EP3340656B1 - Verfahren zum betrieb eines hörgerätes - Google Patents

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EP3340656B1
EP3340656B1 EP17207540.0A EP17207540A EP3340656B1 EP 3340656 B1 EP3340656 B1 EP 3340656B1 EP 17207540 A EP17207540 A EP 17207540A EP 3340656 B1 EP3340656 B1 EP 3340656B1
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EP
European Patent Office
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signal
frequency
parameter
output
input
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Tobias Daniel Rosenkranz
Sebastian BEST
Tobias Wurzbacher
Christoph LÜKEN
Stefan Petrausch
Nicola CEBULLA
Christos OREINOS
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Sivantos Pte Ltd
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Sivantos Pte Ltd
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Publication date
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    • H04R2225/41—Detection or adaptation of hearing aid parameters or programs to listening situation, e.g. pub, forest

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a hearing aid, which comprises at least one input converter and at least one output converter, an input signal being generated from a sound signal from the environment by the at least one input converter, and a first intermediate signal being generated as a function of the input signal by means of signal processing ,
  • a sound signal from the environment is typically converted into an electrical signal by means of an input converter, and is processed in a signal processing unit in accordance with the audiological requirements of the user and, in particular, is amplified as a function of frequency.
  • the processed signal is then converted by an output converter into an output sound signal which is fed to the hearing of the user.
  • the situation can arise during operation, even when the hearing aid is used as intended, that the output sound signal of the hearing aid is superimposed by the sound signal of the surroundings when it hits the hearing of the user.
  • a small hole can optionally also be provided in the housing of the hearing device.
  • the input signal generated by the input converter from the sound signal in the environment is now experienced in the signal processing unit, in particular in processes for frequency band filtering, a time delay which cannot be reduced arbitrarily by technical measures of signal processing.
  • EP 2 590 437 A1 discloses a method for the adaptive suppression of acoustic feedback in a hearing aid, the adaptation process being activated periodically, so that in the active state an adaptive filter with a variable step size maps the acoustic feedback path.
  • An algorithm for frequency shift or frequency compression can be started.
  • the duration of an activity or inactivity state can also be changed depending on a listening situation.
  • the DE 10 2010 025 918 A1 mentions a method in which when an acoustic feedback is detected in a hearing aid to better suppress it, a frequency shift is applied to the output signal to be output by the loudspeaker.
  • the EP 2 369 859 A2 mentions a method in a hearing aid in which parameters for a frequency modification of a signal in the hearing aid are changed as a function of hearing environments, and the frequency modification is reduced or completely switched off, for example in a noisy environment, when making calls or when the user speaks. In this way, disruptive artefacts between a frequency-modified output signal and the direct sound that strikes the user's hearing can be reduced or avoided.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a method for operating a hearing aid by means of which the unpleasant consequences of comb filter effects for the user can be avoided in the simplest possible way without substantially changing or even impairing the user-specific signal processing.
  • a method for operating a hearing device which comprises at least one input transducer and at least one output transducer, an input signal being generated by the at least one input transducer from a sound signal from the environment, with the input signal being used to classify a hearing situation of the environment takes place and / or for the sound signal of the environment at least one of the four parameters tonality, volume, stationarity and reverberation time are determined, a first intermediate signal being derived as a function of the input signal by means of signal processing, with the classification of the listening situation or with at least one the four parameters tonality, Volume, stationarity and reverberation time, at least one parameter of frequency distortion is specified, and the frequency distortion specified in this way is applied to the first intermediate signal, a comb filter being used based on the classification of the listening situation or on the basis of the at least one of the four parameters tonality, volume, stationarity and reverberation time -Parameter is determined, which indicates a probability value for
  • An input transducer generally includes an acousto-electrical transducer which is set up to convert the sound signal from the environment into a corresponding electrical or electromagnetic signal, for example a microphone.
  • An output transducer generally includes an electro-acoustic transducer which is set up to generate an output sound signal from an electrical and / or electro-magnetic signal, for example a loudspeaker or a sound generator for bone sound conduction.
  • Signal processing is to be understood here in particular as a processing of the input signal or a signal derived from the input signal on the basis of user-specific requirements, i.e. in particular a frequency band-dependent amplification and / or noise suppression, the respective amplification factors in the individual frequency bands for correcting a possible hearing loss for the user Audiogram are designed.
  • Generation of the first intermediate signal as a function of the input signal is to be understood here in particular to mean that the signal processing directly receives the input signal as an input variable and generates the first intermediate signal therefrom, or that the signal processing receives a signal that is directly dependent on the input signal and generates the first intermediate signal therefrom, Thus, for example, the input signal, which was corrected by a compensation signal to compensate for acoustic feedback.
  • a classification of a hearing situation is to be understood in particular as meaning that groups of respectively similar acoustic environments, in which the user can be expected to find themselves, can be typed on the basis of measurable acoustic parameters, and that in particular depending on this typing, settings on the hearing aid and / or signal processing can be.
  • Listening situations include, for example, a conversation without background noise, a conversation with background noise, listening to music, driving in the car, several conversations overlaid with significant background noise at the same time (so-called "cocktail party” listening situation), etc.
  • a classification based on the input signal is to be understood in particular as a classification which directly uses the input signal itself as a relevant quantity, or a signal which is directly dependent on the input signal and which reproduces signal changes in the input signal in a comparable manner, for example the input signal corrected by a compensation signal, as a relevant quantity ,
  • a frequency shift is particularly considered as frequency distortion, which shifts the first intermediate signal by a predetermined amount in a predetermined frequency range.
  • the frequency range in which the shift is to be used and the amount of the shift are to be specified as parameters of the frequency distortion.
  • the frequency distortion can also be given by a frequency transposition with a more complex dependency between input frequency and output frequency.
  • the tonality or the volume of the sound signal of the environment can be determined in particular on the basis of the definitions customary for these parameters in psychoacoustics, the stationarity for example on the basis of the autocorrelation function of the input signal or its level variance, in each case over a suitably selected time window.
  • the method proposes three different dependencies, at least specifying a parameter of the frequency distortion: If only the hearing situation is classified on the basis of the input signal, the at least one parameter of the frequency distortion is also only specified as a function of the classification of the hearing situation. If at least one of the four parameters tonality, volume, stationarity and reverberation time is determined for the sound signal of the environment, then the at least one parameter of the frequency distortion becomes dependent only on at least one of these parameters specified.
  • the at least one parameter of the frequency distortion can be specified on the basis of this complete information, or for example only on the basis of the parameters mentioned for the sound signal the environment if the hearing situation is classified only for the setting of the signal processing.
  • the invention takes advantage of the fact that the first intermediate signal derived from the input signal, which usually also has a high degree of correlation with the input signal even after signal processing, is decorrelated by the frequency distortion from the input signal in the corresponding distorted frequency ranges. and such a decorrelation now leads to a considerable suppression of comb filter effects due to the resulting loss of coherence with the surrounding sound signal.
  • Comb filter effects occur precisely through an acoustic superimposition of the sound signal in the environment with an output sound signal generated by the output transducer if there is a fixed phase relationship between the superimposed signals. However, this fixed phase relationship is now broken up by the frequency distortion.
  • the method also takes into account that comb filter effects are not perceived by the user to be equally uncomfortable for any sound signals in the environment. Rather, for example, a comb filter effect and the resulting constructive and destructive interference at certain frequencies artificially generate a kind of overtone spectrum in a broadband, atonal sound signal, which leads to a quasi-tonal perception of the actually broadband sound signal, which can be perceived as unpleasant.
  • frequency distortion for example in the form of a frequency shift, in the case of very tonal sound signals, in particular in music, can lead to beats between the output sound signal of the hearing aid with frequency-shifted signal components and the direct sound signal from the surroundings, which is also perceived as very unpleasant can be, whereas comb filter effects with particularly tonal signals usually have no major effects on hearing.
  • the invention now opens up the possibility of making a decision in a simple manner simply on the basis of the hearing situation and / or of parameters of the sound signal that are easy to determine whether and to what extent it is at all probable that comb filter effects are formed in the present case, and how this threatens to impair the user's hearing, that is whether and how the frequency distortion should be adjusted to suppress the comb filter effects.
  • tuning the frequency distortion to at least one of the four parameters tonality, volume, stationarity and reverberation time of the sound signal of the environment allows a particularly detailed adaptation of the frequency distortion to the sound signal of the environment with regard to the expected perception of the output sound signal by the user.
  • the at least one parameter of the frequency distortion is preferably additionally specified as a function of a total gain and / or a frequency band-dependent gain factor of the signal processing.
  • the inclusion of the signal processing in the tuning of the frequency distortion by means of the at least one parameter offers the advantage, in particular frequency bands to be able to determine in which the formation of comb filter effects as a result of the respective increase or decrease are particularly likely or unlikely.
  • a comb filter parameter is determined on the basis of the classification of the hearing situation or on the basis of the at least one of the four parameters tonality, volume, stationarity and reverberation time, which parameter indicates a probability value for an occurrence and / or an intensity of a comb filter effect, the at least one parameter of the frequency distortion is additionally specified as a function of the comb filter parameter. If only one hearing situation is classified or only at least one of the parameters mentioned for the sound signal of the environment is determined, the comb filter parameter is determined in accordance with the information available in each case. If both the hearing situation is classified and the least one of the four parameters mentioned for the sound signal in the environment is determined, the comb filter parameter is preferably determined as a function of the complete information available.
  • the comb filter parameter can in particular be determined iteratively, a preliminary value being initially specified for the at least one parameter of the frequency distortion, and on the basis of this provisional value together with the further information available, the comb filter parameters when the frequency distortion is applied with the provisional one Value is determined.
  • the final value for the at least one parameter of the frequency distortion is then specified as a function of this comb filter parameter determined in this way.
  • the specification of the at least one frequency distortion parameter as a function of a comb filter parameter obtained in this way makes it possible, based on the available probability and potential intensity of a comb filter effect, preferably resolved via individual frequency bands, to carry out the specification in an optimization process which also depends on further parameters or parameters ,
  • An output signal is preferably generated by applying the predetermined frequency distortion to the first intermediate signal, the output signal being converted into an output sound signal by at least one output converter.
  • the output of the frequency-distorted first intermediate signal as an output signal, which is converted directly into the output sound signal, has the advantage that no further subsequent processes have to be considered for an optimal determination of the frequency distortion.
  • the at least one parameter of the frequency distortion is expediently additionally specified as a function of an expected acoustic superposition of frequency-distorted signal components of the output sound signal with the sound signal of the environment.
  • frequency-distorted signal components of the output sound signal can also impair the hearing perception of the user when acoustically overlaid with the sound signal of the environment , B. with a frequency shift as frequency distortion in the form of a beat between the only slightly frequency-shifted signal components of the output sound signal and the sound signal of the environment.
  • the at least one parameter of the frequency distortion is specified as a provisional value based on the classification of the listening situation and / or the least one of the four parameters tonality, volume, stationarity and reverberation time of the sound signal in the environment, and the information available shows that as a result If a high degree of tonality and / or stationarity of the sound signal is expected to produce a clearly perceivable beat, this can be taken into account when specifying the at least one parameter of the frequency distortion, and the frequency distortion occurs only for a few frequency ranges and / or with a lower intensity be completely turned off.
  • the at least one parameter of the frequency distortion is additionally dependent on an expected superimposition of frequency-distorted signal components of the first intermediate signal with non-frequency-distorted signal components of the first intermediate signal in the output signal.
  • the frequency distortion is given by a frequency shift, which is only to be applied to certain frequency bands, the finite edge steepness of the frequency band filter at a respective division frequency can result in a superposition of frequency-shifted signal components with signal components without frequency shift in the output signal. This can lead to unpleasant artifacts, especially in the case of tonal sound signals or in the event that there is considerable signal energy in the area of a division frequency.
  • the frequency response of the input signal can thus be taken into account accordingly when specifying the at least one parameter of the frequency distortion, and corresponding transitions between frequency ranges in which the frequency distortion is used and frequency ranges without frequency distortion can be specified such that a relatively low signal energy is present at the transitions to prevent artifacts from forming at the transitions.
  • the at least one parameter of the frequency distortion is predetermined by a function of a change in an output frequency as a function of an input frequency.
  • the frequency distortion can be characterized in a particularly comprehensive manner, and in particular can be tuned particularly precisely to the present acoustic situation.
  • a frequency shift is advantageously used as the frequency distortion, the at least one parameter being predetermined by the carrier of the function and / or the value of the frequency shift.
  • a frequency shift as frequency distortion can be implemented particularly easily in the form described, since the frequency range in which the frequency shift is to be used is to be implemented only by means of a filter, and the frequency shift takes place by a constant amount.
  • the frequency range in which the frequency shift is to be applied is the carrier of the function, coherent or semi-open, so that the said filter process can be implemented without any significant additional effort.
  • the frequency-distorted first intermediate signal is added to a feedback loop, a second intermediate signal being derived from the frequency-distorted first intermediate signal in the feedback loop, and the second intermediate signal being added to the input signal to suppress acoustic feedback.
  • the frequency-distorted first intermediate signal includes in particular the complete resulting signal after applying the frequency distortion to the first intermediate signal, that is to say including all frequency-distorted and non-frequency-distorted signal components.
  • the acoustic feedback takes place in particular by coupling an output sound signal of the hearing aid into the input transducer, so that signal components of the output sound signal are amplified again by the signal processing.
  • the signal resulting from the input signal and the second intermediate signal is preferably fed directly to the signal processing.
  • the occurrence of acoustic feedback is a general, frequently recurring problem for hearing aids, with the second sound signal preferably having to be decorrelated from the input signal in order to better suppress the acoustic feedback, especially in the case of particularly tonal sound signals, in order to prevent the formation of artifacts.
  • Such decorrelation can be achieved in particular through the present frequency distortion.
  • the at least one parameter of the frequency distortion is preferably additionally specified as a function of the acoustic feedback to be suppressed. If, for example, there is a particularly tonal sound signal, it may be advantageous for the user's hearing sensation to choose the area of application and / or the intensity of the frequency distortion rather low, and the comb filter effects often not perceived as critical in the case of tonal signals to take. However, if acoustic feedback now occurs, it can still go against the actual specifications, which were made according to the classification of the hearing situation and / or for the sound signal of the environment frequency distortion may be advantageous in order to be able to suppress acoustic feedback particularly effectively, since whistling tones which would otherwise occur would be even more disadvantageous for the hearing sensation of the user.
  • a signal signal corresponding to an audio signal is received by a signal receiver of the hearing device, the at least one parameter of the frequency distortion additionally being specified as a function of the audio signal.
  • a signal receiver includes in particular an antenna device which is set up to receive an electromagnetic transmission signal and a so-called “telecoil” which is set up to receive an inductive transmission signal.
  • the data signal corresponding to an audio signal in particular an electromagnetic or inductive signal is included, in which the audio signal is encoded in accordance with a corresponding protocol, so that after the data signal has been received by the signal receiver and after a subsequent decoding of the data signal, the acoustic information of the audio signal in the hearing device is available. This can be done in particular by a streaming signal from a consumer electronics device, e.g. via Bluetooth or the like, the case.
  • the at least one parameter of frequency distortion as an additional function of the audio signal, in particular at least one of the four parameters tonality, volume, stationarity and reverberation time and / or a time difference between the audio signal and the input signal can be determined for the audio signal. If, for example, when using television using a streaming signal from the television for the hearing aid while simultaneously using the loudspeakers of the television, it is found that the audio signal coded in the streaming signal has only minor tonal components at a time, the parameters of the frequency distortion are set to between the audio signal and the input signal containing the loudspeaker signal of the television, the signal delay occurring is coordinated, for example via an amount and a range of application of a frequency shift as frequency distortion.
  • the parameters of the frequency distortion can be changed accordingly, taking into account the fact that the input signal encodes many other sound signals in addition to that in the streaming signal or generally in a data signal Audio signal can include, for example Background noise, which can lead to comb filter effects in the hearing aid in the manner described above, regardless of the audio signal.
  • the invention further specifies a hearing aid with at least one input converter, at least one output converter and a control unit which is set up to carry out the prescribed method.
  • the advantages specified for the method and its further developments can be analogously transferred to the hearing aid.
  • FIG. 1 the frequency response for a direct sound signal 2 (dashed line), for an amplified output sound signal 4 of a hearing aid (dotted line) and a superimposed sound signal 6 (solid line) is shown schematically in a diagram, in which the sound level P is plotted against a frequency f .
  • the direct sound signal 2 is here by an in FIG. 1 Hearing aid, not shown, is amplified in a user-specific manner and output by the output transducer of the hearing aid as output sound signal 4.
  • the direct sound signal 2 and the output sound signal 4 are superimposed with a time delay.
  • the time-delayed superimposition leads to constructive interference 8, which overall leads to an increased sound level in the superimposed sound signal 6.
  • the time-delayed superimposition leads to destructive interference 10, which sometimes even results in an almost complete cancellation in the superimposed sound signal 6.
  • the maxima for the constructive interferences 8 are found in each case at integer multiples of that frequency which corresponds to the reciprocal time delay in the hearing device, the minima of the destructive interferences 10 in each case at half-number multiples of this frequency.
  • the user-specific amplification for generating the output sound signal 4 and the time delay that occurs the comb filter effects that occur can be perceived by the user of the hearing aid as very unpleasant.
  • FIG. 2 a method 20 is shown schematically in a block diagram, by means of which a negative hearing sensation caused by comb filter effects is to be prevented as far as possible for the user during operation of a hearing device 22.
  • parameters 30 are determined on the basis of the input signal 26, by means of which statements about the tonality, volume, stationarity and reverberation time are possible for the sound signal 2.
  • the input signal 26 is fed to a signal processing unit 32, in which the user-specific signal processing 34 customary for the hearing aid 22 takes place on the basis of the audiological requirements of the user.
  • the signal processing 34 includes in particular a breakdown of the input signal 26 into different frequency bands, an amplification of the input signal 26 with frequency band-dependent gain factors, and frequency band-dependent processes for noise suppression, which can also depend on the classification 28 of the listening situation.
  • the signal processing unit 32 now outputs a first intermediate signal 36, to which frequency distortion 38 is applied, as will be described below.
  • an output signal 40 is generated which is converted into an output sound signal 4 by an output converter 42 of the hearing device 22.
  • the output converter 42 is given by a loudspeaker.
  • the hearing aid 22 has a signal receiver 43 for receiving a data signal 44, in which an audio signal 45 is encoded.
  • the signal receiver 43 can be given, for example, by an antenna device, the data signal 44, for example, by a Bluetooth signal.
  • the audio signal 45 can also be decoded from the data signal 44 by a processor of the signal receiver 43 that is set up for this purpose.
  • the audio signal 45 can also first be extracted from the data signal 44 in the signal processing unit 32 be decoded.
  • the audio signal 45 if present, is processed by the signal processing unit 32 and is included in the first intermediate signal 36.
  • the output signal 40 is also branched off into a feedback loop 48.
  • a second intermediate signal 52 is derived from the output signal 40 by an adaptive filter 50, which is fed to the input signal 26 to compensate for the acoustic feedback 46.
  • the input signal 26 compensated for by the second intermediate signal 52 is fed as an error signal 54 to the adaptive filter 50 as a further input variable.
  • the frequency distortion 38 is given by a frequency shift which constantly shifts the first intermediate signal 36 by a fixed amount ⁇ above a division frequency ft.
  • a comb filter parameter 56 is first determined on the basis of the classification 28 of the hearing situation and the parameters 30 via the tonality, volume, stationarity and reverberation time of the sound signal 2 of the environment, which parameter is present in the present Listening situation and the available parameters 30 indicates the probability of the occurrence of a comb filter effect and its possible intensity.
  • the frequency shift decorrelates the output signal 4 from the sound signal 2 of the environment, which in principle suppresses the formation of comb filter effects.
  • This decorrelating effect can also have effects on the suppression of the acoustic feedback 46, which is why the division frequency ft and the amount ⁇ of the displacement can also be predetermined as a function of the acoustic feedback 46 to be suppressed, for example by corresponding correlation measurements in the adaptive filter 50 for determining the division frequency ft and the amount ⁇ of the shift of the frequency shift the parameters 30, which characterize the sound signal 2 of the environment, are also included in such a way that possible beats which can occur between the sound signal 2 and the output sound signal 4 are also taken into account.
  • signal-internal superimpositions of signal components, to which the frequency shift has been applied, with such signal components, which consist of the unchanged first intermediate signal 36, can also be taken into account in the output signal 40.
  • the division frequency ft should preferably be set such that such superimposition of the signal components due to the finite steepness of the filters used has the least possible effects in the output signal 40. This can be achieved, for example, by placing the division frequency ft in a frequency band with a particularly low signal energy.
  • the final determination of the division frequency ft and the amount ⁇ of the shift can then be carried out in an optimization process of several variables, which are based on the present listening situation, the sound properties of the sound signal 2 determined by the parameters 30, a possible acoustic feedback 46 and possible superimposition of the individual signal components is to be carried out with corresponding priority.
  • efficient suppression of acoustic feedback 46 can first be given the highest priority, and then, depending primarily on the hearing situation and the tonality, which was determined for sound signal 2, the frequency shift can be set such that beatings are possible for particularly tonal sound signals 2 are to be avoided and the frequency shift is correspondingly smaller, while comb filter effects are to be avoided for particularly broadband, atonal signals, and accordingly the division frequency ft should already be selected in a low frequency range.
  • the final determination of the division frequency ft can then be determined as a function of the signal energies of individual frequency bands of the already predetermined frequency range, in order to minimize the effects of overlapping frequency-shifted signal components with non-frequency-shifted signal components in the output signal.
  • FIG. 3 is comparable to that FIG. 1 , the frequency response for the direct sound signal 2 (dashed line), for the output sound signal 4 (dotted line) and for the superimposed sound signal 6 (solid line).
  • the method 20 was followed when the output sound signal 4 was formed FIG. 2 applied. It can now be seen that the relatively broadband atonal sound signal 2 no longer leads to the occurrence of comb filter effects when superimposed on the output sound signal 4.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Hörgerätes, welches wenigstens einen Eingangswandler und wenigstens einen Ausgangswandler umfasst, wobei durch den wenigstens einen Eingangswandler aus einem Schallsignal der Umgebung ein Eingangssignal erzeugt wird, und wobei in Abhängigkeit vom Eingangssignal mittels einer Signalverarbeitung ein erstes Zwischensignal erzeugt wird.
  • Im Betrieb eines Hörgerätes, insbesondere eines Hörhilfegerätes, wird typischerweise ein Schallsignal der Umgebung mittels eines Eingangswandlers in ein elektrisches Signal umgewandelt, und in einer Signalverarbeitungseinheit gemäß den audiologischen Anforderungen des Benutzers aufbereitet und dabei insbesondere frequenzabhängig verstärkt. Das aufbereitete Signal wird nun durch einen Ausgangswandler in ein Ausgangsschallsignal umgewandelt, welches dem Gehör des Benutzers zugeführt wird. Hierbei kann sich nun im Betrieb selbst bei bestimmungsgemäßer Verwendung des Hörgerätes die Situation ergeben, dass das Ausgangsschallsignal des Hörgerätes vom Schallsignal der Umgebung überlagert wird, wenn es auf das Gehör des Benutzers trifft. Dies kann insbesondere daran liegen, dass Hörgeräte typischerweise derart konstruiert werden, dass sie den Gehörgang des Benutzers nicht vollständig verschließen, um so Okklusionseffekte zu vermeiden, welche vom Benutzer üblicherweise als störend empfunden werden. Hierfür kann gegebenenfalls auch eine kleine Bohrung ("vent") im Gehäuse des Hörgerätes vorgesehen sein.
  • Das vom Eingangswandler aus dem Schallsignal der Umgebung erzeugte Eingangssignal erfährt nun in der Signalverarbeitungseinheit insbesondere bei Prozessen zur Frequenzbandfilterung eine Zeitverzögerung, welche durch technische Maßnahmen der Signalverarbeitung nicht beliebig reduziert werden kann. Dies führt nun dazu, dass das Ausgangsschallsignal, welches im Hörgerät aus dem Ausgangssignal der Signalverarbeitung erzeugt wurde, sich mit einer leichten Zeitverzögerung mit dem Schallsignal der Umgebung überlagert. Hierdurch kann es im Gesamtschallsignal, welches durch den Benutzer wahrgenommen wird, zu sogenannten Kammfiltereffekten kommen. Durch die Zeitverzögerung in der Überlagerung vom Ausgangsschallsignal des Hörgerätes mit dem direkten Schallsignal der Umgebung werden, in Abhängigkeit von der Zeitverzögerung und Frequenz einzelne Signalanteile konstruktiv interferiert, was zu einer Verstärkung führt, während hingegen für Frequenzen, welche ein halbzahliges Vielfaches der inversen Zeitverzögerung sind, infolge einer destruktiven Interferenz eine erhebliche Abschwächung im Gesamtschallsignal auftreten kann. Kammfiltereffekte können dabei vom Benutzer als sehr unangenehm wahrgenommen werden, da sie beispielsweise durch die Auslöschung bestimmter Frequenzen infolge der destruktiven Interferenz die Obertonspektren des hörbaren Schallsignals wesentlich verändern können und/oder einem breitbandigen Rauschen eine harmonische Struktur "aufprägen" können. Dies gilt umso mehr vor dem Hintergrund, dass eine wesentliche Veränderung des Eingangssignals durch die Signalverarbeitung infolge der typischen audiologischen Anforderungen eines Benutzers üblicherweise erst bei deutlich höheren Frequenzen erfolgt als bei solchen, für welche Kammfiltereffekte bereits als unangenehm wahrgenommen werden können, und somit bei letzteren Frequenzen das Ausgangsschallsignal keine wesentlichen spektralen Unterschiede zum direkten Schallsignal aufweist, was die Bildung von Kammfiltereffekten noch begünstigt.
  • In der EP 2 590 437 A1 ist ein Verfahren zur adaptiven Unterdrückung einer akustischen Rückkopplung in einem Hörgerät offenbart, wobei der Adaptionsvorgang periodisch aktiviert wird, sodass im aktiven Zustand ein adaptives Filter mit einer veränderlichen Schrittweite den akustischen Rückkopplungspfad abbildet. Hierbei kann ein Algorithmus zur Frequenzverschiebung oder Frequenzkompression gestartet werden. Zusätzlich zur periodischen Aktivierung kann die Dauer eines Aktivitäts- bzw. Inaktivitätszustandes dabei auch in Abhängigkeit einer Hörsituation verändert werden.
  • Die DE 10 2010 025 918 A1 nennt ein Verfahren, in welchem bei einem festgestellten Auftreten einer akustischen Rückkopplung in einem Hörgerät zur besseren Unterdrückung derselben eine Frequenzverschiebung auf das durch den Lautsprecher auszugebende Ausgangssignal angewandt wird.
  • Die EP 2 369 859 A2 nennt ein Verfahren in einem Hörgerät, bei welchem in Abhängigkeit von Hörumgebungen Parameter für eine Frequenzmodifikation eines Signals im Hörgerät verändert werden, und dabei die Frequenzmodifikation z.B. in einer lauten Umgebung, beim Telefonieren oder beim eigenen Sprechen des Benutzers verringert oder ganz ausgeschaltet wird. Hierdurch können störende Artefakte zwischen einem frequenzmodifizierten Ausgangssignal und dem Direktschall, welcher am Gehör des Benutzers auftrifft, verringert bzw. vermieden werden.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines Hörgerätes anzugeben, durch welches auf möglichst einfache Weise für den Nutzer unangenehme Folgen von Kammfiltereffekten vermieden werden können, ohne dabei die benutzerspezifische Signalverarbeitung wesentlich zu verändern oder gar zu beeinträchtigen.
  • Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb eines Hörgerätes, welches wenigstens einen Eingangswandler und wenigstens einen Ausgangswandler umfasst, wobei durch den wenigstens einen Eingangswandler aus einem Schallsignal der Umgebung ein Eingangssignal erzeugt wird, wobei anhand des Eingangssignals eine Klassifikation einer Hörsituation der Umgebung erfolgt und/oder für das Schallsignal der Umgebung wenigstens einer der vier Parameter Tonalität, Lautstärke, Stationarität und Nachhallzeit ermittelt werden, wobei in Abhängigkeit vom Eingangssignal mittels einer Signalverarbeitung ein erstes Zwischensignal abgeleitet wird, wobei anhand der Klassifikation der Hörsituation bzw. anhand von wenigstens einem der vier Parameter Tonalität, Lautstärke, Stationarität und Nachhallzeit wenigstens ein Parameter einer Frequenzverzerrung vorgegeben wird, und wobei die derart vorgegebene Frequenzverzerrung auf das erste Zwischensignal angewandt wird, wobei anhand der Klassifikation der Hörsituation bzw. anhand des wenigstens einen der vier Parameter Tonalität, Lautstärke, Stationarität und Nachhallzeit ein Kammfilter-Parameter ermittelt wird, welcher einen Wahrscheinlichkeitswert für ein Auftreten und/oder eine Intensität eines Kammfiltereffektes angibt, und der wenigstens eine Parameter der Frequenzverzerrung zusätzlich in Abhängigkeit des Kammfilter-Parameters vorgegeben wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.
  • Unter einem Eingangswandler ist generell ein akusto-elektrischer Wandler umfasst, welcher dazu eingerichtet ist, dass Schallsignal der Umgebung in ein entsprechendes elektrisches bzw. elektro-magnetisches Signal umzuwandeln, also beispielsweise ein Mikrofon. Unter einem Ausgangswandler ist generell ein elektro-akustischer Wandler umfasst, welcher dazu eingerichtet ist, aus einen elektrischen und/oder elektro-magnetischen Signal ein Ausgangsschallsignal zu erzeugen, also beispielsweise ein Lautsprecher oder ein Schallerzeuger zur Knochenschallleitung. Unter einer Signalverarbeitung ist hierbei insbesondere eine Aufbereitung des Eingangssignals oder eines vom Eingangssignal abgeleiteten Signals anhand benutzerspezifisch ermittelter Vorgaben zu verstehen, also insbesondere eine frequenzbandabhängige Verstärkung und/oder Rauschunterdrückung, wobei die jeweiligen Verstärkungsfaktoren in den einzelnen Frequenzbändern zur Korrektur eines möglichen Hörverlustes des Benutzers entsprechend seines Audiogrammes ausgelegt sind.
  • Unter einer Erzeugung des ersten Zwischensignals in Abhängigkeit vom Eingangssignal ist hierbei insbesondere zu verstehen, dass die Signalverarbeitung als Eingangsgröße direkt das Eingangssignal empfängt und hieraus das erste Zwischensignal erzeugt, oder dass die Signalverarbeitung ein vom Eingangssignal unmittelbar abhängiges Signal empfängt und hieraus das erste Zwischensignal erzeugt, also beispielsweise das Eingangssignal, welches zur Kompensation einer akustischen Rückkopplung um ein Kompensationssignal korrigiert wurde. Unter einer Klassifikation einer Hörsituation ist insbesondere zu Verstehen, dass anhand von messbaren akustischen Parametern Gruppen von jeweils gleichartigen akustischen Umgebungen, in welchen sich der Benutzer erwartbarerweise jeweils wiederfinden kann, typisiert werden, und dass insbesondere in Abhängigkeit von dieser Typisierung Einstellungen am Hörgerät und/oder der Signalverarbeitung vorgenommen werden können. Als Hörsituationen kommen hierbei beispielsweise ein Gespräch ohne Hintergrundgeräusche, ein Gespräch mit Hintergrundgeräuschen, das Hören von Musik, Fahren im Auto, mehrere von erheblichen Hintergrundrauschen überlagerte Gespräche gleichzeitig (sogenannte "Cocktail-Party"-Hörsituation) usw. in Betracht. Unter einer Klassifikation anhand des Eingangssignals ist insbesondere eine Klassifikation zu verstehen, welche als relevante Größe direkt das Eingangssignal selbst verwendet, oder als relevante Größe ein vom Eingangssignal unmittelbar abhängendes Signal, welches Signalveränderungen im Eingangssignal in vergleichbarer Weise wiedergibt, z.B. das um ein Kompensationssignal korrigierte Eingangssignal.
  • Als Frequenzverzerrung kommt hierbei insbesondere eine Frequenzverschiebung in Betracht, welche in einem vorzugebenen Frequenzbereich das erste Zwischensignal um einen vorzugebenen Betrag verschiebt. Der Frequenzbereich, in welchem die Verschiebung anzuwenden ist, sowie der Betrag der Verschiebung sind in diesem Fall als Parameter der Frequenzverzerrung vorzugeben. Ebenso kann die Frequenzverzerrung auch gegeben sein durch eine Frequenztransposition mit einer komplexeren Abhängigkeit zwischen Eingangsfrequenz und Ausgangsfrequenz. Die Tonalität bzw. die Lautstärke des Schallsignals der Umgebung können hierbei insbesondere anhand der in der Psychoakustik für diese Parameter üblichen Definitionen ermittelt werden, die Stationarität beispielsweise anhand der Autokorrelationsfunktion des Eingangssignals oder dessen Pegelvarianz, jeweils über ein geeignet zu wählendes Zeitfenster.
  • Das Verfahren schlägt hierbei drei verschiedene Abhängigkeiten vor, den wenigsten einen Parameter der Frequenzverzerrung vorzugeben:
    Wird anhand des Eingangssignals lediglich die Hörsituation klassifiziert, so wird der wenigstens eine Parameter der Frequenzverzerrung auch lediglich in Abhängigkeit der Klassifikation der Hörsituation vorgegeben. Wird für das Schallsignal der Umgebung lediglich wenigsten einer der vier Parameter Tonalität, Lautstärke, Stationarität und Nachhallzeit ermittelt, so wird der wenigstens eine Parameter der Frequenzverzerrung lediglich in Abhängigkeit von wenigstens einem dieser Parameter vorgegeben. Findet anhand des Eingangssignals sowohl eine Klassifikation der Hörsituation als auch eine Ermittlung der oben genannten Parameter für das Schallsignal der Umgebung statt, so kann der wenigstens eine Parameter der Frequenzverzerrung anhand dieser vollständigen Informationen vorgegeben werden, oder beispielsweise auch nur anhand der erwähnten Parameter für das Schallsignal der Umgebung erfolgen, wenn die Klassifikation der Hörsituation nur zur Einstellung der Signalverarbeitung erfolgt ist.
  • Durch die Erfindung wird hierbei in vorteilhafter Weise der Umstand ausgenutzt, dass das vom Eingangssignal abgeleitete erste Zwischensignal, welches auch nach der Signalverarbeitung üblicherweise noch einen hohen Grad an Korrelation mit dem Eingangssignal aufweist, durch die Frequenzverzerrung vom Eingangssignal in den entsprechenden verzerrten Frequenzbereichen dekorreliert wird, und eine derartige Dekorrelierung nun aufgrund der hierdurch verloren gehenden Kohärenz mit dem Schallsignal der Umgebung zu einer erheblichen Unterdrückung von Kammfiltereffekten führt. Kammfiltereffekte treten gerade durch eine akustische Überlagerung des Schallsignals der Umgebung mit einem vom Ausgangswandler erzeugten Ausgangsschallsignal auf, wenn zwischen den sich überlagerten Signalen eine feste Phasenbeziehung besteht. Diese feste Phasenbeziehung wird nun durch die Frequenzverzerrung jedoch aufgebrochen.
  • Hierbei wird jedoch im Verfahren zudem noch berücksichtigt, dass Kammfiltereffekte vom Benutzer für beliebige Schallsignale der Umgebung nicht als gleich unangenehm empfunden werden. Vielmehr wird beispielsweise in einem breitbandigen, atonalen Schallsignal durch einen Kammfiltereffekt und die dabei auftretenden konstruktiven sowie destruktiven Interferenzen an bestimmten Frequenzen künstlich eine Art Obertonspektrum generiert, was zu einer quasi-tonalen Wahrnehmung des eigentlich breitbandigen Schallsignals führt, was als unangenehm empfunden werden kann. Andererseits kann eine Frequenzverzerrung, beispielsweise in der Form einer Frequenzverschiebung, bei sehr tonalen Schallsignalen, insbesondere bei Musik, zu Schwebungen zwischen dem Ausgangsschallsignal des Hörgerätes mit frequenzverschobenen Signalanteilen und dem direkten Schallsignal der Umgebung führen, was ebenfalls als sehr unangenehm wahrgenommen werden kann, während hingegen Kammfiltereffekte bei besonders tonalen Signalen üblicherweise keine größeren Auswirkungen auf das Hörempfinden haben. Durch die Erfindung wird nun die Möglichkeit eröffnet, auf einfache Weise lediglich anhand von der Hörsituation und/oder von einfach zu ermittelnden Parameter des Schallsignals eine Entscheidung zu treffen, ob und in welchem Maße im vorliegenden Fall eine Bildung von Kammfiltereffekten einerseits überhaupt wahrscheinlich ist, und wie hierdurch das Hörempfinden des Benutzers beeinträchtig zu werden droht, also ob und wie die Frequenzverzerrung zur Unterdrückung der Kammfiltereffekte einzustellen ist.
  • Diese Entscheidung wird nun getroffen in Form der Vorgabe des wenigstens einen Parameters der Frequenzverzerrung, sodass in Abhängigkeit des Schallsignals und der vorliegenden akustischen Umstände die Unterdrückung von Kammfiltereffekten über die vorgegebenen Parameter der Frequenzverzerrung entweder priorisiert wird, oder stattdessen akustische Frequenzüberlagerungen, wie z.B. Schwebungen zwischen dem Ausgangsschallsignal und dem Schallsignal der Umgebung, vorrangig verhindert werden, und der wenigstens eine Parameter der Frequenzverzerrung entsprechend vorgegeben wird. Das Abstellen auf die Hörsituation ist hier besonders vorteilhaft, da diese für die Signalverarbeitung in den meisten Fällen ohnehin ermittelt wird, und zudem ein besonders einfaches Kriterium für die Vorgabe des wenigstens einen Parameters der Frequenzverzerrung darstellt. Auf der anderen Seite erlaubt eine Abstimmung der Frequenzverzerrung auf den wenigsten einen der vier Parameter Tonalität, Lautstärke, Stationarität und Nachhallzeit des Schallsignals der Umgebung eine besonders detaillierte Anpassung der Frequenzverzerrung an das Schallsignal der Umgebung hinsichtlich der zu erwartenden Wahrnehmung des Ausgangsschallsignals durch den Benutzer.
  • Bevorzugt wird der wenigstens eine Parameter der Frequenzverzerrung zusätzlich in Abhängigkeit von einer Gesamtverstärkung und/oder einem frequenzbandabhängigen Verstärkungsfaktor der Signalverarbeitung vorgegeben. Das Einbeziehen der Signalverarbeitung in die Abstimmung der Frequenzverzerrung durch den wenigstens einen Parameter bietet hierbei den Vorteil, insbesondere Frequenzbänder bestimmen zu können, in welchen die Bildung von Kammfiltereffekten in Folge der jeweiligen Verstärkung oder Absenkung besonders wahrscheinlich bzw. unwahrscheinlich sind.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass anhand der Klassifikation der Hörsituation bzw. anhand des wenigstens einen der vier Parameter Tonalität, Lautstärke, Stationarität und Nachhallzeit ein Kammfilter-Parameter ermittelt wird, welcher einen Wahrscheinlichkeitswert für ein Auftreten und/oder eine Intensität eines Kammfiltereffektes angibt, wobei der wenigstens eine Parameter der Frequenzverzerrung zusätzlich in Abhängigkeit des Kammfilter-Parameters vorgegeben wird. Wird hierbei nur eine Hörsituation klassifiziert oder nur wenigstens einer der genannten Parameter für das Schallsignal der Umgebung ermittelt, so wird der Kammfilter-Parameter entsprechend der jeweils vorliegenden Information ermittelt. Finden sowohl eine Klassifikation der Hörsituation als auch ein Ermitteln des wenigsten einen der vier genannten Parameter für das Schallsignal der Umgebung statt, so wird der Kammfilter-Parameter bevorzugt in Abhängigkeit der vollständigen vorliegenden Information ermittelt.
  • Das Ermitteln des Kammfilter-Parameters kann dabei insbesondere iterativ erfolgen, wobei zunächst für den wenigstens einen Parameter der Frequenzverzerrung ein vorläufiger Wert vorgegeben wird, und anhand dieses vorläufigen Wertes zusammen mit der weiteren vorliegenden Informationen der Kammfilter-Parameter bei einem Anwenden der Frequenzverzerrung mit dem vorläufigen Wert ermittelt wird. Der endgültige Wert für den wenigstens einem Parameter der Frequenzverzerrung wird dann in Abhängigkeit dieses so ermittelten Kammfilter-Parameters vorgegeben. Die Vorgabe des wenigstens einen Parameters der Frequenzverzerrung in Abhängigkeit eines derart beschaffenen Kammfilter-Parameters erlaubt es, anhand der zur Verfügung stehenden Wahrscheinlichkeit und potentiellen Intensität eines Kammfiltereffektes, vorzugsweise aufgelöst über einzelne Frequenzbänder, die Vorgabe in einem auch von weiteren Kenngrößen oder Parametern abhängenden Optimierungsverfahren durchzuführen.
  • Vorzugsweise wird durch die Anwendung der vorgegebenen Frequenzverzerrung auf das erste Zwischensignal ein Ausgangssignal erzeugt, wobei das Ausgangssignal von wenigstens einem Ausgangswandler in ein Ausgangsschallsignal umgewandelt wird. Die Ausgabe des Frequenzverzerrten ersten Zwischensignals als Ausgangssignal, welches unmittelbar in das Ausgangsschallsignal umgewandelt wird, hat den Vorteil, dass für eine optimale Bestimmung der Frequenzverzerrung keine weiteren nachfolgenden Prozesse mehr berücksichtigt werden müssen.
  • Zweckmäßigerweise wird dabei der wenigstens eine Parameter der Frequenzverzerrung zusätzlich in Abhängigkeit einer zu erwartenden akustischen Überlagerung von frequenzverzerrten Signalanteilen des Ausgangsschallsignals mit dem Schallsignal der Umgebung vorgegeben. In einem ähnlichen Maße, in welchem sich durch eine akustische Überlagerung des Ausgangsschallsignals ohne Frequenzverzerrung mit dem Schallsignal der Umgebung Kammfilter-Effekte bilden können, können frequenzverzerrte Signalanteile des Ausgangsschallsignals bei einer akustischen Überlagerung mit dem Schallsignal der Umgebung ebenfalls das Hörempfinden des Benutzers beeinträchtigen, so z. B. bei einer Frequenzverschiebung als Frequenzverzerrung in Form einer Schwebung zwischen den nur geringfügig zueinander frequenzverschobenen Signalanteilen des Ausgangsschallsignals und des Schallsignals der Umgebung. Wird nun beispielsweise anhand der Klassifikation der Hörsituation und/oder des wenigsten einen der vier Parameter Tonalität, Lautstärke, Stationarität und Nachhallzeit des Schallsignals der Umgebung der wenigstens eine Parameter der Frequenzverzerrung als vorläufiger Wert vorgegeben, und ergibt sich aus den vorliegenden Informationen, dass in Folge eines hohen Grades an Tonalität und/oder Stationarität des Schallsignals eine deutlich wahrnehmbare Schwebung zu erwarten ist, so kann dies bei der Vorgabe des wenigstens eine Parameter der Frequenzverzerrung entsprechend berücksichtigt werden, und die Frequenzverzerrung nur für wenige Frequenzbereiche und/oder mit geringerer Intensität erfolgen bzw. ganz abgestellt werden.
  • Als vorteilhaft erweist es sich, wenn der wenigstens eine Parameter der Frequenzverzerrung zusätzlich in Abhängigkeit einer zu erwartenden Überlagerung von frequenzverzerrten Signalanteilen des ersten Zwischensignals mit nicht frequenzverzerrten Signalanteilen des ersten Zwischensignals im Ausgangssignal vorgegeben wird. Insbesondere wenn die Frequenzverzerrung gegeben ist durch eine Frequenzverschiebung, welche nur auf bestimmte Frequenzbänder anzuwenden ist, kann es im Ausgangssignal aufgrund der endlichen Flankensteilheit der Frequenzbandfilter bei einer jeweiligen Teilungsfrequenz zu einer Überlagerung von frequenzverschobenen Signalanteilen mit Signalanteilen ohne Frequenzverschiebung kommen. Gerade bei tonalen Schallsignalen oder im Fall, dass im Bereich einer Teilungsfrequenz eine erhebliche Signalenergie vorliegt, kann dies zu unangenehmen Artefakten führen. Insbesondere kann somit der Frequenzgang des Eingangssignals bei der Vorgabe des wenigstens eine Parameter der Frequenzverzerrung entsprechend berücksichtigt werden, und entsprechend Übergange zwischen Frequenzbereichen, in welchen die Frequenzverzerrung angewandt wird, und Frequenzbereichen ohne Frequenzverzerrung so vorgegeben werden, dass an den Übergängen eine relativ geringe Signalenergie vorliegt, um die Bildung von Artefakten an den Übergängen zu unterbinden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der wenigstens eine Parameter der Frequenzverzerrung vorgegeben durch eine Funktion einer Änderung einer Ausgangsfrequenz in Abhängigkeit von einer Eingangsfrequenz. Auf diese Weise lässt sich die Frequenzverzerrung besonders umfassend charakterisieren, und insbesondere auf die vorliegende akustische Situation besonders genau Abstimmen.
  • Günstigerweise wird dabei als Frequenzverzerrung eine Frequenzverschiebung angewandt, wobei der wenigstens eine Parameter durch den Träger der Funktion und/oder den Wert der Frequenzverschiebung vorgegeben wird. Eine Frequenzverschiebung als Frequenzverzerrung lässt sich in der beschriebenen Form besonders einfach realisieren, da lediglich mittels eines Filters der Frequenzbereich zu implementieren ist, in welchem die Frequenzverschiebung anzuwenden ist, und die Frequenzverschiebung um einen konstanten Betrag erfolgt. Üblicherweise ist der Frequenzbereich, in welchem die Frequenzverschiebung anzuwenden ist, also der Träger der Funktion, zusammenhängend oder halboffen, sodass auch besagter Filterprozess ohne einen nennenswerten Mehraufwand implementierbar ist.
  • In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das frequenzverzerrte erste Zwischensignal einer Rückkopplungsschleife hinzugeführt, wobei in der Rückkopplungsschleife aus dem frequenzverzerrten ersten Zwischensignal ein zweites Zwischensignal abgeleitet wird, und wobei das zweite Zwischensignal dem Eingangssignal zur Unterdrückung einer akustischen Rückkopplung hinzugefügt wird. Als frequenzverzerrtes erste Zwischensignal ist hierbei insbesondere das vollständige resultierende Signal nach Anwendung der Frequenzverzerrung auf das erste Zwischensignal, also einschließlich aller frequenzverzerrten und nicht frequenzverzerrten Signalanteile, umfasst. Die akustische Rückkopplung erfolgt hierbei insbesondere durch ein Einkoppeln eines Ausgangsschallsignals des Hörgerätes in den Eingangswandler, sodass Signalanteile des Ausgangsschallsignals durch die Signalverarbeitung erneut verstärkt werden. Bevorzugt wird das aus dem Eingangssignal und dem zweiten Zwischensignal resultierende Signal unmittelbar der Signalverarbeitung zugeführt. Das Auftreten von akustischen Rückkopplungen ist für Hörgeräte ein generelles häufig wiederkehrendes Problem, wobei zu einer besseren Unterdrückung der akustischen Rückkopplung gerade bei besonders tonalen Schallsignalen das zweite Schallsignal bevorzugt vom Eingangssignal zu dekorrelieren ist, um die Bildung von Artefakten zu verhindern. Eine derartige Dekorrelierung kann insbesondere durch die vorliegende Frequenzverzerrung erreicht werden.
  • Bevorzugt wird dabei der wenigstens eine Parameter der Frequenzverzerrung zusätzlich in Abhängigkeit der zu unterdrückenden akustischen Rückkopplung vorgegeben. Liegt beispielsweise ein besonders tonales Schallsignal vor, so kann es für das Hörempfinden des Benutzers a priori vorteilhaft sein, den Anwendungsbereich und/oder die Intensität der Frequenzverzerrung eher gering zu wählen, und dafür die bei tonalen Signale oftmals nicht als kritisch empfunden Kammfiltereffekte in Kauf zu nehmen. Tritt jedoch nun eine akustische Rückkopplung auf, so kann entgegen der eigentlichen Vorgaben, welche gemäß der Klassifikation der Hörsituation und/oder für das Schallsignal der Umgebung getroffen wurden, dennoch eine Frequenzverzerrung von Vorteil sein, um die akustische Rückkopplung besonders wirksam unterdrücken zu können, da sonst auftretende Pfeiftöne für das Hörempfinden des Benutzers noch nachteilhafter wären.
  • In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird durch einen Signalempfänger des Hörgeräts ein einem Audiosignal entsprechendes Datensignal empfangen, wobei der wenigstens eine Parameter der Frequenzverzerrung zusätzlich in Abhängigkeit des Audiosignals vorgegeben wird. Unter einem Signalempfänger sind dabei insbesondere eine Antennenvorrichtung, welche zum Empfang eines elektromagnetischen Übertragungssignals eingerichtet ist, und eine sog. "Telecoil" umfasst, welche zum Empfang eines induktiven Übertragungssignals eingerichtet ist. Als das einem Audiosignal entsprechendes Datensignal ist hierbei insbesondere ein elektromagnetisches der induktives Signal umfasst, in welchem gemäß einem entsprechenden Protokoll das Audiosignal codiert ist, sodass nach einem Empfang des Datensignals durch den Signalempfänger und nach einer anschließenden Dekodierung des Datensignals die akustische Information des Audiosignals im Hörgerät zur Verfügung steht. Dies kann insbesondere durch ein Streaming-Signal eines Unterhaltungselektronik-Gerätes, z.B. via Bluetooth o.ä., der Fall sein.
  • Für die Vorgabe des wenigstens einen Parameters der Frequenzverzerrung in zusätzlicher Abhängigkeit des Audiosignals kann dabei für das Audiosignal insbesondere wenigstens einer der vier Parameter Tonalität, Lautstärke, Stationarität und Nachhallzeit und/oder eine Zeitdifferenz zwischen dem Audiosignal und dem Eingangssignal ermittelt werden. Wird beispielsweise beim Fernsehen unter Verwendung eines Streaming-Signals des Fernsehers für das Hörgerät bei gleichzeitiger Verwendung der Lautsprecher des Fernsehers festgestellt, dass das im Streaming-Signal codierte Audiosignal zu einem Zeitpunkt nur geringe tonale Komponenten aufweist, so werden die Parameter der Frequenzverzerrung auf die zwischen dem Audiosignal und dem das Lautsprechersignal des Fernsehers beinhaltende Eingangssignal auftretende Signalverzögerung abgestimmt, z.B. über einen Betrag und einen Anwendungsbereich einer Frequenzverschiebung als Frequenzverzerrung.
  • Wird zu einem späteren Zeitpunkt eine höhere Tonalität im Audiosignal festgestellt, können die Parameter der Frequenzverzerrung entsprechend verändert werden, wobei auch dem Umstand Rechnung getragen werden kann, dass das Eingangssignal noch viele weitere Schallsignale zusätzlich zum im Streaming-Signal bzw. allgemein in einem Datensignal codierten Audiosignal umfassen kann, z.B. Hintergrundrauschen, welche unabhängig vom Audiosignal in oben beschriebener Weise zu Kammfiltereffekten im Hörgerät führen können.
  • Die Erfindung nennt weiter ein Hörgerät mit wenigsten einen Eingangswandler, wenigstens einen Ausgangswandler und einer Steuereinheit, welche zur Durchführung des vorgeschriebenen Verfahrens eingerichtet ist. Die für das Verfahren und seine Weiterbildungen angegebenen Vorteile können dabei sinngemäß auf das Hörgerät übertragen werden.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen jeweils schematisch:
    • FIG. 1
    in einem Diagramm jeweils den Frequenzgang für ein Schallsignal, für ein entsprechendes Ausgangsschallsignal eines Hörgerätes sowie für das überlagerte Schallsignal mit Kammfiltereffekten,
    FIG. 2
    in einem Blockdiagramm ein Verfahren zum möglichen Betrieb eines Hörgerätes, wobei Kammfilter-Effekte möglichst unterdrückt werden, und
    FIG. 3
    in einem Diagramm jeweils den Frequenzgang für das Schallsignal, das Ausgangsschallsignal und das überlagerte Schallsignal bei Anwendung des Verfahrens nach FIG. 2.
  • Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • In FIG. 1 ist schematisch in einem Diagramm der Frequenzgang für ein direktes Schallsignal 2 (gestrichelte Linie), für ein verstärktes Ausgangsschallsignal 4 eines Hörgerätes (gepunktete Linie) und ein überlagertes Schallsignal 6 (durchgezogene Linie) dargestellt, indem jeweils der Schallpegel P gegen eine Frequenz f aufgetragen ist. Das direkte Schallsignal 2 wird hierbei durch ein in FIG. 1 nicht näher dargestelltes Hörgerät benutzerspezifisch verstärkt, und durch den Ausgangswandler des Hörgeräts als Ausgangsschallsignal 4 ausgegeben. Infolge der Zeitverzögerung bei der Signalverarbeitung im Hörgerät, welche insbesondere eine Frequenzband abhängige Verstärkung eines Eingangssignals und somit eine frequenzbandweise Filterung dieses Eingangssignals umfasst, überlagern sich das direkte Schallsignal 2 und das Ausgangsschallsignal 4 mit einer Zeitverzögerung.
  • Am überlagerten Schallsignal 6 ist nun ersichtlich, dass bei bestimmten Frequenzen die zeitverzögerte Überlagerung zu konstruktiven Interferenzen 8 führt, was im überlagerten Schallsignal 6 insgesamt zu einem erhöhten Schallpegel führt. Andererseits führt bei einigen Frequenzen die zeitverzögerte Überlagerung zu destruktiven Interferenzen 10, welche bisweilen gar eine fast vollständige Auslöschung im überlagerten Schallsignal 6 zur Folge haben. Die Maxima für die konstruktive Interferenzen 8 finden sich hierbei jeweils bei ganzzahligen Vielfachen derjenigen Frequenz, welche der reziproken Zeitverzögerung im Hörgerät entspricht, die Minima der destruktiven Interferenzen 10 jeweils bei halbzahligen Vielfachen dieser Frequenz. Je nach Frequenzgang des Schallsignals 2, der benutzerspezifischen Verstärkung zur Erzeugung des Ausgangsschallsignals 4 sowie der auftretenden Zeitverzögerung können die auftretenden Kammfiltereffekte vom Benutzer des Hörgerätes als sehr unangenehm wahrgenommen werden.
  • In FIG. 2 ist schematisch in einem Blockdiagramm ein Verfahren 20 dargestellt, mit welchem im Betrieb eines Hörgerätes 22 für den Benutzer ein durch Kammfiltereffekte bedingtes negatives Hörempfinden möglichst unterbunden werden soll. Ein Eingangswandler 24, welcher im vorliegenden Fall gegeben ist, durch ein Mikrofon, erzeugt aus dem Schallsignal 2 der Umgebung ein Eingangssignal 26. Eine mögliche lineare Vorverstärkung des Eingangssignals 26 sei hierbei bereits im Eingangswandler 24 inkorporiert. Anhand des Eingangssignals 26 wird nun eine Klassifikation 28 der Hörsituation durchgeführt, in welcher sich der Benutzer des Hörgerätes 22 gerade befindet. Als Hörsituationen kommen hierbei beispielsweise ein Gespräch ohne Hintergrundgeräusche, ein Gespräch mit Hintergrundgeräuschen, das Hören von Musik, Fahren im Auto, mehrere von erheblichen Hintergrundrauschen überlagerte Gespräche gleichzeitig (sogenannte "Cocktail-Party"-Hörsituation) usw. in Betracht.
  • Weiter werden anhand des Eingangssignals 26 Parameter 30 ermittelt, anhand derer für das Schallsignal 2 Aussagen über dessen Tonalität, Lautstärke, Stationarität und Nachhallzeit möglich sind. Nach der Klassifikation 28 der Hörsituation und der Bestimmung der Parameter 30 wird das Eingangssignal 26 einer Signalverarbeitungseinheit 32 zugeführt, in welcher die für das Hörgerät 22 übliche, benutzerspezifische Signalverarbeitung 34 anhand der audiologischen Anforderungen des Benutzers erfolgt. Die Signalverarbeitung 34 umfasst dabei insbesondere eine Zerlegung des Eingangssignals 26 in verschieden Frequenzbänder, eine Verstärkung des Eingangssignals 26 mit frequenzbandabhängigen Verstärkungsfaktoren, sowie frequenzbandabhängige Prozesse zur Rauschunterdrückung, welche ebenfalls von der Klassifikation 28 der Hörsituation abhängen können. Die Signalverarbeitungseinheit 32 gibt nun ein erstes Zwischensignal 36 aus, auf welches in noch zu beschreibender weise eine Frequenzverzerrung 38 angewandt wird. Hierdurch wird ein Ausgangssignal 40 erzeugt welches von einem Ausgangswandler 42 des Hörgerätes 22 in das Ausgangsschallsignal 4 umgewandelt wird. Im vorliegenden Fall ist der Ausgangswandler 42 gegeben durch einen Lautsprecher.
  • Überdies weist das Hörgerät 22 ein Signalempfänger 43 zum Empfang eines Datensignals 44, auf, in welchem ein Audiosignal 45 codiert ist. Der Signalempfänger 43 kann hierbei z.B. gegeben sein durch eine Antennenvorrichtung, das Datensignal 44 beispielsweise durch ein Bluetooth-Signal. Das Audiosignal 45 kann dabei aus dem Datensignal 44 noch durch einen eigens dazu eingerichteten Prozessor des Signalempfängers 43 decodiert werden. Alternativ dazu kann das Audiosignal 45 auch erst in der Signalverarbeitungseinheit 32 aus dem Datensignal 44 decodiert werden. Das Audiosignal 45 wird, falls vorhanden, von der Signalverarbeitungseinheit 32 verarbeitet, und geht in das erste Zwischensignal 36 ein.
  • Zur Unterdrückung einer möglichen akustischen Rückkopplung 46, welche durch eine erneute Einkopplung des Ausgangsschallsignals 4 in den Eingangswandler 24 auftreten kann, wird das Ausgangssignal 40 zudem in eine Rückkopplungsschleife 48 abgezweigt. In der Rückkopplungsschleife 48 wird durch ein adaptives Filter 50 ein zweites Zwischensignal 52 vom Ausgangssignal 40 abgeleitet, welches dem Eingangssignal 26 zur Kompensation der akustischen Rückkopplung 46 zugeführt wird. Das um das zweite Zwischensignal 52 kompensierte Eingangssignal 26 wird dabei als Fehlersignal 54 den adaptiven Filter 50 als weitere Eingangsgröße zugeführt.
  • Vorliegend ist die Frequenzverzerrung 38 gegeben durch eine Frequenzverschiebung, welche oberhalb einer Teilungsfrequenz ft das erste Zwischensignal 36 konstant um einen festen Betrag Δ verschiebt. Für die Bestimmung der Teilungsfrequenz ft und des Betrages Δ der Verschiebung wird nun anhand der Klassifikation 28 der Hörsituation sowie der Parameter 30 über die Tonalität, Lautstärke, Stationarität und Nachhallzeit des Schallsignals 2 der Umgebung zunächst ein Kammfilter-Parameter 56 ermittelt, welcher in der vorliegenden Hörsituation und zu den vorliegenden Parametern 30 die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines Kammfiltereffektes sowie dessen mögliche Intensität angibt.
  • Für die Bestimmung der Teilungsfrequenz ft und des Betrages Δ der Verschiebung kann nun einerseits berücksichtigt werden, dass die Frequenzverschiebung das Ausgangsschaiisignal 4 vom Schallsignal 2 der Umgebung dekorreliert, was prinzipiell die Bildung von Kammfiltereffekten unterdrückt. Ebenso kann diese dekorrelierende Wirkung Auswirkungen auf die Unterdrückung der akustischen Rückkopplung 46 haben, weswegen die Teilungsfrequenz ft und der Betrag Δ der Verschiebung auch in Abhängigkeit der zu unterdrückenden akustischen Rücckopplung 46 mit vorgegeben werden können, beispielsweise durch entsprechende Korrelationsmessungen im adaptiven Filter 50. Insbesondere können für die Bestimmung der Teilungsfrequenz ft und des Betrages Δ der Verschiebung der Frequenzverschiebung auch die Parameter 30, welche das Schallsignal 2 der Umgebung charakterisieren, derart mit einbezogen werden, dass mögliche Schwebungen, welche zwischen dem Schallsignal 2 und dem Ausgangsschallsignal 4 auftreten können, mit berücksichtigt werden.
  • Zudem können noch signalinterne Überlagerungen von Signalanteilen, auf welche die Frequenzverschiebung angewandt wurde, mit solchen Signalanteilen, welche aus dem unveränderten ersten Zwischensignal 36 bestehen, im Ausgangssignal 40 mitberücksichtigt werden. Konkret bedeutet dies, dass insbesondere die Teilungsfrequenz ft bevorzugt so zu legen ist, dass derartige Überlagerung der Signalanteile in Folge von endlicher Steilheit der verwendeten Filter möglichst geringe Auswirkungen im Ausgangssignal 40 aufweisen. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Teilungsfrequenz ft in ein Frequenzband mit einer besonders geringen Signalenergie gelegt wird. Die abschließende Bestimmung der Teilungsfrequenz ft und des Betrages Δ der Verschiebung kann dann somit in einem Optimierungsprozess mehrerer Variablen erfolgen, welche anhand der vorliegenden Hörsituation, der durch die Parameter 30 bestimmten Klangeigenschaften des Schallsignals 2, einer möglichen akustischen Rückkopplung 46 sowie mögliche Überlagerungen der einzelnen Signalanteile entsprechend priorisiert durchzuführen ist. Hierbei kann beispielsweise zunächst einer effizienten Unterdrückung der akustischen Rückkopplung 46 die höchste Priorität eingeräumt werden, und anschließend vornehmlich in Abhängigkeit der Hörsituation und der Tonalität, welche für das Schallsignal 2 festgestellt wurde, die Frequenzverschiebung so eingestellt werden, dass für besonders tonale Schallsignale 2 möglichst Schwebungen zu vermeiden sind und die Frequenzverschiebung entsprechend geringer ausfällt, während für besonders breitbandige, atonale Signale das Auftreten von Kammfiltereffekten zu vermeiden ist, und demnach die Teilungsfrequenz ft bereits in einem niedrigen Frequenzbereich gewählt werden sollte. Die endgültige Bestimmung der Teilungsfrequenz ft kann dann in Abhängigkeit der Signalenergien einzelner Frequenzbänder des bereits vorgegebenen Frequenzbereiches bestimmt werden, um die Auswirkungen von Überlagerungen frequenzverschobener Signalanteile mit nicht frequenzverschobenen Signalanteilen im Ausgangssignal zu minimieren.
  • In FIG. 3 ist, vergleichbar der FIG. 1, jeweils der Frequenzgang für das direkte Schallsignal 2 (gestrichelte Linie), für das Ausgangsschallsignal 4 (gepunktete Linie) und für das überlagerte Schallsignal 6 (durchgezogene Linie) dargestellt. Hierbei wurde bei der Bildung des Ausgangsschallsignals 4 das Verfahren 20 nach FIG. 2 angewandt. Erkennbar ist nun, dass das relativ breitbandige atonale Schallsignal 2 nun bei der Überlagerung mit dem Ausgangsschallsignal 4 nicht mehr zum Auftreten von Kammfiltereffekten führt.
    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, welcher durch die angehängten Ansprüche definiert ist, zu verlassen.
    • Bezugszeichenliste
    • 2
    Schallsignal der Umgebung
    4
    Ausgangsschallsignal
    6
    überlagertes Schallsignal
    8
    konstruktive Interferenz
    10
    destruktive Interferenz
    20
    Verfahren
    22
    Hörgerät
    24
    Eingangswandler
    26
    Eingangssignal
    28
    Klassifikation
    30
    Parameter
    32
    Signalverarbeitungseinheit
    34
    Signalverarbeitung
    36
    erstes Zwischensignal
    38
    Frequenzverzerrung/-verschiebung
    40
    Ausgangssignal
    42
    Ausgangswandler
    43
    Signalempfänger
    44
    Datensignal
    45
    Audiosignal
    46
    akustische Rückkopplung
    48
    Rückkopplungsschleife
    50
    adaptives Filter
    52
    zweites Zwischensignal
    54
    Fehlersignal
    56
    Kammfilter-Parameter
    ft
    Teilungsfrequenz
    Δ
    Betrag der Frequenzverschiebung

Claims (11)

  1. Verfahren (20) zum Betrieb eines Hörgerätes (22), welches wenigstens einen Eingangswandler (24) und wenigstens einen Ausgangswandler (42) umfasst,
    wobei durch den wenigstens einen Eingangswandler (24) aus einem Schallsignal (2) der Umgebung ein Eingangssignal (26) erzeugt wird,
    wobei anhand des Eingangssignals (26) eine Klassifikation (28) einer Hörsituation der Umgebung erfolgt und/oder für das Schallsignal (2) der Umgebung wenigstens einer der vier Parameter (30) Tonalität, Lautstärke, Stationarität und Nachhallzeit ermittelt werden,
    wobei in Abhängigkeit vom Eingangssignal (26) mittels einer Signalverarbeitung (32) ein erstes Zwischensignal (36) erzeugt wird,
    wobei anhand der Klassifikation (28) der Hörsituation bzw. anhand von wenigstens einem der vier Parameter (30) Tonalität, Lautstärke, Stationarität und Nachhallzeit wenigstens ein Parameter (ft, Δ) einer Frequenzverzerrung (38) vorgegeben wird, und
    wobei die derart vorgegebene Frequenzverzerrung (38) auf das erste Zwischensignal (36) angewandt wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - anhand der Klassifikation (28) der Hörsituation bzw. anhand des wenigstens einen der vier Parameter (30) Tonalität, Lautstärke, Stationarität und Nachhallzeit ein Kammfilter-Parameter (56) ermittelt wird, welcher einen Wahrscheinlichkeitswert für ein Auftreten und/oder eine Intensität eines Kammfiltereffektes angibt, und
    - der wenigstens eine Parameter (ft, Δ) der Frequenzverzerrung (38) zusätzlich in Abhängigkeit des Kammfilter-Parameters (56) vorgegeben wird.
  2. Verfahren (20) nach Anspruch 1,
    wobei der wenigstens eine Parameter (ft, Δ) der Frequenzverzerrung (38) zusätzlich in Abhängigkeit von einer Gesamtverstärkung und/oder einem frequenzbandabhängigen Verstärkungsfaktor der Signalverarbeitung (32) vorgegeben wird.
  3. Verfahren (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei durch die Anwendung der vorgegebenen Frequenzverzerrung (38) auf das erste Zwischensignal (36) ein Ausgangssignal (40) erzeugt wird, und
    wobei das Ausgangssignal (40) vom wenigstens einen Ausgangswandler (42) in ein Ausgangsschallsignal (4) umgewandelt wird.
  4. Verfahren (20) nach Anspruch 3,
    wobei der wenigstens eine Parameter (ft, Δ) der Frequenzverzerrung (38) zusätzlich in Abhängigkeit einer zu erwartenden akustischen Überlagerung von frequenzverzerrten Signalanteilen des Ausgangsschallsignals (4) mit dem Schallsignal (2) der Umgebung vorgegeben wird.
  5. Verfahren (20) nach Anspruch 3 oder Anspruch 4,
    wobei der wenigstens eine Parameter (ft, Δ) der Frequenzverzerrung (38) zusätzlich in Abhängigkeit einer zu erwartenden Überlagerung von frequenzverzerrten Signalanteilen des ersten Zwischensignals (36) mit nicht frequenzverzerrten Signalanteilen des ersten Zwischensignals (36) im Ausgangssignal (40) vorgegeben wird.
  6. Verfahren (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei der wenigstens eine Parameter (ft, Δ) der Frequenzverzerrung (38) gegeben ist durch eine Funktion einer Änderung einer Ausgangsfrequenz in Abhängigkeit von einer Eingangsfrequenz.
  7. Verfahren (20) nach Anspruch 6,
    wobei als Frequenzverzerrung (38) eine Frequenzverschiebung angewandt wird, und dabei der wenigstens eine Parameter (ft, Δ) gegeben ist durch den Träger der Funktion und/oder den Wert (Δ) der Frequenzverschiebung.
  8. Verfahren (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei das frequenzverzerrte erste Zwischensignal (40) einer Rückkopplungsschleife (48) zugeführt wird,
    wobei in der Rückkopplungsschleife (48) aus dem frequenzverzerrten ersten Zwischensignal (40) ein zweites Zwischensignal abgeleitet wird, und
    wobei das zweite Zwischensignal (52) dem Eingangssignal (26) zur Unterdrückung einer akustischen Rückkopplung (46) hinzugefügt wird.
  9. Verfahren (20) nach Anspruch 8,
    wobei der wenigstens eine Parameter (ft, Δ) der Frequenzverzerrung (38) zusätzlich in Abhängigkeit der zu unterdrückenden akustischen Rückkopplung (46) vorgegeben wird.
  10. Verfahren (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei durch einen Signalempfänger (43) des Hörgeräts (22) ein einem Audiosignal (45) entsprechendes Datensignal (44) empfangen wird, und
    wobei der wenigstens eine Parameter (ft, Δ) der Frequenzverzerrung (38) zusätzlich in Abhängigkeit des Audiosignals (45) vorgegeben wird.
  11. Hörgerät (22) mit wenigstens einem Eingangswandler (24), wenigstens einem Ausgangswandler (42) und einer Steuereinheit, welche zur Durchführung des Verfahrens (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.
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