EP2252081B1 - Binaurale Hörvorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer binauralen Hörvorrichtung mit Frequenzverzerrung - Google Patents

Binaurale Hörvorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer binauralen Hörvorrichtung mit Frequenzverzerrung Download PDF

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EP2252081B1
EP2252081B1 EP10157539.7A EP10157539A EP2252081B1 EP 2252081 B1 EP2252081 B1 EP 2252081B1 EP 10157539 A EP10157539 A EP 10157539A EP 2252081 B1 EP2252081 B1 EP 2252081B1
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EP
European Patent Office
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frequency
hearing device
signal
hearing aid
acoustic signal
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EP10157539.7A
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EP2252081A3 (de
EP2252081A2 (de
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Stefan Dr. Petrausch
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Sivantos Pte Ltd
Original Assignee
Siemens Medical Instruments Pte Ltd
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Publication date
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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
    • H04R25/35—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception using translation techniques
    • H04R25/353—Frequency, e.g. frequency shift or compression
    • 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
    • H04R25/55—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception using an external connection, either wireless or wired
    • H04R25/552—Binaural

Definitions

  • frequency-distorting algorithms are used for different purposes and at different points of signal processing.
  • frequency-distorting algorithms are used for different purposes and at different points of signal processing.
  • FIG. 1 shows a block diagram of an exemplary implementation of a frequency distortion in a hearing aid.
  • An input signal 100 is divided by a crossover filter 1 ("split-band filter") with a predefinable limit frequency GF ("split frequency”) into a low-frequency and a high-frequency signal component 101, 102.
  • the high-frequency signal component 102 is then distorted in a frequency equalizer 2.
  • the distorted output signal 103 is supplied to an input of an adder 3.
  • the low-frequency signal component 101 passes through an all-pass filter 4, which rotates the phase of the signal component 101 in such a way that signal deletion in the region of the limit frequency GF does not occur during a subsequent signal addition in the adder 3.
  • the phase-rotated low-frequency signal component 104 is supplied to a further input of the adder 3. At the output of the adder 3, the sum of the two signal components 103, 104 is available as an output signal 105.
  • Crossovers are not ideal and have a finite frequency overlap at their cutoff frequency GF.
  • FIG. 2 is shown as an example of the frequency response of a crossover in a hearing aid with the limit frequency GF 1800 Hz.
  • the curves K1, K2 show the damping D in dB as a function of the frequency F in Hz in the range 0 to 4000 Hz.
  • the curve K1 shows a low-pass characteristic and the curve K2 a high-pass characteristic.
  • a low-pass K1 filtered signal component is not distorted and a high-pass K2 filtered signal component is distorted, occurs during addition of the signal components K1, K2, especially in the range of the limit frequency GF to not negligible overlaps of the two signal components, which is perceived in an output of the hearing aid as a modulation or strong roughness. Both effects are very disturbing and usually noticeably more noticeable in the perception by a hearing aid wearer than the frequency distortion itself.
  • the publication US 2009/0074197 A1 discloses a method for adjusting a frequency shift of an input signal of a hearing aid in order to improve the intelligibility of a hearing signal for a hearing aid wearer.
  • the publication WO 2005/015952 A1 discloses a method for. Operation of a hearing aid to improve the intelligibility, in which the frequencies of high-frequency signal components are manipulated.
  • the Laid-Open Publication EP 1 742 509 A1 discloses a hearing aid in which a selected frequency band is fed to and distorted in a synthesizer.
  • the stated object is achieved with the methods for operating a binaural hearing device of the independent claims 1 and 2 and the binaural hearing device of the independent claim 6.
  • the invention offers the advantage that the subjective perception of overlay artifacts by a hearing aid wearer will decrease.
  • the frequency shifts can be changed over time.
  • the overlay artifacts vary, whereby they are less noticeable to a hearing aid wearer and a perceived tonal imbalance is avoided.
  • the frequency shifts of the left and right hearing aids can be coupled binaurally to one another. As a result, a synchronization is visible.
  • the frequency can be shifted in one or more frequency subbands.
  • the frequency shifts of the first and the second frequency distortion unit can be changed over time.
  • the first and the second frequency distortion unit can be binaurally coupled to each other.
  • the frequency may be shifted in one or more frequency subbands.
  • the hearing device a first crossover in the left hearing aid, which divides the recorded acoustic signal into a low-frequency and a high-frequency signal component whose frequency is shifted and / or a second crossover in the right hearing aid, the recorded acoustic signal in a low-frequency and a high-frequency Split signal component whose frequency is shifted include.
  • FIG. 3 exemplifies the principle and operations of the invention.
  • the illustration shows the head 10 of a hearing aid wearer with a left hearing aid 11 and a right hearing aid 12 for a binaural care.
  • the left hearing aid 11 comprises a microphone 13 and a listener 14.
  • the right hearing aid 12 comprises a microphone 15 and a listener 16. From a sound source 17, a sinusoidal sound signal 18 with the frequency 1000 Hz is emitted.
  • the sound signal 18 is received by the two microphones 13 and 15, each converted into electrical signals, including amplified and distorted in frequency, before the signals are emitted by the handset 14 and 16.
  • the frequency distortion is antisymmetric with 10 Hz frequency shift, ie the listener signal of the left hearing aid 11 is 1010 Hz and the listener signal of the right hearing aid 12 is 990 Hz.
  • the hearing aid wearer takes the original 1000 Hz sound despite the frequency shift between the two shifts, so again on the original frequency 1000 Hz true.
  • a frequency distortion is set antisymmetrically according to the invention, originally pure tones are perceived at a frequency between the two distortions, ie again at the original frequency.
  • a tonal detuning of the sound signal 18 is laminated.
  • a pure sine tone appears broader to the hearing aid wearer but not detuned from the original frequency. It is important that a distortion or a shift is not too large, so that the brain of the hearing aid wearer suspected the same origin of the sound signal 18 for the right and left ear.
  • FIG. 4 shows the head 10 of a hearing aid wearer with a left hearing aid 11 and a right hearing aid 12 for a binaural care.
  • the left hearing aid 11 comprises a microphone 13 and a listener 14.
  • the right hearing aid 12 comprises a microphone 15 and a listener 16. From a sound source 17, a sinusoidal sound signal 18 with the frequency 1000 Hz is emitted.
  • the sound signal 18 is recorded on the paths 19 of the two microphones 13 and 15, respectively converted into electrical signals, including amplified and shifted in frequency by 20 Hz, before the signals are emitted by the handset 14 and 16.
  • FIG. 5 shows the head 10 of a hearing aid wearer with a left hearing aid 11 and a right hearing aid 12 for a binaural care.
  • the left hearing aid 11 comprises a microphone 13 and a listener 14.
  • the right hearing aid 12 comprises a microphone 15 and a listener 16.
  • a sinusoidal sound signal 18 with the frequency 1000 Hz is emitted.
  • the sound signal 18 is recorded on the paths 19 of the two microphones 13 and 15, respectively converted into electrical signals, including amplified and shifted in frequency by 25 Hz or 15 Hz, before the signals are emitted by the handset 14 and 16.
  • a hearing device user takes that Sound signal 18 on direct paths 20, as a so-called direct sound true.
  • a hearing aid user locates the source (s) of beat outside of the head 10 and therefore associates it with background noise because there is no correlation between the right and left ears. Adjusting asymmetric frequency distortion is thus a very efficient and simple way to minimize artifacts of frequency distortion.
  • the inventive solutions described can also be the frequency distortion, or the strength of the frequency distortion, for example.
  • the frequency offset slowly and / or randomly changed over time.
  • the degree of distortion can then be chosen more from an audiological point of view, usually in such a way that overlay artifacts are no longer perceived as mere modulation or beating, but rather as roughness, and that the detuning is minimal.
  • a frequency offset can be varied and should also be dynamic over time. On the one hand, it can be avoided that the same sounds are repeated over and over again Artifacts occur. If a hearing aid wearer knows the critical tones after some wearing time, then he only waits for it and is annoyed when he actually has to perceive the artifacts again. In addition, hearing tests have shown that in the asymmetric frequency distortion according to the invention, a hearing device user can get a feeling of "imbalance". For example, if the sounds in the left ear are always deeper than those in the right, the hearing device user may feel that the hearing aids are sitting asymmetrically. This is avoided by varying the frequency distortion over time and once the right and once the left ear is the one with the higher frequency.
  • FIG. 6 shows a block diagram of a portion of a binaural hearing device according to the invention with a left and a right hearing aid 11, 12.
  • An input signal 100L of the left hearing aid 11 is divided by a crossover 1L into a low-frequency and a high-frequency signal component 101L, 102L.
  • the high frequency signal portion 102L is then distorted in a first frequency distortion unit 2L.
  • the distorted output signal 103L is supplied to an input of an adder 3L.
  • the low-frequency signal component 101L is supplied to a further input of the adder 3L.
  • the sum of the two signal components 103L, 101L is available as output signal 105L.
  • a frequency distortion control unit 5L of the left hearing aid 11 the degree and the type and frequency distortion of the first frequency distortion unit 2L are controlled by means of a control signal 106L.
  • An input signal 100R of the right hearing aid 12 is divided by a crossover network 1R into a low-frequency and a high-frequency signal component 101R, 102R.
  • the high-frequency signal portion 102R is then distorted in a second frequency distortion unit 2R.
  • the distorted output signal 103R is supplied to an input of an adder 3R.
  • the low-frequency signal component 101R is supplied to a further input of the adder 3R.
  • the sum of the two signal components 103R, 101R is available as an output signal 105R.
  • a frequency distortion control unit 5R of the right hearing aid 12 the degree or the type and the type of frequency distortion of the second frequency distortion unit 2R is controlled by means of a control signal 106R.
  • the two frequency distortion control units 5L and 5R of the two hearing aids 11 and 12 are wirelessly coupled to each other and can be synchronized via a coupling signal 107, for example, despite time variation still remain strictly asymmetric and / or strictly antisymmetric in the frequency distortion.
  • a temporal change can be advantageously equal to right and left, for example, equally fast or with the same expectation, take place.
  • the change of the frequency distortion can be done continuously or in steps. It can be changed to broadband, or only in subbands.

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Description

  • Bei Hörvorrichtungen, insbesondere bei Hörgeräten, werden frequenzverzerrende Algorithmen zu unterschiedlichen Zwecken und an unterschiedlichen Stellen einer Signalverarbeitung eingesetzt. Beispielsweise ist aus der DE 699 22 940 T2 ein Hörgerät mit einer Kombination von Audiokompression und Rückkopplungsunterdrückung bekannt.
  • Leider verursachen die frequenzverzerrenden Algorithmen auch deutliche wahrnehmbare Artefakte. Eine Verzerrung bei tiefen Frequenzen ist in der Regel nicht möglich, da das menschliche Gehör im tiefen Frequenzbereich sehr empfindlich reagiert. Daher werden nur die hohen Frequenzen verzerrt. Trotzdem kann es dabei zu einer hörbaren "Verstimmung" eines Nutzsignals kommen.
  • Wesentlich unangenehmer sind Überlagerungsartefakte, bei denen das verzerrte Signal und das unverzerrte Signal gleichzeitig wahrgenommen werden, was bei tonalen Signalen zu einer deutlichen Modulation bzw. Schwebung oder einer Rauhigkeit führt. Nahezu unvermeidlich sind akustische Überlagerungen, die durch den Zufluss von Direktschall, beispielsweise durch das Vent, erfolgen. Bauartenbedingt kann es aber auch zu Überlagerungen durch nicht ideale Split-Band Filter kommen. Um nur hochfrequente Frequenzanteile verzerren zu können, müssen diese von den niederfrequenten Anteilen getrennt werden. Dazu wird eine Frequenzweiche, auch Split-Band Filter genannt, benötigt. Die Frequenzweiche kann aber keine ideale Trennung vollziehen, wodurch es im Bereich der Grenzfrequenz zu störenden Überlagerungen kommt.
  • Abhängig von der Frequenzverzerrung werden diese Überlagerungen als Amplitudenmodulation oder als Signalrauhigkeit wahrgenommen. In allen beschriebenen Fällen sind die Überlagerungen störend, besonders wenn es sich bei einem Eingangssignal um Musik oder allgemeiner um tonale Signale handelt.
  • Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild einer beispielhaften Realisierung einer Frequenzverzerrung in einem Hörgerät. Ein Eingangssignal 100 wird durch eine Frequenzweiche 1 ("Split-Band Filter") mit einer vorgebbaren Grenzfrequenz GF ("Split Frequency") in einen niederfrequenten und einen hochfrequenten Signalanteil 101, 102 geteilt. Der hochfrequente Signalanteil 102 wird anschließend in einem Frequenzverzerrer 2 verzerrt. Das verzerrte Ausgangssignal 103 wird einem Eingang eines Addieres 3 zugeführt. Der niederfrequente Signalanteil 101 durchläuft ein All-Pass Filter 4, das die Phase des Signalanteils 101 derart dreht, dass es bei einer darauffolgenden Signaladdition im Addierer 3 nicht zu Signalauslöschungen im Bereich der Grenzfrequenz GF kommt. Der phasengedrehte niederfrequente Signalanteil 104 wird einem weiteren Eingang des Addierers 3 zugeführt. Am Ausgang des Addierers 3 steht die Summe der beiden Signalanteile 103, 104 als Ausgangssignal 105 zur Verfügung.
  • Frequenzweichen sind nicht ideal und haben bei ihrer Grenzfrequenz GF eine endliche Frequenzüberlappung. In Figur 2 ist als Beispiel der Frequenzgang einer Frequenzweiche in einem Hörgerät mit der Grenzfrequenz GF 1800 Hz dargestellt. Die Kurven K1, K2 zeigen die Dämpfung D in dB in Abhängigkeit der Frequenz F in Hz im Bereich 0 bis 4000 Hz. Die Kurve K1 zeigt eine Tiefpasscharakteristik und die Kurve K2 eine Hochpasscharakteristik.
  • Wird nun ein Tiefpass K1 gefilterter Signalanteil nicht verzerrt und ein Hochpass K2 gefilterter Signalanteil verzerrt, kommt es bei einer Addition der Signalanteile K1, K2 vor allem im Bereich der Grenzfrequenz GF zu nicht zu vernachlässigenden Überlagerungen von beiden Signalanteilen, was in einem Ausgangssignal des Hörgeräts als Modulation oder starke Rauhigkeit wahrgenommen wird. Beide Wirkungen sind sehr störend und fallen in der Wahrnehmung durch einen Hörgeräteträger meist deutlich stärker auf als die Frequenzverzerrung an sich.
  • Stark frequenzverzerrende Algorithmen werden in der Regel bei starken Hörverlusten eingesetzt, wobei Artefakte in Kauf genommen, beziehungsweise von Hörgeschädigten nicht wahrgenommen werden. Probleme bereiten aber auch schwach frequenzverzerrende Algorithmen, die zum Beispiel zur Unterstützung einer Rückkopplungsunterdrückung zum Einsatz kommen. Da diese für alle Hörgeräteträger einsetzbar sein sollen, müssen sie möglichst unauffällig sein. Zurzeit kommt daher vor allem eine An-/Ausschaltlogik zum Einsatz, welche die Frequenzverzerrung hinzu schaltet, wenn Rückkopplungsartefakte vermutet werden, und welche die Frequenzverzerrung wieder ausschaltet, wenn keine Rückkopplung vermutet wird. Diese Logik hat dabei allerdings den Nachteil, dass ein Rückkopplungspfeifen erst detektiert werden muss, bevor der Algorithmus eingeschaltet wird, der dann wiederum eine gewisse Zeit bis zur vollen Wirkung benötigt. Dies verzögert die Rückkopplungsunterdrückung und birgt die Gefahr von Fehlerkennungen.
  • Die Offenlegungsschrift US 2009/0074197 A1 offenbart ein Verfahren zum Einstellen einer Frequenzverschiebung eines Eingangssignals eines Hörgeräts, um die Verständlichkeit eines Hörersignals für einen Hörgeräteträger zu verbessern.
  • Die Offenlegungsschrift WO 2005/015952 A1 offenbart ein Verfahren zum. Betrieb eines Hörgeräts, um die Verständlichkeit zu verbessern, bei dem die Frequenzen hochfrequenter Signalanteile manipuliert werden.
  • Die Offenlegungsschrift EP 1 742 509 A1 offenbart ein Hörgerät, bei dem ein ausgewähltes Frequenzband einem Synthesizer zugeführt und in diesem verzerrt wird.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, die Wahrnehmung von Artefakten bei einem Einsatz von frequenzverzerrenden Algorithmen bei einer binauralen Hörgeräteversorgung zu verringern.
  • Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe mit den Verfahren zum Betrieb einer binauralen Hörvorrichtung der unabhängigen Patentansprüche 1 und 2 sowie der binauralen Hörvorrichtung des unabhängigen Patentanspruchs 6 gelöst.
  • Die Erfindung beansprucht ein Verfahren zum Betrieb einer binauralen Hörvorrichtung mit mindestens einem linken Hörgerät und mit mindestens einem rechten Hörgerät. Das Verfahren umfasst die Schritte:
    • Verschieben von Frequenzen eines durch das linke Hörgerät aufgenommenen akustischen Signals oder eines Signalanteils des aufgenommenen akustischen Signals und
    • Verschieben von Frequenzen des durch das rechte Hörgerät aufgenommenen akustischen Signals oder eines Signalanteils des aufgenommenen akustischen Signals,
    • wobei die Frequenzverschiebungen des linken und des rechten Hörgeräts unterschiedlich groß sind und gleiche Vorzeichen haben, oder
    • wobei die Frequenzverschiebungen des linken und des rechten Hörgeräts gleich groß sind und unterschiedliche Vorzeichen haben.
  • Die Erfindung bietet den Vorteil, dass die subjektive Wahrnehmung von Überlagerungsartefakten durch einen Hörgeräteträger verringern wird.
  • Des Weiteren können die Frequenzverschiebungen zeitlich verändert werden. Dadurch variieren die Überlagerungsartefakte, wodurch sie für einen Hörgeräteträger weniger wahrnehmbar werden und eine gefühlte tonale Schieflage vermieden wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform können die Frequenzverschiebungen des linken und rechten Hörgeräts binaural miteinander gekoppelt werden. Dadurch wird ein Gleichlauf sichtergestellt.
  • In einer Weiterbildung kann die Frequenz in einem oder mehreren Frequenzteilbändern verschoben werden.
  • Die Erfindung beansprucht auch eine binaurale Hörvorrichtung mit mindestens einem linken Hörgerät und mit mindestens einem rechten Hörgerät. Die Hörvorrichtung umfasst:
    • eine erste Frequenzverzerrungseinheit im linken Hörgerät, die Frequenzen eines durch das linke Hörgerät aufgenommenen akustischen Signals oder eines Signalanteils des aufgenommenen akustischen Signals verzerrt und
    • eine zweite Frequenzverzerrungseinheit im rechten Hörgerät, die Frequenzen des durch das rechte Hörgerät aufgenommenen akustischen Signals oder eines Signalanteils des aufgenommenen akustischen Signals verzerrt, wobei die Frequenzverzerrungen des linken und rechten Hörgeräts unterschiedlich sind,
    • wobei die erste und die zweite Frequenzverzerrungseinheit ausgebildet sind, eine Frequenzverschiebung derart durchzuführen, dass die Frequenzverschiebungen des linken und des rechten Hörgeräts gleich groß sind und ungleiche Vorzeichen haben, oder
    • wobei die erste und die zweite Frequenzverzerrungseinheit ausgebildet sind, eine Frequenzverschiebung derart durchzuführen, dass die Frequenzverschiebungen des linken und des rechten Hörgeräts ungleich groß sind und gleiche Vorzeichen haben.
  • In einer Weiterbildung können die Frequenzverschiebungen der ersten und der zweiten Frequenzverzerrungseinheit zeitlich veränderbar sein.
  • In einer Weiterbildung können die erste und die zweite Frequenzverzerrungseinheit binaural miteinander koppelbar sein.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann die Frequenz in einem oder mehreren Frequenzteilbändern verschoben sein.
  • Vorteilhaft kann die Hörvorrichtung eine erste Frequenzweiche im linken Hörgerät, die das aufgenommene akustische Signal in einen niederfrequenten und einen hochfrequenten Signalanteil aufteilt, dessen Frequenz verschoben wird und/oder eine zweite Frequenzweiche im rechten Hörgerät, die das aufgenommene akustische Signal in einen niederfrequenten und einen hochfrequenten Signalanteil aufteilt, dessen Frequenz verschoben wird, umfassen.
  • Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung werden aus den nachfolgenden Erläuterungen mehrerer Ausführungsbeispiele anhand von schematischen Zeichnungen ersichtlich.
  • Es zeigen:
    • Figur 1:
    ein Blockschaltbild einer Anordnung mit Frequenzweiche gemäß Stand der Technik,
    Figur 2:
    ein Schaubild eines Frequenzgangs einer Frequenzweiche gemäß Stand der Technik,
    Figur 3:
    eine binaurale Hörvorrichtung mit antisymmetrischer Frequenzverzerrung,
    Figur 4:
    eine binaurale Hörvorrichtung mit symmetrischer Frequenzverzerrung,
    Figur 5:
    eine binaurale Hörvorrichtung mit asymmetrischer Frequenzverzerrung und
    Figur 6:
    ein Blockschaltbild einer binauralen Hörvorrichtung.
  • Figur 3 erklärt beispielhaft das Prinzip und die Wirkungsweisen der Erfindung. Die Darstellung zeigt den Kopf 10 eines Hörgeräteträgers mit einem linken Hörgerät 11 und einem rechten Hörgerät 12 für eine binaurale Versorgung. Das linke Hörgerät 11 umfasst ein Mikrofon 13 und einen Hörer 14. Das rechte Hörgerät 12 umfasst ein Mikrofon 15 und einen Hörer 16. Von einer Schallquelle 17 wird ein sinusförmiges Schallsignal 18 mit der Frequenz 1000 Hz abgestrahlt. Das Schallsignal 18 wird von den beiden Mikrofonen 13 und 15 aufgenommen, jeweils in elektrische Signale umgewandelt, u.a. verstärkt und in der Frequenz verzerrt, ehe die Signale durch die Hörer 14 und 16 abgegeben werden. Die Frequenzverzerrung erfolgt antisymmetrisch mit 10 Hz Frequenzverschiebung, d.h. das Hörersignal des linken Hörgeräts 11 beträgt 1010 Hz und das Hörersignal des rechten Hörgeräts 12 beträgt 990 Hz. Der Hörgeräteträger nimmt den ursprünglichen 1000 Hz Ton trotz der Frequenzverschiebung zwischen den beiden Verschiebungen, also wieder auf der ursprünglichen Frequenz 1000 Hz wahr.
  • Wird also eine Frequenzverzerrung erfindungsgemäß antisymmetrisch eingestellt, werden ursprünglich reine Töne bei einer Frequenz zwischen den beiden Verzerrungen, also wieder auf der ursprünglichen Frequenz wahrgenommen. Dadurch wird eine tonale Verstimmung des Schallsignals 18 kaschiert. Ein reiner Sinuston erscheint dem Hörgeräteträger zwar breiter, aber gegenüber der ursprünglichen Frequenz nicht verstimmt. Wichtig dabei ist, dass eine Verzerrung bzw. eine Verschiebung nicht zu groß ist, damit das Gehirn des Hörgeräteträgers denselben Ursprung des Schallsignals 18 für das rechte und linke Ohr vermutet.
  • Wird eine Frequenzverzerrung für das linke und rechte Ohr absichtlich unterschiedlich eingestellt, wird diese nicht so prominent wahrgenommen, wie wenn die Verzerrung auf beiden Ohren identisch wäre. Ursache für diese Wirkung sind die störenden Überlagerungsartefakte, die üblicherweise als Signalmodulation in Erscheinung treten und gerade bei tonalen Signalen sehr deutlich wahrgenommen werden.
  • In Figur 4 ist die Wirkung einer identischen Frequenzverschiebung für beide Ohren eines Hörgeräteträgers dargestellt. Figur 4 zeigt den Kopf 10 eines Hörgeräteträgers mit einem linken Hörgerät 11 und einem rechten Hörgerät 12 für eine binaurale Versorgung. Das linke Hörgerät 11 umfasst ein Mikrofon 13 und einen Hörer 14. Das rechte Hörgerät 12 umfasst ein Mikrofon 15 und einen Hörer 16. Von einer Schallquelle 17 wird ein sinusförmiges Schallsignal 18 mit der Frequenz 1000 Hz abgestrahlt. Das Schallsignal 18 wird auf den Wegen 19 von den beiden Mikrofonen 13 und 15 aufgenommen, jeweils in elektrische Signale umgewandelt, u.a. verstärkt und in der Frequenz um 20 Hz verschoben, ehe die Signale durch die Hörer 14 und 16 abgegeben werden. Zusätzlich nimmt ein Hörgerätenutzer das Schallsignal 18 auch auf direkten Wegen 20, als sogenannten Direktschall wahr. Durch die Überlagerung des Direktschalls mit 1000 Hz und des von den Hörern 14 und 16 abgegebenen Schalls mit 1020 Hz entsteht eine Schwebung mit einer Frequenz von 20 Hz, die vom Hörgerätenutzer mittig zentriert, direkt im eigenen Kopf 10 wahrgenommen wird. Dadurch wird die Wahrnehmung einer durch Frequenzverzerrung bedingten Amplitudenmodulation verstärkt.
    Abhilfe schafft eine erfindungsgemäße asymmetrische Frequenzverzerrung, wie in Figur 5 dargestellt. Figur 5 zeigt den Kopf 10 eines Hörgeräteträgers mit einem linken Hörgerät 11 und einem rechten Hörgerät 12 für eine binaurale Versorgung. Das linke Hörgerät 11 umfasst ein Mikrofon 13 und einen Hörer 14. Das rechte Hörgerät 12 umfasst ein Mikrofon 15 und einen Hörer 16. Von einer Schallquelle 17 wird ein sinusförmiges Schallsignal 18 mit der Frequenz 1000 Hz abgestrahlt. Das Schallsignal 18 wird auf den Wegen 19 von den beiden Mikrofonen 13 und 15 aufgenommen, jeweils in elektrische Signale umgewandelt, u.a. verstärkt und in der Frequenz um 25 Hz bzw. 15 Hz verschoben, ehe die Signale durch die Hörer 14 und 16 abgegeben werden. Zusätzlich nimmt ein Hörgerätenutzer das Schallsignal 18 auch auf direkten Wegen 20, als sogenannten Direktschall wahr. Durch die Überlagerung des Direktschalls mit 1000 Hz und des vom Hörer 14 des linken Hörgeräts 11 abgegebenen Schalls mit 1025 Hz entsteht eine Schwebung mit einer Frequenz von 25 Hz, die vom Hörgerätenutzer außerhalb des Kopfes 10 - angedeutet durch die Wolke "25 Hz modulation" - wahrgenommen wird. Durch die Überlagerung des Direktschalls mit 1000 Hz und des vom Hörer 16 des rechten Hörgeräts 12 abgegebenen Schalls mit 1015 Hz entsteht eine Schwebung mit einer Frequenz von 15 Hz, die vom Hörgerätenutzer ebenfalls außerhalb des Kopfes 10 - angedeutet durch die Wolke "15 Hz modulation" - wahrgenommen wird.
  • Wenn also rechts und links eine unterschiedliche Frequenzverzerrung anliegt, lokalisiert ein Hörgerätenutzer die Quelle(n) der Schwebung außerhalb des Kopfes 10 und ordnet sie daher einem Hintergrundgeräusch zu, da keine Korrelation zwischen dem rechten und linken Ohr besteht. Die Einstellung von asymmetrischen Frequenzverzerrungen ist somit eine sehr effiziente und einfache Methode, um Artefakte einer Frequenzverzerrung zu minimieren.
  • In Kombination mit den mit den Figuren 3 und 5 beschriebenen erfindungsgemäßen Lösungen kann auch die Frequenzverzerrung, bzw. die Stärke der Frequenzverzerrung, bspw. der Frequenzversatz, über der Zeit langsam und/oder zufällig verändert werden. Wird die Frequenzverzerrung bspw. zur Unterstützung der Rückkopplungsunterdrückung eingesetzt, gibt es üblicherweise einen relativ großen Einstellbereich für die Frequenzverzerrung. Der Grad der Verzerrung kann dann eher nach audiologischen Gesichtspunkten gewählt werden, in der Regel so, dass Überlagerungsartefakte gerade nicht mehr als reine Modulation bzw. Schwebung sondern eher als Rauhigkeit wahrgenommen werden und dass die Verstimmung minimal ist.
  • Ein Frequenzversatz kann variiert werden und sollte auch dynamisch über der Zeit erfolgen. Einerseits kann damit vermieden werden, dass immer wieder bei denselben Tönen dieselben Artefakte auftreten. Kennt nämlich ein Hörgeräteträger nach einiger Tragezeit die kritischen Töne, so wartet er nur noch darauf und ist genervt, wenn er die Artefakte dann tatsächlich wieder wahrnehmen muss. Außerdem haben Hörtests ergeben, dass bei der erfindungsgemäßen asymmetrischen Frequenzverzerrung ein Hörgerätenutzer ein Gefühl einer "Schieflage" bekommen kann. Wenn beispielsweise die Töne im linken Ohr immer tiefer sind als die im rechten, kann der Hörgerätenutzer das Gefühl bekommen, dass die Hörgeräte asymmetrisch sitzen. Dies wird vermieden, indem die Frequenzverzerrung zeitlich variiert und einmal das rechte und einmal das linke Ohr dasjenige mit der höheren Frequenz ist. Geschieht dies sehr langsam, so fallen die Änderungen in der Frequenzverzerrung dem Hörgerätenutzer nicht auf und es stellt sich kein Gefühl der Asymmetrie ein. Wenn die zeitliche Variation keinem bestimmten Muster folgt, werden sie vom Gehirn als übliche Schwankungen eingestuft. Auch für die Überlagerungsartefakte ist es vorteilhaft, wenn zeitweise das rechte Ohr eine höhere Modulation aufweist und zeitweise das linke. Artefakte werden leichter toleriert, wenn sie nur ab und zu und ohne erkennbares Muster auftreten.
  • Figur 6 zeigt ein Blockschaltbild eines Teils einer erfindungsgemäßen binauralen Hörvorrichtung mit einem linken und einem rechten Hörgerät 11, 12. Ein Eingangssignal 100L des linken Hörgeräts 11 wird durch eine Frequenzweiche 1L in einen niederfrequenten und einen hochfrequenten Signalanteil 101L, 102L geteilt. Der hochfrequente Signalanteil 102L wird anschließend in einer ersten Frequenzverzerrungseinheit 2L verzerrt. Das verzerrte Ausgangssignal 103L wird einem Eingang eines Addieres 3L zugeführt. Der niederfrequente Signalanteil 101L wird einem weiteren Eingang des Addierers 3L zugeführt. Am Ausgang des Addierers 3L steht die Summe der beiden Signalanteile 103L, 101L als Ausgangssignal 105L zur Verfügung. Durch eine Frequenzverzerrungssteuereinheit 5L des linken Hörgeräts 11 wird mit Hilfe eines Steuersignals 106L der Grad bzw. die Stärke und die Art der Frequenzverzerrung der ersten Frequenzverzerrungseinheit 2L gesteuert.
  • Analoges gilt für das rechte Hörgerät 12. Ein Eingangssignal 100R des rechten Hörgeräts 12 wird durch eine Frequenzweiche 1R in einen niederfrequenten und einen hochfrequenten Signalanteil 101R, 102R geteilt. Der hochfrequente Signalanteil 102R wird anschließend in einer zweiten Frequenzverzerrungseinheit 2R verzerrt. Das verzerrte Ausgangssignal 103R wird einem Eingang eines Addieres 3R zugeführt. Der niederfrequente Signalanteil 101R wird einem weiteren Eingang des Addierers 3R zugeführt. Am Ausgang des Addierers 3R steht die Summe der beiden Signalanteile 103R, 101R als Ausgangssignal 105R zur Verfügung. Durch eine Frequenzverzerrungssteuereinheit 5R des rechten Hörgeräts 12 wird mit Hilfe eines Steuersignals 106R der Grad bzw. die Stärke und die Art der Frequenzverzerrung der zweiten Frequenzverzerrungseinheit 2R gesteuert.
  • Die beiden Frequenzverzerrungssteuereinheiten 5L und 5R der beiden Hörgeräte 11 und 12 sind drahtlos miteinander gekoppelt und können so über ein Kopplungssignal 107 synchronisiert werden, um beispielweise trotz zeitlicher Variation dennoch streng asymmetrisch und/oder streng antisymmetrisch in der Frequenzverzerrung zu bleiben.
  • Eine zeitliche Veränderung kann vorteilhaft rechts und links gleichwertig, beispielsweise gleich schnell oder mit einem selben Erwartungswert, erfolgen. Die Änderung der Frequenzverzerrung kann kontinuierlich oder in Stufen erfolgen. Sie kann breitbandig geändert werden, oder aber nur in Teilbändern.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Frequenzweiche / Split-Band Filter
    1L
    Frequenzweiche linkes Hörgerät 11
    1R
    Frequenzweiche rechtes Hörgerät 12
    2
    Frequenzverzerrer
    2L
    erste Frequenzverzerrungseinheit
    2R
    zweite Frequenzverzerrungseinheit
    3
    Addierer
    3L
    Addierer im linken Hörgerät 11
    3R
    Addierer im rechten Hörgerät 12
    4
    All-Pass Filter
    5L
    Frequenzverzerrungssteuereinheit des linken Hörgeräts 11
    5R
    Frequenzverzerrungssteuereinheit des rechten Hörgeräts 12
    10
    Kopf eines Hörgeräteträgers
    11
    linkes Hörgerät
    12
    rechtes Hörgerät
    13
    Mikrofon des linken Hörgeräts 11
    14
    Hörer des linken Hörgeräts 11
    15
    Mikrofon des rechten Hörgeräts 12
    16
    Hörer des rechten Hörgeräts 12
    17
    Schallquelle
    18
    Schallsignal der Schallquelle 17
    19
    Schallweg zum Hörgerät 11, 12
    20
    Schallweg des Direktschalls
    100
    Eingangssignal / Mikrofonsignal
    100L
    Eingangssignal des linken Hörgeräts 11
    100R
    Eingangssignal des rechten Hörgeräts 12
    101
    niederfrequentes Signal
    101L
    niederfrequentes Signal des linken Hörgeräts 11
    101R
    niederfrequentes Signal des rechten Hörgeräts 12
    102
    hochfrequentes Signal
    102L
    hochfrequentes Signal des linken Hörgeräts 11
    102R
    hochfrequentes Signal des rechten Hörgeräts 12
    103
    verzerrtes Signal
    103L
    verzerrtes Signal des linken Hörgeräts 11
    103R
    verzerrtes Signal des rechten Hörgeräts 12
    104
    phasenkompensiertes Signal
    105
    Ausgangssignal
    105L
    Ausgangssignal des linken Hörgeräts 11
    105R
    Ausgangssignal des rechten Hörgeräts 12
    106L
    Steuersignal des linken Hörgeräts 11
    106R
    Steuersignal des rechten Hörgeräts 12
    107
    Kopplungssignal
    D
    Dämpfung
    F
    Frequenz
    GF
    Grenzfrequenz
    K1
    Frequenzgang Tiefpass
    K2
    Frequenzgang Hochpass

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betrieb einer binauralen Hörvorrichtung mit mindestens einem linken Hörgerät (11) und mit mindestens einem rechten Hörgerät (12), welches die Verfahrensschritte umfasst :
    - Verschieben von Frequenzen des durch das linke Hörgerät (11) aufgenommenen akustischen Signals (100L) oder eines Signalanteils des aufgenommenen akustischen Signals (102L) und
    - Verschieben von Frequenzen des durch das rechte Hörgerät (12) aufgenommenen akustischen Signals (100R) oder eines Signalanteils des aufgenommenen akustischen Signals (102R),
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Frequenzverschiebungen des linken und des rechten Hörgeräts (11, 12) gleich groß sind und unterschiedliche Vorzeichen haben.
  2. Verfahren zum Betrieb einer binauralen Hörvorrichtung mit mindestens einem linken Hörgerät (11) und mit mindestens einem rechten Hörgerät (12), welches die Verfahrensschritte umfasst:
    - Verschieben von Frequenzen des durch das linke Hörgerät (11) aufgenommenen akustischen Signals (100L) oder eines Signalanteils des aufgenommenen akustischen Signals (102L) und
    - Verschieben von Frequenzen des durch das rechte Hörgerät (12) aufgenommenen akustischen Signals (100R) oder eines Signalanteils des aufgenommenen akustischen Signals (102R),
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Frequenzverschiebungen des linken und des rechten Hörgeräts (11, 12) unterschiedlich groß sind und gleiche Vorzeichen haben.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Frequenzverschiebungen zeitlich verändert werden.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Frequenzverschiebungen des linken und rechten Hörgeräts (11, 12) binaural miteinander gekoppelt werden.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Frequenzen in einem oder in mehreren Frequenzteilbändern verschoben werden.
  6. Binaurale Hörvorrichtung mit mindestens einem linken Hörgerät (11) und mit mindestens einem rechten Hörgerät (12) umfassend:
    - eine erste Frequenzverzerrungseinheit (2L) im linken Hörgerät (11), die ausgebildet ist, Frequenzen eines durch das linke Hörgerät aufgenommenen akustischen Signals (100L) oder eines Signalanteils des aufgenommenen akustischen Signals (102L) zu verzerren, und
    - eine zweite Frequenzverzerrungseinheit (2R) im rechten Hörgerät (12), die ausgebildet ist, Frequenzen des durch das rechte Hörgerät (12) aufgenommenen akustischen Signals (100R) oder eines Signalanteils des aufgenommenen akustischen Signals (102R) zu verzerren,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die erste und die zweite Frequenzverzerrungseinheit (2L, 2R) ausgebildet sind, eine Frequenzverschiebung derart durchzuführen, dass die Frequenzverschiebungen des linken und des rechten Hörgeräts (11, 12) gleich groß sind und ungleiche Vorzeichen haben, oder
    - dass die erste und die zweite Frequenzverzerrungseinheit (2L, 2R) ausgebildet sind, eine Frequenzverschiebung derart durchzuführen, dass die Frequenzverschiebungen des linken und des rechten Hörgeräts (11, 12) ungleich groß sind und gleiche Vorzeichen haben.
  7. Hörvorrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Frequenzverschiebungen zeitlich veränderbar sind.
  8. Hörvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die erste und die zweite Frequenzverzerrungseinheit (2L, 2R) binaural miteinander koppelbar sind.
  9. Hörvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Frequenzen in einem oder mehreren Frequenzteilbändern verschoben sind.
  10. Hörvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
    gekennzeichnet durch:
    - eine erste Frequenzweiche (1L) im linken Hörgerät (11), die ausgebildet ist, das aufgenommene akustische Signal (100L) in einen niederfrequenten und einen in den Frequenzen zu verschiebenden hochfrequenten Signalanteil (101L, 102L) aufzuteilen, und/oder
    - eine zweite Frequenzweiche (1R) im rechten Hörgerät (12), die ausgebildet ist, das aufgenommene akustische Signal (100R) in einen niederfrequenten und einen in den Frequenzen zu verschiebenden hochfrequenten Signalanteil (101R, 102R) aufzuteilen.
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