EP2239962A2 - Anordnung und Verfahren zur Erkennung von Rückkopplungen bei Hörvorrichtungen - Google Patents

Anordnung und Verfahren zur Erkennung von Rückkopplungen bei Hörvorrichtungen Download PDF

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EP2239962A2
EP2239962A2 EP10153701A EP10153701A EP2239962A2 EP 2239962 A2 EP2239962 A2 EP 2239962A2 EP 10153701 A EP10153701 A EP 10153701A EP 10153701 A EP10153701 A EP 10153701A EP 2239962 A2 EP2239962 A2 EP 2239962A2
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EP
European Patent Office
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feedback
detection unit
probability
threshold value
hearing device
Prior art date
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EP10153701A
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EP2239962B1 (de
EP2239962A3 (de
Inventor
Stefan Petrausch
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Sivantos Pte Ltd
Original Assignee
Siemens Medical Instruments Pte Ltd
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Publication date
Application filed by Siemens Medical Instruments Pte Ltd filed Critical Siemens Medical Instruments Pte Ltd
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Publication of EP2239962A3 publication Critical patent/EP2239962A3/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
    • H04R25/45—Prevention of acoustic reaction, i.e. acoustic oscillatory feedback
    • H04R25/453—Prevention of acoustic reaction, i.e. acoustic oscillatory feedback electronically
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2430/00—Signal processing covered by H04R, not provided for in its groups
    • H04R2430/03—Synergistic effects of band splitting and sub-band processing

Definitions

  • the invention relates to arrangements and methods specified in the independent patent claims for better detection of feedbacks in hearing devices.
  • FIG. 1 shows the principle of acoustic feedback using the example of a hearing aid 1.
  • the hearing aid 1 comprises a microphone 2, which receives a useful acoustic signal 10, converts it into an electrical microphone signal 11 and outputs it to a signal processing unit 3.
  • the microphone signal 11 is, among other things, processed and amplified and output as a receiver signal 12 to a receiver 4.
  • the electrical receiver signal 12 is again converted into an acoustic output signal 13 and delivered to the eardrum 7 of a hearing aid wearer.
  • a suitable phase position and amplitude of the fed-back output signal disturbing feedback whistling occurs.
  • the attenuation of the acoustic feedback is low, whereby the problem is exacerbated.
  • the acoustic feedback path 14 is digitally reproduced.
  • the replication takes place, for example, by means of an adaptive compensation filter 5, which is generated by the receiver signal 12 is fed. After filtering in the compensation filter 5, a filtered signal 15 is subtracted from the microphone signal 11. Ideally, the effect of the acoustic feedback path 14 is thereby canceled.
  • a control of the adaptation of the filter coefficients of the adaptive compensation filter 5 is required. This is done via the so-called step size. It indicates at which speed the adaptive compensation filter 5 adapts to the acoustic feedback path 14. Since there is no meaningful compromise for a fixed step size, it must be adapted to the current listening situation. Basically, a large step size for a fast adaptation of the filter coefficients to the acoustic feedback path 14 is desirable. However, the disadvantage of large step sizes is the generation of perceptible signal artifacts.
  • the step size should be negligible. But if a critical feedback situation occurs, the step size should be large. This ensures that the filter coefficients of the compensation filter 5 are changed only if their transfer characteristic differs appreciably from the characteristic of the acoustic feedback path 14, i. if there is a need for a post-adjustment.
  • a feedback detection unit 6 is required which detects feedback from the microphone signal 11 or at least roughly estimates the probability or to what extent a feedback is applied to the microphone 2.
  • the invention claims an arrangement for the detection of acoustic feedback in a hearing device with a microphone signal of the hearing device receiving the first feedback detection unit which determines a feedback probability, with at least one microphone signal of the hearing device receiving the second feedback detection unit which determines a weighting factor between the values "1" for the secure presence of feedback and "0" for the secure absence of feedback, with a computing unit which calculates the feedback probability with the weighting factor, and with a comparison unit which assigns the weighting factor with a calculated feedback probability predeterminable threshold value is compared and signals the exceeding of the threshold value.
  • the advantage of this is that, for example, the feedback suppression in hearing aids can be optimized and the feedback detection can adapt to the characteristics and habits of a hearing aid wearer.
  • the arithmetic unit can multiply the feedback probability with the weighting factor.
  • the invention also claims a device for detecting acoustic feedback in a hearing device with a first feedback detection unit receiving a microphone signal of the hearing device, which determines a feedback probability, with a second feedback detection unit receiving the microphone signal of the hearing device which regulates a threshold value depending on the occurrence of feedbacks, and with a comparison unit which compares the feedback probability with the threshold value and signals the exceeding of the threshold value.
  • the arrangement may comprise a linking unit which combines a feedback detection signal of the second feedback detection unit with the signal which signals an exceeding of the threshold value.
  • the detection of acoustic feedback in different predetermined frequency bands can be done.
  • the first and second feedback detection units may comprise different feedback detection algorithms.
  • the invention also claims a hearing aid with at least one microphone, with at least one earpiece and with an arrangement according to the invention.
  • the invention offers the advantage of improving acoustic feedback detection by combining two different feedback detection methods.
  • the calculation can be a multiplication.
  • the recognition of acoustic feedbacks in different predeterminable frequency bands can be performed.
  • the algorithms for detecting the feedback may be different in the first and second feedback detection units.
  • FIG. 2 shows a block diagram of the inventive arrangement for determining a feedback.
  • a microphone signal 11 is fed to both a first and a second feedback detection unit 61, 62.
  • a faster but error-prone detection algorithm runs, for example by detecting sinusoidal level peaks at high frequencies.
  • the second feedback detection unit 62 runs a slower, but very low-error and secure detection algorithm, for example by detecting a phase-modulated feedback signal.
  • a feedback probability 16 is determined as a feedback measure which can take values between "0" and "1". "1" means very likely and "0” means very unlikely.
  • a weighting factor 17 is determined, which may also be between “0” and “1", where a "1" signals the secure presence of feedback and a "0" the secure absence of feedback.
  • the feedback probability 16 is then multiplied by the weighting factor 17 thus determined in a multiplier 63 as the arithmetic unit and the output signal 18 is fed to a comparison unit 64.
  • a normalized threshold value 20 is also supplied to an input of the comparison unit 64.
  • the output signal 19 of the comparison unit 64 now signals whether the output signal 18 of the multiplier 63 is greater than the threshold host 20. If so, this is signaled by a logical "1" of the output signal 19 of the comparison unit 64.
  • the output signal 19 of the comparison unit 64 is then fed to an input of an OR gate 65.
  • Another input of the OR gate 65 is supplied with a feedback detection signal 21 of the second feedback detection unit 62, which signals with a logical "1" when feedback is reliably detected.
  • the OR gate 65 is at its output a feedback detection signal 22 which is logic "1" when either the comparison signal 19 of the comparison unit 64 or the feedback detection signal 21 of the second feedback detection unit 62 is logic "1", that is, when a feedback in at least one of the two detection branches is detected.
  • the threshold value 20 can be regulated.
  • This solution according to the invention is based on a block diagram in FIG. 3 shown.
  • a microphone signal 11 is in turn supplied to a first and a second feedback detection unit 61, 62.
  • the first feedback detection unit 61 runs a faster but erroneous detection algorithm and in the second feedback detection unit 62 runs a slower, but very low-error and secure detection algorithm.
  • a feedback probability 16 is determined which can assume values between "0" and "1".
  • “1” means very likely and "0” means very unlikely.
  • a predetermined threshold value is regulated, which can thereby lie between "0" and "1", in contrast to FIG. 2 a "0" indicates the secure presence of feedback and a "1" indicates the secure absence of feedback.
  • the thus regulated threshold value 20 is now supplied to a comparison unit 64.
  • the feedback probability 16 is likewise supplied to an input of the comparison unit 64.
  • the output signal 19 of the comparison unit 64 then signals whether the feedback probability 16 is greater than the threshold value 20. If so, this is signaled by a logical "1" of the output signal 19 of the comparison unit 64.
  • the output signal 19 of the comparison unit 64 is now as in FIG. 2 an input of an OR gate 65 is supplied.
  • Another input of the OR gate 65 becomes a feedback detection signal 21 of the second feedback detection unit 62, which signals with a logical "1" that feedback has been reliably detected.
  • the OR gate 65 outputs at its output a feedback detection signal 22 which is logic "1” when either the comparison signal 19 of the comparison unit 64 or the feedback detection signal 21 of the second feedback detection unit 62 is logic "1", ie if a feedback in at least one the two detection branches is detected.
  • FIG. 4 shows that in FIG. 2 described principle in a practical implementation based on a block diagram.
  • a microphone signal 11 of a hearing device is split by a filter bank 8 into n frequency bands 24.
  • the n bands 24 are supplied to both the inputs of a fast first feedback detection unit 61 and a slower but accurate second feedback detection unit 62 with a phase modulation detector 621.
  • various methods are available which provide n output 16 with values between zero and one.
  • the output signals 16 indicate the feedback probabilities for the n frequency bands 24.
  • the phase modulation detector 621 of the second feedback detection unit 62 detects whether a phase modulation imposed on an output signal of the hearing apparatus is included in the microphone signal 11. Since the detection is expensive, it is performed only for a frequency band 25 selected by band selection logic 620.
  • the detection 21 of the phase modulation which generally requires some time, must now be available to a controller 622, 623 of n weighting factors 17 at the same time as a band index 26, which indicates in which frequency band 24 the phase modulation was detected.
  • the n weighting factors 17 may assume values between zero and one.
  • n weighting factors 17 are multiplied by the feedback probability 16 in n multipliers 63 and then compared as frequency multiplied signals 18 as multiplied signals 18 with a predefinable threshold value 20 in comparison units 64. If the feedback probability 16 is above the threshold value 20, a logical "1" is output as the output signal 19 of the comparison unit 64.
  • all output signals 19 of the comparison units 64 are OR'd with a feedback detection signal 21 of the phase detector 621 in a gate 65.
  • a feedback 22 thus occurs when one of the weighted n feedback probabilities 18 exceeds the threshold value 20, or when the detection 21 of the phase modulation indicates feedback.
  • FIG. 5 shows that in FIG. 3 described principle in a practical implementation based on a block diagram.
  • a microphone signal 11 of a hearing device is split by a filter bank 8 into n frequency bands 24.
  • the n bands 24 are supplied to both the inputs of a fast first feedback detection unit 61 and a slower but accurate second feedback detection unit 62 with a phase modulation detector 621.
  • n output signals can assume 16 values between zero and one. The values are a measure of the feedback probability.
  • the detector 621 for phase modulations detects whether an output signal, for example a receiver signal of a hearing aid, impressed phase modulation is again detected at an input, for example a microphone of the hearing aid. Since the detection is very expensive, it is performed only for a single frequency band 25 selected by band selection logic 620.
  • the detection 21 of the phase modulation which usually takes some time, is simultaneously available together with a band index 26, which indicates the frequency band in which the phase modulation was detected, to a regulation 624, 625 of n band-specific threshold values 20.
  • the n thresholds 20 are between zero and one, with a low threshold 20 indicating a high probability of feedback.
  • n threshold values 20 As a regulation 624, 625 of the n threshold values 20, a simple algorithm is used, for example, which ensures that the sum of all threshold values 20 remains constant. The thus determined n threshold values 20 are compared with the n feedback probabilities 16 in n comparison units 64.
  • the regulation of the threshold values 20 can be effected, for example, by multiplication with ascertained weighting factors.

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Abstract

Die Erfindung gibt Anordnungen und zugehörige Verfahren zur Erkennung (22) von akustischen Rückkopplungen bei einer Hörvorrichtung (1) an. Eine Ausführungsform umfasst eine erste Rückkopplungserkennungseinheit (61), die eine Rückkopplungswahrscheinlichkeit (16) ermittelt, eine zweite Rückkopplungserkennungseinheit (62), die einen Gewichtungsfaktor (17) ermittelt, und eine Recheneinheit (63), die die Rückkopplungswahrscheinlichkeit (16) mit dem Gewichtungsfaktor (17) multipliziert. Alternativ zum Ermitteln des Gewichtungsfaktors (17) kann auch ein Schwellwert (20) geregelt werden. Die Erfindung bietet den Vorteil der Verbesserung einer akustischen Rückkopplungserkennung (22) durch eine Kombination zweier unterschiedlicher Rückkopplungserkennungsverfahren (61, 62).

Description

    Beschreibung
  • Anordnung und Verfahren zur Erkennung von Rückkopplungen bei Hörvorrichtungen
  • Die Erfindung betrifft in den unabhängigen Patentansprüchen angegebene Anordnungen und Verfahren zur besseren Erkennung von Rückkopplungen bei Hörvorrichtungen.
  • Ein häufiges Problem bei Hörvorrichtungen ist die akustische Rückkopplung zwischen dem Ausgang der Hörvorrichtung und dem Eingang, die sich als Rückkopplungspfeifen störend bemerkbar macht. Figur 1 zeigt das Prinzip der akustischen Rückkopplung am Beispiel eines Hörgeräts 1. Das Hörgerät 1 umfasst ein Mikrofon 2, das ein akustisches Nutzsignal 10 aufnimmt, in ein elektrisches Mikrofonsignal 11 umwandelt und an eine Signalverarbeitungseinheit 3 abgibt. In der Signalverarbeitungseinheit 3 wird das Mikrofonsignal 11 u.a. aufbereitet und verstärkt und als Hörersignal 12 an einen Hörer 4 abgegeben. Im Hörer 4 wird das elektrische Hörersignal 12 wieder in ein akustisches Ausgangssignal 13 gewandelt und an das Trommelfell 7 eines Hörgeräteträgers abgegeben.
  • Das Problem besteht nun darin, dass ein Teil des akustischen Ausgangssignals 13 über einen akustischen Rückkopplungspfad 14 zum Eingang des Hörgeräts 1 gelangt, wo es sich mit dem Nutzsignal 10 überlagert und als Summensignal vom Mikrofon 2 aufgenommen wird. Bei geeigneter Phasenlage und Amplitude des rückgekoppelten Ausgangssignals kommt es zum störenden Rückkopplungspfeifen. Insbesondere durch eine offene Hörgeräteversorgung ist die Dämpfung der akustischen Rückkopplung gering, wodurch das Problem verschärft wird.
  • Zur Lösung des Problems stehen seit einiger Zeit adaptive Systeme zur Rückkopplungsunterdrückung zur Verfügung. Dabei wird der akustische Rückkopplungspfad 14 digital nachgebildet. Die Nachbildung erfolgt beispielsweise mittels eines adaptiven Kompensationsfilters 5, das von dem Hörersignal 12 gespeist wird. Nach der Filterung im Kompensationsfilter 5 wird ein gefiltertes Signal 15 vom Mikrofonsignal 11 subtrahiert. Im Idealfall wird die Wirkung des akustischen Rückkopplungspfads 14 dadurch aufgehoben.
  • Für eine effektive Rückkopplungsunterdrückung ist eine Regelung der Anpassung der Filterkoeffizienten des adaptiven Kompensationsfilters 5 erforderlich. Dies erfolgt über die sogenannte Schrittweite. Sie gibt an, mit welcher Geschwindigkeit sich das adaptive Kompensationsfilter 5 an den akustischen Rückkopplungspfad 14 anpasst. Da es keinen sinnvollen Kompromiss für eine fest eingestellte Schrittweite gibt, muss die an die jeweils aktuelle Hörsituation angepasst werden. Grundsätzlich ist eine große Schrittweite für eine schnelle Anpassung der Filterkoeffizienten an den akustischen Rückkopplungspfad 14 anzustreben. Nachteilig bei großen Schrittweiten ist aber die Erzeugung von wahrnehmbaren Signalartefakten.
  • Für einen weit unterkritischen Rückkopplungsfall soll die Schrittweite hingegen verschwindend klein sein. Tritt aber eine kritische Rückkopplungssituation auf, soll die Schrittweite groß werden. Dadurch ist sicher gestellt, dass die Filterkoeffizienten des Kompensationsfilters 5 nur dann verändert werden, wenn sich dieses in seiner Übertragungscharakteristik nennenswert von der Charakteristik des akustischen Rückkopplungspfads 14 unterscheidet, d.h. wenn Bedarf an einer Nachanpassung besteht. Für die Regelung der Schrittweite bedarf es einer Rückkopplungserkennungseinheit 6, die aus dem Mikrofonsignal 11 Rückkopplungen detektiert oder zumindest grob abschätzt, mit welcher Wahrscheinlichkeit oder in welchem Ausmaß eine Rückkopplung am Mikrofon 2 anliegt.
  • Zur Regelung der Schrittweite, bzw. zur Regelung einer Rückkopplungsunterdrückung im Allgemeinen, stehen mehrere Lösungen zur Verfügung. Bei der Auswahl einer geeigneten Lösung ist meist ein Abwägen zwischen Geschwindigkeit und Genauigkeit der Erkennung erforderlich. Beispielhafte Lösungen sind:
    1. a) Pegelvergleiche: werden sinusartige Signale (Spitzen im Spektrum) bei höheren Frequenzen gefunden, so kann von Rückkopplungspfeifen ausgegangen werden. Diese Lösung ist einfach und schnell, aber oft sehr ungenau.
    2. b) Tonalitätserkennung: der Grad der Tonalität eines Signals wird erkannt, wobei wieder bei höheren Frequenzen auf Rückkopplungspfeifen geschlossen werden kann. Diese Lösung ist etwas genauer als eine reine Pegelbetrachtung, aber auch etwas langsamer.
    3. c) Detektion einer Phasenmodulation: dem Ausgangssignal wird eine unhörbare Phasenmodulation aufgeprägt, die am Mikrofon detektiert werden kann. Diese Lösung ist sehr genau, aber langsam.
  • Bei der Auswahl einer geeigneten Lösung muss zwischen der Erkennungsgenauigkeit und der Erkennungsgeschwindigkeit abgewogen werden. Ist die Rückkopplungserkennung schnell, oder wird sie schnell eingestellt, so steigt oft die Fehlerkennungsrate erheblich an.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung diesen Nachteil zu überwinden und Anordnungen und Verfahren anzugeben, die eine sichere und schnelle Rückkopplungserkennung bei Hörvorrichtungen ermöglichen.
  • Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe mit den Anordnungen und den Verfahren der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
  • Die Erfindung beansprucht eine Anordnung zur Erkennung von akustischen Rückkopplungen bei einer Hörvorrichtung mit einer ein Mikrofonsignal der Hörvorrichtung aufnehmenden ersten Rückkopplungserkennungseinheit, die eine Rückkopplungswahrscheinlichkeit ermittelt, mit mindestens einer das Mikrofonsignal der Hörvorrichtung aufnehmenden zweiten Rückkopplungserkennungseinheit, die einen Gewichtungsfaktor ermittelt, der zwischen den Werten "1" für das sichere Vorhandensein von Rückkopplung und "0" für die sichere Abwesenheit von Rückkopplung liegt, mit einer Recheneinheit, welche die Rückkopplungswahrscheinlichkeit mit dem Gewichtungsfaktor verrechnet, und mit einer Vergleichseinheit, welche die mit dem Gewichtungsfaktor verrechnete Rückkopplungswahrscheinlichkeit mit einem vorgebbaren Schwellwert vergleicht und das Überschreiten des Schwellwerts signalisiert. Vorteilhaft daran ist, dass beispielsweise die Rückkopplungsunterdrückung bei Hörgeräten optimiert werden kann und die Rückkopplungserkennung sich den Eigenschaften und Gewohnheiten eines Hörgeräteträgers anpassen kann.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung kann die Recheneinheit die Rückkopplungswahrscheinlichkeit mit dem Gewichtungsfaktor multiplizieren.
  • Die Erfindung beansprucht auch eine Anordnung zur Erkennung von akustischen Rückkopplungen bei einer Hörvorrichtung mit einer ein Mikrofonsignal der Hörvorrichtung aufnehmenden ersten Rückkopplungserkennungseinheit, die eine Rückkopplungswahrscheinlichkeit ermittelt, mit einet das Mikrofonsignal der Hörvorrichtung aufnehmenden zweiten Rückkopplungserkennungseinheit, die einen Schwellwert in Abhängigkeit des Auftretens von Rückkopplungen regelt, und mit einer Vergleichseinheit, welche die Rückkopplungswahrscheinlichkeit mit dem Schwellwert vergleicht und das Überschreiten des Schwellwerts signalisiert.
  • In einer Weiterbildung kann die Anordnung eine Verknüpfungseinheit umfassen, die ein Rückkopplungserkennungssignal der zweiten Rückkopplungserkennungseinheit mit dem Signal, das eine Überschreitung des Schwellwerts signalisiert, verknüpft.
  • In einer Weiterbildung kann die Erkennung von akustischen Rückkopplungen in unterschiedlichen vorgebbaren Frequenzbändern erfolgen.
  • In einer weiteren Ausführungsform können die erste und zweite Rückkopplungserkennungseinheit unterschiedliche Rückkopplungserkennungsalgorithmen aufweisen.
  • Die Erfindung beansprucht auch ein Hörgerät mit mindestens einem Mikrofon, mit mindestens einem Hörer und mit einer erfindungsgemäßen Anordnung.
  • Die Erfindung beansprucht außerdem ein Verfahren zur Erkennung von Rückkopplungen bei Hörvorrichtungen mit folgenden Verfahrenschritten:
    • Ermitteln einer Rückkopplungswahrscheinlichkeit durch eine ein Mikrofonsignal der Hörvorrichtung aufnehmende erste Rückkopplungserkennungseinheit,
    • Ermitteln eines Gewichtungsfaktors, der zwischen den Werten "1" für das sichere Vorhandensein von Rückkopplung und "0" für die sichere Abwesenheit von Rückkopplung liegt, durch eine das Mikrofonsignal der Hörvorrichtung aufnehmende zweite Rückkopplungserkennungseinheit,
    • Verrechnen der Rückkopplungswahrscheinlichkeit mit dem Gewichtungsfaktor und
    • Signalisieren, wenn die mit dem Gewichtungsfaktor verrechnete Rückkopplungswahrscheinlichkeit einen vorgebbaren Schwellwert überscheitet.
  • Die Erfindung bietet den Vorteil der Verbesserung einer akustischen Rückkopplungserkennung durch eine Kombination zweier unterschiedlicher Rückkopplungserkennungsverfahren.
  • In einer Weiterbildung des Verfahrens kann das Verrechnen ein Multiplizieren sein.
  • Die Erfindung beansprucht auch ein Verfahren zur Erkennung von Rückkopplungen bei Hörvorrichtungen mit den Schritten:
    • Ermitteln einer Rückkopplungswahrscheinlichkeit durch eine ein Mikrofonsignal der Hörvorrichtung aufnehmende erste Rückkopplungserkennungseinheit,
    • Regeln eines Schwellwerts durch eine das Mikrofonsignal der Hörvorrichtung aufnehmende zweite Rückkopplungserkennungseinheit in Abhängigkeit des Auftretens von Rückkopplungen und
    • Signalisieren, wenn das Rückkopplungsmaß den geregelten Schwellwert überscheitet.
  • Das Verfahren kann außerdem folgenden zusätzlichen Schritt umfassen:
    • Verknüpfen eines Rückkopplungserkennungssignals der zweiten Rückkopplungserkennungseinheit mit dem Signalisieren.
  • In einer Weiterbildung des Verfahrens kann das Erkennen von akustischen Rückkopplungen in unterschiedlichen vorgebbaren Frequenzbändern ausgeführt werden.
  • Die Algorithmen zur Detektion der Rückkopplung können in der ersten und zweiten Rückkopplungserkennungseinheit unterschiedlich ausgeführt sein.
  • Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung werden aus den nachfolgenden Erläuterungen mehrerer Ausführungsbeispiele anhand von schematischen Zeichnungen ersichtlich.
  • Es zeigen:
    • Figur 1:
    ein Blockschaltbild eines Hörgeräts mit Rückkopp- lungsunterdrückung gemäß Stand der Technik,
    Figur 2:
    ein Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Rückkopplungserkennungseinheit mit Gewichtungsfak- tor,
    Figur 3:
    ein Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Rückkopplungserkennungseinheit mit Schwellwertre- gelung,
    Figur 4:
    ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Rück- kopplungserkennungseinheit mit Gewichtungsfaktoren und
    Figur 5:
    ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Rück- kopplungserkennungseinheit mit Schwellwertrege- lung.
  • Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung zur Ermittlung einer Rückkopplung. Ein Mikrofonsignal 11 wird sowohl einer ersten als auch einer zweiten Rückkopplungserkennungseinheit 61, 62 zugeführt. In der ersten Rückkopplungserkennungseinheit 61 läuft ein schneller, aber fehlerbehafteter Erkennungsalgorithmus ab, beispielsweise durch Erkennen von sinusförmigen Pegelspitzen bei hohen Frequenzen. In der zweiten Rückkopplungserkennungseinheit 62 läuft ein langsamer, aber sehr fehlerarmer und sicherer Erkennungsalgorithmus ab, zum Beispiel durch Erkennen eines phasenmodulierten rückgekoppelten Signals. In der ersten Rückkopplungserkennungseinheit 61 wird eine Rückkopplungswahrscheinlichkeit 16 als Rückkopplungsmaß ermittelt, die Werte zwischen "0" und "1" annehmen kann. "1" bedeutet sehr wahrscheinlich und "0" bedeutet sehr unwahrscheinlich. In der zweiten Rückkopplungserkennungseinheit 62 wird ein Gewichtungsfaktor 17 ermittelt, der ebenfalls zwischen "0" und "1" liegen kann, wobei eine "1" das sichere Vorhandensein von Rückkopplung und eine "0" die sichere Abwesenheit von Rückkopplung signalisiert.
  • Die Rückkopplungswahrscheinlichkeit 16 wird nun mit dem so ermittelten Gewichtungsfaktor 17 in einem Multiplizierer 63 als Recheneinheit multipliziert und das Ausgangssignal 18 einer Vergleichseinheit 64 zugeführt. Ein normierter Schwellwert 20 wird ebenfalls einem Eingang der Vergleichseinheit 64 zugeführt. Das Ausgangssignal 19 der Vergleichseinheit 64 signalisiert nun, ob das Ausgangssignal 18 des Multiplizierers 63 größer als der Schwellwirt 20 ist. Wenn ja, wird dies durch eine logische "1" des Ausgangssignals 19 der Vergleichseinheit 64 signalisiert.
  • Das Ausgangssignal 19 der Vergleichseinheit 64 wird dann einem Eingang eines ODER-Gatters 65 zugeführt. Einem weiteren Eingang des ODER-Gatters 65 wird ein Rückkopplungserkennungssignal 21 der zweiten Rückkopplungserkennungseinheit 62 zugeführt, das mit einer logischen "1" signalisiert, wenn eine Rückkopplung sicher detektiert wird. Das ODER-Gatter 65 gibt an seinem Ausgang ein Rückkopplungserkennungssignal 22 ab, das logisch "1" ist, wenn entweder das Vergleichssignal 19 der Vergleichseinheit 64 oder das Rückkopplungserkennungssignal 21 der zweiten Rückkopplungserkennungseinheit 62 logisch "1" ist, d.h. wenn eine Rückkopplung in mindestens einem der beiden Erkennungszweige erfasst wird.
  • Alternativ kann der Schwellwert 20 geregelt werden. Diese erfindungsgemäße Lösung ist an Hand eines Blockschaltbilds in Figur 3 dargestellt. Ein Mikrofonsignal 11 wird wiederum einer ersten als auch einer zweiten Rückkopplungserkennungseinheit 61, 62 zugeführt. In der ersten Rückkopplungserkennungseinheit 61 läuft ein schneller, aber fehlerbehafteter Erkennungsalgorithmus und in der zweiten Rückkopplungserkennungseinheit 62 läuft ein langsamer, aber sehr fehlerarmer und sicherer Erkennungsalgorithmus ab. In der ersten Rückkopplungserkennungseinheit 61 wird eine Rückkopplungswahrscheinlichkeit 16 ermittelt, die Werte zwischen "0" und "1" annehmen kann. "1" bedeutet sehr wahrscheinlich und "0" bedeutet sehr unwahrscheinlich. In der zweiten Rückkopplungserkennungseinheit 62 wird ein vorgegebener Schwellwert geregelt, der dadurch zwischen "0" und "1" liegen kann, wobei im Gegensatz zu Figur 2 eine "0" das sichere Vorhandensein von Rückkopplung und eine "1" die sichere Abwesenheit von Rückkopplung signalisiert.
  • Der so geregelte Schwellwert 20 wird nun einer Vergleichseinheit 64 zugeführt. Die Rückkopplungswahrscheinlichkeit 16 wird ebenfalls einem Eingang der Vergleichseinheit 64 zugeführt. Das Ausgangssignal 19 der Vergleichseinheit 64 signalisiert dann, ob die Rückkopplungswahrscheinlichkeit 16 größer als der Schwellwert 20 ist. Wenn ja, wird dies durch eine logische "1" des Ausgangssignals 19 der Vergleichseinheit 64 signalisiert.
  • Das Ausgangssignal 19 der Vergleichseinheit 64 wird nun wie in Figur 2 einem Eingang eines ODER-Gatters 65 zugeführt. Einem weiteren Eingang des ODER-Gatters 65 wird ein Rückkopplungserkennungssignal 21 der zweiten Rückkopplungserkennungseinheit 62, das mit einer logischen "1" signalisiert, dass eine Rückkopplung sicher detektiert wurde. Das ODER-Gatter 65 gibt an seinem Ausgang ein Rückkopplungserkennungssignal 22 aus, das logisch "1" ist, wenn entweder das Vergleichssignal 19 der Vergleichseinheit 64 oder das Rückkopplungserkennungssignal 21 der zweiten Rückkopplungserkennungseinheit 62 logisch "1" ist, d.h. wenn eine Rückkopplung in mindestens einem der beiden Erkennungszweige erfasst wird.
  • Figur 4 zeigt das in Figur 2 beschriebene Prinzip in einer praktischen Realisierung anhand eines Blockschaltbilds. Ein Mikrofonsignal 11 einer Hörvorrichtung wird von einer Filterbank 8 in n Frequenzbänder 24 zerlegt. Die n Bänder 24 werden sowohl den Eingängen einer schnellen ersten Rückkopplungserkennungseinheit 61 als auch einer langsameren, aber genauen zweiten Rückkopplungserkennungseinheit 62 mit einem Phasenmodulationsdetektor 621 zugeführt. Für die schnelle Erkennungseinheit 61 stehen unterschiedliche Verfahren zur Verfügung, die n Ausgangssignal 16 mit Werten zwischen Null und Eins liefern. Die Ausgangssignale 16 geben die Rückkopplungswahrscheinlichkeiten für die n Frequenzbänder 24 an.
  • Der Phasenmodulationsdetektor 621 der zweiten Rückkopplungserkennungseinheit 62 erfasst, ob eine einem Ausgangssignal der Hörvorrichtung aufgeprägte Phasenmodulation in dem Mikrofonsignal 11 enthalten ist. Da die Detektion aufwändig ist, wird sie nur für ein Frequenzband 25, das durch eine Bandauswahllogik 620 ausgewählt wird, durchgeführt. Die Detektion 21 der Phasenmodulation, die in der Regel etwas Zeit benötigt, muss nun zeitgleich mit einem Bandindex 26, der angibt, in welchem Frequenzband 24 die Phasenmodulation detektiert wurde, einer Regelung 622, 623 von n Gewichtungsfaktoren 17 zur Verfügung stehen. Die n Gewichtungsfaktoren 17 können Werte zwischen Null und Eins annehmen.
  • Als Regelung 622, 623 der n Gewichtungsfaktoren 17 wird beispielweise ein einfacher Algorithmus verwendet, der sicherstellt, dass die Summe aller Gewichtungsfaktoren 17 konstant bleibt. Die so ermittelten n Gewichtungsfaktoren 17 werden mit der Rückkopplungswahrscheinlichkeit 16 in n Multiplizierern 63 multipliziert und dann als multiplizierte Signale 18 mit einem vorgebbaren Schwellwert 20 in Vergleichseinheiten 64 frequenzbandweise verglichen. Liegt die Rückkopplungswahrscheinlichkeit 16 über dem Schwellwert 20 wird als Ausgangssignal 19 der Vergleichseinheit 64 eine logische "1" ausgegeben.
  • Abschließend werden alle Ausgangssignale 19 der Vergleichseinheiten 64 mit einem Rückkopplungserkennungssignal 21 des Phasendetektors 621 in einem Gatter 65 ODER-verknüpft. Eine Rückkopplung 22 tritt somit dann auf, wenn eine der gewichteten n Rückkopplungswahrscheinlichkeiten 18 den Schwellwert 20 überschreitet, oder wenn die Detektion 21 der Phasenmodulation Rückkopplung anzeigt.
  • Die Regelung der Gewichtungsfaktoren 17 kann folgende Eigenschaften aufweisen:
    1. a) Die Summe der n Gewichtungsfaktoren 17 oder deren quadratischer Mittelwert bleibt konstant, um die absolute Sensibilität der ersten Rückkopplungserkennungseinheit 61 konstant zu halten.
    2. b) Die n Gewichtungsfaktoren 17 werden bei jedem Einschalten der Hörvorrichtung in eine "Werkseinstellung" versetzt, da sich das Rückkopplungsverhalten der Hörvorrichtung zum Beispiel durch einen geänderten Sitz oder durch eine leicht geänderte Frisur täglich ändern kann.
    3. c) Die Summe der n Gewichtungsfaktoren 17 oder deren quadratischer Mittelwert passt sich an die Häufigkeit der zuverlässigen Detektion von Rückkopplung der zweiten Rückkopplungserkennungseinheit 62 an, um ein instabiles Rückkopplungsverhalten kompensieren zu können.
  • Figur 5 zeigt das in Figur 3 beschriebene Prinzip in einer praktischen Realisierung anhand eines Blockschaltbilds. Ein Mikrofonsignal 11 einer Hörvorrichtung wird von einer Filterbank 8 in n Frequenzbänder 24 zerlegt. Die n Bänder 24 werden sowohl den Eingängen einer schnellen ersten Rückkopplungserkennungseinheit 61 als auch einer langsameren, aber genauen zweiten Rückkopplungserkennungseinheit 62 mit einem Phasenmodulationsdetektor 621 zugeführt. Für die schnelle Erkennung 61 stehen unterschiedliche Verfahren zur Verfügung, bei denen n Ausgangssignale 16 Werte zwischen Null und Eins annehmen können. Die Werte sind ein Maß für die Rückkopplungswahrscheinlichkeit.
  • In der zweiten Rückkopplungserkennungseinheit 62 erkennt der Detektor 621 für Phasenmodulationen, ob eine einem Ausgangssignal, beispielsweise einem Hörersignal eines Hörgeräts, aufgeprägte Phasenmodulation wieder an einem Eingang, zum Beispiel einem Mikrofon des Hörgeräts, erkannt wird. Da die Erkennung sehr aufwändig ist, wird sie nur für ein einziges Frequenzband 25, das durch eine Bandauswahllogik 620 ausgewählt wird, durchgeführt. Die Erkennung 21 der Phasenmodulation, die in der Regel etwas Zeit benötigt, steht zeitgleich zusammen mit einem Bandindex 26, der das Frequenzband angibt, in dem die Phasenmodulation detektiert wurde, einer Regelung 624, 625 von n bandspezifischen Schwellwerten 20 zur Verfügung. Die n Schwellwerte 20 liegen zwischen Null und Eins, wobei ein niedriger Schwellwert 20 eine hohe Wahrscheinlichkeit einer Rückkopplung bedeutet.
  • Als Regelung 624, 625 der n Schwellwerte 20 wird beispielweise ein einfacher Algorithmus verwendet, der sicherstellt, dass die Summe aller Schwellwerte 20 konstant bleibt. Die so ermittelten n Schwellwerte 20 werden mit den n Rückkopplungswahrscheinlichkeiten 16 in n Vergleichseinheiten 64 verglichen.
  • Abschließend werden alle n Ausgangssignale 19 der Vergleichseinheiten 64 mit dem Rückkopplungserkennungssignal 21 des Phasendetektors 621 in einem Gatter 65 ODER-verknüpft. Eine Rückkopplung wird somit dann angezeigt, wenn eine der n Rückkopplungswahrscheinlichkeiten 16 den entsprechenden Schwellwert 20 überschreitet, oder wenn der Phasenmodulationsdetektor 621 Rückkopplung erkannt hat.
  • Die Regelung der Schwellwerte kann folgende Eigenschaften aufweisen:
    • a) Die Summe der Schwellwerte 20 oder deren quadratischer Mittelwert bleibt konstant, um die absolute Sensibilität der schnellen Detektion konstant zu halten.
    • b) Die Schwellwerte 20 werden bei jedem Einschalten der Hörvorrichtung in eine "Werkseinstellung" versetzt, da sich das Rückkopplungsverhalten der Hörvorrichtung beispielsweise durch einen geänderten Sitz oder durch eine leicht geänderte Frisur täglich ändern kann.
    • c) Die Summe der Schwellwerte 20 oder deren quadratischer Mittelwert passt sich an die Häufigkeit der zuverlässigen Detektion von Rückkopplungen durch die zweite Rückkopplungserkennungseinheit 62 an, um ein instabiles Rückkopplungsverhalten zu kompensieren.
  • Die Regelung der Schwellwerte 20 kann beispielsweise durch Multiplikation mit ermittelten Gewichtungsfaktoren erfolgen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Hörgerät
    2
    Mikrofon
    3
    Signalverarbeitungseinheit
    4
    Hörer
    5
    Adaptives Filter
    6
    Rückkopplungserkennungseinheit
    7
    Trommelfell
    8
    Filterbank
    10
    Nutzsignal
    11
    Mikrofonsignal
    12
    Hörersignal
    13
    Ausgangssignal
    14
    Rückkopplungspfad
    15
    Gefiltertes Signal
    16
    Rückkopplungswahrscheinlichkeit der ersten Rückkopp- lungserkennungseinheit 61
    17
    Gewichtungsfaktor
    18
    Mit dem Gewichtungsfaktor 17 multiplizierte Rückkopp- lungswahrscheinlichkeit 16
    19
    Ausgangssignal der Vergleichseinheit 64
    20
    Schwellwert
    21
    Rückkopplungserkennungssignal der zweiten Rückkopp- lungserkennungseinheit 62
    22
    Rückkopplungserkennungssignal
    24
    Bandbegrenztes Mikrofonsignal / Frequenzband
    25
    Bandpasssignal
    26
    Frequenzbandindex
    61
    Erste Rückkopplungserkennungseinheit
    62
    Zweite Rückkopplungserkennungseinheit
    63
    Recheneinheit / Multiplizierer
    64
    Vergleichseinheit
    65
    Verknüpfungseinheit / ODER-Gatter
    620
    Bandauswahllogik
    621
    Phasenmodulationsdetektor
    622
    Regelung der Gewichtungsfaktoren 17
    623
    Stellelement
    624
    Regelung der Schwellwerte 20
    625
    Stellelement

Claims (13)

  1. Anordnung zur Erkennung von akustischen Rückkopplungen (22) bei einer Hörvorrichtung (1), gekennzeichnet durch:
    - eine ein Mikrofonsignal (11) der Hörvorrichtung (1) aufnehmende erste Rückkopplungserkennungseinheit (61), die eine Rückkopplungswahrscheinlichkeit (16) ermittelt,
    - mindestens eine das Mikrofonsignal (11) der Hörvorrichtung (1) aufnehmende zweite Rückkopplungserkennungseinheit (62), die einen Gewichtungsfaktor (17) ermittelt, der zwischen den Werten "1" für das sichere Vorhandensein von Rückkopplung und "0" für die sichere Abwesenheit von Rückkopplung liegt,
    - eine Recheneinheit (63), welche die Rückkopplungswahrscheinlichkeit (16) mit dem Gewichtungsfaktor (17) verrechnet, und
    - eine Vergleichseinheit (64), welche die mit dem Gewichtungsfaktor (17) verrechnete Rückkopplungswahrscheinlichkeit (16) mit einem vorgebbaren Schwellwert (20) vergleicht und das Überschreiten des Schwellwerts (20) signalisiert (19).
  2. Anordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Recheneinheit (63) die Rückkopplungswahrscheinlichkeit (16) mit dem Gewichtungsfaktor (17) multipliziert.
  3. Anordnung zur Erkennung von akustischen Rückkopplungen (22) bei einer Hörvorrichtung (1), gekennzeichnet durch:
    - eine ein Mikrofonsignal (11) der Hörvorrichtung (1) aufnehmende erste Rückkopplungserkennungseinheit (61), die eine Rückkopplungswahrscheinlichkeit (16) ermittelt,
    - eine das Mikrofonsignal (11) der Hörvorrichtung (1) aufnehmende zweite Rückkopplungserkennungseinheit (62), die einen Schwellwert (20) in Abhängigkeit des Auftretens von Rückkopplungen (21) regelt, und
    - eine Vergleichseinheit (64), welche die Rückkopplungswahrscheinlichkeit (16) mit dem Schwellwert (20) vergleicht und das Überschreiten des Schwellwerts signalisiert (19).
  4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch:
    - eine Verknüpfungseinheit (65), die ein Rückkopplungserkennungssignal (21) der zweiten Rückkopplungserkennungseinheit (62) mit dem Signal (19), das eine Überschreitung des Schwellwerts signalisiert, verknüpft.
  5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Erkennung (22) von akustischen Rückkopplungen in unterschiedlichen vorgebbaren Frequenzbändern (24) erfolgt.
  6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    dass die erste und zweite Rückkopplungserkennungseinheit (61, 62) unterschiedliche Rückkopplungserkennungsalgorithmen aufweisen.
  7. Hörgerät (1) mit mindestens einem Mikrofon (2) und mindestens einem Hörer (4), gekennzeichnet durch:
    - eine Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  8. Verfahren zur Erkennung (22) von Rückkopplungen bei Hörvorrichtungen (1), gekennzeichnet durch:
    - Ermitteln einer Rückkopplungswahrscheinlichkeit (16) durch eine ein Mikrofonsignal (11) der Hörvorrichtung (1) aufnehmende erste Rückkopplungserkennungseinheit (61),
    - Ermitteln eines Gewichtungsfaktors (17), der zwischen den Werten "1" für das sichere Vorhandensein von Rückkopplung und "0" für die sichere Abwesenheit von Rückkopplung liegt, durch eine das Mikrofonsignal (11) der Hörvorrichtung (1) aufnehmende zweite Rückkopplungserkennungseinheit (62),
    - Verrechnen der Rückkopplungswahrscheinlichkeit (16) mit dem Gewichtungsfaktor (17) und
    - Signalisieren (19), wenn die mit dem Gewichtungsfaktor (17) verrechnete Rückkopplungswahrscheinlichkeit (16, 18) einen vorgebbaren Schwellwert (20) überscheitet.
  9. Verfahren nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verrechnen ein Multiplizieren ist.
  10. Verfahren zur Erkennung (22) von Rückkopplungen bei Hörvorrichtungen (1), gekennzeichnet durch:
    - Ermitteln einer Rückkopplungswahrscheinlichkeit (16) durch eine ein Mikrofonsignal (11) der Hörvorrichtung (1) aufnehmende erste Rückkopplungserkennungseinheit (61),
    - Regeln eines Schwellwerts (20) durch eine das Mikrofonsignal (11) der Hörvorrichtung (1) aufnehmende zweite Rückkopplungserkennungseinheit (62) in Abhängigkeit des Auftretens von Rückkopplungen und
    - Signalisieren (19), wenn das Rückkopplungsmaß (16) den geregelten Schwellwert (20) überscheitet.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, gekennzeichnet durch:
    - Verknüpfen eines Rückkopplungserkennungssignals (21) der zweiten Rückkopplungserkennungseinheit (62) mit dem Signalisieren (19).
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
    dass das Erkennen (22) von akustischen Rückkopplungen in unterschiedlichen vorgebbaren Frequenzbändern (24) ausgeführt wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
    dass die erste und zweite Rückkopplungserkennungseinheit (61, 62) mit unterschiedlichen Rückkopplungserkennungsalgorithmen arbeiten.
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