EP3337189A1 - Method for determining a position of a signal source - Google Patents
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- EP3337189A1 EP3337189A1 EP17201681.8A EP17201681A EP3337189A1 EP 3337189 A1 EP3337189 A1 EP 3337189A1 EP 17201681 A EP17201681 A EP 17201681A EP 3337189 A1 EP3337189 A1 EP 3337189A1
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Definitions
- the invention relates to a method for determining at least one direction of a useful signal source by an acoustic system comprising at least a first input transducer and a second input transducer, wherein the first input transducer from a sound signal of the environment generates a first input signal and the second input transducer from the sound signal a second Input signal generated.
- the algorithms which are used for user-specific amplification and more generally for sound adaptation to input signals of the hearing aid which are obtained from the ambient sound are often to be selected as a function of a respective hearing situation.
- the individual listening situations are given as frequently recurring patterns of superimpositions of a useful signal sound due to noise or noise in general, the pattern u. a. be typified by the type of noise occurring, the signal-to-noise ratio, the frequency response of the useful signal sound as well as temporal variations and averages of the sizes mentioned.
- the signal-to-noise ratio in the input signals can be improved in an efficient and resource-conserving manner, since in this case a reduction of the noise is achieved by means of its statistically predictable properties as part of typing as a hearing situation.
- binaural hearing aids Currently known in binaural hearing aids is a localization of useful signal sources via a measurement of the transit time difference, which results from the different propagation times of a sound signal to the respective hearing aids worn on both ears of the user of the binaural hearing device.
- a measurement requires on the one hand a high computational effort, on the other hand the fastest possible yet detailed transmission of the signal components from a hearing aid to the other hearing aid for evaluation. Both requirements have a negative effect on the energy consumption of the hearing aids.
- the invention is therefore based on the object for an acoustic system to specify a method which locates a useful signal source with the least possible calculation and system complexity as accurately as possible.
- a method for determining at least one direction of a useful signal source by an acoustic system comprising at least a first input transducer and a second input transducer, wherein the first input transducer from a sound signal of the environment generates a first input signal and the second input transducer generates a second input signal to the sound signal, the first input transducer from a sound signal of the environment generates a first input signal and the second input transducer from the sound signal generates a second input signal, wherein based on the first input signal and the second input signal, a plurality of angle-dependent directional characteristics with a given each Central angle and a respective same angular expansion are formed, wherein the signal components to the individual directivity to the presence of a useful signal from a Nutzsignalq uelle are examined, and wherein a determined in a specific directional characteristic Nutzsignalán the corresponding central angle is assigned as the direction of the useful signal source.
- an acousto-electrical converter is generally understood to include an input transducer which generates an electrical signal from a sound signal, that is to say in particular also a microphone.
- the individual directional characteristics each have a minimum or in each case a maximum of the sensitivity with respect to a test signal from the corresponding angular direction at their respective central angle.
- Directional characteristics include, in particular, directional cones which have the greatest sensitivity in the direction of their respective central angle, the sensitivity decreasing with increasing angular distance from the central angle. The degree of decrease of the sensitivity with increasing angular distance from the central angle can be taken in this case as a measure of the angular expansion of the directional characteristic.
- the individual directivity characteristics may each also have a minimum sensitivity at the respective central angle with respect to a given test signal, whereby the sensitivity with respect to the test signal increases with increasing angular distance from the central angle.
- the degree of increase in sensitivity with increasing angular distance from the central angle can then be used as a measure of the angular expansion.
- the central angle of each two adjacent directional characteristics at a fixed angular distance from each other. This means that a kind of scan of an angular range is carried out by means of the individual directional characteristics, wherein in the case of a transition from a directional characteristic to its adjacent directivity, the central angle changes in each case by a constant amount.
- the investigation of the signal components, including the presence of a useful signal, from a useful signal source can in particular in the individual directional characteristics based on the signal level or on the basis of one or more variables derived from the signal level.
- the assignment of a central angle of a directional characteristic as the direction of a useful signal source determined in the corresponding directional characteristic now has the advantage that the useful signal source can be localized in the presence of other useful signal sources, for example, if a new, further useful signal source to an already existing useful signal source with a corresponding useful signal addition, which is spatially separated from the first, already existing useful signal source.
- the detection or localization of the individual useful signal sources is in this case not affected by the presence of other useful signal sources, as it might occur in a localization via a phase measurement, where each further useful signal source at least as a noise deteriorates the signal-to-noise ratio, and thus could affect the robustness and also the angular resolution of the localization.
- the direction of the useful signal source determined as a result of the method can be used in particular for aligning a directional cone during the input conversion of the acoustic system to the useful signal source in order to improve the signal-to-noise ratio of the useful signal source relative to the background noise by means of the directional cone.
- An angular distance between two directivity characteristics adjacent to their central angle preferably corresponds to half the angular expansion.
- both adjacent directional characteristics have the same angular expansion.
- the individual directional characteristics are formed by directional cone whose sensitivity in the direction of the central angle is maximum, and decreases with increasing angular distance from the central angle, this means in particular that for each individual directional characteristic, an angle can be given for which the sensitivity of a test signal has dropped by a certain factor from the maximum value at the central angle, for example 6 dB or 10 dB.
- Such an angle is now assigned to the corresponding directional characteristic as a half angle widening, and the central angle of the adjacent directional characteristic is selected correspondingly at an angular distance of half an angular expansion.
- the central angle and the angular expansion of the directional characteristic are favorably determined by at least two conditions for the individual directional characteristics.
- the directional characteristics can each be formed according to the "linearily constrained minimum variance" method on the basis of the conditions. This makes it possible to align the conditions, for example in the form of relative attenuation of the sensitivity in a certain angular direction, and to be able to directly form the respective directivity characteristics.
- the individual directional characteristics are respectively predetermined by a notch-shaped sensitivity characteristic which is determined by at least two conditions, so that the central angle and the angular expansion of the sensitivity characteristic are determined by the at least two conditions.
- a notch-shaped sensitivity characteristic is here to understand a directional characteristic, which has the maximum attenuation of sensitivity with respect to a test signal of given volume at the central angle, the sensitivity increasing with increasing angular distance from the central angle. The degree of this increase in sensitivity as a function of the angular distance to the central angle then defines the angle widening.
- the signal components of the useful signal are substantially attenuated by the directional characteristic, while signal components of other useful signal sources, which are outside the angular expansion about the central angle of said directional characteristic, largely maintained. This can now be used to determine a presence of a useful signal source in the region of the corresponding directional characteristic.
- an acoustic characteristic variable is formed from the signal components in each case for the individual directional characteristics, the acoustic characteristics of the directional characteristics being used to determine a useful signal in at least one of the directional characteristics.
- the maximum signal level over a suitable time window or the signal level averaged over the time window can be used as an acoustic parameter, and in particular only signal components in specific frequency bands can be used for the formation of the acoustic parameter.
- the acoustic characteristic of the directional characteristic is compared with the total value of the corresponding characteristic for the first input signal and / or the second input signal, thereby forming a relative characteristic for the directional characteristic, wherein the presence of a useful signal in at least one of the relative characteristics of the directional characteristics the directional characteristics is determined.
- the acoustic characteristic for example a time-averaged signal level, is first formed for the individual directional characteristics, and then the acoustic characteristic of each directional characteristic is normalized via a corresponding parameter which is derived from the first input signal and / or the second input signal.
- the relative characteristic is then formed for each directional characteristic, which is ultimately used as a measure of the presence of a useful signal in the directional characteristic.
- the reference level of the first input signal or the second input signal or the overall level of the first input signal and the second input signal can be used.
- the relative parameters are preferably compared with each other and / or with a predetermined limit value, and from this the presence of a useful signal in at least one of the directional characteristics is determined.
- the comparison of the relative characteristics with one another proves to be advantageous in that, depending on the nature of the directional characteristics, an extreme value (maximum or minimum) of a relative parameter can be used to directly deduce the presence of a useful signal in the corresponding directional characteristic.
- an extreme value (maximum or minimum) of a relative parameter can be used to directly deduce the presence of a useful signal in the corresponding directional characteristic.
- a temporal mean value of the signal level is used as the characteristic variable, and from an attenuation, which experiences the temporal mean value of the signal level in a directional characteristic, standardized over the temporal mean value of the total level, by the respective sensitivity characteristic, the presence of a Useful signal is determined in the directional characteristics.
- the time window for averaging can depend in particular on the expected nature of the useful signal sources. If, for example, at least one of the useful signal sources is a conversation partner, then so the time window is preferably to be selected so that certain frequency ranges, eg format frequencies, are sufficiently strongly excited.
- a further input transducer generates a further input signal from the sound signal, wherein the directional characteristics are formed on the basis of the first input signal, the second input signal and the further input signal.
- the further input transducer is spatially separated from the first input transducer and the second input transducer.
- the individual directional characteristics are in each case given by a plurality of conditions which is equal to the number of input signals, so that at least the central angle and the angular widening are determined by the plurality of conditions.
- the individual directional characteristics can be determined in each case by up to four conditions. This makes it possible to achieve particularly narrow angular widening and thus a particularly high angular resolution.
- the invention further provides an acoustic system, comprising at least a first input transducer for generating a first input signal from a sound signal of the environment, a second input transducer, a second input transducer for generating a second input signal from the sound signal, and a signal processing unit, which for carrying out the method described above is set up.
- the acoustic system is designed as a hearing aid.
- FIG. 1 is shown schematically in a plan view of a listening situation 1.
- a user 2 of an acoustic system 4 which is embodied in the present case as a binaural hearing aid, is located in the left-hand representation of FIG. 1 in a conversation with a first conversation partner 6, which is positioned frontally to the user 2 with respect to its viewing direction, ie in FIG is an angle of 0 degrees to the user 2.
- the binaural hearing aid has localized the position of the interlocutor 6 for this hearing situation 1 as part of its resolution options.
- a second conversation partner 8 is added, resulting in a new hearing situation 1 '.
- the second party 8 is positioned approximately at an angle of -45 degrees with respect to the viewing direction of the user 2.
- FIG. 2 is a block diagram of the flow of a method 10 for determining a direction of a useful signal source by an acoustic system 4 is shown.
- the useful signal source is given by the first call partner 6 or the second call partner 8 in one of the two listening situations 1, 1 ' FIG. 1
- the acoustic system 4 is formed in the present case by a binaural hearing aid.
- the binaural hearing device comprises a first local unit 12 and a second local unit 14, which are to be worn in the intended use of the binaural hearing device by the user 2 respectively on the left and on the right ear.
- the first local unit 12 or the second local unit 14 has a first input transducer 16 and a second input transducer 18, respectively, which generates a first input signal 20 and a second input signal 22 from an incoming sound signal of the environment.
- the first input transducer 16 and the second input transducer 18 are each given in the present case by a microphone. Possibly. can also be provided another input transducer 19, which generates a further input signal 23.
- a first filter parameter F1 (aj) and a second filter parameter F2 For a plurality of central angles aj, which cover the front hemisphere of the user 2 starting from 0 degrees in steps of 15 degrees in both directions, a first filter parameter F1 (aj) and a second filter parameter F2 (FIG. aj).
- the first filter parameter F1 (aj) and the second filter parameter F2 (aj) are designed such that they form a notch-shaped one with a convolution with the first input signal 20 and the second input signal 22, respectively, in a manner to be described Sensitivity characteristic 24 form.
- the sum of the resulting signals for signal components whose signal source points in the direction of the central angle aj of the sensitivity characteristic 24 has a much lower sensitivity than for signals whose signal source is in another direction.
- an acoustic characteristic 28 is now formed by averaging the signal level of the resulting signal 26 over a predetermined time interval.
- the acoustic parameter 28 formed from the averaged signal level is normalized via a reference level 30, and thus a relative characteristic 32 is formed.
- the reference level 30 is given in the present case by a time average of the level of the first input signal 16.
- a time average of the total level ie the level of the sum of the first input signal 16 and the second input signal 18, are used.
- the relative core sizes 32 thus formed at each central angle aj are now compared with each other.
- each center angle aj whose sensitivity characteristic 24 has the relative characteristic 32 with the lowest value is now defined as the direction of a useful signal source.
- the directional characteristic is formed by a sensitivity characteristic 24 whose central angle aj is defined by the direction with the lowest sensitivity.
- LCMV linearly constrained minimum variants
- the central angle aj and the widening ⁇ can each be defined by a given attenuation of the signal components at the central angle aj itself and at another angle.
- the angular spread ⁇ is determined by attenuating the signal level by 20 dB at a central angle aj of -10 degrees and attenuating the signal level by 6 dB in the frontal direction, ie at 0 degrees.
- a notch-shaped sensitivity characteristic 24 is defined, which for signals whose Source is in the range of the central angle aj, has a significantly lower sensitivity, and suppressed such signals accordingly.
- acoustic characteristic 28 to the present signal source of all angle-dependent sensitivity characteristics 24 the lowest possible value.
- the acoustic characteristic 28 thus obtained is then normalized over the time-average overall level or the time-averaged level of one of the two input signals 20, 22.
- FIG. 4 are shown against a time axis t to three different central angles respectively the relative characteristics 32a to 32c, which the in FIG. 2 Hearing situations 1, 1 'are assigned.
- a time of about 4.5 seconds the user 2 is only in conversation with the first party 6.
- the relative characteristics 32a through 32c which are prescribed for sensitivity characteristics with central angles of -30 degrees (32a), -45 degrees (32b) and -60 degrees (32c) are formed, logically have no evidence for a useful signal source in the corresponding angular range.
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Abstract
Die Erfindung nennt ein Verfahren (10) zum Bestimmen wenigstens einer Richtung einer Nutzsignalquelle (6, 8) durch ein akustisches System (4), welches wenigstens einen ersten Eingangswandler (16) und einen zweiten Eingangswandler (18) umfasst, wobei der erste Eingangswandler (16) aus einem Schallsignal der Umgebung ein erstes Eingangssignal (20) generiert und der zweite Eingangswandler (18) aus dem Schallsignal ein zweites Eingangssignal (22) generiert, wobei anhand des ersten Eingangssignals (20) und des zweiten Eingangssignals (22) eine Mehrzahl an winkelkabhängigen Richtcharakteristiken (34) mit einem jeweils festem Zentralwinkel (aj) und einer jeweils gegebenen Winkelaufweitung () gebildet werden, wobei die Signalanteile zu den einzelnen Richtcharakteristiken (34) auf das Vorhandensein eines Nutzsignals von einer Nutzsignalquelle (6, 8) hin untersucht werden, und wobei einer in einer bestimmten Richtcharakteristik (34) ermittelten Nutzsignalquelle (6, 8) der entsprechende Zentralwinkel (aj) als Richtung der Nutzsignalquelle (6, 8) zugeordnet wird.The invention specifies a method (10) for determining at least one direction of a useful signal source (6, 8) using an acoustic system (4) which comprises at least a first input transducer (16) and a second input transducer (18), the first input transducer ( 16) a first input signal (20) is generated from a sound signal from the environment and the second input converter (18) generates a second input signal (22) from the sound signal, with a plurality of angle-dependent directional characteristics (34) each with a fixed central angle (aj) and a given angular expansion (”) are formed, with the signal components for the individual directional characteristics (34) being examined for the presence of a useful signal from a useful signal source (6, 8). , And in a specific directional characteristic (34) determined useful signal source (6, 8) of the corresponding central control Angle (aj) is assigned as the direction of the useful signal source (6, 8).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen wenigstens einer Richtung einer Nutzsignalquelle durch ein akustisches System, welches wenigstens einen ersten Eingangswandler und einen zweiten Eingangswandler umfasst, wobei der erste Eingangswandler aus einem Schallsignal der Umgebung ein erstes Eingangssignal generiert und der zweite Eingangswandler aus dem Schallsignal ein zweites Eingangssignal generiert.The invention relates to a method for determining at least one direction of a useful signal source by an acoustic system comprising at least a first input transducer and a second input transducer, wherein the first input transducer from a sound signal of the environment generates a first input signal and the second input transducer from the sound signal a second Input signal generated.
Für den Betrieb eines Hörgerätes sind die Algorithmen, welche zur benutzerspezifischen Verstärkung und allgemeiner zur Klanganpassung auf Eingangssignale des Hörgerätes angewandt werden, die aus dem Umgebungsschall gewonnen werden, oftmals in Abhängigkeit einer jeweiligen Hörsituation auszuwählen. Die einzelnen Hörsituationen sind dabei gegeben als häufig wiederkehrende Muster von Überlagerungen eines Nutzsignal-Schalls durch Störgeräusche oder allgemein Rauschen, wobei die Muster u. a. anhand der Art des auftretenden Rauschens, des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses, des Frequenzganges des Nutzsignal-Schalls sowie von zeitlichen Variationen und Mittelwerten der genannten Größen typisiert werden.For the operation of a hearing aid, the algorithms which are used for user-specific amplification and more generally for sound adaptation to input signals of the hearing aid which are obtained from the ambient sound are often to be selected as a function of a respective hearing situation. The individual listening situations are given as frequently recurring patterns of superimpositions of a useful signal sound due to noise or noise in general, the pattern u. a. be typified by the type of noise occurring, the signal-to-noise ratio, the frequency response of the useful signal sound as well as temporal variations and averages of the sizes mentioned.
Anhand einer erkannten Hörsituation kann so insbesondere das Signal-zu-Rausch-Verhältnis in den Eingangssignalen auf effiziente und Ressourcen schonende Weise verbessert werden, da hierbei eine Reduzierung des Rauschens mittels seiner im Rahmen der Typisierung als Hörsituation statistisch erwartbaren Eigenschaften erzielt wird.On the basis of a detected hearing situation, in particular the signal-to-noise ratio in the input signals can be improved in an efficient and resource-conserving manner, since in this case a reduction of the noise is achieved by means of its statistically predictable properties as part of typing as a hearing situation.
Gerade in besonders komplizierten realen akustischen Umgebungen - beispielsweise mit mehreren Rauschquellen, welche zudem in einem hohen Gesamtrausch-Pegel resultieren - kann sich jedoch zur Verbesserung der Klangqualität die Anforderung ergeben, die Position einer Nutzsignalquelle, beispielsweise eines Sprechers in einem Gespräch, direkt zu lokalisieren.Especially in particularly complicated real acoustic environments - for example, with multiple noise sources, which also result in a high overall noise level - may be required to improve the sound quality, the position of a useful signal source, such as a speaker in a conversation to locate directly.
Derzeit bekannt ist bei binauralen Hörgeräten eine Lokalisierung von Nutzsignalquellen über eine Messung der Laufzeitdifferenz, welche aus den unterschiedlichen Propagationszeiten eines Schallsignals zu den jeweiligen, an beiden Ohren des Benutzers getragenen Hörhilfegeräten des binauralen Hörgeräts resultiert. Eine derartige Messung erfordert jedoch einerseits einen hohen rechnerischen Aufwand, andererseits eine möglichst schnelle und dennoch detaillierte Übermittlung der Signalkomponenten von einem Hörhilfegerät an das andere Hörhilfegerät zur Auswertung. Beide genannten Erfordernisse wirken sich negativ auf den Energieverbrauch der Hörhilfegeräte aus.Currently known in binaural hearing aids is a localization of useful signal sources via a measurement of the transit time difference, which results from the different propagation times of a sound signal to the respective hearing aids worn on both ears of the user of the binaural hearing device. However, such a measurement requires on the one hand a high computational effort, on the other hand the fastest possible yet detailed transmission of the signal components from a hearing aid to the other hearing aid for evaluation. Both requirements have a negative effect on the energy consumption of the hearing aids.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für ein akustisches System ein Verfahren anzugeben, welches eine Nutzsignalquelle mit möglichst geringem Rechen- und Systemaufwand möglichst genau lokalisiert.The invention is therefore based on the object for an acoustic system to specify a method which locates a useful signal source with the least possible calculation and system complexity as accurately as possible.
Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Bestimmen wenigstens einer Richtung einer Nutzsignalquelle durch ein akustisches System, welches wenigstens einen ersten Eingangswandler und einen zweiten Eingangswandler umfasst, wobei der erste Eingangswandler aus einem Schallsignal der Umgebung ein erstes Eingangssignal generiert und der zweite Eingangswandler aus dem Schallsignal ein zweites Eingangssignal generiert, wobei der erste Eingangswandler aus einem Schallsignal der Umgebung ein erstes Eingangssignal generiert und der zweite Eingangswandler aus dem Schallsignal ein zweites Eingangssignal generiert, wobei anhand des ersten Eingangssignals und des zweiten Eingangssignals eine Mehrzahl an winkelabhängigen Richtcharakteristiken mit einem jeweils gegebenem Zentralwinkel und einer jeweils gleichen Winkelaufweitung gebildet werden, wobei die Signalanteile zu den einzelnen Richtcharakteristiken auf das Vorhandensein eines Nutzsignals von einer Nutzsignalquelle hin untersucht werden, und wobei einer in einer bestimmten Richtcharakteristik ermittelten Nutzsignalquelle der entsprechende Zentralwinkel als Richtung der Nutzsignalquelle zugeordnet wird. Vorteilhafte und teils für sich gesehen erfinderische Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche und der nachfolgenden Beschreibung.The above object is achieved by a method for determining at least one direction of a useful signal source by an acoustic system comprising at least a first input transducer and a second input transducer, wherein the first input transducer from a sound signal of the environment generates a first input signal and the second input transducer generates a second input signal to the sound signal, the first input transducer from a sound signal of the environment generates a first input signal and the second input transducer from the sound signal generates a second input signal, wherein based on the first input signal and the second input signal, a plurality of angle-dependent directional characteristics with a given each Central angle and a respective same angular expansion are formed, wherein the signal components to the individual directivity to the presence of a useful signal from a Nutzsignalq uelle are examined, and wherein a determined in a specific directional characteristic Nutzsignalquelle the corresponding central angle is assigned as the direction of the useful signal source. Advantageous and partly inventive in themselves embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.
Unter einem Eingangswandler ist hierbei generell jeder akusto-elektrische Wandler mit umfasst, welcher aus einem Schallsignal ein elektrisches Signal erzeugt, also insbesondere auch ein Mikrofon.In this case, an acousto-electrical converter is generally understood to include an input transducer which generates an electrical signal from a sound signal, that is to say in particular also a microphone.
Bevorzugt weisen die einzelnen Richtcharakteristiken bei ihrem jeweiligen Zentralwinkel jeweils ein Minimum oder jeweils ein Maximum der Empfindlichkeit bezüglich eines Testsignals aus der entsprechenden Winkelrichtung auf. Als Richtcharakteristiken sind dabei insbesondere Richtkegel umfasst, welche in Richtung ihres jeweiligen Zentralwinkels die größte Empfindlichkeit aufweisen, wobei jeweils mit zunehmendem Winkelabstand vom Zentralwinkel die Empfindlichkeit abnimmt. Der Grad der Abnahme der Empfindlichkeit mit zunehmendem Winkelabstand vom Zentralwinkel kann in diesem Fall als Maß für die Winkelaufweitung der Richtcharakteristik genommen werden. Alternativ dazu können die einzelnen Richtcharakteristiken jeweils auch eine beim jeweiligen Zentralwinkel minimale Empfindlichkeit bezüglich eines gegebenen Testsignals aufweisen, wobei sich mit zunehmendem Winkelabstand vom Zentralwinkel die Empfindlichkeit bezüglich des Testsignals erhöht. Der Grad der Erhöhung der Empfindlichkeit mit zunehmendem Winkelabstand vom Zentralwinkel kann dann als Maß für die Winkelaufweitung herangezogen werden. Bevorzugt weisen die Zentralwinkel je zweier benachbarter Richtcharakteristiken einen festen Winkelabstand zueinander auf. Dies bedeutet, dass eine Art Scan eines Winkelbereiches mittels der einzelnen Richtcharakteristiken durchgeführt wird, wobei bei einem Übergang von einer Richtcharakteristik zur ihr benachbarten Richtcharakteristik der Zentralwinkel sich jeweils um einen gleichbleibenden Betrag verändert.Preferably, the individual directional characteristics each have a minimum or in each case a maximum of the sensitivity with respect to a test signal from the corresponding angular direction at their respective central angle. Directional characteristics include, in particular, directional cones which have the greatest sensitivity in the direction of their respective central angle, the sensitivity decreasing with increasing angular distance from the central angle. The degree of decrease of the sensitivity with increasing angular distance from the central angle can be taken in this case as a measure of the angular expansion of the directional characteristic. Alternatively, the individual directivity characteristics may each also have a minimum sensitivity at the respective central angle with respect to a given test signal, whereby the sensitivity with respect to the test signal increases with increasing angular distance from the central angle. The degree of increase in sensitivity with increasing angular distance from the central angle can then be used as a measure of the angular expansion. Preferably, the central angle of each two adjacent directional characteristics at a fixed angular distance from each other. This means that a kind of scan of an angular range is carried out by means of the individual directional characteristics, wherein in the case of a transition from a directional characteristic to its adjacent directivity, the central angle changes in each case by a constant amount.
Die Untersuchung der Signalanteile, auch das Vorhandensein eines Nutzsignals, von einer Nutzsignalquelle hin kann in den einzelnen Richtcharakteristiken insbesondere anhand des Singalpegels oder anhand von einer oder mehreren Größen erfolgen, welche vom Signalpegel abgeleitet werden.The investigation of the signal components, including the presence of a useful signal, from a useful signal source can in particular in the individual directional characteristics based on the signal level or on the basis of one or more variables derived from the signal level.
Die Zuordnung eines Zentralwinkels einer Richtcharakteristik als Richtung einer in der entsprechenden Richtcharakteristik ermittelten Nutzsignalquelle hat nun den Vorteil, dass hierdurch die Nutzsignalquelle auch in Anwesenheit anderer Nutzsignalquellen lokalisiert werden kann, beispielsweise, wenn zu einer bereits vorhandenen Nutzsignalquelle mit einem entsprechenden Nutzsignal eine neue, weitere Nutzsignalquelle hinzutritt, welche räumlich von der ersten, bereits vorhandenen Nutzsignalquelle klar getrennt ist. Die Detektion bzw. Lokalisierung der einzelnen Nutzsignalquellen wird hierbei nicht durch die Präsenz anderer Nutzsignalquellen beeinträchtigt, so wie es gegebenenfalls bei einer Lokalisierung über eine Phasenmessung eintreten könnte, wo jede weitere Nutzsignalquelle zumindest als ein Rauschen das Signal-zu-Rausch-Verhältnis verschlechtert, und somit die Robustheit und auch die Winkelauflösung der Lokalisierung beeinträchtigen könnte. Insbesondere ist es hierbei möglich, durch eine dauerhafte Anwendung oder eine in kurzen Zeitabständen wiederholte Anwendung der Lokalisierung eine zeitlich Auflösung der Lokalisierung einer Nutzsignalquelle zu erreichen. Hierdurch ist somit auch die räumliche Verfolgung einer beweglichen Nutzsignalquelle möglich. Die als Resultat des Verfahrens bestimmte Richtung der Nutzsignalquelle kann insbesondere zur Ausrichtung eines Richtkegels bei der Eingangswandlung des akustischen Systems auf die Nutzsignalquelle verwendet werden, um mittels des Richtkegels das Signal-zu-Rausch-Verhältnis der Nutzsignalquelle gegenüber dem Hintergrundrauschen zu verbessern.The assignment of a central angle of a directional characteristic as the direction of a useful signal source determined in the corresponding directional characteristic now has the advantage that the useful signal source can be localized in the presence of other useful signal sources, for example, if a new, further useful signal source to an already existing useful signal source with a corresponding useful signal addition, which is spatially separated from the first, already existing useful signal source. The detection or localization of the individual useful signal sources is in this case not affected by the presence of other useful signal sources, as it might occur in a localization via a phase measurement, where each further useful signal source at least as a noise deteriorates the signal-to-noise ratio, and thus could affect the robustness and also the angular resolution of the localization. In particular, it is possible in this case to achieve a temporal resolution of the localization of a useful signal source by means of a permanent application or a repeated use of the localization at short time intervals. As a result, the spatial tracking of a movable useful signal source is thus possible. The direction of the useful signal source determined as a result of the method can be used in particular for aligning a directional cone during the input conversion of the acoustic system to the useful signal source in order to improve the signal-to-noise ratio of the useful signal source relative to the background noise by means of the directional cone.
Bevorzugt entspricht ein Winkelabstand zweier bezüglich ihrer Zentralwinkel benachbarten Richtcharakteristiken der halben Winkelaufweitung. Insbesondere weisen dabei beide benachbarten Richtcharakteristiken die gleiche Winkelaufweitung auf. Für den Fall, dass die einzelnen Richtcharakteristiken durch Richtkegel gebildet werden, deren Empfindlichkeit in Richtung des Zentralwinkels maximal ist, und mit zunehmendem Winkelabstand vom Zentralwinkel abnimmt, bedeutet dies insbesondere, dass zu jeder einzelnen Richtcharakteristik ein Winkel angegeben werden kann, für welchen die Empfindlichkeit bezüglich eines Testsignals um einen bestimmten Faktor gegenüber dem Maximalwert beim Zentralwinkel abgesunken ist, zum Beispiel 6 dB oder 10 dB. Ein derartiger Winkel wird nun der entsprechenden Richtcharakteristik als halbe Winkelaufweitung zugeordnet, und der Zentralwinkel der benachbarten Richtcharakteristik wird entsprechend in einem Winkelabstand einer halben Winkelaufweitung gewählt. Für den Fall, dass als einzelne Richtcharakteristiken jeweils kerbenförmige Abschwächungen der Empfindlichkeit mit einem Minimum beim Zentralwinkel gewählt werden, kann entsprechendes gelten, wobei für die Definition der Winkelaufweitung anstatt der Abschwächung der Empfindlichkeit gegenüber dem Maximalwert beim Zentralwinkel ein Anheben der Empfindlichkeit gegenüber dem Minimalwert beim Zentralwinkel herangezogen wird. Hierdurch kann für einen gewünschten, breiteren Winkelbereich eine weitgehend vollständige Überdeckung durch die einzelnen Richtcharakteristiken erzielt werden, während infolge Überlapps der einzelnen Richtcharakteristiken bis zum jeweils nächsten Zentralwinkel eine Nutzsignalquelle immer wenigstens einer der Richtcharakteristiken klar zugeordnet werden kann, wobei durch den Überlapp auch Winkelpositionen zwischen zwei benachbarten Zentralwinkeln auflösbar sind.An angular distance between two directivity characteristics adjacent to their central angle preferably corresponds to half the angular expansion. In particular, both adjacent directional characteristics have the same angular expansion. In the event that the individual directional characteristics are formed by directional cone whose sensitivity in the direction of the central angle is maximum, and decreases with increasing angular distance from the central angle, this means in particular that for each individual directional characteristic, an angle can be given for which the sensitivity of a test signal has dropped by a certain factor from the maximum value at the central angle, for example 6 dB or 10 dB. Such an angle is now assigned to the corresponding directional characteristic as a half angle widening, and the central angle of the adjacent directional characteristic is selected correspondingly at an angular distance of half an angular expansion. In the case in which notch-shaped attenuation of the sensitivity with a minimum at the central angle are selected as individual directivity characteristics, the same applies for the definition of the angular spread instead of the attenuation of the sensitivity to the maximum value at the central angle raising the sensitivity to the minimum value at the central angle is used. As a result, for a desired, wider angle range, a substantially complete coverage by the individual directional characteristics can be achieved, as a result of overlap of the individual directional characteristics to each next central angle a Nutzsignalquelle always at least one of the directional characteristics can be clearly assigned, whereby by the overlap and angular positions between two adjacent central angles are resolvable.
Günstigerweise werden für die einzelnen Richtcharakteristiken jeweils der Zentralwinkel und die Winkelaufweitung der Richtcharakteristik durch wenigstens zwei Bedingungen bestimmt. Insbesondere können die Richtcharakteristiken jeweils nach der "linearily constrained minimum variance"-Methode anhand der Bedingungen gebildet werden. Dies ermöglicht, die Bedingungen beispielsweise in Form von relativen Abschwächungen der Empfindlichkeit in eine bestimmte Winkelrichtung auszurichten, und hieraus direkt die jeweiligen Richtcharakteristiken bilden zu können.The central angle and the angular expansion of the directional characteristic are favorably determined by at least two conditions for the individual directional characteristics. In particular, the directional characteristics can each be formed according to the "linearily constrained minimum variance" method on the basis of the conditions. This makes it possible to align the conditions, for example in the form of relative attenuation of the sensitivity in a certain angular direction, and to be able to directly form the respective directivity characteristics.
Als vorteilhaft erweist es sich, wenn die einzelnen Richtcharakteristiken jeweils durch eine kerbenförmige Empfindlichkeitscharakteristik vorgegeben werden, welche durch wenigstens zwei Bedingungen bestimmt wird, sodass durch die wenigstens zwei Bedingungen jeweils der Zentralwinkel und die Winkelaufweitung der Empfindlichkeitscharakteristik festgelegt werden. Unter einer kerbenförmigen Empfindlichkeitscharakteristik ist hierbei eine Richtcharakteristik zu verstehen, welche bezüglich eines Testsignals von gegebener Lautstärke beim Zentralwinkel die maximale Abschwächung der Empfindlichkeit aufweist, wobei die Empfindlichkeit mit zunehmendem Winkelabstand vom Zentralwinkel zunimmt. Der Grad dieser Zunahme der Empfindlichkeit in Abhängigkeit vom Winkelabstand zum Zentralwinkel definiert dann die Winkelaufweitung. Befindet sich eine Nutzsignalquelle in Richtung eines Zentralwinkels einer derartigen Richtcharakteristik, oder im Rahmen der Winkelauflösung in unmittelbarer Nähe zum Zentralwinkel, also innerhalb der "Kerbe" der Empfindlichkeitscharakteristik, so werden die Signalanteile des Nutzsignals durch die Richtcharakteristik wesentlich abgeschwächt, während Signalanteile von anderen Nutzsignalquellen, welche sich außerhalb der Winkelaufweitung um den Zentralwinkel der besagten Richtcharakteristik befinden, weitgehend erhalten bleiben. Dies kann nun zum Ermitteln einer Präsenz einer Nutzsignalquelle im Bereich der entsprechenden Richtcharakteristik herangezogen werden.It proves to be advantageous if the individual directional characteristics are respectively predetermined by a notch-shaped sensitivity characteristic which is determined by at least two conditions, so that the central angle and the angular expansion of the sensitivity characteristic are determined by the at least two conditions. Under a notch-shaped sensitivity characteristic is here to understand a directional characteristic, which has the maximum attenuation of sensitivity with respect to a test signal of given volume at the central angle, the sensitivity increasing with increasing angular distance from the central angle. The degree of this increase in sensitivity as a function of the angular distance to the central angle then defines the angle widening. Is a useful signal source in the direction of a central angle of such a directional characteristic, or within the angular resolution in the immediate vicinity of the central angle, ie within the "notch" of the sensitivity characteristic, the signal components of the useful signal are substantially attenuated by the directional characteristic, while signal components of other useful signal sources, which are outside the angular expansion about the central angle of said directional characteristic, largely maintained. This can now be used to determine a presence of a useful signal source in the region of the corresponding directional characteristic.
Zweckmäßigerweise wird zu den einzelnen Richtcharakteristiken jeweils aus den Signalanteilen eine akustische Kenngröße gebildet, wobei die akustischen Kenngrößen der Richtcharakteristiken zum Ermitteln eines Nutzsignals in wenigstens einer der Richtcharakteristiken herangezogen werden. Als eine akustische Kenngröße kann hierbei insbesondere der über ein geeignetes Zeitfenster maximale Signalpegel oder der über das Zeitfenster gemittelte Signalpegel herangezogen werden, wobei für die Bildung der akustischen Kenngröße insbesondere auch nur Signalanteile in bestimmten Frequenzbändern herangezogen werden können.Expediently, an acoustic characteristic variable is formed from the signal components in each case for the individual directional characteristics, the acoustic characteristics of the directional characteristics being used to determine a useful signal in at least one of the directional characteristics. In this case, in particular, the maximum signal level over a suitable time window or the signal level averaged over the time window can be used as an acoustic parameter, and in particular only signal components in specific frequency bands can be used for the formation of the acoustic parameter.
Vorzugsweise wird hierbei die akustische Kenngröße der Richtcharakteristik mit dem Gesamtwert der entsprechenden Kenngröße für das erste Eingangssignal und/oder das zweite Eingangssignal verglichen, und dadurch eine relative Kenngröße für die Richtcharakteristik gebildet, wobei aus den relativen Kenngrößen der Richtcharakteristiken das Vorhandensein eines Nutzsignals in wenigstens einer der Richtcharakteristiken ermittelt wird. Dies bedeutet, dass zunächst für die einzelnen Richtcharakteristiken jeweils die akustische Kenngröße, beispielsweise ein zeitgemittelter Signalpegel, gebildet wird, und anschließend die akustische Kenngröße einer jeden Richtcharakteristik über eine entsprechende Kenngröße normiert wird, welche vom ersten Eingangssignal und/oder vom zweiten Eingangssignal abgeleitet wird. Durch die Normierung wird dann für jede Richtcharakteristik die relative Kenngröße gebildet, welche letztendlich als Maß für das Vorhandensein eines Nutzsignals in der Richtcharakteristik herangezogen wird. Als Kenngröße für die Normierung kann beispielsweise der Referenzpegel des ersten Eingangssignals oder des zweiten Eingangssignals oder auch der Gesamtpegel des ersten Eingangssignals und des zweiten Eingangssignals herangezogen werden. Durch die Normierung kann erreicht werden, dass in Hörsituationen, in welchen sich der jeweilige Schallpegel oder auch die Anzahl der einzelnen Nutzsignalquellen verändern kann, die daraus entstehenden Veränderungen im Gesamtpegel keine Auswirkungen auf das Auflösungsvermögen der Lokalisierung der Nutzsignalquellen haben.Preferably, in this case the acoustic characteristic of the directional characteristic is compared with the total value of the corresponding characteristic for the first input signal and / or the second input signal, thereby forming a relative characteristic for the directional characteristic, wherein the presence of a useful signal in at least one of the relative characteristics of the directional characteristics the directional characteristics is determined. This means that in each case the acoustic characteristic, for example a time-averaged signal level, is first formed for the individual directional characteristics, and then the acoustic characteristic of each directional characteristic is normalized via a corresponding parameter which is derived from the first input signal and / or the second input signal. By normalizing the relative characteristic is then formed for each directional characteristic, which is ultimately used as a measure of the presence of a useful signal in the directional characteristic. As a parameter for normalization, for example, the reference level of the first input signal or the second input signal or the overall level of the first input signal and the second input signal can be used. By normalization can be achieved that in listening situations in which the respective sound level or the number of individual useful signal sources may change, the resulting changes in the overall level have no effect on the resolution of the localization of the useful signal sources.
Bevorzugt werden dabei die relativen Kenngrößen jeweils miteinander und/oder mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen, und hieraus das Vorhandensein eines Nutzsignals in wenigstens einer der Richtcharakteristiken ermittelt. Der Vergleich der relativen Kenngrößen miteinander erweist sich dahingehend als vorteilhaft, dass hierdurch je nach Beschaffenheit der Richtcharakteristiken aus einem Extremalwert (Maximum oder Minimum) einer relativen Kenngröße unmittelbar auf das Vorhandensein eines Nutzsignals in der entsprechenden Richtcharakteristik geschlossen werden kann. Zur Lokalisierung einer Mehrzahl an Nutzsignalquellen kann es jedoch auch von Vorteil sein, die relativen Kenngrößen mit einem vorgegebenen Grenzwert zu vergleichen, dessen Über- bzw. Unterschreiten auf die Präsenz einer Nutzsignalquelle schließen lässt.In this case, the relative parameters are preferably compared with each other and / or with a predetermined limit value, and from this the presence of a useful signal in at least one of the directional characteristics is determined. The comparison of the relative characteristics with one another proves to be advantageous in that, depending on the nature of the directional characteristics, an extreme value (maximum or minimum) of a relative parameter can be used to directly deduce the presence of a useful signal in the corresponding directional characteristic. However, to localize a plurality of useful signal sources, it may also be advantageous to compare the relative characteristic quantities with a predetermined limit value whose exceeding or falling short of the presence of a useful signal source can be concluded.
Als vorteilhaft erweist es sich, wenn als Kenngröße jeweils ein zeitlicher Mittelwert des Signalpegels herangezogen wird, und aus einer Abschwächung, welche der zeitliche Mittelwert des Signalpegels in einer Richtcharakteristik, normiert über den zeitlichen Mittelwert des Gesamtpegels, durch die jeweilige Empfindlichkeitscharakteristik erfährt, das Vorhandensein eines Nutzsignals in der Richtcharakteristiken ermittelt wird. Das Zeitfenster für die Mittelwertbildung kann dabei insbesondere von der zu erwartenden Beschaffenheit der Nutzsignalquellen abhängen. Ist beispielsweise wenigstens eine der Nutzsignalquellen ein Gesprächspartner, so ist das Zeitfenster bevorzugt so zu wählen, dass bestimmte Frequenzbereiche, z.B. Formatenfrequenzen, genügend stark angeregt werden.It proves to be advantageous if a temporal mean value of the signal level is used as the characteristic variable, and from an attenuation, which experiences the temporal mean value of the signal level in a directional characteristic, standardized over the temporal mean value of the total level, by the respective sensitivity characteristic, the presence of a Useful signal is determined in the directional characteristics. The time window for averaging can depend in particular on the expected nature of the useful signal sources. If, for example, at least one of the useful signal sources is a conversation partner, then so the time window is preferably to be selected so that certain frequency ranges, eg format frequencies, are sufficiently strongly excited.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung generiert ein weiterer Eingangswandler aus dem Schallsignal ein weiteres Eingangssignal, wobei die Richtcharakteristiken anhand des ersten Eingangssignals, des zweiten Eingangssignals und des weiteren Eingangssignals gebildet werden. Vorzugsweise ist dabei der weiteren Eingangswandler räumlich getrennt vom ersten Eingangswandler und vom zweiten Eingangswandler. Durch das Hinzuziehen des weiteren Eingangssignals erhöht sich die gesamte zur Verfügung stehende Phaseninformation über das Schallsignal, sodass über die Richtcharakteristiken eine höhere Winkelauflösung erreicht werden kann.In an advantageous embodiment, a further input transducer generates a further input signal from the sound signal, wherein the directional characteristics are formed on the basis of the first input signal, the second input signal and the further input signal. Preferably, the further input transducer is spatially separated from the first input transducer and the second input transducer. By adding in the further input signal, the entire available phase information on the sound signal increases, so that a higher angular resolution can be achieved via the directional characteristics.
Als besonders vorteilhaft erweist es sich hierbei, wenn die einzelnen Richtcharakteristiken jeweils durch eine Mehrzahl an Bedingungen gegeben sind, welche gleich der Anzahl der Eingangssignale ist, so dass durch die Mehrzahl an Bedingungen jeweils wenigstens der Zentralwinkel und die Winkelaufweitung festgelegt sind. Dies bedeutet, dass beispielsweise im Falle von vier Eingangssignalen aus vier räumlich voneinander getrennten Eingangswandlern die einzelnen Richtcharakteristiken jeweils durch bis zu vier Bedingungen festgelegt werden können. Hierdurch lassen sich besonders enge Winkelaufweitungen und somit eine besonders hohe Winkelauflösung erzielen.It proves to be particularly advantageous here if the individual directional characteristics are in each case given by a plurality of conditions which is equal to the number of input signals, so that at least the central angle and the angular widening are determined by the plurality of conditions. This means that, for example, in the case of four input signals from four spatially separate input transducers, the individual directional characteristics can be determined in each case by up to four conditions. This makes it possible to achieve particularly narrow angular widening and thus a particularly high angular resolution.
Die Erfindung nennt weiter ein akustisches System, umfassend wenigstens einen ersten Eingangswandler zur Erzeugung eines ersten Eingangssignals aus einem Schallsignal der Umgebung, einem zweiten Eingangswandler, einen zweiten Eingangswandler zur Erzeugung eines zweiten Eingangssignals aus dem Schallsignal, und einer Signalverarbeitungseinheit, welche zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens eingerichtet ist. Insbesondere ist das akustische System als ein Hörgerät ausgebildet. Die für das Verfahren und seine Weiterbildungen genannten Vorteile können dabei sinngemäß auf das akustische System übertragen werden.The invention further provides an acoustic system, comprising at least a first input transducer for generating a first input signal from a sound signal of the environment, a second input transducer, a second input transducer for generating a second input signal from the sound signal, and a signal processing unit, which for carrying out the method described above is set up. In particular, the acoustic system is designed as a hearing aid. The advantages mentioned for the method and its developments can be transferred analogously to the acoustic system.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen jeweils schematisch:
- Fig. 1
- in einer Draufsicht eine Hörsituation für einen Benutzer eines binauralen Hörgerätes, in welcher sich die Anzahl seiner Gesprächspartner verändert,
- Fig. 2
- in einem Blockdiagramm der Ablauf eine Verfahrens zum Bestimmen einer Richtung einer Nutzsignalquelle,
- Fig. 3
- in einer Draufsicht eine Richtcharakteristik des Hörgerätes nach
Fig. 1 mit einem gegebenen Zentralwinkel und einer gegebenen Winkelaufweitung, und - Fig. 4
- gegen eine Zeitachse der Verlauf von relativen Kenngrößen zur Lokalisierung eines Sprechers für eine Hörsituation nach
Fig. 1 .
- Fig. 1
- in a plan view of a hearing situation for a user of a binaural hearing aid, in which the number of interlocutors changes,
- Fig. 2
- in a block diagram the sequence of a method for determining a direction of a useful signal source,
- Fig. 3
- in a plan view of a directional characteristic of the hearing aid
Fig. 1 with a given central angle and angular spread, and - Fig. 4
- against a time axis, the course of relative characteristics for locating a speaker for a listening situation
Fig. 1 ,
Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts and sizes are provided in all figures with the same reference numerals.
In
In
Für eine Mehrzahl an Zentralwinkeln aj, welche ausgehend von 0 Grad in Schritten von 15 Grad in beide Richtungen die vordere Hemisphäre des Benutzers 2 abdecken, werden nun jeweils anhand zweier Bedingungen B1, B2 ein erster Filterparameter F1 (aj) und ein zweiter Filterparameter F2(aj) definiert. Der erste Filterparameter F1 (aj) und der zweite Filterparameter F2(aj) sind dabei so beschaffen, dass sie unter einer Faltung mit dem ersten Eingangssignal 20 bzw. dem zweiten Eingangssignal 22 in noch zu beschreibender Weise eine kerbenförmige Empfindlichkeitscharakteristik 24 bilden. Werden also das erste Eingangssignal 20 und das zweite Eingangssignal 22 jeweils mit dem ersten Filterparameter F1 (aj) bzw. dem zweiten Filterparameter F2(aj) gefiltert, so weist die Summe der resultierenden Signale für Signalanteile, deren Signalquelle in Richtung des Zentralwinkels aj der Empfindlichkeitscharakteristik 24 liegt, eine deutlich geringere Empfindlichkeit auf als für Signale, deren Signalquelle in einer anderen Richtung liegt. Für das aus der beschriebenen Filterung resultierende Signal 26 wird nun eine akustische Kenngröße 28 gebildet, indem über ein vorgegebenes Zeitintervall der Signalpegel des resultierenden Signals 26 gemittelt wird. Die aus dem gemittelten Signalpegel gebildete akustische Kenngröße 28 wird über einen Referenzpegel 30 normiert, und so eine relative Kenngröße 32 gebildet. Der Referenzpegel 30 ist im vorliegenden Fall gegeben durch einen zeitlichen Mittelwert des Pegels des ersten Eingangssignals 16. Alternativ kann als Referenzpegel 30 auch ein zeitlicher Mittelwert des Gesamtpegels, also des Pegels aus der Summe des ersten Eingangssignals 16 und des zweiten Eingangssignals 18, herangezogen werden. Die so gebildeten relativen Kerngrößen 32 zu jedem Zentralwinkel aj werden nun jeweils miteinander verglichen. Beim Vergleich 34 wird nun jeder Zentralwinkel aj, dessen Empfindlichkeitscharakteristik 24 die relative Kenngröße 32 mit dem geringsten Wert aufweist, als Richtung einer Nutzsignalquelle festgelegt.For a plurality of central angles aj, which cover the front hemisphere of the
In
Wird nun zunächst in
In
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht durch dieses Ausführungsbeispiel eingeschränkt. Andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by this embodiment. Other variations can be deduced therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
- 11
- Hörsituationlistening situation
- 22
- Benutzeruser
- 44
- akustisches Systemacoustic system
- 66
- erster Gesprächspartnerfirst interlocutor
- 88th
- zweiter Gesprächspartnersecond interlocutor
- 1010
- Verfahrenmethod
- 1212
- erste lokale Einheitfirst local unit
- 1414
- zweite lokale Einheitsecond local unit
- 1616
- erster Eingangswandlerfirst input converter
- 1818
- zweiter Eingangswandlersecond input converter
- 1919
- weiterer Eingangswandlerfurther input converter
- 2020
- erstes Eingangssignalfirst input signal
- 2222
- zweites Eingangssignalsecond input signal
- 2323
- weiteres Eingangssignalanother input signal
- 2424
- Empfindlichkeitscharakteristiksensitivity characteristic
- 2626
- resultierendes Signalresulting signal
- 2828
- akustische Kenngrößeacoustic characteristic
- 3030
- Referenzpegelreference level
- 3232
- relative Kenngrößerelative characteristic
- 32a-c32a-c
- relative Kenngrößerelative characteristic
- 3434
- Richtcharakteristikdirectivity
- B1, B2B1, B2
- Bedingungcondition
- F1F1
- erster Filterparameterfirst filter parameter
- F2F2
- zweiter Filterparametersecond filter parameter
- ajaj
- Zentralwinkelcentral angle
- ΔΔ
- Aufweitungwidening
Claims (12)
wobei der erste Eingangswandler (16) aus einem Schallsignal der Umgebung ein erstes Eingangssignal (20) generiert und der zweite Eingangswandler (18) aus dem Schallsignal ein zweites Eingangssignal (22) generiert,
wobei anhand des ersten Eingangssignals (20) und des zweiten Eingangssignals (22) eine Mehrzahl an winkelkabhängigen Richtcharakteristiken (34) mit einem jeweils festem Zentralwinkel (aj) und einer jeweils gegebenen Winkelaufweitung (Δ) gebildet werden,
wobei die Signalanteile zu den einzelnen Richtcharakteristiken (34) auf das Vorhandensein eines Nutzsignals von einer Nutzsignalquelle (6, 8) hin untersucht werden, und
wobei einer in einer bestimmten Richtcharakteristik (34) ermittelten Nutzsignalquelle (6, 8) der entsprechende Zentralwinkel (aj) als Richtung der Nutzsignalquelle (6, 8) zugeordnet wird.Method (10) for determining at least one direction of a useful signal source (6, 8) by an acoustic system (4) comprising at least a first input transducer (16) and a second input transducer (18),
wherein the first input transducer (16) generates a first input signal (20) from a sound signal of the environment and the second input transducer (18) generates a second input signal (22) from the sound signal,
wherein on the basis of the first input signal (20) and the second input signal (22) a plurality of angle-dependent directional characteristics (34) having a respective fixed central angle (aj) and a respective given angular expansion (Δ) are formed,
wherein the signal components to the individual directional characteristics (34) are examined for the presence of a useful signal from a useful signal source (6, 8), and
wherein a corresponding in a specific directional characteristic (34) determined useful signal source (6, 8) of the corresponding central angle (aj) is assigned as the direction of the useful signal source (6, 8).
wobei ein Winkelabstand zweier bezüglich ihrer Zentralwinkel (aj) benachbarter Richtcharakteristiken (34) der halben Winkelaufweitung (Δ) entspricht.Method (10) according to claim 1,
wherein an angular distance of two with respect to their central angle (aj) of adjacent directional characteristics (34) of half the angular expansion (Δ) corresponds.
wobei für die einzelnen Richtcharakteristiken (34) jeweils der Zentralwinkel (aj) und die Winkelaufweitung (Δ) der Richtcharakteristik (34) durch wenigstens zwei Bedingungen (B1, B2) vorgegeben werden.Method (10) according to claim 1 or claim 2,
wherein in each case the central angle (aj) and the angular expansion (Δ) of the directional characteristic (34) are predetermined by at least two conditions (B1, B2) for the individual directional characteristics (34).
wobei die einzelnen Richtcharakteristiken (34) jeweils durch eine kerbenförmige Empfindlichkeitscharakteristik (24) vorgegeben werden, welche durch wenigstens zwei Bedingungen (B1, B2) bestimmt wird, so dass durch die wenigstens zwei Bedingungen (B1, B2) jeweils der Zentralwinkel (aj) und die Winkelaufweitung (Δ) der Empfindlichkeitscharakteristik festgelegt werden.Method (10) according to claim 3,
wherein the individual directional characteristics (34) are each predetermined by a notch-shaped sensitivity characteristic (24) which is determined by at least two conditions (B1, B2), so that by the at least two Conditions (B1, B2) are respectively set the central angle (aj) and the angular expansion (Δ) of the sensitivity characteristic.
wobei zu den einzelnen Richtcharakteristiken (34) jeweils aus den Signalanteilen eine akustische Kenngröße (28) gebildet wird,
wobei die akustischen Kenngrößen (28) der Richtcharakteristiken (34) zum Ermitteln eines Nutzsignals in wenigstens einer der Richtcharakteristiken (34) herangezogen werden.Method (10) according to one of the preceding claims,
wherein an acoustic characteristic (28) is formed in each case from the signal components to the individual directional characteristics (34),
wherein the acoustic characteristics (28) of the directional characteristics (34) are used to determine a useful signal in at least one of the directional characteristics (34).
wobei die akustische Kenngröße der Richtcharakteristik (34) mit dem Gesamtwert der entsprechenden Kenngröße (30) für das erste Eingangssignal (20) und/oder das zweite Eingangssignal (22) verglichen wird, und dadurch eine relative Kenngröße (32) für die Richtcharakteristik (34) gebildet wird,
und wobei aus den relativen Kenngrößen (32) der Richtcharakteristiken (34) das Vorhandensein eines Nutzsignals in wenigstens einer der Richtcharakteristiken (34) ermittelt wird.Method (10) according to claim 5,
wherein the acoustic characteristic of the directional characteristic (34) is compared with the total value of the corresponding characteristic (30) for the first input signal (20) and / or the second input signal (22), and thereby a relative characteristic (32) for the directional characteristic (34 ) is formed,
and wherein from the relative characteristics (32) of the directional characteristics (34) the presence of a useful signal in at least one of the directional characteristics (34) is determined.
wobei die relativen Kenngrößen (32) jeweils miteinander und/oder mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen werden, und hieraus das Vorhandensein eines Nutzsignals in wenigstens einer der Richtcharakteristiken (34) ermittelt wird.Method (10) according to claim 6,
wherein the relative characteristics (32) are each compared with each other and / or with a predetermined limit, and from this the presence of a useful signal in at least one of the directional characteristics (34) is determined.
wobei als akustische Kenngröße (28) jeweils ein zeitlicher Mittelwert des Signalpegels herangezogen wird, und
wobei aus einer Abschwächung, welche der zeitlicher Mittelwert des Signalpegels in einer Richtcharakteristik (34), normiert über den zeitlichen Mittelwert des Gesamtpegels, durch die jeweilige Empfindlichkeitscharakteristik (24) erfährt, das Vorhandensein eines Nutzsignals in der Richtcharakteristik (34) ermittelt wird.Method (10) according to one of claims 4 to 7,
wherein as an acoustic characteristic (28) each a time average of the signal level is used, and
wherein the presence of a useful signal in the directional characteristic (34) is determined from an attenuation, which learns the time average of the signal level in a directional characteristic (34) normalized over the time average of the total level by the respective sensitivity characteristic (24).
wobei ein weiterer Eingangswandler (19) aus dem Schallsignal ein weiteres Eingangssignal (23) generiert, und
wobei die Richtcharakteristiken (34) anhand des ersten Eingangssignals (20), des zweiten Eingangssignals (22) und des weiteren Eingangssignals (23) gebildet werden.Method (10) according to one of the preceding claims,
wherein a further input transducer (19) from the sound signal generates a further input signal (23), and
wherein the directional characteristics (34) are formed from the first input signal (20), the second input signal (22) and the further input signal (23).
wobei die einzelnen Richtcharakteristiken (34) jeweils durch eine Mehrzahl an Bedingungen (B1, B2) gegeben sind, welche gleich der Anzahl der Eingangssignale (20, 22) ist, so dass durch die Mehrzahl an Bedingungen jeweils wenigstens der Zentralwinkel (aj) und die Winkelaufweitung (Δ) der Empfindlichkeitscharakteristik (24) festgelegt sind.Method (10) according to claim 9,
wherein the individual directivity characteristics (34) are respectively given by a plurality of conditions (B1, B2) equal to the number of input signals (20, 22), such that at least the central angle (aj) and the Angular expansion (Δ) of the sensitivity characteristic (24) are fixed.
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