EP2503795A2 - Hörvorrichtung mit Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung und Verfahren zum Betreiben der Hörvorrichtung - Google Patents

Hörvorrichtung mit Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung und Verfahren zum Betreiben der Hörvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
EP2503795A2
EP2503795A2 EP12158347A EP12158347A EP2503795A2 EP 2503795 A2 EP2503795 A2 EP 2503795A2 EP 12158347 A EP12158347 A EP 12158347A EP 12158347 A EP12158347 A EP 12158347A EP 2503795 A2 EP2503795 A2 EP 2503795A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
filter
microphone
whitening
signal
hearing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP12158347A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2503795A3 (de
Inventor
Henning Puder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sivantos Pte Ltd
Original Assignee
Siemens Medical Instruments Pte Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Medical Instruments Pte Ltd filed Critical Siemens Medical Instruments Pte Ltd
Publication of EP2503795A2 publication Critical patent/EP2503795A2/de
Publication of EP2503795A3 publication Critical patent/EP2503795A3/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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

  • the invention relates to a hearing device in which a microphone is coupled via a pre-whitening filter with a feedback suppression device.
  • the term hearing device is understood to mean in particular a hearing aid.
  • 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. To meet the numerous individual needs, different types of hearing aids are provided. They may include hearing aids such as behind-the-ear (BTE) hearing aids, external receiver (RIC) receivers (RIC) and in-the-ear (ITE) hearing aids, e.g. also include Concha hearing aids or canal hearing aids (ITE, CIC).
  • BTE behind-the-ear
  • RIC external receiver
  • ITE in-the-ear
  • ITE in-the-ear
  • the hearing aids listed by way of example are worn on the outer ear or in the ear canal.
  • bone conduction hearing aids, implantable or vibrotactile hearing aids are also available on the market. The stimulation of the damaged hearing takes place either mechanically or electrically.
  • Hearing aids have in principle as essential components an input transducer, an amplifier and an output transducer.
  • the input transducer is usually a sound receiver, z. As a microphone, and / or an electromagnetic receiver, for. B. an induction coil.
  • the output transducer is usually used as an electroacoustic transducer, z. As miniature speaker, or as an electromechanical transducer, z. B. bone conduction, realized.
  • the amplifier is usually integrated in a signal processing unit. 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
  • one or more microphones 2 are installed for recording the sound from the environment.
  • a signal processing unit 3 which is also integrated in the hearing aid housing 1, processes the microphone signals and amplifies them.
  • 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.
  • an otoplastic can also be used as a dome (dome - dome) designated dome-shaped earpiece, which adapts to a form of the same when inserted into the ear canal.
  • tip In the context of an open fitting often a so-called tip (tip) is used, which has a particularly narrow shape so that it does not affect ventilation of the ear canal.
  • 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 feedback canceller In order to avoid such a whistling sound, a feedback canceller (English: feedback canceller) may be provided, which may be part of the signal processing unit 3, for example.
  • a feedback path suppression model For a successful suppression of a whistling sound, a feedback path suppression model must first be adapted for the feedback path. During the adaptation, unwanted artefacts can occur, which are perceptible in the sound signal of the listener. This artefact formation can occur especially in the case of microphone signals with a tonal component.
  • a filter is referred to here, which reduces differences between the amplitudes of individual frequency components within a short-term spectrum of a microphone signal.
  • a filter is referred to here, which reduces differences between the amplitudes of individual frequency components within a short-term spectrum of a microphone signal.
  • Such leveling of the short-term spectrum corresponds to a reduction in the autocorrelation of the signal, i. his decorrelation.
  • a tonality of the microphone signal is reduced.
  • the frequency response of a pre-whitening filter corresponds to the inverted short-time spectrum of the signal to be whitened.
  • a disadvantage of using a pre-whitening filter is that the leveling also attenuates those spectral peaks in the short-term spectrum of the microphone signal that are characteristic of the whistling tone of the feedback. As a result, the adaptation of the model in the feedback suppression device is made more difficult because of the then only weakly expressed spectral peak. In particular, it becomes very slow.
  • a first microphone is coupled via a pre-whitening filter to a feedback suppression device.
  • the hearing device has a second microphone.
  • the hearing device is designed to have a frequency response of the pre-whitening filter (for the first microphone) depending on a signal from the second microphone.
  • the method according to the invention provides, in a first step, for detecting a first microphone signal of the first microphone and a second microphone signal of the second microphone.
  • the first microphone signal is filtered by the pre-whitening filter.
  • a frequency response of the pre-whitening filter for the first microphone signal is determined in dependence on the second microphone signal.
  • the feedback suppression device for the first microphone signal is then adapted.
  • the hearing device according to the invention and the method according to the invention have the advantage that the feedback suppression device is quickly adapted in the case of a feedback in the first microphone signal and yet no artifacts arise during the adaptation.
  • the adaptation of the feedback suppression device is here and below meant the adaptation of the model used by the feedback suppression device for the feedback path.
  • the artifacts are avoided by the pre-whitening filter.
  • filtering of the first microphone signal during feedback will not attenuate the spectral peak in the short-term spectrum of the first microphone signal. This allows the rapid adaptation of the feedback suppression device.
  • the pre-whitening filter may be coupled to an adaptive filter designed to provide filter coefficients for pre-whitening filtering in response to the microphone signal of the second microphone.
  • the pre-whitening filter then receives the filter coefficients from the adaptive filter and sets the frequency response based on the filter coefficients.
  • the filter coefficients are preferably also determined adaptively, ie continuously. Thus, even with a change in the short-term spectrum of the ambient sound signal always the appropriate filter coefficients are ready.
  • the filter coefficients may be determined, for example, on the basis of a least mean square algorithm or the Levinson-Durbin algorithm or a linear prediction or an autocorrelation determination.
  • the hearing device is advantageously developed if the feedback suppression device has a shadow filter.
  • a shadow filter can avoid noise and stability problems in particularly critical acoustic environments.
  • an estimation device for a feedback path can also be integrated into a useful signal path. This integration requires fewer filters to provide adaptive feedback cancellation.
  • the first microphone is arranged in a component of the hearing device, for example a hearing device, which is intended to be worn on an ear of a user of the hearing device, and the second microphone is arranged at a distance from this component. Due to the distance, it is very unlikely that a feedback with a whistling sound at a certain frequency will be formed simultaneously in both microphones. Thus, it is ensured that the pre-whitening no attenuation of the feedback component, ie the spectral peaks in the short-term spectra of the first microphone signal is caused.
  • the two microphones are arranged in components of the hearing device which are to be worn on different sides of the head of a user, thus e.g. in two hearing aids.
  • This development is based on the observation that in the two components feedback for the same frequency almost never occurs at the same time.
  • the ambient sound signals received by the two components are always very similar.
  • whitening of the signal portion of the ambient sound in the first microphone signal is possible by means of a pre-whitening filter whose frequency response is determined on the basis of the second microphone signal.
  • the signal component caused by local feedback in the first microphone is not attenuated.
  • the shading of the head causes the feedback signal, which manifests itself in one of the hearing aids, to arrive at the other not at all or only strongly attenuated, so that its pre-whitening filter has no attenuation in the feedback signal.
  • FIG. 2 a schematic construction of a binaural hearing aid 10 is shown.
  • the hearing aid 10 has as components a left hearing aid 12 and a right hearing aid 14, which are to be worn by a user of the hearing aid 10 at the ear.
  • the letters L (left) and R (right) indicate on which side of the head the hearing aids are worn.
  • the hearing aids 12 and 14 may be, for example, in-the-ear hearing aids or behind-the-ear hearing aids.
  • the two hearing aids 12 and 14 are connected to each other via a communication link 16. It may be, for example, a cable or a radio link. Via the communication link 16, between the hearing aids 12 and 14, e.g. Audio signals or other data are exchanged.
  • the left hearing device 12 has a first microphone 18, which is coupled via a pre-whitening filter 20 to a feedback suppression device 22.
  • the feedback suppression device 22 is coupled via a post-processing device 24 to a receiver 26 of the hearing device 12.
  • a second microphone 28 which is coupled to an adaptive filter 30. Filter coefficients determined by the adaptive filter 30 are transmitted via the communication link 16 to the pre-whitening filter 20.
  • a microphone signal of the first microphone 18 is whitened by the pre-whitening filter 20. This reduces the tonality of the microphone signal, thereby producing fewer artifacts in the output of the feedback suppression device 22 during adaptation of the feedback suppression device 22.
  • the feedback suppression device 22 may be based on an adaptive system identification that determines a feedback component in the signal received from the pre-whitening filter 20 based on a model for a local feedback path transfer function from the handset 26 to the microphone 18. The adaptation of the feedback suppression device 22 takes place on the basis of the feedback component contained in the microphone signal of the first microphone 18.
  • the frequency response of the pre-whitening filter 20, i. Its transmission behavior is determined by the filter coefficients which the pre-whitening filter 20 receives from the adaptive filter 30.
  • the adaptive filter 30 determines the filter coefficients based on a microphone signal of the second microphone 28.
  • the filter coefficients may be determined, for example, on the basis of a linear prediction.
  • a linear prediction it is also possible, for example, to use the Levinson-Durbin algorithm or, in general, a method for determining an autocorrelation function of the microphone signal.
  • inversion of an auto power density spectrum of the microphone signal is a method of determining a filter for pre-whitening.
  • the adaptive filter 30 may also be part of the left hearing device 12.
  • the postprocessing means 24 corrects the signal distortion caused by the pre-whitening filter 20 in the microphone signal, i. through the whites, undone.
  • the output signal of the feedback suppression device 22 can be processed, for example, with a filter whose transfer function is formed by inverting a current transfer function of the pre-whitening filter 20.
  • the postprocessing device 24 also includes an amplifier by which the equalized signal for operating the receiver 24 is amplified.
  • the right-hand hearing device 14 also has a pre-whitening filter and a feedback suppression unit, both of which, for the sake of clarity, in FIG. 2 are not shown. Filter coefficients for the pre-whitening filter of the right hearing aid 14 are determined via a second adaptive filter based on the microphone signal of the first microphone 18.
  • the pre-whitening by means of the pre-whitening filter 20 can also be combined with a frequency shift (English: frequency shifting).
  • a frequency shift (English: frequency shifting).
  • the frequency shift may be e.g. be effected by a single-sideband modulation, for example by means of a Hilbert filter.
  • the shift may be 20 Hz, for example.
  • the feedback suppression unit 22 adapts fast enough to prevent the generation of a whistling sound. Nevertheless, artefact formation is greatly reduced or even completely prevented.
  • FIG. 3 two diagrams D1 and D2 are shown. Both graphs D1, D2 each show two graphs of frequency responses of pre-whitening filters.
  • the abscissa axis of the diagrams D1 and D2 indicates the frequency f (in kilohertz), the ordinate axis the amplitude A (in decibels).
  • Diagram D1 shows a frequency response F1 and a frequency response F2.
  • the frequency response F1 was determined on the basis of the microphone signal of the microphone 18 of the left hearing aid 12, the frequency response F2 on the basis of the microphone signal of the microphone 28 of the right hearing aid 14. By means of the two microphones 18, 28 an ambient sound was detected. A feedback was not present in both hearing aids 12, 14.
  • the filter coefficients underlying the frequency responses were determined in the case of the frequency response F2 by means of the adaptive filter 30 (right microphone signal) or in the case of the frequency response F1 by means of the adaptive filter of the left hearing aid 12 (left microphone signal).
  • frequency responses F3 and F4 are shown.
  • the frequency response F3 corresponds to the frequency response F1, as it results at another time, if the adaptive filter has adapted to a change in the ambient sound.
  • the frequency response F4 corresponds to the frequency response F2 at the other time.
  • FIG. 4 are shown in three diagrams D3, D4 and D5 respectively further frequency responses, which have been determined on the basis of the microphone signals of the left microphone 18 and the right microphone 28.
  • the diagrams D3 to D5 again show frequency responses, as they result at different times.
  • Diagrams D3 to D5 show frequency responses to pre-whitening filters as they result when acoustic feedback is present on the left hearing aid 12, causing one or more whistling sounds to be generated by the left hearing aid 12.
  • Diagram D3 shows a frequency response F5 for a pre-whitening filter, which was determined based on the left microphone signal.
  • the frequency response F5 has a strong notch 32.
  • the notch 32 is located at the Frequency of a whistling sound caused by the feedback. If the filter coefficients giving the frequency response F5 were also used to whiten the left microphone signal in the pre-whitening filter 20, because of the notch 32, this would result in a strong attenuation of the signal derived from the feedback, ie the whistling sound caused spectral peak in the short-term spectrum of the microphone signal of the left microphone 18 would be attenuated. Accordingly, an adaptation of the downstream feedback suppression unit 22 would slow down.
  • a frequency response F6 determined on the basis of the microphone signal of the right hearing aid 14 by the adaptive filter 30 is not affected by the feedback in a frequency range 34 in which the frequency of the whistle tone lies.
  • the frequency response F6 thus represents only the ambient sound.
  • FIG. 5 To illustrate the operation of the feedback suppression device 22, the left hearing aid 12 is shown in FIG FIG. 2 shown hearing aid 10 again shown in more detail.
  • the feedback suppression device 22 has an estimation unit 36, by means of which an estimated transfer function H is determined for a transfer function H of a feedback path.
  • the transfer function H will be referred to as the estimated feedback path H.
  • the estimated feedback path H represents the already mentioned model for the feedback path.
  • a feedback portion 42 is estimated from an output signal 38 of a processing unit 40.
  • the estimated feedback component 42 is subtracted from the output signal of the pre-whitening filter 20 by means of a calculation unit 44. With an ideal adaptation of the estimation unit 36, this would remove a feedback component in an output signal of the pre-whitening filter 20.
  • the output signal of the calculation unit 44 is transmitted to the processing unit 40 as a useful signal.
  • the output signal forms an error signal 46 for adapting the estimation unit 36, ie for adapting the estimated feedback path ⁇ .
  • the processing unit 40 may, for example, effect a selective amplification of individual frequency ranges for which a hearing ability of the user of the hearing aid 10 is impaired.
  • FIG. 5 The functioning of the post-processing device 24 is also illustrated in greater detail.
  • To current filter coefficients PW for the pre-whitening filter 20 receives an adjustable filter 48 of the post-processing device 24 via a communication connection 16 'filter coefficients PW -1 , by means of which the frequency response of the adjustable filter 48 is set.
  • the filter coefficients PW -1 result in a frequency response of the adjustable filter 48, which is inversely to that of the pre-whitening filter 20 operated with the filter coefficients PW, so that filtering of the output signal 38 of the processing unit 40 with the adjustable filter 48 causes the already described equalization.
  • the amplifier 50 then effects the already described amplification of the equalized signal for the operation of the handset 26th
  • a signal namely the estimated feedback component 42
  • the estimation unit 36 determines the useful signal path, which here leads from the microphone 18 via the pre-whitening filter 20, the calculation unit 44, the processing unit 40 and the post-processing device 24 to the handset 26.
  • FIG. 6 is a hearing aid 12 'of a binaural hearing aid 10 not shown' shown.
  • elements of the hearing aid 12 ' which correspond in their function elements of the hearing aid 12, provided with the same, but painted reference numerals.
  • the adaptation of an estimation unit 36' on the basis of a "pre-whitened" signal can be performed without the need to filter signals with the inverted frequency response.
  • a signal output by a handset 26 'need not be equalized at the hearing aid 12', thereby avoiding potential problems with stable operation of the inverse filter necessary for equalization and possible noise in the output signal.
  • the hearing aid 12 ' can thus also in environments be used in which a white of a microphone signal of a microphone 18 'causes a relatively strong distortion.
  • no filter coefficients for an inverse filtering, namely the equalization have to be calculated.
  • the estimation unit 36 ' is part of a feedback suppression device 22' of the hearing aid 12 '. It forms, together with a calculation unit 44 ', a shadow filter 52 with which a feedback path ⁇ is estimated in the manner described in connection with the estimation unit 36 and the calculation unit 44. A return of an output signal of a processing unit 40 'to the estimation unit 36' via another pre-whitening filter 20 ''.
  • the two pre-whitening filters 20 'and 20 are connected via a communication connection 16" to an adaptive filter, not shown, which corresponds to the adaptive filter 30.
  • a rapid adaptation of the estimation unit 36' is also provided in the hearing device 12 ' the named reasons.
  • a feedback filter 36 "and a computing unit 44" is effected directly in the non-whitened microphone signal.
  • a transfer function of the feedback filter 36 " that is, its frequency response, it corresponds to that of the estimation unit 36 'estimated transfer function h of the feedback path.
  • the estimation means 36' transmits to corresponding coefficients of the feedback filter 36 ''.
  • the shadow filter 52 is thus an estimated feedback path ⁇ without having to change a useful signal on a useful signal path connecting the microphone 18 'to the handset 26', since the shadow filter 52 processes the whitened signals of the pre-whitening filters 20 'and 20 "in the case of the feedback filter 36 "allows artifact-free processing of the microphone signal of the microphone 18 'through the feedback filter 36".
  • FIG. 6 An amplifier of the hearing aid 12 'provided for operating the handset 26' and corresponding to the amplifier 50 is shown in FIG FIG. 6 not shown

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
  • Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)

Abstract

Für eine Hörvorrichtung soll eine artefaktfreie, schnelle Rückkopplungsunterdrückung ermöglicht werden. Bei der erfindungsgemäßen Hörvorrichtung (10) ist bei einem ersten Hörgerät (12) ein erstes Mikrofon (18) über ein Pre-Whitening-Filter (20) mit einer Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung (22) gekoppelt. Die Hörvorrichtung ist dazu ausgelegt, einen Frequenzgang des Pre-Whitening-Filters (20) in Abhängigkeit von einem Signal eines zweiten Mikrofons (28) der Hörvorrichtung festzulegen. Zu der Erfindung gehört auch ein Verfahren zum Betreiben der Hörvorrichtung.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Hörvorrichtung, bei der ein Mikrofon über ein Pre-Whitening-Filter mit einer Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung gekoppelt ist. Unter dem Begriff Hörvorrichtung wird hier insbesondere eine Hörhilfe verstanden. Darüber hinaus fallen unter den Begriff aber auch andere tragbare akustische Geräte wie Headsets, Kopfhörer und dergleichen.
  • Hörhilfen sind tragbare Hörvorrichtungen, die zur Versorgung von Schwerhörenden dienen. Um den zahlreichen individuellen Bedürfnissen entgegenzukommen, werden unterschiedliche Bauformen von Hörhilfen bereitgestellt. Sie können Hörgeräte wie Hinter-dem-Ohr-Hörgeräte (HdO), Hörgeräte mit externem Hörer (RIC: receiver in the canal) und In-dem-Ohr-Hörgeräte (IdO), z.B. auch Concha-Hörgeräte oder Kanal-Hörgeräte (ITE, CIC), umfassen. 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 die Mikrofonsignale und verstärkt sie. 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. Anstelle einer Otoplastik kann auch ein als Dome (Dome - Kuppel) bezeichnetes kuppelförmiges Ohrstück verwendet werden, das sich beim Einsetzen in den Gehörgang an eine Form desselben anpasst. Im Zusammenhang mit einer offenen Anpassung wird oft ein sogenannter Tip (Tip - Spitze) verwendet, der eine besonders schmale Form aufweist, so dass er eine Belüftung des Gehörganges nicht beeinträchtigt. Die Energieversorgung des Hörgeräts und insbesondere die der Signalverarbeitungseinheit 3 erfolgt durch eine ebenfalls ins Hörgerätegehäuse 1 integrierte Batterie 5.
  • Bei einer akustischen Rückkopplung (Englisch: feedback) gelangt ein Teil des vom Hörer 4 erzeugten Schalls (als Luft- oder Körperschall) über einen Rückkopplungspfad wieder zu wenigstens einem der Mikrofone 2. Dies kann dazu führen, dass das Hörgerät 1 einen unerwünschten Pfeifton erzeugt. Um einen solchen Pfeifton zu vermeiden, kann eine Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung (Englisch: feedback canceller) vorgesehen sein, die beispielsweise Bestandteil der Signalverarbeitungseinheit 3 sein kann.
  • Für eine erfolgreiche Unterdrückung eines Pfeiftons muss in der Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung zunächst ein Modell für den Rückkopplungspfad adaptiert werden. Während der Adaption können hierbei unerwünschte Artefakte entstehen, die im Schallsignal des Hörers wahrnehmbar sind. Zu dieser Artefaktbildung kann es insbesondere bei Mikrofonsignalen mit tonalem Anteil kommen.
  • Hierzu ist als theoretische Lösung bekannt, das Mikrofon über ein Pre-Whitening-Filter mit der Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung zu koppeln. Als Pre-Whitening-Filter ist hier ein Filter bezeichnet, das innerhalb eines Kurzzeitspektrums eines Mikrofonsignals Unterschiede zwischen den Amplituden einzelner Frequenzanteile verringert. Man spricht auch vom Weißen (Englisch: Whitening) des Kurzzeitspektrums. Eine solche Nivellierung des Kurzzeitspektrums entspricht einer Verringerung der Autokorrelation des Signals, d.h. seiner Dekorrelation. Insbesondere wird eine Tonalität des Mikrofonsignals verringert. Für eine ideale Weißung entspricht der Frequenzgang eines Pre-Whitening-Filters dem invertierten Kurzzeitspektrum des zu weißenden Signals.
  • Nachteilig bei der Verwendung eines Pre-Whitening-Filters ist, dass durch die Nivellierung auch diejenigen spektralen Spitzen im Kurzzeitspektrum des Mikrofonsignals gedämpft werden, die für den Pfeifton der Rückkopplung charakteristisch sind. Hierdurch wird die Adaption des Modells in der Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung wegen der dann nur noch schwach ausgeprägten spektralen Spitze erschwert. Sie wird insbesondere sehr langsam.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer Hörvorrichtung eine artefaktfreie, schnelle Rückkopplungsunterdrückung zu ermöglichen.
  • Die Aufgabe wird durch eine Hörvorrichtung gemäß Anspruch 1 und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 4 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gegeben.
  • Bei der erfindungsgemäßen Hörvorrichtung ist ein erstes Mikrofon über ein Pre-Whitening-Filter mit einer Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung gekoppelt. Zusätzlich weist die Hörvorrichtung ein zweites Mikrofon auf. Die Hörvorrichtung ist dabei dazu ausgelegt, einen Frequenzgang des Pre-Whitening-Filters (für das erste Mikrofon) in Abhängigkeit von einem Signal des zweiten Mikrofons festzulegen.
  • Zum Betreiben der erfindungsgemäßen Hörvorrichtung sieht das erfindungsgemäße Verfahren in einem ersten Schritt vor, ein erstes Mikrofonsignal des ersten Mikrofons und ein zweites Mikrofonsignal des zweiten Mikrofons zu erfassen. Das erste Mikrofonsignal wird mittels des Pre-Whitening-Filters gefiltert. Ein Frequenzgang des Pre-Whitening-Filters für das erste Mikrofonsignal wird dabei in Abhängigkeit von dem zweiten Mikrofonsignal festgelegt. Auf Grundlage des gefilterten ersten Mikrofonsignals wird dann die Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung für das erste Mikrofonsignal adaptiert.
  • Die erfindungsgemäße Hörvorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren weisen den Vorteil auf, dass die Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung im Falle einer Rückkopplung im ersten Mikrofonsignal schnell adaptiert wird und dennoch keine Artefakte während der Adaption entstehen. Mit der Adaption der Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung ist hier und im Folgenden die Adaption des von der Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung verwendeten Modells für den Rückkopplungspfad gemeint.
  • Die Artefakte werden durch das Pre-Whitening-Filter vermieden. Indem der Frequenzgang des Pre-Whitening-Filters aber auf der Grundlage des zweiten Mikrofonsignals festgelegt wird, in dem kein (oder zumindest ein anderer) Rückkopplungsanteil enthalten ist, ergibt sich bei der Filterung des ersten Mikrofonsignals während einer Rückkopplung keine Dämpfung der spektralen Spitze im Kurzzeitspektrum des ersten Mikrofonsignals. Dadurch ist die schnelle Adaption der Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung ermöglicht.
  • Um den Frequenzgang des Pre-Whitening-Filters einzustellen, kann dieses mit einem adaptiven Filter gekoppelt sein, welches dazu ausgelegt ist, Filterkoeffizienten für eine Pre-Whitening-Filterung in Abhängigkeit von dem Mikrofonsignal des zweiten Mikrofons zu bestimmen. Das Pre-Whitening-Filter empfängt dann die Filterkoeffzienten von dem adaptiven Filter und legt den Frequenzgang anhand der Filterkoeffizienten fest. Die Filterkoeffizienten werden dabei bevorzugt auch entsprechend adaptiv ermittelt, d.h. kontinuierlich. Somit stehen auch bei einer Veränderung des Kurzzeitspektrums des Umgebungsschallsignals stets die passenden Filterkoeffizienten bereit.
  • Die Filterkoeffizienten, oder allgemeiner der Frequenzgang, können beispielsweise auf der Grundlage eines Least-Mean-Square-Algorithmus oder des Levinson-Durbin-Algorithmus oder einer linearen Prädiktion oder einer Autokorrelationsbestimmung festgelegt werden.
  • Die Hörvorrichtung wird in vorteilhafter Weise weitergebildet, wenn die Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung ein Schattenfilter aufweist. Mittels eines Schattenfilters können Rausch- und Stabilitätsprobleme in besonders kritischen akustischen Umgebungen vermieden werden. Alternativ zu einem Schattenfilter kann bei der Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung eine Schätzeinrichtung für einen Rückkopplungspfad auch in einen Nutzsignalpfad integriert sein. Durch diese Integration müssen weniger Filter bereitgestellt sein, um eine adaptive Rückkopplungsunterdrückung zu bewirken.
  • Eine andere vorteilhafte Weiterbildung ergibt sich, wenn das erste Mikrofon in einer bestimmungsgemäß an einem Ohr eines Benutzers der Hörvorrichtung zu tragenden Komponente der Hörvorrichtung, z.B. einem Hörgerät, und das zweite Mikrofon in einem Abstand zu dieser Komponente angeordnet ist. Durch den Abstand ist es sehr unwahrscheinlich, dass sich eine Rückkopplung mit einem Pfeifton bei einer bestimmten Frequenz gleichzeitig in beiden Mikrofonen ausbildet. So ist gewährleistet, dass durch das Pre-Whitening keine Dämpfung des Rückkopplungsanteils, d.h. der spektralen Spitzen in den Kurzzeitspektren des ersten Mikrofonsignals, verursacht wird.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die beiden Mikrofone in Komponenten der Hörvorrichtung angeordnet sind, die an unterschiedlichen Seiten des Kopfes eines Benutzers zu tragen sind, also z.B. in zwei Hörgeräten. Diese Weiterbildung beruht auf der Beobachtung, dass in den beiden Komponenten eine Rückkopplung für die gleiche Frequenz fast nie zugleich entsteht. Dagegen sind die Umgebungsschallsignale, die von den beiden Komponenten empfangen werden, stets sehr ähnlich. Somit ist ein Weißen (Whitening) des Signalanteils des Umgebungsschalls in dem ersten Mikrofonsignal mithilfe eines Pre-Whitening-Filters möglich, dessen Frequenzgang auf der Grundlage des zweiten Mikrofonsignals ermittelt ist. Der Signalanteil, der durch eine lokale Rückkopplung in das erste Mikrofon verursacht wird, wird dabei nicht gedämpft. Die Kopfabschattung bewirkt, dass das Rückkopplungssignal, das sich an einem der Hörgeräte ausprägt, bei dem anderen gar nicht oder nur stark gedämpft ankommt, so dass dessen Pre-Whitening-Filter keine Dämpfungen bei dem Rückkopplungssignal aufweist.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dazu zeigt:
    • FIG 1
    eine schematische Darstellung eines Hinter-dem-Ohr-Hörgeräts gemäß dem Stand der Technik,
    FIG 2
    ein schematische Darstellung einer binauralen Hörhilfe gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hörvorrichtung,
    FIG 3
    zwei Diagramme mit je zwei Graphen zu Frequenzgängen von Pre-Whitening-Filtern, deren Filterkoeffizienten jeweils ohne eine Rückkopplung bestimmt wurden,
    FIG 4
    drei Diagramme mit je zwei Graphen zu Frequenzgängen von Pre-Whitening-Filtern, deren Koeffizienten einmal während einer Rückkopplung und einmal ohne eine Rückkopplung bestimmt wurden,
    FIG 5
    eine schematische Darstellung eines Hörgeräts der Hörhilfe von FIG 2 und
    FIG 6
    eine schematische Darstellung eines Hörgeräts einer binauralen Hörhilfe gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hörvorrichtung.
  • In FIG 2 ist ein schematischer Aufbau einer binauralen Hörhilfe 10 gezeigt. Die Hörhilfe 10 weist als Komponenten ein linkes Hörgerät 12 und ein rechtes Hörgerät 14 auf, die von einem Benutzer der Hörhilfe 10 jeweils am Ohr zu tragen sind. In FIG 2 deuten die Buchstaben L (links) und R (rechts) an, an welcher Seite des Kopfes die Hörgeräte jeweils getragen werden. Bei den Hörgeräten 12 und 14 kann es sich beispielsweise um In-dem-Ohr-Hörgeräte oder um Hinter-dem-Ohr-Hörgeräte handeln.
  • Die beiden Hörgeräte 12 und 14 sind über eine Kommunikationsverbindung 16 miteinander verbunden. Es kann sich dabei beispielsweise um ein Kabel oder um eine Funkverbindung handeln. Über die Kommunikationsverbindung 16 können zwischen den Hörgeräten 12 und 14 z.B. Audiosignale oder andere Daten ausgetauscht werden.
  • Das linke Hörgerät 12 weist ein erstes Mikrofon 18 auf, das über ein Pre-Whitening-Filter 20 mit einer Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung 22 gekoppelt ist. Die Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung 22 ist über eine Nachverarbeitungseinrichtung 24 mit einem Hörer 26 des Hörgeräts 12 gekoppelt.
  • In dem rechten Hörgerät 14 befindet sich ein zweites Mikrofon 28, das mit einem adaptiven Filter 30 gekoppelt ist. Von dem adaptiven Filter 30 ermittelte Filterkoeffizienten werden über die Kommunikationsverbindung 16 zum Pre-Whitening-Filter 20 übertragen.
  • Ein Mikrofonsignal des ersten Mikrofons 18 wird durch das Pre-Whitening-Filter 20 geweißt. Dies verringert die Tonalität des Mikrofonsignals, wodurch während einer Adaption der Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung 22 weniger Artefakte im Ausgangssignal der Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung 22 erzeugt werden.
  • Die Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung 22 kann auf einer adaptiven Systemidentifikation basieren, mit der auf der Grundlage eines Modells für eine Übertragungsfunktion eines lokalen Rückkopplungspfads vom Hörer 26 zu dem Mikrofon 18 ein Rückkopplungsanteil in dem aus dem Pre-Whitening-Filter 20 empfangenen Signal ermittelt wird. Die Adaption der Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung 22 erfolgt anhand des in dem Mikrofonsignal des ersten Mikrofons 18 enthaltenen Rückkopplungsanteils.
  • Der Frequenzgang des Pre-Whitening-Filters 20, d.h. sein Übertragungsverhalten, ist durch die Filterkoeffizienten festgelegt, welche das Pre-Whitening-Filter 20 von dem adaptiven Filter 30 empfängt.
  • Das adaptive Filter 30 bestimmt die Filterkoeffizienten auf der Grundlage eines Mikrofonsignals des zweiten Mikrofons 28. Die Filterkoeffizienten können beispielsweise auf der Grundlage einer linearen Prädiktion bestimmt werden. Anstelle einer linearen Prädiktion kann beispielsweise auch der Levinson-Durbin-Algorithmus oder generell ein Verfahren zum Bestimmen einer Autokorrelationsfunktion des Mikrofonsignals verwendet werden. Im spektralen Bereich ist beispielsweise eine Invertierung eines Auto-Leistungsdichtespektrums des Mikrofonsignals eine Methode zum Bestimmen eines Filters für ein Pre-Whitening.
  • Das adaptive Filter 30 kann auch Bestandteil des linken Hörgeräts 12 sein.
  • Durch die Nachverarbeitungseinrichtung 24 wird die Signalverzerrung, wie sie durch das Pre-Whitening-Filter 20 im Mikrofonsignal bewirkt wurde, d.h. durch das Weißen, wieder rückgängig gemacht. Für diese Entzerrung kann das Ausgangssignal der Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung 22 beispielsweise mit einem Filter prozessiert werden, dessen Übertragungsfunktion durch Invertieren einer momentanen Übertragungsfunktion des Pre-Whitening-Filters 20 gebildet ist.
  • Zu der Nachverarbeitungseinrichtung 24 gehört auch ein Verstärker, durch den das entzerrte Signal zum Betreiben des Hörers 24 verstärkt wird.
  • Bei der Hörhilfe 10 ist auch für einen (nicht dargestellten) Hörer des rechten Hörgeräts 14 eine Rückkopplungsunterdrückung ermöglicht. Dazu weist das rechte Hörgerät 14 ebenfalls ein Pre-Whitening-Filter und eine Rückkopplungsunterdrückungseinheit auf, die beide der Übersichtlichkeit halber in FIG 2 nicht dargestellt sind. Filterkoeffizienten für das Pre-Whitening-Filter des rechten Hörgeräts 14 werden über ein zweites adaptives Filter auf Grundlage des Mikrofonsignals des ersten Mikrofons 18 bestimmt.
  • Das Pre-Whitening mittels des Pre-Whitening-Filters 20 kann auch mit einer Frequenzverschiebung (Englisch: frequency shifting) kombiniert sein. Dies ergibt den Vorteil, dass die Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung 22 besonders robust gegen eine Artefaktbildung ist. Die Frequenzverschiebung kann z.B. durch eine Einseitenbandmodulation, beispielsweise mittels eines Hilbert-Filters, bewirkt werden. Die Verschiebung kann beispielsweise 20 Hz betragen.
  • Für das in FIG 2 erläuterte Beispiel sei im Folgenden angenommen, dass ein Teil eines vom Hörer 26 erzeugter Schall in das erste Mikrofon 18 rückgekoppelt wird, so dass im Mikrofonsignal des ersten Mikrofons 18 ein Signalanteil eines Umgebungsschalls und ein Signalanteil der Rückkopplung enthalten sind. Das zweite Mikrofon 28 erfasst ebenfalls den Umgebungsschall. Der Signalanteil der Rückkopplung ist dagegen wegen einer Abschirmung durch den Kopf des Benutzers nicht im Mikrofonsignal des zweiten Mikrofons 28 enthalten.
  • Indem das Weißen (Whitening) des Mikrofonsignals des ersten Mikrofons 18 auf der Grundlage der Filterkoeffizienten aus dem adaptiven Filter 30 erfolgt, wird der Signalanteil der Rückkopplung in dem Mikrofonsignal des ersten Mikrofons 18 nicht gedämpft. Daher adaptiert die Rückkopplungsunterdrückungseinheit 22 schnell genug, um das Entstehen eines Pfeiftons zu verhindern. Dennoch ist eine Artefaktbildung stark vermindert oder sogar ganz verhindert.
  • Im Folgenden wird anhand der FIG 3 und der FIG 4 die Vermeidung einer Verlangsamung der Adaption der Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung 22 noch einmal näher erläutert.
  • Dazu sind in FIG 3 zwei Diagramme D1 und D2 gezeigt. In beiden Diagrammen D1, D2 sind jeweils zwei Graphen zu Frequenzgängen (Englisch: frequency response) von Pre-Whitening-Filtern gezeigt. Die Abszissenachse der Diagramme D1 und D2 gibt die Frequenz f (in Kilohertz) an, die Ordinatenachse die Amplitude A (in Dezibel).
  • In dem Diagramm D1 sind ein Frequenzgang F1 und ein Frequenzgang F2 dargestellt. Der Frequenzgang F1 wurde auf der Grundlage des Mikrofonsignals des Mikrofons 18 des linken Hörgeräts 12 bestimmt, der Frequenzgang F2 auf der Grundlage des Mikrofonsignals des Mikrofons 28 des rechten Hörgeräts 14. Mittels der beiden Mikrofone 18, 28 wurde ein Umgebungsschall erfasst. Eine Rückkopplung war bei beiden Hörgeräten 12, 14 nicht vorhanden.
  • Die den Frequenzgängen zugrundeliegenden Filterkoeffizienten wurden im Falle des Frequenzgangs F2 mittels des adaptiven Filters 30 (rechtes Mikrofonsignal) bzw. im Falle des Frequenzgangs F1 mittels des adaptiven Filters des linken Hörgeräts 12 (linkes Mikrofonsignal) bestimmt.
  • Wie in Diagramm D1 zu erkennen ist, ergeben sich für beide Mikrofonsignale sehr ähnliche Frequenzgänge F1 und F2. Daher ist es möglich, die Filterkoeffizienten, welche den Frequenzgang F2 (rechtes Mikrofonsignal) ergeben, zum Weißen des Mikrofonsignals des linken Mikrofons mittels des Pre-Whitening-Filters 20 zu verwenden. Genauso können die Filterkoeffizienten für den Frequenzgang F2 (linkes Mikrofonsignal) problemlos in dem Pre-Whitening-Filter des rechten Hörgeräts 14 verwendet werden.
  • Im Diagramm D2 sind Frequenzgänge F3 und F4 gezeigt. Der Frequenzgang F3 entspricht dem Frequenzgang F1, wie er sich zu einem anderem Zeitpunkt ergibt, wenn sich das adaptive Filter an eine Änderung des Umgebungsschalls angepasst hat. Der Frequenzgang F4 entspricht dem Frequenzgang F2 zu dem anderen Zeitpunkt.
  • Anhand des Diagramms D2 ist zu erkennen, dass sich auch zu einem anderen Zeitpunkt für beide Mikrofone 18, 28 stets sehr ähnliche Frequenzgänge ergeben.
  • In FIG 4 sind in drei Diagrammen D3, D4 und D5 jeweils weitere Frequenzgänge gezeigt, die anhand der Mikrofonsignale des linken Mikrofons 18 und des rechten Mikrofons 28 ermittelt worden sind. Die Diagramme D3 bis D5 zeigen dabei wieder Frequenzgänge, wie sie sich zu jeweils unterschiedlichen Zeitpunkten ergeben. Im Unterschied zu den Diagrammen aus FIG 3, zeigen die Diagramme D3 bis D5 Frequenzgänge zu Pre-Whitening-Filtern, wie sie sich ergeben, wenn am linken Hörgerät 12 eine akustische Rückkopplung vorhanden ist, aufgrund welcher ein oder mehrere Pfeiftöne vom linken Hörgerät 12 erzeugt werden.
  • Im Diagramm D3 ist ein Frequenzgang F5 für ein Pre-Whitening-Filter gezeigt, der auf der Grundlage des linken Mikrofonsignals bestimmt wurde. Der Frequenzgang F5 weist eine starke Einkerbung 32 auf. Die Einkerbung 32 befindet sich bei der Frequenz eines Pfeiftons, der durch die Rückkopplung verursacht ist. Wenn die Filterkoeffizienten, welche den Frequenzgang F5 ergeben, auch zum Weißen des linken Mikrofonsignals in dem Pre-Whitening-Filter 20 verwendet würden, würde dies wegen der Einkerbung 32 zu einer starken Dämpfung des aus der Rückkopplung stammenden Signalanteils führen, d.h. die durch den Pfeifton verursachten spektralen Spitze im Kurzzeitspektrum des Mikrofonsignals des linken Mikrofons 18 würde gedämpft. Entsprechend würde sich eine Adaption der nachgeschalteten Rückkopplungsunterdrückungseinheit 22 verlangsamen.
  • Ein Frequenzgang F6, der auf der Grundlage des Mikrofonsignals des rechten Hörgeräts 14 vom adaptiven Filter 30 bestimmt wurde, ist in einem Frequenzbereich 34, in welchem die Frequenz des Pfeiftons liegt, nicht von der Rückkopplung beeinflusst. Der Frequenzgang F6 repräsentiert somit ausschließlich den Umgebungsschall. Mit den Filterkoeffizienten aus dem adaptiven Filter 30 ist es deshalb möglich, das linke Mikrofonsignal mittels des Pre-Whitening-Filters 20 zu weißen, ohne dabei den aus der Rückkopplung stammenden Signalanteil zu dämpfen. Dies ermöglicht die schnelle und dennoch artefaktfreie Rückkopplungsunterdrückung.
  • In den Diagrammen D4 und D5 sind jeweils noch einmal Frequenzgänge entsprechend den Frequenzgängen F5 und F6 gezeigt, wie sie sich für zwei andere Umgebungsschallsignale ergeben. Die Rückkopplung am linken Hörgerät 12 verursacht stets nur in demjenigen Frequenzgang F7, F8 Einkerbungen, der im linken Hörgerät 12 auf der Grundlage des Mikrofonsignals des linken Mikrofons 18 bestimmt wurde.
  • In FIG 5 ist zur Veranschaulichung der Funktionsweise der Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung 22 das linke Hörgerät 12 der in FIG 2 gezeigten Hörhilfe 10 noch einmal genauer dargestellt.
  • Die Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung 22 weist eine Schätzeinheit 36 auf, mittels welcher zu einer Übertragungsfunktion H eines Rückkopplungspfads eine geschätzte Übertragungsfunktion H ermittelt wird. Im Folgenden wird die Übertragungsfunktion H als der geschätzte Rückkopplungspfad H bezeichnet. Der geschätzte Rückkopplungspfad H stellt das bereits erwähnte Modell für den Rückkopplungspfad dar. Auf der Grundlage des geschätzten Rückkopplungspfads H wird aus einem Ausgabesignal 38 einer Verarbeitungseinheit 40 ein Rückkopplungsanteil 42 geschätzt.
  • Der geschätzte Rückkopplungsanteil 42 wird mittels einer Berechnungseinheit 44 von dem Ausgangssignal des Pre-Whitening-Filters 20 subtrahiert. Bei einer idealen Adaption der Schätzeinheit 36 würde hierdurch ein Rückkopplungsanteil in einem Ausgangssignal des Pre-Whitening-Filters 20 entfernt. Das Ausgangssignal der Berechnungseinheit 44 wird zum einen als Nutzsignal an die Verarbeitungseinheit 40 übertragen. Zum anderen bildet das Ausgangssignal ein Fehlersignal 46 zum Adaptieren der Schätzeinheit 36, d.h. zum Adaptieren des geschätzten Rückkopplungspfads Ĥ.
  • Die Verarbeitungseinheit 40 kann beispielsweise eine selektive Verstärkung einzelner Frequenzbereiche bewirken, für welche ein Hörvermögen des Benutzers der Hörhilfe 10 beeinträchtigt ist.
  • In FIG 5 ist auch die Funktionsweise der Nachverarbeitungseinrichtung 24 genauer veranschaulicht. Zu aktuellen Filterkoeffizienten PW für das Pre-Whitening-Filter 20 empfängt ein einstellbares Filter 48 der Nachverarbeitungseinrichtung 24 über eine Kommunikationsverbindung 16' Filterkoeffizienten PW-1, mittels welcher der Frequenzgang des einstellbaren Filters 48 festgelegt wird. Durch die Filterkoeffizienten PW-1 ergibt sich dabei ein Frequenzgang des einstellbaren Filters 48, der invers zu demjenigen des mit den Filterkoeffizienten PW betriebenen Pre-Whitening-Filters 20 ist, so dass durch Filtern des Ausgangssignals 38 der Verarbeitungseinheit 40 mit dem einstellbaren Filter 48 die bereits beschriebene Entzerrung bewirkt wird.
  • Der Verstärker 50 bewirkt dann die ebenfalls bereits beschriebene Verstärkung des entzerrten Signals für den Betrieb des Hörers 26.
  • Wie bereits erwähnt, wird bei dem Hörgerät 12 durch eine einzige Filterung des Ausgangssignals 38 mit der Schätzeinheit 36 ein Signal, nämlich der geschätzte Rückkopplungsanteil 42, ermittelt, mittels welchem sowohl das Bilden des Fehlersignals 46 für die Adaption der Schätzeinheit 36 als auch die Entfernung des Rückkopplungsanteils in dem Nutzsignal für den Hörer 26 ermöglicht wird. Die Schätzung des Rückkopplungspfads H ist somit in den Nutzsignalpfad integriert, der hier vom Mikrofon 18 über das Pre-Whitening-Filter 20, die Berechnungseinheit 44, die Verarbeitungseinheit 40 und die Nachbearbeitungseinrichtung 24 zum Hörer 26 führt.
  • Im Folgenden ist in diesem Zusammenhang eine alternative Ausführungsform eines Hörgeräts beschrieben, bei dem ein Schattenfilter verwendet wird.
  • In FIG 6 ist ein Hörgerät 12' einer nicht weiter dargestellten binauralen Hörhilfe 10' gezeigt. In FIG 6 sind Elemente des Hörgeräts 12', welche in ihrer Funktion Elementen des Hörgeräts 12 entsprechen, mit gleichen, aber gestrichenen Bezugszeichen versehen.
  • Bei dem Hörgerät 12' kann die Adaption einer Schätzeinheit 36' auf Basis eines "pre-whitened" Signals durchgeführt werden, ohne dass eine Filterung von Signalen mit dem invertierten Frequenzgang nötig ist. Ein von einem Hörer 26' ausgegebenes Signal muss somit bei dem Hörgerät 12' nicht erst entzerrt werden, wodurch mögliche Probleme mit einem stabilen Betrieb des für die Entzerrung nötigen inversen Filters und ein mögliches Rauschen in dem ausgegebenen Signal vermieden werden können. Das Hörgerät 12' kann so auch in Umgebungen verwendet werden, in denen ein Weißen eines Mikrofonsignals eines Mikrofons 18' eine verhältnismäßig starke Verzerrung verursacht. Zudem müssen zu Filterkoeffizienten PW für ein Pre-Whitening-Filter 20' keine Filterkoeffizienten für eine inverse Filterung, eben die Entzerrung, berechnet werden.
  • Die Schätzeinheit 36' ist Bestandteil einer Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung 22' des Hörgeräts 12'. Sie bildet zusammen mit einer Berechnungseinheit 44' ein Schattenfilter 52, mit dem ein Rückkopplungspfad Ĥ in der im Zusammenhang mit der Schätzeinheit 36 und der Berechnungseinheit 44 beschriebenen Weise geschätzt wird. Eine Rückführung eines Ausgabesignals einer Verarbeitungseinheit 40' zur Schätzeinheit 36' erfolgt über ein weiteres Pre-Whitening-Filter 20''. Die beiden Pre-Whitening-Filter 20' und 20" sind über eine Kommunikationsverbindung 16'' mit einem nicht dargestellten adaptiven Filter verbunden, welches dem adaptiven Filter 30 entspricht. Damit ist auch bei dem Hörgerät 12' eine schnelle Adaption der Schätzeinheit 36' aus den benannten Gründen gewährleistet.
  • Anders als bei dem Hörgerät 12, ist bei dem Hörgerät 12' eine Unterdrückung eines Rückkopplungsanteils durch ein Rückkopplungsfilter 36" und eine Berechnungseinheit 44" unmittelbar in dem nicht-geweißten Mikrofonsignal bewirkt. Eine Übertragungsfunktion des Rückkopplungsfilters 36", d.h. dessen Frequenzgang, entspricht dabei der von der Schätzeinheit 36' geschätzten Übertragungsfunktion Ĥ des Rückkopplungspfads. Die Schätzeinrichtung 36' überträgt dazu entsprechende Koeffizienten an das Rückkopplungsfilter 36''. Mittels des Schattenfilters 52 wird somit ein geschätzter Rückkopplungspfad Ĥ ermittelt, ohne dass hierzu ein Nutzsignal auf einem das Mikrofon 18' mit dem Hörer 26' verbindenden Nutzsignalpfad verändert werden muss. Indem das Schattenfilter 52 hierbei die geweißten Signale der Pre-Whitening-Filter 20' und 20" verarbeitet, ist bei dem Rückkopplungsfilter 36" eine artefaktfreie Verarbeitung des Mikrofonsignals des Mikrofons 18' durch das Rückkopplungsfilter 36" ermöglicht.
  • Ein zum Betreiben des Hörers 26' vorgesehener Verstärker des Hörgeräts 12', der dem Verstärker 50 entspricht, ist in FIG 6 nicht dargestellt
  • Wie in den Beispielen gezeigt ist, ist bei der Hörhilfe 10 für beide Hörgeräte 12 und 14 eine artefaktfreie, schnell adaptierende Rückkopplungsunterdrückung ermöglicht.

Claims (10)

  1. Hörvorrichtung (10,10'), bei der ein erstes Mikrofon (18, 18') über ein Pre-Whitening-Filter (20, 20') mit einer Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung (22, 22') gekoppelt ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Hörvorrichtung (10, 10') dazu ausgelegt ist, einen Frequenzgang (F2, F4, F6) des Pre-Whitening-Filters (20, 20') in Abhängigkeit von einem Signal eines zweiten Mikrofons (28) der Hörvorrichtung (10) einzustellen.
  2. Hörvorrichtung (10, 10') nach Anspruch 1, bei welcher das Pre-Whitening-Filter (20, 20') mit einem adaptiven Filter (30) gekoppelt ist, welches dazu ausgelegt ist, Filterkoeffizienten für eine Pre-Whitening-Filterung in Abhängigkeit von dem Mikrofonsignal des zweiten Mikrofons (28) zu bestimmen, wobei das Pre-Whitening-Filter (20, 20') dazu ausgelegt ist, die Filterkoeffzienten von dem adaptiven Filter (30) zu empfangen und den Frequenzgang (F2, F4, F6) anhand der Filterkoeffizienten einzustellen.
  3. Hörvorrichtung (10, 10') nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Hörvorrichtung (10, 10') dazu ausgelegt ist, den Frequenzgang (F2, F4, F6) auf der Grundlage eines Least-Mean-Square-Algorithmus oder des Levinson-Durbin-Algorithmus oder einer linearen Prädiktion oder einer Autokorrelationsbestimmung einzustellen.
  4. Hörvorrichtung (10, 10') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung (22') ein Schattenfilter (52) aufweist oder bei der Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung (22) eine Schätzeinrichtung (36, 44, 46) für einen Rückkopplungspfad (Ĥ) in einen Nutzsignalpfad integriert ist.
  5. Hörvorrichtung (10, 10') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das erste Mikrofon (18, 18') in einer bestimmungsgemäß an einem Ohr eines Benutzers der Hörvorrichtung (10, 10') zu tragenden Komponente (12, 12') der Hörvorrichtung (10, 10') und das zweite Mikrofon (28) in einem Abstand zu dieser Komponente (12, 12') angeordnet ist.
  6. Hörvorrichtung (10, 10') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die beiden Mikrofone (18, 28; 18') in an unterschiedlichen Seiten des Kopfes eines Benutzers zu tragenden Komponenten (12, 14; 12') angeordnet sind.
  7. Verfahren zum Betreiben einer Hörvorrichtung (10, 10'), umfassend die Schritte:
    - Erfassen eines ersten Mikrofonsignals eines ersten Mikrofons (18, 18'),
    - Filtern des ersten Mikrofonsignals mittels eines Pre-Whitening-Filters (20, 20'),
    - Adaptieren einer Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung (22, 22') auf Grundlage des gefilterten ersten Mikrofonsignals,
    gekennzeichnet durch die Schritte:
    - Erfassen eines zweiten Mikrofonsignals eines zweiten Mikrofons (28) und
    - Festlegen eines Frequenzgangs des Pre-Whitening-Filters (20, 20') für das erste Mikrofonsignal in Abhängigkeit von dem zweiten Mikrofonsignal.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei Filterkoeffizienten (PW) ermittelt werden, durch welche eine Pre-Whitening-Filterung des zweiten Mikrofonsignals ermöglicht ist, und der Frequenzgang (F2, F4, F6) des Pre-Whitening-Filters (20, 20') mittels der Filterkoeffizienten (PW) festgelegt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Filterkoeffizienten (PW) adaptiv ermittelt werden.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der Frequenzgang (F2, F4, F6) auf der Grundlage eines Least-Mean-Square-Algorithmus oder des Levinson-Durbin-Algorithmus oder einer linearen Prädiktion oder einer Autokorrelationsbestimmung festgelegt wird.
EP12158347.0A 2011-03-25 2012-03-07 Hörvorrichtung mit Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung und Verfahren zum Betreiben der Hörvorrichtung Ceased EP2503795A3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011006129A DE102011006129B4 (de) 2011-03-25 2011-03-25 Hörvorrichtung mit Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung und Verfahren zum Betreiben der Hörvorrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP2503795A2 true EP2503795A2 (de) 2012-09-26
EP2503795A3 EP2503795A3 (de) 2016-04-20

Family

ID=45939110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP12158347.0A Ceased EP2503795A3 (de) 2011-03-25 2012-03-07 Hörvorrichtung mit Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung und Verfahren zum Betreiben der Hörvorrichtung

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20120243716A1 (de)
EP (1) EP2503795A3 (de)
DE (1) DE102011006129B4 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3065417A1 (de) * 2015-03-05 2016-09-07 Sivantos Pte. Ltd. Verfahren zur unterdrückung eines störgeräusches in einem akustischen system

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11019414B2 (en) * 2012-10-17 2021-05-25 Wave Sciences, LLC Wearable directional microphone array system and audio processing method
US10158932B2 (en) * 2015-12-15 2018-12-18 Westone Laboratories, Inc. Ambient sonic low-pressure equalization
US10186279B2 (en) * 2016-06-21 2019-01-22 Revx Technologies Device for detecting, monitoring, and cancelling ghost echoes in an audio signal
JP6471199B2 (ja) * 2017-07-18 2019-02-13 リオン株式会社 フィードバックキャンセラ及び補聴器
CN114866380A (zh) * 2021-02-03 2022-08-05 维沃移动通信有限公司 信号处理方法、装置、通信设备及存储介质
CN113596665A (zh) * 2021-07-29 2021-11-02 北京小米移动软件有限公司 啸叫声的抑制方法、装置、耳机及存储介质

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101438603A (zh) * 2006-04-01 2009-05-20 唯听助听器公司 助听器和助听器的抗反馈系统中自适应速率的控制方法
DK2046073T3 (en) * 2007-10-03 2017-05-22 Oticon As Hearing aid system with feedback device for predicting and canceling acoustic feedback, method and application
DK2086250T3 (da) * 2008-02-01 2020-07-06 Oticon As Lyttesystem med et forbedret feedback-undertrykkelsessystem, en fremgangsmåde og anvendelse
CN102132491B (zh) * 2008-08-25 2014-07-16 杜比实验室特许公司 用于通过预白化确定通过lms算法调整的自适应滤波器的更新滤波系数的方法
US8655001B1 (en) * 2009-02-13 2014-02-18 Advanced Bionics Ag In-the-canal hearing aid using two microphones

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3065417A1 (de) * 2015-03-05 2016-09-07 Sivantos Pte. Ltd. Verfahren zur unterdrückung eines störgeräusches in einem akustischen system
US9824675B2 (en) 2015-03-05 2017-11-21 Sivantos Pte. Ltd. Method for suppressing interference noise in an acoustic system and acoustic system

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011006129A1 (de) 2012-09-27
DE102011006129B4 (de) 2013-06-06
US20120243716A1 (en) 2012-09-27
EP2503795A3 (de) 2016-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3451705B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum schnellen erkennen der eigenen stimme
DE102011006129B4 (de) Hörvorrichtung mit Rückkopplungsunterdrückungseinrichtung und Verfahren zum Betreiben der Hörvorrichtung
EP2164283B1 (de) Hörgerät und Betrieb eines Hörgeräts mit Frequenztransposition
DE102006047965A1 (de) Hörhilfsgerät mit einer Okklusionsreduktionseinrichtung und Verfahren zur Okklusionsreduktion
EP2988529B1 (de) Adaptive teilungsfrequenz in hörhilfegeräten
EP1931172A1 (de) Hörgerät mit Störschallunterdrückung und entsprechendes Verfahren
EP2437258A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Frequenzkompression mit selektiver Frequenzverschiebung
EP2811762B1 (de) Logik-basiertes binaurales Beam-Formungssystem
EP2797344B1 (de) Verfahren zur Steuerung einer Adaptionsschrittweite und Hörvorrichtung
DE102014204557A1 (de) Übertragung eines windreduzierten Signals mit verminderter Latenzzeit
EP3926982A2 (de) Verfahren zur richtungsabhängigen rauschunterdrückung für ein hörsystem, welches eine hörvorrichtung umfasst
EP2595414B1 (de) Hörvorrichtung mit einer Einrichtung zum Verringern eines Mikrofonrauschens und Verfahren zum Verringern eines Mikrofonrauschens
EP2822300B1 (de) Erkennen von Hörsituationen mit unterschiedlichen Signalquellen
DE102014218672B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Rückkopplungsunterdrückung
EP2373063B1 (de) Hörvorrichtung und Verfahren zum Einstellen derselben für einen rückkopplungsfreien Betrieb
DE102010007336B4 (de) Verfahren zum Kompensieren eines Rückkopplungssignals und Hörvorrichtung
EP2437521B1 (de) Verfahren zur Frequenzkompression mit harmonischer Korrektur und entsprechende Vorrichtung
EP2190218B1 (de) Filterbanksystem mit spezifischen Sperrdämpfungsanteilen für eine Hörvorrichtung
EP3048813B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur rauschunterdrückung basierend auf inter-subband-korrelation
DE102007030067B4 (de) Hörgerät mit passiver, eingangspegelabhängiger Geräuschreduktion und Verfahren
DE102008036803B3 (de) Anordnung und Verfahren zur Regelung einer Rückkopplungsunterdrückung bei Hörvorrichtungen
DE102011087692B4 (de) Hörvorrichtung und Verfahren zur Verbesserung der Wahrnehmbarkeit eines Anteils eines Eingangssignals für einen Benutzer der Hörvorrichtung
DE102009018425A1 (de) Hörvorrichtung mit Entstörung am Signaleingang

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SIVANTOS PTE. LTD.

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: H04R 25/00 20060101AFI20160311BHEP

17P Request for examination filed

Effective date: 20161020

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

17Q First examination report despatched

Effective date: 20170929

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SIVANTOS PTE. LTD.

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN REFUSED

18R Application refused

Effective date: 20180305