing curve.
  • FIG. 5 symbolize omission symbols that there are other filters in addition to the filters shown 34a to 34c.
  • the filters are stored as sets of coefficients that can be fed to a corresponding filtering algorithm.
  • FIG. 4 symbolizing the selection of a set of coefficients from a list by acting on a selection switch 35. In FIG. 5 is selected by the selection switch 35 just the filter 34a.
  • the set of coefficients to the selected filter is transmitted to the hearing aid 32 by means of a dubbing device 36.
  • the set of coefficients is then stored.
  • FIG. 5 As shown, it is the filter 34a that is dubbed.
  • the transfer functions of the filters 34a to 34c describe only a principal spectral profile.
  • a scaling factor is then determined with the aid of test signals, which is stored in the hearing device. This scaling factor is multiplicatively applied to a filtered signal so that the filtered and scaled signal actually causes active noise cancellation.
  • a hearing curve determined by means of the audiometer 31 can also be provided to use a hearing curve determined by means of the audiometer 31 to design a compensation filter individually for a hearing curve of a device carrier. This can be done by the acoustician operating the appropriate programmer. But it can also be provided to transmit the determined hearing curve, for example, to a laboratory for hearing aids. A function of the transmitted hearing curve and a transfer function, which describes the transmission behavior of a Störschallpfads a particular model of hearing aid, then a set of coefficients can be calculated, which is transmitted to the acoustician again, so that it transmits the set of coefficients in the hearing aid ,
  • Diagrams D1 to D5 shown show graphs of different sizes as a function of a frequency f.
  • the frequency range shown is an audio frequency range. Here frequencies between 0 Hz and about 15000 Hz are shown.
  • horizontally extending frequency axes of the individual diagrams D1 to D5 are not divided linearly, so that the explained below properties of the individual graphs are easier to represent.
  • all diagrams D1 to D5 have the same non-linear distribution.
  • a hearing curve 37 of a wearer of a hearing aid is shown, wherein in the hearing aid the method is carried out, to which the in FIG. 6 Diagrams D1 to D5 are included.
  • a comparison with a hearing curve 38 of a normal hearing person shows that the wearer of the hearing device 37 has a poorer hearing ability than a healthy person for all frequencies shown.
  • spectral band 40 in which the wearer of the hearing aid can hear comparatively well.
  • a spectral distribution 41 of the energy of a sound over the frequency is shown.
  • the sound comes from an environment of the wearer of the hearing aid and is z.T. accidentally transmitted acoustically, for example by a Vent of the hearing aid as noise to the eardrum of the wearer of the hearing aid.
  • the distribution 41 there is a spectral band 42 in which the energy of the sound is particularly large.
  • the subjective perception 43 of individual frequencies of the sound has been calculated by the wearer of the hearing device.
  • the subjective perception 43 results from a weighting of the distribution 41 of the energy of the sound with the hearing curve 37 of the wearer of the hearing aid.
  • a spectral band 44 for which the wearer of the hearing device perceives the sound particularly clearly, lies between the region 42 in which the energy of the sound is concentrated and the region 40, in which the wearer of the hearing aid can hear relatively well.
  • a set of coefficients of a compensation filter is determined in the hearing aid, with which a compensation sound signal can be generated from a microphone signal which represents the sound with the energy distribution 41.
  • the compensation filter is chosen so that the compensation is effected in particular for the area 44. However, it can also be provided to determine the compensation filter only as a function of the hearing curve 37 or only as a function of the distribution 41 of the energy of the sound. Of course, if the compensation filter is only determined as a function of a hearing curve, then the compensation filter only has to be determined once, for example when adjusting the hearing aid.
  • a set of coefficients ie a compensation filter
  • the spectral band compensation filter 45b is selected.
  • the boundaries of the spectral band 45b in both the diagram D3 and the diagram D5 are indicated by dashed lines.
  • Diagram D5 shows a transfer function 46 of the filter associated with the set of coefficients for the spectral band 45b. Furthermore, in the diagram D5, a transfer function 47 of a Störschallpfads shown, via which the sound arrives acoustically from the environment of the wearer of the hearing aid as noise to his eardrum. As can be seen from a comparison of the two transfer functions 46 and 47, the two transfer functions in the region of the spectral band 45b almost coincide. This makes it possible to generate in the spectral band 45b, with a filter unit that uses the corresponding set of coefficients, a compensation sound signal from a microphone signal representing the sound.
  • a spectral band here the spectral band 45b
  • the limits are a transition region in which a deviation of the transfer function 46 of the compensation filter from the transfer function 47 of the Störschallpfads gradually becomes larger.
  • a threshold value for the deviation can be determined, which can be determined, for example, as a function of the perceptibility or measurability of artifacts in active sound compensation.
  • the examples show how the invention makes it possible to compensate for background noise, even if the hearing device is not designed for such compensation. For calculating a compensation sound signal very little computing capacity is required.

Abstract

Bei einer Hörvorrichtung (8) soll verhindert werden, dass ein Schall (11) aus einer Umgebung eines Ohrs (6, 7) eines Trägers der Hörvorrichtung beispielsweise durch eine Belüftungsöffnung (9) zu einem Trommelfell (13) des Trägers als ein Störschall (12) gelangt. Anders als bei speziell für einen Lärmschutz gebauten Hörgarnituren ist es bei vielen Hörvorrichtungen nicht möglich, einen solchen Störschall (12) mittels einer aktiven Geräuschkompensation breitbandig zu kompensieren. Die Hörvorrichtungen weisen nicht die benötigten speziellen Komponenten auf. Daher lässt sich kein Kompensationsschallsignal mit einer korrekten Phase bilden. Erfindungsgemäß wird ein Kompensationsschall (15) lediglich für ein verhältnismäßig schmales spektrales Band erzeugt. Dieses spektrale Band wird in Abhängigkeit von einem Hörvermögen des Trägers der Hörvorrichtung und/oder in Abhängigkeit von einer spektralen Verteilung der Energie des Störschalls (12) oder eines den Störschall (12) hervorrufenden Schalls (11) bestimmt. Die Erfindung eignet sich insbesondere zum Kompensieren eines Störschalls (12) bei einem Hörgerät (8).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kompensieren eines Störschalls bei einer Hörvorrichtung. Die Erfindung betrifft auch eine Hörvorrichtung, die zum Kompensieren eines Störschalls ausgelegt ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Anpassen einer Hörvorrichtung. Unter dem Begriff Hörvorrichtung wird hier insbesondere ein Hörgerät verstanden. Darüber hinaus fallen unter den Begriff aber auch andere tragbare akustische Geräte wie Headsets, Kopfhörer und dergleichen.
  • Hörgeräte sind tragbare Hörvorrichtungen, die zur Versorgung von Hörgeschädigten dienen. Um den zahlreichen individuellen Bedürfnissen entgegenzukommen, werden unterschiedliche Bauformen von Hörgeräten wie Hinter-dem-Ohr-Hörgeräte (HdO), Hörgerät mit externem Hörer (RIC: receiver in the canal) und In-dem-Ohr-Hörgeräte (IdO), z.B. auch Concha-Hörgeräte oder Kanal-Hörgeräte (ITE - In the ear, CIC - Completely in the canal), 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 FIG 1 am Beispiel eines Hinter-dem-Ohr-Hörgeräts dargestellt. In ein Hörgerätegehäuse 1 zum Tragen hinter dem Ohr sind ein oder mehrere Mikrofone 2 zur Aufnahme des Schalls aus der Umgebung eingebaut. Eine Signalverarbeitungseinheit 3, die ebenfalls in das Hörgerätegehäuse 1 integriert ist, verarbeitet Signale der Mikrofone und verstärkt die verarbeiteten Signale. Das Ausgangssignal der Signalverarbeitungseinheit 3 wird an einen Lautsprecher bzw. Hörer 4 übertragen, der ein akustisches Signal ausgibt. Der Schall wird gegebenenfalls über einen Schallschlauch, der mit einer Otoplastik im Gehörgang fixiert ist, zum Trommelfell des Geräteträgers übertragen. Die Energieversorgung des Hörgeräts und insbesondere die der Signalverarbeitungseinheit 3 erfolgt durch eine ebenfalls ins Hörgerätegehäuse 1 integrierte Batterie 5.
  • Ein von einem Mikrofon eines Hörgeräts erfasster Schall enthält auch teilweise störende Geräusche aus einer Umgebung des Geräteträgers. Diese Umgebungsgeräusche können in dem Mikrofonsignal durch die Signalverarbeitungseinheit eines Hörgeräts mittels eines Filters zur Geräuschreduktion gedämpft werden. Das gefilterte Mikrofonsignal kann anschließend von einem Hörer des Hörgeräts in ein Schallsignal gewandelt werden, der in den Gehörgang des Geräteträgers abgegeben wird. Dabei ist es wichtig, dass nicht auch ein Schall aus der Umgebung direkt, d. h. auf akustischem Weg, von der Umgebung in den Gehörgang zum Trommelfell gelangt. Ein solcher Schall, der unerwünscht aus der Umgebung direkt beispielsweise durch eine Belüftungsöffnung einer Otoplastik hindurch in den Gehörgang des Geräteträgers gelangt ist, wird im Rahmen dieser Erfindung als Störschall bezeichnet. In Form des Störschalls werden für den Geräteträger die Umgebungsgeräusche wieder hörbar, die in dem Mikrofonsignal des Hörgeräts aufwändig herausgefiltert wurden.
  • Aus dem Stand der Technik ist eine Hörgarnitur für die Luftfahrt bekannt, bei der ein Umgebungsschall mittels eines Kompensationsschalls breitbandig kompensiert wird. Dazu wird ein Umgebungsschall mit dem Kompensationsschall im Gehörgang eines Trägers der Hörgarnitur überlagert. Der Kompensationsschall ist dabei phaseninvers. Er gleicht damit in dem Gehörgang die Druckschwankungen aus, die ohne den Kompensationsschall durch den Umgebungsschall hervorgerufen würden. Mit anderen Worten löschen sich der Umgebungsschall und der Kompensationsschall durch ihre Überlagerung gegenseitig aus. Das Kompensieren eines Geräuschs mittels eines Kompensationsschalls wird aktive Geräuschkompensation (ANC - Active Noise Cancellation) oder allgemeiner aktive Schallkompensation genannt.
  • Um mit einer Hörgarnitur einen Kompensationsschall erzeugen zu können, müssen spezielle Komponenten, insbesondere spezielle Wandler, verwendet werden. Andernfalls weist ein aus den Wandlern und einem Kompensationsfilter gebildetes System eine zu große Gruppenlaufzeit auf. Mit anderen Worten ist es ohne die speziellen Komponenten nicht möglich, einen Kompensationsschall mit einer korrekten Phase bereitzustellen.
  • In Hörvorrichtungen, wie z. B. Hörgeräten, können meist keine speziell zum Bilden eines Kompensationsschalls ausgelegten Komponenten verwendet werden. Für Hörvorrichtungen müssen die Komponenten nämlich bereits nach anderen Gesichtspunkten optimiert sein. Als eine Folge daraus lässt sich für eine aktive Geräuschkompensation kein System mit der benötigten Gruppenlaufzeit bilden. Auch ist es meistens nicht möglich, beispielsweise bei einer Otoplastik des Hörgeräts einen Umgebungsschall stark zu dämpfen, wenn dieser z.B. durch eine Belüftungsöffnung der Otoplastik, einen sogenannten Vent, als Störschall zu einem Trommelfell eines Geräteträgers gelangt. Eine Dämpfung in einem Vent würde bedeuten, dass auch der durch den Vent ermöglichte Austausch von Luft zwischen der Umgebung des Geräteträgers und dem Gehörgang verschlechtert würde.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung für einen Geräteträger die Wahrnehmbarkeit eines Störschalls zu vermindern, der auf direktem, also akustischem Weg an sein Ohr dringt. Weiter ist es Aufgabe der Erfindung, eine entsprechende Hörvorrichtung bereitzustellen.
  • Die Erfindung wird mit einem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Des Weiteren wird die Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 11 gelöst. Die Aufgabe betreffend die Hörvorrichtung wird durch eine Hörvorrichtung gemäß Patentanspruch 5 und eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 14 gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Kompensieren eines Störschalls bei einer Hörvorrichtung bereitgestellt. Dieses Verfahren umfasst die Schritte:
    • Bestimmen eines spektralen Bands in Abhängigkeit von einem Hörvermögen und/oder einer spektralen Verteilung der Energie des Störschalls oder eines den Störschall hervorrufenden Schalls,
    • Filtern eines den Schall repräsentierenden Eingangssignals der Hörvorrichtung in dem spektralen Band entsprechend einer Übertragungsfunktion für den Schall auf einem Störschallpfad und
    • Erzeugen eines Kompensationsschalls mit Hilfe des invertierten gefilterten Eingangssignals.
  • Das Hörvermögen umfasst eine subjektive Lautheitswahrnehmung durch einen Geräteträger. Eine solche Lautheitswahrnehmung kann mit an sich bekannten Verfahren der Psychoakustik ermittelt werden. Es kann sich bei dem Hörvermögen aber auch um eine Hörschwelle handeln, wie sie z.B. anhand einer Hörkurve bestimmt werden kann.
  • Mit dem Verfahren kann ein Kompensationsschall für eine Hörvorrichtung erzeugt werden. Eine Kompensation findet dabei nicht für alle Frequenzen statt, sondern nur für Frequenzen in demjenigen spektralen Band, in dem ein Geräteträger beispielsweise gemäß seinem Hörvermögen besonders gut hört und/oder in dem beispielsweise ein Geräusch besonders viel Schallenergie aufweist. Ein solches spektrales Band kann oftmals verhältnismäßig schmal in Bezug auf den Gesamtbereich hörbarer Frequenzen sein. Das Verfahren kann auch für ein Kompensieren in mehreren spektralen Bändern ausgelegt sein.
  • Der Kompensationsschall kann insbesondere auch ohne speziell dafür optimierte Gerätekomponenten erzeugt werden. Beim Filtern kann nämlich eine ungünstige Gruppenlaufzeit, die beispielsweise durch die Wandler der Hörvorrichtung verursacht wird, gegebenenfalls durch eine Gruppenlaufzeit des Filters korrigiert werden, die in dem bestimmten spektralen Band negativ ist. Eine solche Korrektur ist bei einer breitbandigen aktiven Schallkompensation unmöglich.
  • Mit dem Begriff Störschallpfad ist die Gesamtheit aller akustischen Übertragungswege gemeint, über die beispielsweise ein Umgebungsschall, oder ein signifikanter Anteil desselben, von einer Umgebung eines Geräteträgers an sein Trommelfell gelangen kann, wo er dann als Störschall im Sinne der Erfindung wahrnehmbar ist. Der Störschallpfad umfasst nicht diejenige Übertragung, die bestimmungsgemäß durch die Hörvorrichtung auf teilweise elektronischem Wege bewirkt wird.
  • Beim unerwünschten Vordringen des Umgebungsschalls zum Trommelfell wird der Umgebungsschall spektral verändert. Diese spektrale Veränderung wird durch eine Übertragungsfunktion des Störschallpfads beschrieben. Eine Übertragungsfunktion eines Störschallpfads kann beispielsweise von einem Hersteller durch Messungen mit an sich aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ermittelt werden.
  • Indem das Eingangssignal mit einer Übertragungsfunktion gefiltert wird, die in einem bestimmten spektralen Band der Übertragungsfunktion des Störschallpfads entspricht, weist das gefilterte Eingangssignal für das spektrale Band die gleichen spektralen Eigenschaften wie der Störschall auf.
  • Selbstverständlich kann im Rahmen der Erfindung eine weitere Filterung des Eingangssignals vorgesehen sein, durch die beispielsweise ein Übertragungsverhalten eines Mikrofons oder eines Lautsprechers der Hörvorrichtung ausgeglichen wird.
  • Indem das gefilterte Eingangssignal während der Filterung oder anschließend invertiert wird, ergibt sich ein Signal, aus dem ein zum Störschall phaseninverser Schall, also ein Kompensationsschall, erzeugbar ist. Die Kompensationseigenschaft ist durch das erfindungsgemäße Verfahren dabei insbesondere in dem bestimmten spektralen Band gewährleistet.
  • Wenn bei dem Verfahren das spektrale Band in Abhängigkeit von der spektralen Verteilung der Energie des Störschalls oder des den Störschall hervorrufenden Schalls bestimmt wird, ergibt sich eine vorteilhafte Weiterbildung, wenn das Bestimmen des spektralen Bands periodisch wiederholt wird oder kontinuierlich erfolgt. Durch ein ständiges Anpassen des spektralen Bands an die spektrale Verteilung der Energie des zu kompensierenden Schalls ist es möglich, diesen auch dann zu kompensieren, wenn sich ein Umgebungsgeräusch in seiner spektralen Zusammensetzung schnell ändert.
  • Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn zum Filtern in Abhängigkeit von dem spektralen Band ein Filter aus einer Mehrzahl von vorbestimmten Filtern ausgewählt wird oder ein Filter berechnet wird. Mit einem Filter sind hier all diejenigen Parameter gemeint, die zum Konfigurieren eines Filteralgorithmus nötig sind. Diese Parameter eines Filteralgorithmus werden hier auch Koeffizienten eines Filters genannt.
  • Durch Bereitstellen von mehreren bereits berechneten Filtern für unterschiedliche spektrale Bänder, in denen eine Kompensation mittels des Kompensationsschalls ermöglicht werden soll, ist der Aufwand zum Berechnen eines Kompensationsschallsignals besonders gering. Ein Berechnen eines Filters in Abhängigkeit von einem spektralen Band erlaubt es, ein Filter für ein beliebiges spektrales Band bereitzustellen.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens ergibt sich, wenn bei dem Filter die Übertragungsfunktion mit einem vorbestimmten Faktor multipliziert wird, der einen Einfluss auf die Übertragungsfunktion in dem bestimmten spektralen Band beschreibt, den ein Zusammenwirken der Hörvorrichtung mit einem Ohr eines Benutzers hat. Mittels des multiplikativen Faktors ist es möglich, das erfindungsgemäße Verfahren mit einem sehr geringen Aufwand für einen bestimmten Benutzer der Hörvorrichtung anzupassen.
  • Zu der Erfindung gehört auch eine Hörvorrichtung mit
    • einer Verarbeitungseinrichtung zum Bereitstellen eines spektralen Bands in Abhängigkeit von einem Hörvermögen und/oder zum Bestimmen eines spektralen Bands in Abhängigkeit von einer spektralen Verteilung der Energie eines Schalls,
    • einer Filtereinrichtung zum Filtern eines den Schall repräsentierenden Eingangssignals der Hörvorrichtung in dem spektralen Band entsprechend einer Übertragungsfunktion für den Schall auf einem Störschallpfad und
    • einer Schallausgabeeinrichtung zum Erzeugen eines Kompensationsschalls mit Hilfe des invertierten gefilterten Eingangssignals.
  • Mit einer solchen Hörvorrichtung ist es möglich, einen Schall in einem bestimmten spektralen Band zu kompensieren, ohne dass dabei andere Funktionalitäten der Hörvorrichtung, wie z.B. eine Geräuschreduktion oder eine Belüftung durch einen Vent, beeinträchtigt werden.
  • Für den Fall, dass mit der Verarbeitungseinrichtung der Hörvorrichtung eine spektrale Verteilung der Energie des Schalls bestimmbar ist, ergibt sich eine vorteilhafte Weiterbildung, wenn die Verarbeitungseinrichtung eine Filterbank umfasst. Mit einer Filterbank ist die spektrale Verteilung der Schallenergie in zeitlichen Abständen von wenigen Millisekunden immer wieder neu bestimmbar. Entsprechend schnell kann somit dasjenige spektrale Band bestimmt werden, für welches durch die Filtereinrichtung ein Kompensationsschallsignal zu berechnen ist.
  • Die Hörvorrichtung wird in vorteilhafter Weise dadurch weitergebildet, dass die Filtereinrichtung ein rekursives, lineares Filtern umfasst. Durch Verwenden eines linearen Filters ergibt sich der Vorteil, dass zum Berechnen eines Kompensationsschallsignals wenig Rechenzeit benötigt wird. Ein rekursives Filter hat den Vorteil, dass besonders wenig Koeffizienten zum Nachbilden einer Übertragungsfunktion für den Schall auf einem Störschallpfad benötigt werden, so dass sich die Berechnung mit besonders wenig Rechenschritten durchführen lässt. Mit einem rekursiven Filter kann auch eine besonders geringe Gruppenlaufzeit erzielt werden.
  • Vorteilhaft ist es des Weiteren, wenn die Filtereinrichtung der Hörvorrichtung ein adaptives Filter umfasst. Damit wird es möglich, ein und dasselbe Filter für verschiedene spektrale Bänder zu nutzen. Das Filter muss lediglich vor dem Filtern in dem entsprechenden spektralen Band an die Übertragungsfunktion des Störschallpfads adaptiert werden.
  • Alternativ zu einem adaptiven Filter ist es auch vorteilhaft, wenn in der Filtereinrichtung eine Mehrzahl von Filtern bereitgestellt ist, aus denen zum Filtern eines davon in Abhängigkeit von dem bestimmten spektralen Band auswählbar ist. Durch Berechnen der Filter, d.h. also der Parameter oder Koeffizienten, im Voraus wird ermöglicht, das Kompensationsschallsignals sehr schnell zu berechnen.
  • In vorteilhafter Weise wird bei der Hörvorrichtung die Übertragungsfunktion aus einem spektralen Verlauf und einem Skalierungsfaktor gebildet. Der spektrale Verlauf beschreibt dabei das Verhältnis des Einflusses des Störschallpfads auf den Schall in einer Frequenz zu dem Einfluss des Störschallpfads auf den Schall in einer anderen Frequenz. Mit anderen Worten wird durch den spektralen Verlauf lediglich die prinzipielle Form der Übertragungsfunktion betrieben. Der spektrale Verlauf und die Übertragungsfunktion können sich dabei noch um einen multiplikativen Faktor unterscheiden. Dieser multiplikative Faktor ist der Skalierungsfaktor.
  • Durch die Aufteilung ergibt sich der Vorteil, dass die Hörvorrichtung besonders leicht an einen Benutzer angepasst werden kann. Während der spektrale Verlauf nämlich durch Messungen bei der Herstellung der Hörvorrichtung ermittelt werden kann, lässt sich der spektrale Verlauf mit einer tatsächlichen Übertragungsfunktion, wie sie sich beim Tragen der Hörvorrichtung ergibt, leicht dadurch in Deckung bringen, dass bei einem Anpassen der Hörvorrichtung für einen Benutzer lediglich der Skalierungsfaktor ermittelt werden muss.
  • Zu der Erfindung gehört auch ein Verfahren zum Anpassen einer Hörvorrichtung mit den Schritten:
    • Bestimmen eines Hörvermögens,
    • Auswählen oder Ermitteln eines Kompensationsfilters zur Kompensation von Störschall in Abhängigkeit von dem Hörvermögen und
    • Konfigurieren eines Filters der Hörvorrichtung gemäß dem ausgewählten oder ermittelten Kompensationsfilter.
  • Das Kompensationsfilter wird dabei vorzugsweise so gewählt, dass in demjenigen spektralen Band, für welches der Benutzer ein gutes Hörvermögen hat, mittels des Kompensationsfilters ein Kompensationsschall bereitgestellt werden kann. Unter einem guten Hörvermögen ist, wie bereits erwähnt, insbesondere ein ausgeprägtes Lautheitsempfinden zu verstehen. Die Kompensation kann auch für mehrere spektrale Bänder geschehen. Ein Konfigurieren kann beispielsweise dadurch geschehen, dass Parameter oder Koeffizienten des Kompensationsfilters in der Hörvorrichtung gespeichert werden, so dass eine Filtereinheit der Hörvorrichtung das Eingangssignal entsprechend filtern kann.
  • Das Verfahren wird in vorteilhafter Weise dadurch erweitert, dass das Ermitteln des Kompensationsfilters ein Berechnen von Koeffizienten in Abhängigkeit von dem Hörvermögen und von einer Übertragungsfunktion für einen Schall auf einem Störschallpfad umfasst. Dadurch kann die Hörvorrichtung in Bezug auf ein Kompensieren eines Störschalls individuell an einen Benutzer angepasst werden.
  • Bei dem Verfahren ergibt sich ein weiterer Vorteil, wenn das Konfigurieren ein Übertragen des ausgewählten und ermittelten Kompensationsfilters zu der Hörvorrichtung hin umfasst. Das Auswählen oder Ermitteln findet also außerhalb der eigentlichen Hörvorrichtung statt. Dadurch ist man nicht auf die Speicherkapazität und Rechenkapazität der Hörvorrichtung angewiesen, wenn es um das Auswählen oder Ermitteln eines Kompensationsfilters geht. Eine Liste mit möglichen Kompensationsfiltern zum Auswählen bzw. ein umfangreicher Algorithmus zum Berechnen eines Kompensationsfilters kann durch speziell dafür vorgesehene Geräte bereitgestellt werden. Es muss lediglich das fertige Kompensationsfilter zu der Hörvorrichtung hin übertragen werden.
  • Die Erfindung umfasst auch eine Vorrichtung zum Anpassen einer Hörvorrichtung mit
    • einer Messeinrichtung zum Bestimmen eines Hörvermögens,
    • einer Ermittlungseinrichtung zum Auswählen oder Ermitteln eines Kompensationsfilters zur Kompensation von Störschall in Abhängigkeit von dem Hörvermögen und
    • einer Einstelleinrichtung zum Konfigurieren eines Filters der Hörvorrichtung gemäß dem ausgewählten oder ermittelten Kompensationsfilter.
  • Mit dieser Vorrichtung lässt sich das Verfahren zum Anpassen einer Hörvorrichtung leicht umsetzen.
  • Die Vorrichtung wird in vorteilhafter Weise weitergebildet, indem in der Ermittlungseinrichtung eine Mehrzahl von vorbestimmten Kompensationsfiltern gespeichert ist, aus denen eines in Abhängigkeit von dem Hörvermögen auswählbar ist. Dadurch wird die Vorrichtung auch für Personen bedienbar, die nicht mit einer Berechnung von Kompensationsfiltern vertraut sind.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Beispielen näher erläutert. Dazu zeigen:
    • FIG 1
    eine schematische Darstellung einer Hörvorrichtung aus dem Stand der Technik mit darin enthaltenen Komponenten,
    FIG 2
    eine Darstellung eines Gehörgangs mit einem darin befindlichen In-dem-Ohr-Hörgerät gemäß einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hörvorrichtung,
    FIG 3
    einen Signalflussgraphen für ein Schallsignal, wie er sich bei einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Kompensieren eines Störschalls ergibt,
    FIG 4
    einen Schaltplan eines Hörgeräts gemäß einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hörvorrichtung,
    FIG 5
    einen Schaltplan eines Programmiergeräts für ein Hörgerät gemäß einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Anpassen einer Hörvorrichtung und
    FIG 6
    eine Zusammenstellung von Diagrammen mit Graphen von mehreren spektralen Größen, wie sie sich bei einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Kompensieren eines Störschalls ergeben.
  • Die erläuterten Beispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar.
  • In FIG 2 ist ein Ohr mit einer Ohrmuschel 6 und einem Gehörgang 7 gezeigt. In den Gehörgang 7 ist ein Hörgerät 8 eingeführt. In dem Hörgerät 8 ist ein Vent 9 ausgebildet, durch den Frischluft von einer Umgebung des Ohrs in den Gehörgang 7 einströmen kann. Eine solche Belüftung erhöht den Tragekomfort für den Benutzer des Hörgeräts 8 erheblich.
  • In der Umgebung befindet sich auch eine Schallquelle 10, die einen unerwünschten Schall 11, also ein Geräusch, zur Ohrmuschel 6 hin abstrahlt. Der Schall 11 kann durch den Vent 9 in den Gehörgang vordringen, wo er als Störschall 12 auf ein Trommelfell 13 des Benutzers treffen kann. Der Schall 11 gelangt also auf rein akustischem Weg durch den Vent 9 zum Trommelfell 13.
  • Der in FIG 2 dargestellte Störschall 12 repräsentiert in dem Beispiel auch weiteren Störschall, der auf anderem Weg von der Umgebung des Geräteträgers zu dessen Trommelfell vordringt.
  • Der Störschall 12 wird in einem Bereich 14 vor dem Trommelfell 13 durch Kompensation mittels eines Kompensationsschalls 15 soweit abgeschwächt, dass er für den Benutzer des Hörgeräts 8 kaum mehr hörbar ist. Der Kompensationsschall 15 überlagert sich derart mit dem Störschall 12, dass der durch die Überlagerung dieser Schalle gebildete Schall im Bereich 14 deutlich weniger Energie aufweist, als es der Störschall 12 allein tut. Der aus den beiden überlagerten Schallen gebildete Schall weist im Bereich 14 dabei aber nicht über alle Frequenzen hinweg signifikant weniger Energie als der Störschall 12 alleine auf. Die Kompensation wird lediglich für solche Frequenzen bewirkt, die zum einen von dem Benutzer des Hörgeräts 8 verhältnismäßig gut wahrgenommen werden können und in denen zum anderen der Störschall 12 verhältnismäßig viel Energie aufweist. Die Gesamtheit dieser Frequenzen bildet ein spektrales Band.
  • Der Kompensationsschall 15 ist Bestandteil eines Schalls, den ein Hörer 16 des Hörgeräts 8 abstrahlt. Der Hörer 16 strahlt den Kompensationsschall 15 ab, weil einem Nutzsignal, das der Hörer 16 in Schall wandelt, ein Kompensationsschallsignal additiv überlagert ist. Das Kompensationsschallsignal wird aus einem Mikrofonsignal berechnet, dass ein Mikrofon 17 des Hörgeräts 8 erzeugt. Das Mikrofonsignal ist im Sinne der Erfindung ein Eingangssignal und repräsentiert den Schall 11 aus der Umgebung des Benutzers.
  • Um aus dem Mikrofonsignal das Kompensationsschallsignal zu berechnen, wird mittels eines Filters 18 des Hörgeräts 8 das Mikrofonsignal derart gefiltert, dass es in dem erwähnten spektralen Band dieselben spektralen Eigenschaften wie der Störschall 12 aufweist. Aus dem gefilterten Mikrofonsignal wird dann das Kompensationsschallsignal erzeugt, in dem das gefilterte Signal invertiert wird. Für einen Verlauf eines Graphs des gefilterten Mikrofonsignals bedeutet dies, dass für jede Stelle des Graphen sein Vorzeichen umgekehrt wird. Für ein Spektrum des gefilterten Mikrofonsignals bedeutet dies, dass für jede Frequenz des Spektrums die Phase um 180° verändert wird. Das Invertieren erfolgt in dem Beispiel durch einen Invertierer 19. Das Filter 18 und der Invertierer 19 wirken zusammen als ein Kompensationsfilter im Sinne der Erfindung.
  • Das Filter 18 und der Invertierer 19 können auch zu einem Kompensationsfilter zusammengefasst werden. Die Filterfunktion des Filters 18 ist dann so beschaffen, dass durch sie das Filtern und das Invertieren zusammen erfolgt. Ein gesonderter Invertierer ist dann nicht nötig.
  • Das Filter 18 ist ein rekursives, lineares Filter. Dadurch ist es möglich, eine benötigte Gruppenlaufzeit des Filters in einem bestimmten spektralen Band bereitzustellen.. Das Filter 18 bildet die spektrale Veränderung des Schalls 11 beim Durchtritt durch den Vent 9 und durch die übrigen Stellen auf dem Weg in den Gehörgang 7 nur für das erwähnte spektrale Band genau nach. Dabei ist auch berücksichtigt, dass ein von dem Filter 18 zu verarbeitendes Mikrofonsignal, da ja eigentlich den Schall 11 repräsentieren soll, durch eine Übertragungseigenschaft des Mikrofons 17 verfälscht worden ist. Außerdem ist berücksichtigt, dass auch der Hörer 16 beim Wandeln des Kompensationsschallsignals in den Kompensationsschall 15 ebenfalls eine Verzerrung bewirkt. Das Filter 18 gleicht diesen Einfluss der beiden Wandler und weiterer Komponenten des Hörgeräts aus.
  • Die Funktion des in FIG 2 dargestellten Hörgeräts wird hier noch einmal kurz zusammengefasst: Das Hörgerät 8 ist für den Benutzer nicht nur eine Hörhilfe, sondern es wirkt auch wie ein aktiver Hörstöpsel, d. h. es kompensiert den Störschall 12, der das Trommelfell 13 des Benutzers beispielsweise durch den Vent 9 erreicht. Dazu wird der Umgebungsschall 11 mit Hilfe des Mikrofons 17 des Hörgeräts 8 aufgenommen und die spektrale Charakteristik des Mikrofonsignals mittels des Filters 18 und des Invertierers 19 modifiziert. Aus dem gefilterten und invertierten Mikrofonsignal (Kompensationsschallsignal) wird mittels des Hörers 16 dann der Kompensationsschall erzeugt. Die Überlagerung des Schalls 11, der das Trommelfell 13 als Störschall 12 ungewollt erreicht, mit dem Kompensationsschall 15, welchen das Hörgerät 8 abgibt, führt zu der erwünschten Auslöschung des Störschalls im Bereich 14 unmittelbar am Trommelfell 13 des Benutzers.
  • Bei dem Hörgerät 8 ist es nicht möglich, das Filter 18 derart zu dimensionieren, dass es für den gesamten Audio-Frequenzbereich ideal funktioniert. Dies liegt daran, dass ein Hörgerät nicht ausschließlich für den Zweck der aktiven Geräuschkompensation gebaut ist. Daher sind die verwendeten Komponenten des Hörgeräts 8, also beispielsweise das Mikrofon, der Hörer, die Gehäuseform und dämpfende Materialien, nicht so beschaffen, dass sich eine aktive Geräuschkompensation ideal erwirken lässt. Deshalb ist die aktive Geräuschkompensation bei dem Hörgerät 8 auf ein bestimmtes spektrales Band beschränkt.
  • Durch geeignete Dimensionierung des Filters 18 kann gesteuert werden, in welchem Frequenzband eine aktive Geräuschkompensation besonders gut erwirkt und in welchem Frequenzband bzw. in welchen Frequenzbändern sich die aktive Geräuschkompensation suboptimal verhält. Die Konsequenz ist, dass die aktive Geräuschkompensation in gewissen Frequenzbereichen nachlässt bzw. sogar statt einer Schallauslöschung in gewissen Frequenzbändern eine Schallverstärkung stattfindet.
  • In Kombination mit dem Wissen über einen Hörverlust des Benutzers kann das Frequenzband, in dem die aktive Geräuschkompensation besonders gut arbeitet in dasjenige Frequenzband gelegt werden, in dem der Träger des Hörgeräts einen Störschall verhältnismäßig deutlich oder laut wahrnimmt. Umgekehrt werden die Artefakte, die in Frequenzbereichen mit schlechter Geräuschkompensation entstehen, durch den Hörverlust des Hörgeräteträgers maskiert.
  • In FIG 3 ist in Verbindung mit FIG 2 noch einmal verdeutlicht, wie das Signal des Schalls 11 der Schallquelle 10 auf einem Störschallpfad 20a und auf einem Signalpfad 20b zu dem Bereich 14 im Gehörgang des Benutzers gelangt. Der Störschallpfad 20a repräsentiert die ungewollte Übertragung des Schalls 11 durch den Vent und entlang der übrigen Wege von der Umgebung in das Innere des Gehörgangs. Über den Störschallpfad 20a gelangt der Schall 11 als Störschall zum Bereich 14. Beim Durchtritt durch den Vent und bei der Übertragung entlang der übrigen Wege wird der Schall 11 in seinen spektralen Eigenschaften verändert. Dies wird in FIG 3 durch eine Übertragungsfunktion H des Störschallpfads 20a symbolisiert.
  • Der Signalpfad 20b repräsentiert den Weg des Signals des Schalls 11, wie er durch die elektronische Verarbeitung des Schalls 11 in dem in FIG 2 gezeigten Hörgerät gebildet ist. Der Signalpfad 20b umfasst das Wandeln des Schalls 11 in ein Mikrofonsignal, das Filtern des Mikrofonsignals mittels des in FIG 2 dargestellten Filters 18 und des Invertierers 19 sowie das Erzeugen des ebenfalls in FIG 2 dargestellten Kompensationsschalls 15 über den Hörer 16. Das Filter modifiziert das Mikrofonsignal gemäß einer Übertragungsfunktion H' des Filters 18.
  • Mittels der Übertragungsfunktion H' ist es für das bestimmte spektrale Band möglich, in dem Bereich 14 einen Schall zu erzeugen, der annähernd dieselben spektralen Eigenschaften aufweist wie der über den Störschallpfad 20a übertragene Schall. Die Übereinstimmung ist dabei so groß, dass bei einer Kompensation nur kaum hörbare Artefakte in dem spektralen Band entstehen. Günstigstenfalls ist die Übereinstimmung aber perfekt, so dass die Artefakte nicht entstehen.
  • Durch den Invertierer 19 wird erreicht, dass das durch den Filter 18 entsprechend der Übertragungsfunktion H' gefilterte Signal in dem spektralen Band die Eigenschaften eines Kompensationsschallsignals erlangt. Das Ausgangssignal des Invertierers 19 wird anschließend mittels des in FIG 2 gezeigten Hörers 16 in einen Kompensationsschall 15 gewandelt und ebenfalls in Richtung des Bereichs 14 abgestrahlt. Im Bereich 14 löschen sich damit in der beschriebenen Weise in dem spektralen Band die Signale der Störschallspfads 20a und des Signalpfads 20b gegenseitig aus.
  • Das in FIG 4 gezeigte Schaltbild einer aktiven Geräuschkompensation in einem Hörgerät zeigt, wie aus einem Eingangssignal, das mittels eines Mikrofons 21 gewonnen wird, ein Kompensationsschallsignal erzeugt werden kann, das dann mit einem Hörer 22 in einen Kompensationsschall wandelbar ist.
  • Das Mikrofonsignal des Mikrofons 21 wird dazu mit einer Filterbank 23 spektral analysiert. In FIG 4 sind einzelne Bandpassfilter 24a, 24b, 24c der Filterbank dargestellt. Die Filterbank 23 weist mehr als die drei dargestellten Bandpassfilter 24a, 24b, 24c auf. Die der Übersicht halber nicht dargestellten Bandpassfilter sind durch Auslassungspunkte symbolisiert.
  • Die Signale an den Ausgängen der Bandpassfilter 24a, 24b, 24c der Filterbank 23 werden von einem Leistungsmesser 25 miteinander verglichen. Ein Ausgangssignal eines Bandpassfilters 24a, 24b, 24c gibt dabei wieder, wie viel Energie in einem spektralen Band vorhanden ist, für welches das entsprechende Bandpassfilter 24a, 24b, 24c durchlässig ist. Der Leistungsmesser 25 ermittelt anhand der Ausgangssignale der Bandpassfilter 24a, 24b, 24c dasjenige spektrale Band, in welchem ein Geräteträger einen Störschall am deutlichsten wahrnehmen würde. Es können auch mehrere spektrale Bänder kombiniert werden.
  • Für das Bestimmen des spektralen Bands wird durch den Leistungsmesser 25 nicht unmittelbar die Verteilung der Energie herangezogen, wie sie sich an den Ausgängen der Filterbank 23 ablesen lässt. Es wird stattdessen eine spektrale Verteilung der Energie des Störschalls berechnet. Dazu wird die von der Filterbank 23 berechnete spektrale Verteilung der Energie des Mikrofonsignals zunächst mit einem Betragsspektrum einer Übertragungsfunktion für den Störschallpfad gewichtet.
  • Der Leistungsmesser 25 kann außerdem in der Lage sein, die von den Bandpassfiltern 24a, 24b, 24c empfangenen Informationen mit einer Hörkurve eines Benutzers derart zu gewichten, dass auch das subjektive Lautstärkeempfinden des Benutzers für die einzelnen spektralen Bänder berücksichtigt wird, die durch die Bandpassfilter 24a, 24b, 24c repräsentiert werden. Dies kann dazu führen, dass ein spektrales Band, in dem sich verhältnismäßig viel spektrale Energie des Störschalls befindet, dennoch nicht von dem Leistungsmesser 25 ausgewählt wird, weil der Benutzer des Hörgeräts in diesem spektralen Band ein schlechtes Hörvermögen hat. Es kann auch vorgesehen sein, das subjektive Lautheitsempfinden des Weiteren mittels eines psychoakustischen Modells zu schätzen.
  • Eine Information über die ausgewählten spektralen Bänder wird von dem Leistungsmesser 25 an eine Auswahleinheit 26 übergeben. Die Auswahleinheit 26 konfiguriert eine Filtereinheit 27 in der Weise, dass das Mikrofonsignal des Mikrofons 21 nach einem Filtern durch die Filtereinheit 27 ein Kompensationsschallsignal für das von dem Leistungsmesser 25 ausgewählte spektrale Band bildet. In FIG 4 ist das Konfigurieren in der Weise symbolisiert, dass die Auswahleinheit 26 auf einen Auswahlschalter 28 einwirkt. Mit dem Auswahlschalter 28 kann symbolisch zwischen den Ausgängen von verschiedenen Filtern 29a bis 29d umgeschaltet werden. Wie im Fall der Filterbank 23 sind auch bei der Filtereinheit 27 nicht alle vorhandenen Filter 29a bis 29d in FIG 4 dargestellt. Die nicht dargestellten Filter sind wiederum durch Auslassungspunkte angedeutet. In dem in FIG 4 gezeigten Schaltzustand des Auswahlschalters 28 ist das Filter 29a aktiv.
  • Wie bereits erwähnt, ist die in FIG 4 dargestellte Form der Auswahl mittels des Auswahlschalters 28 nur eine symbolische Darstellung des Vorgangs. In dem Hörgerät ist ein Wechsel zwischen den verschiedenen Filtern 29a bis 29d tatsächlich dadurch ermöglicht, dass ein Filteralgorithmus der Filtereinheit 27 über Koeffizienten konfiguriert wird. Damit die Filtereinheit 27 das Mikrofonsignal entsprechend eines der Filter 29a bis 29d filtert, muss ein entsprechender Satz von Koeffizienten an den Filteralgorithmus übergeben werden. Die verschiedenen Sätze von Koeffizienten, welche die Filter 29a bis 29d repräsentieren, sind in einer Tabelle abgespeichert. Aus dieser trifft die Auswahleinheit 26 eine Auswahl. Diese Auswahl ist, wie bereits beschrieben, abhängig von dem ermittelten spektralen Band bzw. der spektralen Bänder und somit im Sinne der Erfindung abhängig von der spektralen Verteilung der Energie des Mikrofonsignals und gegebenenfalls auch von dem Hörvermögen des Benutzers.
  • Bei der Filtereinheit 27 ist es durch ein Einschränken auf ein verhältnismäßig schmales spektrales Band für die Kompensation möglich, für dieses Band eine korrekte Laufzeit beim Prozessieren des Schalls durch das Hörgerät zu erreichen. Dabei wird hingenommen, dass in anderen Frequenzbereichen, also außerhalb der von der Recheneinheit 25 bestimmten spektralen Bänder, die Kompensation suboptimal arbeitet. Dies wird von dem Benutzer allerdings nicht wahrgenommen.
  • Das Mikrofonsignal wird fortlaufend durch die Filterbank 23 spektral analysiert. Für die jeweilige spektrale Verteilung der Energie des Störschalls wird ein optimales Filter 29a bis 29d ausgewählt. Das Umschalten zwischen den Koeffizientensätzen kann zur Vermeidung von Umschaltartefakten als Umblendvorgang geschehen. Anstelle einer Tabelle mit Sätzen von Koeffizienten kann die Filtereinheit 27 als Filteralgorithmus auch als Ganzes oder zum Teil ein adaptives Filter enthalten.
  • Bei dem in FIG 5 schematisch dargestellten Programmiergerät 30 wird mittels eines Audiometers 31 ein Hörverlust eines Trägers eines Hörgeräts 32 gemessen. Der Hörverlust wird dabei frequenzabhängig ermittelt. Das mittels des Audiometers 31 ermittelte Hörvermögen des Geräteträgers wird durch ein Bediengerät 33 einem Akustiker auf einem in FIG 5 nicht dargestellten Bildschirm als Hörkurve angezeigt.
  • In dem Bediengerät sind außerdem vom Hersteller des Hörgeräts 32 entwickelte Filter 34a bis 34c gespeichert. Die Filter sind Kompensationsfilter im Sinne der Erfindung, mit denen in unterschiedlichen spektralen Bändern für das Hörgerät 32 ein Störschall kompensiert werden kann, der beim Tragen des Hörgeräts 32 durch eine in FIG 5 nicht dargestellte Otoplastik des Hörgeräts 32 zum Trommelfell des Trägers dringen kann.
  • Im Sinne der Erfindung können die Filter auch in der Weise berechnet sein, dass sie eine aktive Geräuschkompensation für typische, im Voraus ermittelte Hörverluste bewirken. Für solche typischen Hörverluste lassen sich nämlich auch im Voraus spektrale Bänder bestimmen, für die eine Kompensation nötig ist. Zum Auswählen eines Filters kann dann die mit dem Audiometer 31 gemessene Hörkurve mit den typischen Hörkurven verglichen werden. Es wird das Filter zu derjenigen typischen Hörkurve gewählt, welche die größte Ähnlichkeit zu der gemessenen Hörkurve aufweist.
  • Auch in FIG 5 symbolisieren Auslassungssymbole, dass es neben den dargestellten Filtern 34a bis 34c noch weitere Filter gibt. Die Filter sind als Sätze von Koeffizienten gespeichert, die einem entsprechenden Filteralgorithmus zugeführt werden können. Auch in FIG 5 ist entsprechend zu FIG 4 das Auswählen eines Satzes von Koeffizienten aus einer Liste durch ein Einwirken auf einen Auswahlschalter 35 symbolisiert. In FIG 5 wird durch den Auswahlschalter 35 gerade das Filter 34a ausgewählt.
  • Der Satz von Koeffizienten zu dem ausgewählten Filter wird mittels eines Überspielgeräts 36 zum Hörgerät 32 übertragen. Im Hörgerät 32 wird der Satz von Koeffizienten dann gespeichert. In dem in FIG 5 gezeigten Beispiel ist es das Filter 34a, das überspielt wird.
  • Es kann auch vorgesehen sein, sämtliche Koeffizientensätze der Filter 34a bis 34c im Hörgerät 32 selbst zu speichern und mittels des Bediengeräts 33 lediglich die Information darüber an das Hörgerät 32 zu übermitteln, welches der Filter 34a bis 34c tatsächlich benutzt werden soll.
  • Beim Entwurf der Filter 34a bis 34c konnte nicht berücksichtigt werden, in wieweit der spezielle Gehörgang des Trägers des Hörgeräts 32 im Zusammenwirken mit der Otoplastik des Hörgeräts 32 einen weiteren Einfluss beim Übertragen eines Umgebungsschalls in den Gehörgang hat. Es kann deshalb vorgesehen sein, dass die Übertragungsfunktionen der Filter 34a bis 34c lediglich einen prinzipiellen spektralen Verlauf beschreiben. In einem abschließendem Schritt des Anpassens des Hörgeräts 32 an den Geräteträger wird mit Hilfe von Probesignalen dann ein Skalierungsfaktor ermittelt, der in dem Hörgerät gespeichert wird. Dieser Skalierungsfaktor wird multiplikativ auf ein gefiltertes Signal angewendet, damit durch das gefilterte und skalierte Signal tatsächlich eine aktive Geräuschkompensation bewirkt wird.
  • Es kann auch vorgesehen sein, eine mittels des Audiometers 31 ermittelte Hörkurve dazu zu verwenden, ein Kompensationsfilter individuell für eine Hörkurve eines Geräteträgers zu entwerfen. Dies kann durch den Akustiker geschehen, der das entsprechende Programmiergerät bedient. Es kann aber auch vorgesehen sein, die ermittelte Hörkurve beispielsweise an ein Labor für Hörgeräte zu übermitteln. Ein in Abhängigkeit von der übermittelten Hörkurve und einer Übertragungsfunktion, die das Übertragungsverhalten eines Störschallpfads eines bestimmten Modells eines Hörgeräts beschreibt, kann dann ein Satz von Koeffizienten berechnet werden, der wieder an den Akustiker übermittelt wird, damit dieser den Satz von Koeffizienten in das Hörgerät überträgt.
  • Die in FIG 6 gezeigten Diagramme D1 bis D5 zeigen Graphen von verschiedenen Größen in Abhängigkeit von einer Frequenz f. Der dargestellte Frequenzbereich ist ein Audio-Frequenzbereich. Hier sind Frequenzen zwischen 0 Hz und ungefähr 15000 Hz dargestellt. Die in FIG 6 horizontal verlaufenden Frequenzachsen der einzelnen Diagramme D1 bis D5 sind nicht linear aufgeteilt, damit die im Folgenden erläuterten Eigenschaften der einzelnen Graphen leichter darstellbar sind. Alle Diagramme D1 bis D5 haben allerdings dieselbe nicht lineare Aufteilung.
  • In dem Diagramm D1 ist eine Hörkurve 37 eines Trägers eines Hörgeräts dargestellt, wobei in dem Hörgerät das Verfahren ausgeführt wird, zu dem die in FIG 6 dargestellten Diagramme D1 bis D5 gehören. Ein Vergleich mit einer Hörkurve 38 eines normal Hörenden zeigt, dass der Träger des Hörgeräts 37 für alle dargestellten Frequenzen ein schlechteres Hörvermögen als eine gesunde Person hat. Insbesondere gibt es ein spektrales Band 39, in dem der Träger des Hörgeräts besonders schlecht hört. Außerdem gibt es ein spektrales Band 40, in dem der Träger des Hörgeräts vergleichsweise gut hören kann.
  • In dem Diagramm D2 ist eine spektrale Verteilung 41 der Energie eines Schalls über der Frequenz gezeigt. Der Schall stammt aus einer Umgebung des Trägers des Hörgeräts und wird z.T. auf akustischem Wege ungewollt beispielsweise durch einen Vent des Hörgeräts als Störschall zum Trommelfell des Trägers des Hörgeräts übertragen. Bei der Verteilung 41 gibt es ein spektrales Band 42, in dem die Energie des Schalls besonders groß ist.
  • In dem Diagramm D3 ist die subjektive Wahrnehmung 43 einzelner Frequenzen des Schalls durch den Träger des Hörgeräts berechnet worden. Die subjektive Wahrnehmung 43 ergibt sich aus einer Gewichtung der Verteilung 41 der Energie des Schalls mit der Hörkurve 37 des Trägers des Hörgeräts. An der Kurve für die subjektive Wahrnehmung 43 ist zu erkennen, dass ein spektrales Band 44, für die der Träger des Hörgeräts den Schall besonders deutlich wahrnimmt, zwischen dem Bereich 42, in dem die Energie des Schalls konzentriert ist, und dem Bereich 40 liegt, in welchem der Träger des Hörgeräts verhältnismäßig gut hören kann.
  • Entsprechend der subjektiven Wahrnehmung 43 wird in dem Hörgerät ein Satz von Koeffizienten eines Kompensationsfilters bestimmt, mit dem sich aus einem Mikrofonsignal, welches den Schall mit der Energieverteilung 41 repräsentiert, ein Kompensationsschallsignal erzeugt werden kann. Das Kompensationsfilter ist dabei so gewählt, dass die Kompensation insbesondere für den Bereich 44 bewirkt wird. Es kann aber auch vorgesehen sein, das Kompensationsfilter nur abhängig von der Hörkurve 37 oder nur abhängig von der Vereilung 41 der Energie des Schalls zu bestimmen. Wird das Kompensationsfilter nur abhängig von einer Hörkurve bestimmt, muss das Kompensationsfilter natürlich nur einmal, etwa bei einem Anpassen des Hörgeräts, bestimmt werden.
  • In dem Hörgerät stehen mehrere Sätze von Koeffizienten zur Verfügung, die jeweils eine Kompensation in verschiedenen spektralen Bändern bewirken können. In dem Diagramm D4 sind für die einzelnen Sätze von Koeffizienten diejenigen Frequenzbereiche, d. h. diejenigen spektralen Bänder 45a bis 45e, eingetragen, für die jeweils ein Satz von Koeffizienten in dem Hörgerät gespeichert ist. Die spektralen Bänder. die zu weiteren Sätzen von Koeffizienten gehören, sind in dem Diagramm nicht eingetragen, um das Diagramm übersichtlich zu halten. Im Diagramm D4 ist dies durch Punkte angedeutet.
  • Abhängig von dem Bereich 44, in dem der Schall von dem Träger des Hörgeräts besonders gut wahrnehmbar ist, wird nun ein Satz von Koeffizienten, d.h. ein Kompensationsfilter, ausgewählt. In dem in FIG 6 gezeigten Fall wird das Kompensationsfilter für das spektrale Band 45b gewählt. In FIG 6 sind die Grenzen des spektralen Bands 45b sowohl in dem Diagramm D3 als auch in dem Diagramm D5 durch gestrichelte Linien eingetragen.
  • In dem Diagramm D5 ist eine Übertragungsfunktion 46 desjenigen Filters gezeigt, das zu dem Satz von Koeffizienten für das spektrale Band 45b gehört. Des Weiteren ist in das Diagramm D5 eine Übertragungsfunktion 47 eines Störschallpfads dargestellt, über den der Schall auf akustischem Wege von der Umgebung des Trägers des Hörgeräts als Störschall zu seinem Trommelfell gelangt. Wie aus einem Vergleich der beiden Übertragungsfunktionen 46 und 47 zu erkennen ist, stimmen die beiden Übertragungsfunktionen im Bereich des spektralen Bands 45b nahezu überein. Dadurch ist es möglich, in dem spektralen Band 45b mit einer Filtereinheit, das den entsprechenden Satz von Koeffizienten verwendet, aus einem den Schall repräsentierenden Mikrofonsignal ein Kompensationsschallsignal zu erzeugen.
  • In dem Diagramm 5 ist auch zu erkennen, dass die Grenzen eines spektralen Bands, hier des spektralen Bands 45b, keine scharfen Grenzen sein müssen. Es handelt sich bei den Grenzen um einen Übergangsbereich, in dem eine Abweichung der Übertragungsfunktion 46 des Kompensationsfilters von der Übertragungsfunktion 47 des Störschallpfads graduell immer größer wird. Um scharfe Grenzen zu erhalten, lässt sich beispielsweise ein Schwellwert für die Abweichung festlegen, der beispielsweise in Abhängigkeit von einer Wahrnehmbarkeit oder Messbarkeit von Artefakten bei der aktiven Schallkompensation bestimmt werden kann.
  • Obwohl für die Frequenzen außerhalb des spektralen Bands 45b die beiden Übertragungsfunktionen 46, 47 nicht übereinstimmen, hört der Träger des Hörgeräts dennoch keinen Störschall in diesen Frequenzen. Aus dem Graph für die subjektive Wahrnehmung 43 ist zu entnehmen, dass er in den Frequenzen außerhalb des spektralen Bands 45b einen schlecht kompensierten oder sogar verstärkten Störschall nicht wahrnimmt.
  • Durch die Beispiele ist gezeigt, wie mittels der Erfindung ein Kompensieren eines Störschalls ermöglicht ist, auch wenn die Hörvorrichtung nicht für ein solches Kompensieren ausgelegt ist. Für ein Berechnen eines Kompensationsschallsignals wird dabei sehr wenig Rechenkapazität benötigt.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Hörgerätegehäuse
    2
    Mikrofon
    3
    Signalverarbeitungseinheit
    4
    Hörer
    5
    Batterie
    6
    Ohrmuschel
    7
    Gehörgang
    8
    Hörgerät
    9
    Vent
    10
    Schallquelle
    11
    Schall
    12
    Störschall
    13
    Trommelfell
    14
    Bereich
    15
    Kompensationsschall
    16
    Hörer
    17
    Mikrofon
    18
    Filter
    19
    Invertierer
    20a
    Störschallpfad
    20b
    Signalpfad
    21
    Mikrofon
    22
    Hörer
    23
    Filterbank
    24a, 24b, 24c
    Bandpassfilter
    25
    Leistungsmesser
    26
    Auswahleinheit
    27
    Filtereinheit
    28
    Auswahlschalter
    29a, 29b, 29c, 29d
    Filter
    30
    Programmiergerät
    31
    Audiometer
    32
    Hörgerät
    33
    Bediengerät
    34a, 34b, 34c
    Filter
    35
    Auswahlschalter
    36
    Überspielgerät
    37, 38
    Hörkurve
    39, 40
    spektrales Band
    41
    spektrale Verteilung der Energie
    42
    spektrales Band
    43
    Graph des subjektiven Hörvermögens
    44, 45a bis 45e
    spektrales Band
    46, 47
    Übertragungsfunktion
    f
    Frequenz
    D1, D2, D3, D4, D5
    Diagramm
    H,H'
    Übertragungsfunktion

Claims (15)

  1. Verfahren zum Kompensieren eines Störschalls (12) bei einer Hörvorrichtung (8,32) durch
    - Bestimmen eines spektralen Bands (45b) in Abhängigkeit eines Hörvermögens (37) und/oder einer spektralen Verteilung (41) der Energie des Störschalls (12) oder eines den Störschall (12) hervorrufenden Schalls (11),
    - Filtern eines den Schall (11) repräsentierenden Eingangssignals der Hörvorrichtung (8,32) in dem spektralen Band (45b) entsprechend einer Übertragungsfunktion (47,H) für den Schall (11) auf einem Störschallpfad (20a) und
    - Erzeugen eines Kompensationsschalls (15) mit Hilfe des invertierten gefilterten Eingangssignals.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das spektrale Band (45b) in Abhängigkeit von der spektralen Verteilung (41) der Energie des Störschalls (12) oder des den Störschall (12) hervorrufenden Schalls (11) bestimmt wird und
    das Bestimmen periodisch wiederholt wird oder kontinuierlich erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zum Filtern in Abhängigkeit von dem spektralen Band (45b)
    - ein Filter (29a,34a) aus einer Mehrzahl von vorbestimmten Filtern (29a-29d,34a-34c) ausgewählt wird oder
    - ein Filter berechnet wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    beim Filtern die Übertragungsfunktion mit einem vorbestimmten Faktor multipliziert wird, der einen Einfluss auf die Übertragungsfunktion (H) in dem bestimmten spektralen Band (45b) beschreibt, den ein Zusammenwirken der Hörvorrichtung (8,32) mit einem Ohr (6,7) eines Benutzers hat.
  5. Hörvorrichtung (8, 32) mit
    - einer Verarbeitungseinrichtung (23,25,26) zum Bereitstellen eines spektralen Bands (45b) in Abhängigkeit von einem Hörvermögen (37) und/oder zum Bestimmen eines spektralen Bands (45b) in Abhängigkeit von einer spektralen Verteilung (41) der Energie eines Störschalls (12) oder eines den Störschall (12) hervorrufenden Schalls (11),
    - einer Filtereinrichtung (18,27) zum Filtern eines den Schall (11) repräsentierenden Eingangssignals der Hörvorrichtung (8,32) in dem spektralen Band (45b) entsprechend einer Übertragungsfunktion (47) für den Schall (11) auf einem Störschallpfad (20a) und
    - einer Schallausgabeeinrichtung (16,22) zum Erzeugen eines Kompensationsschalls (15) mit Hilfe des invertierten gefilterten Eingangssignals.
  6. Hörvorrichtung (8,32) nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    mit der Verarbeitungseinrichtung (23,25,26) eine spektrale Verteilung (41) der Energie des Störschalls (12) oder des den Störschall (12) hervorrufenden Schalls (11) bestimmbar ist und die Verarbeitungseinrichtung (23,25,26) eine Filterbank (23) umfasst.
  7. Hörvorrichtung (8,32) nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Filtereinrichtung (18,27) ein rekursives, lineares Filter umfasst.
  8. Hörvorrichtung (8,32) nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Filtereinrichtung ein adaptives Filter umfasst.
  9. Hörvorrichtung (8,32) nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    in der Filtereinrichtung (8,27) eine Mehrzahl von Filtern (29a-29d,34a-34c) bereitgestellt ist, aus denen zum Filtern eines (29a,34a) in Abhängigkeit von dem bestimmten spektralen Band (45b) auswählbar ist.
  10. Hörvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Übertragungsfunktion aus einem spektralen Verlauf und einem Skalierungsfaktor gebildet ist.
  11. Verfahren zum Anpassen einer Hörvorrichtung (32) durch
    - Bestimmen eines Hörvermögens (37),
    - Auswählen oder Ermitteln eines Kompensationsfilters (34a) zur Kompensation von Störschall in Abhängigkeit von dem Hörvermögen (37) und
    - Konfigurieren eines Filters der Hörvorrichtung (32) gemäß dem ausgewählten oder ermittelten Kompensationsfilter (34a).
  12. Verfahren nach Anspruch 11
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Ermitteln ein Berechnen eines Kompensationsfilters in Abhängigkeit von dem Hörvermögen und von einer Übertragungsfunktion für einen Schall auf einem Störschallpfad umfasst.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Konfigurieren ein Übertragen des ausgewählten oder ermittelten Kompensationsfilters (34a) zu der Hörvorrichtung (32) hin umfasst.
  14. Vorrichtung (30) zum Anpassen einer Hörvorrichtung (32) mit
    - einer Messeinrichtung (31) zum Bestimmen eines Hörvermögens (37),
    - einer Ermittlungseinrichtung (33,35) zum Auswählen oder Ermitteln eines Kompensationsfilters (34a-34c) zur Kompensation von Störschall (12) in Abhängigkeit von dem Hörvermögen (37) und
    - einer Einstelleinrichtung (36) zum Konfigurieren eines Filters der Hörvorrichtung (32) gemäß dem ausgewählten oder ermittelten Kompensationsfilter (34a).
  15. Vorrichtung (30) nach Anspruch 14
    dadurch gekennzeichnet, dass
    in der Ermittlungseinrichtung (33) eine Mehrzahl von vorbestimmten Kompensationsfiltern (34a-34c) gespeichert ist, aus denen eines (34a) in Abhängigkeit von dem Hörvermögen (37) auswählbar ist.
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