EP3726853A1 - Verfahren zur direktionalen signalverarbeitung für ein hörgerät - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for directional signal processing for a hearing aid, a first input signal being generated from a sound signal of the surroundings by a first input transducer of the hearing aid, a second input signal being generated from the sound signal of the surroundings by a second input transducer of the hearing aid of the first input signal and a first directional signal is generated based on the second input signal, which has a relative attenuation in the direction of a first useful signal source of the environment, wherein based on the first input signal and based on the second input signal, a second directional signal is generated, which in the direction of a second useful signal source of the Environment has a relative attenuation, wherein a source-sensitive directional signal is generated on the basis of the first directional signal, the second directional signal and the relative gain parameter.
- ambient sound is converted into an input signal by means of at least one input transducer, which is processed and also amplified in a frequency band-specific manner and in particular individually tailored to the wearer as a function of the wearer's hearing impairment to be corrected.
- the processed signal is converted into an output sound signal via an output transducer of the hearing aid, which is sent to the wearer's hearing.
- automatic volume control automatic gain control
- dynamic compression are often applied to the input signal or to an already preprocessed intermediate signal, in which the input signal is usually only amplified linearly up to a certain limit value , and above the limit a lower gain is applied in order to compensate for level peaks of the input signal. This is intended in particular to prevent sudden, loud sound events from leading to an output sound signal that is too loud for the wearer due to the additional amplification in the hearing aid.
- Such an AG with integrated dynamic compression initially reacts to sound events regardless of their direction. If the wearer of a hearing aid is in a complex hearing situation, e.g. In a conversation with several conversation partners, a conversation partner can e.g. trigger the compression with a short scream or loud laugh, which noticeably reduces the contributions of another person in the conversation, which can affect the wearer's intelligibility.
- the invention is based on the object of specifying a method for signal processing in a hearing aid which, in particular in connection with AGC and dynamic compression, is also suitable for complex hearing situations.
- a method for directional signal processing for a hearing aid a first input signal being generated from a sound signal from the surroundings by a first input transducer of the hearing aid, a second input signal being generated from the sound signal from the surroundings by a second input transducer of the hearing aid is generated, using the first input signal and the second input signal, a first calibration directional signal is generated, which has a relative attenuation in the direction of a first useful signal source of the environment, a second calibration directional signal is generated based on the first input signal and the second input signal , which has a relative attenuation in the direction of a second useful signal source of the environment, a relative gain parameter being determined on the basis of the first calibration directional signal and the second calibration directional signal
- a first processing directional signal and a second processing directional signal are generated on the basis of both the first input signal and the second input signal, wherein on the basis of the first processing directional signal, a source-sensitive directional signal is generated from the second processing directional
- An input transducer in this case includes in particular an electroacoustic transducer which is set up to generate a corresponding electrical signal from a sound signal.
- preprocessing can also take place when the first or second input signal is generated by the respective input transducer, e.g. in the form of a linear pre-amplification and / or an A / D conversion.
- the generation based on the first and the second calibration directional signal based on the first and the second input signal preferably includes that the signal components of the first and the second input signal are included directly in the respective calibration directional signal, and thus in particular not the first and second input signals both at the same time only for the generation of control parameters or the like. which are applied to signal components of other signals. At least the signal components of the first input signal, and particularly preferably also the signal components of the second input signal, are preferably included linearly in the first calibration directional signal. The same applies preferably to the second calibration directional signal.
- the first and the second calibration directional signal can in particular be formed on the basis of intermediate signals which are each generated on the basis of the first and the second input signal.
- a directed first intermediate signal can be formed from the first and the second input signal, as well as a directed second intermediate signal, the directional characteristics of the first and second intermediate signals preferably being symmetrical to one another, e.g. as cardioid and anti-cardioid.
- the first calibration directional signal can then be generated from the first and the second intermediate signal using adaptive directional microphones in such a way that the adaptive directional microphone, as required, causes a relative attenuation in the direction of the first useful signal source. The same applies to the second calibration directional signal.
- a relative attenuation of the first or second calibration directional signal is to be understood here in particular as meaning that the relevant directional characteristic in the direction of the respective useful signal has a sensitivity which is reduced compared to the sensitivity averaged over all directions, and in particular a local, preferably a global one Has minimum.
- the relative gain parameter is preferably to be generated on the basis of the first and the second calibration directional signal in such a way that with a corresponding superimposition of the signal components of the first and the second calibration directional signal, weighted with the relative gain parameter, an output signal resulting from such superimposition is as large as possible a common AGC can be controlled and in particular via a common dynamic compression, and for this purpose the signal components arriving from at least two directions are taken into account and weighted as optimally as possible.
- the relative gain parameter can then in particular be used for superimposing the first processing directional signal with the second processing directional signal.
- the first and the second processing directional signal are preferably generated using the same intermediate signals as the first and the second calibration directional signal.
- a further, preferably common degree of freedom for example in the form of an additional adaptation parameter or the like, can be added to both the first and the second intermediate signal when the processing directional signals are generated. which is not present in the calibration directional signals.
- Such an additional degree of freedom allows the sensitivity of the directional characteristic of the source-sensitive directional signal in the direction of a variation of said adaptation parameter, in particular as a function of the relative gain parameter set both the first and the second useful signal source, which enables a subsequent treatment of the source-sensitive directional signal or the output signal generated from it via an AGC and a corresponding dynamic compression in a manner that takes into account the two useful signals of the useful signal sources mentioned.
- the degree of freedom required for this can also be introduced into a superposition of the two processing directional signals, for example in the form of a complex-valued superimposition parameter when generating the source-sensitive directional signal.
- the first and the second calibration directional signal are preferably determined in such a way that the sound events of a useful signal source (such as e.g. speech contributions from one conversation partner) are emphasized as much as possible and the sound events from a further useful signal source (e.g. speech contributions from another conversation partner) are suppressed as far as possible, with the two calibration Directional signals the roles of the sound events to be suppressed and emphasized are reversed.
- a useful signal source such as e.g. speech contributions from one conversation partner
- a further useful signal source e.g. speech contributions from another conversation partner
- the relative amplification parameter is now preferably determined in such a way that a corresponding superimposition of the two calibration directional signals - for example, an overlay of the first calibration directional signal with the second calibration directional signal, which is weighted with the relative amplification parameter - as a result the described suppression and highlighting of the respective sound events can be controlled by a common AGC value, it being possible to avoid excessive influences on a sound event by the other sound event in the superimposed signal.
- the source-sensitive directional signal from which the output signal is possibly generated by additional signal processing, is not generated from a superimposition of the two calibration directional signals, but based on the two processing directional signals. This is done for the reason that superimposing the two calibration directional signals for further processing could lead to the direction of maximum attenuation of the superimposed signal fluctuating in a wider angular range of up to 90 ° as a function of the sound events of the useful signal sources, as e.g. can occur with adaptive directional microphone. In particular, this direction no longer coincides with the direction of one of the useful signal sources.
- the two processing directional signals can now be used to introduce an additional degree of freedom depending on the relative gain parameter determined using the calibration directional signals, whereby the direction of the maximum attenuation can be stabilized in the source-sensitive directional signal.
- a sudden change in the sound of a useful signal source, via a corresponding change in the relative gain parameter and a different weighting of the two processing directional signals resulting therefrom, means that the signal contributions of the other useful signal source in the source-sensitive directional signal do not or not from this change in an AGC with dynamic compression are only minimally affected.
- a third input signal can preferably be generated by a third input transducer of the hearing aid, so that a total of three calibration directional signals are generated on the basis of the present input signals, each having a relative attenuation in the direction of another of three useful signal sources.
- Two relative gain parameters can then be determined on the basis of the three calibration directional signals so that a superposition of three processing directional signals, which in turn are generated on the basis of the three input signals, takes place on the basis of the two relative gain parameters.
- the method can be extended to systems of an even higher order in the input transducers.
- a first instantaneous gain parameter is advantageously determined based on the first calibration directional signal and a second instantaneous gain parameter is determined based on the second calibration directional signal, the relative gain parameter being determined based on the first instantaneous gain parameter and the second instantaneous gain parameter, in particular as a quotient therefrom.
- the first instantaneous gain parameter and the second instantaneous gain parameter are preferably determined as "isolated" values of an AGC or a dynamic compression for the respective calibration directional signal.
- a first intermediate signal and a second intermediate signal are expediently generated on the basis of both the first input signal and the second input signal. This makes it possible to generate the calibration directional signals and / or the processing directional signals based on adaptive directional microphones, the intermediate signals being used in the adaptive directional microphone.
- the first calibration directional signal preferably has a maximum attenuation in the direction of the first useful signal source and / or the second calibration directional signal has a maximum attenuation in the direction of the second useful signal source. In this way, the influences of the respective useful signals on the respective other calibration directional signal and thus on the relative gain parameter can be minimized particularly effectively.
- the first calibration directional signal is advantageously generated by means of adaptive directional microphones, in particular based on the first and second intermediate signals, and / or the second calibration directional signal is generated by means of adaptive directional microphones, in particular based on the first and second intermediate signals.
- the relevant calibration directional signal on the one hand, has the lowest possible, preferably minimal sensitivity in the direction of one of the two useful signal sources, so that a high, preferably maximum attenuation occurs in this direction, and in the direction of the other useful signal source, the highest possible, preferably maximum sensitivity.
- the first intermediate signal is generated on the basis of a time-delayed superposition of the first input signal with the second input signal implemented by means of a first delay parameter
- the second intermediate signal is generated on the basis of a time-delayed superposition of the second input signal with the second input signal implemented by means of a second delay parameter first input signal is generated.
- the first and second delay parameters can be selected to be identical to each other, and in particular the first intermediate signal with respect to a preferred plane of the hearing aid can be generated symmetrically to the second intermediate signal, the preferred plane being preferably assigned to the frontal plane of the wearer when the hearing aid is worn. Aligning the directional signals in the frontal direction of the wearer facilitates signal processing, since this takes into account the wearer's natural line of sight.
- the first intermediate signal is preferably generated as a forward-directed cardioid directional signal and / or the second intermediate signal is generated as a backward-directed cardioid directional signal.
- a cardioid directional signal can be generated by superimposing the two input signals on one another with the acoustic transit time delay corresponding to the distance between the input transducers. As a result, depending on the sign of this transit time delay in the superposition, the direction of the maximum attenuation lies in the frontal direction (backward directional cardioid signal) or in the opposite direction (forward directional cardioid signal). The direction of maximum sensitivity is opposite to the direction of maximum attenuation. This facilitates further signal processing, since such an intermediate signal is particularly suitable for adaptive directional microphones.
- the first calibration directional signal and the second calibration directional signal are preferably both generated based on both the first intermediate signal and the second intermediate signal.
- the first processing directional signal is generated from the first intermediate signal, and in particular “identical” to it, and / or the second processing directional signal is generated from the second intermediate signal, in particular “identical” to it.
- Generating the first or second processing directional signal from the first or second intermediate signal is to be understood here (and in the following analogously) in particular that apart from the signal components of the said "generating" signal, no signal components of other signals are included in the generated signal . Signal components of other signals are used as control signals for parameters when generating the respective processing directional signal.
- the first processing directional signal is generated identically to the first intermediate signal in that the first intermediate signal is further used as the first processing directional signal for the subsequent method steps. In order to reduce the complexity, it is advantageous if both the calibration directional signals and the processing directional signals are based on the same intermediate signals.
- the first processing directional signal is formed as a first asymmetrical superimposition signal using a time-delayed superposition of the first input signal with the second input signal implemented by means of asymmetrical first weighting factors
- the second processing directional signal is formed using a time-delayed , implemented by means of asymmetrical second weighting factors superposition of the second input signal with the first input signal is formed as a second asymmetrical superposition signal.
- the first input signal E1 is superimposed with the second input signal E2 in accordance with E1 - w1 ⁇ E2 for generating the first processing directional signal, whereby the weighting of the two input signals is not identical but is based on the first asymmetrical weighting factors w1 ( w1 ⁇ 1) dimensioned.
- Such first and second asymmetrical weighting factors w1, w2 (w1, w2 in each case ⁇ 1) can be used to insert an additional degree of freedom in order to fix the direction of maximum attenuation in the source-sensitive directional signal as described above.
- a reference signal strength is determined in the direction of the second useful signal source, in particular on the basis of the first instantaneous gain factor, a derived signal strength in the direction of the first useful signal source being determined on the basis of the relative amplification parameter and the reference signal strength, and based on the derived signal strength is used to determine a complex superimposition parameter for superimposing the first processing directional signal with the second processing directional signal, and the source-sensitive directional signal is generated on the basis of the associated superimposition.
- the additional degree of freedom can be inserted by means of the complex superimposition parameter in order to fix the direction of maximum attenuation in the source-sensitive directional signal as described above.
- a reference signal strength is expediently established in the direction of the second useful signal source, in particular based on the first instantaneous gain factor, with a derived signal strength in the direction of the first useful signal source based on the relative gain parameter and the reference signal strength is determined, and based on the derived signal strength, the asymmetrical first and / or second weighting factors for the first and / or the second asymmetrical superimposition signal are determined, and the source-sensitive directional signal based on the first and / or the second asymmetrical superimposition signal as the first or second Processing directional signal is generated.
- This is a further possibility of inserting an additional degree of freedom in order to fix the direction of maximum attenuation in the source-sensitive directional signal as described above.
- the source-sensitive directional signal is generated on the basis of the first and / or the second asymmetrical superimposition signal, this can also take place by means of a corresponding superimposition by means of a real-valued superimposition parameter.
- the reference signal strength and the derived signal strength for determining the real overlay parameter and the respective asymmetrical weighting factors can be used as the same.
- the invention also calls a hearing system with a hearing aid, which has a first input transducer for generating a first input signal from a sound signal of the environment and a second input transducer for generating a second input signal from the sound signal of the environment, and a control unit which is configured to do the Carry out method according to one of the preceding claims.
- the control unit can be integrated in the hearing aid.
- the hearing system is given directly by the hearing aid.
- a wearer 1 of a hearing aid 2 is shown schematically in a top view, which is in a conversation situation with a first conversation partner 4 and a second conversation partner 8.
- the first interlocutor 4 is positioned with respect to the carrier 1 in a first direction 6, the second interlocutor 8 in a second direction 10 relative to the carrier 1.
- the second interlocutor 8 is the main interlocutor of the carrier 1, the first interlocutor 4 participates in this conversation only participated through a few speech contributions.
- the conversation situation described here is for the upper and lower image of Figure 1 identical.
- a first calibration directional signal 12 is generated by means of adaptive directional microphone such that the same has a maximum and preferably complete attenuation in the first direction 6 in which the first interlocutor 4 is positioned. This means that the speech contributions of the first conversation partner 4 are not recorded by the first calibration directional signal 12.
- a compression factor which is calculated on the basis of the first calibration directional signal 12, consequently reacts with regard to the two useful signal sources 14, 18 which are generated by the first and second conversation partner 4 and 8 are given, only on the latter.
- a first instantaneous gain parameter G1 is determined which, with regard to the signal contributions of the second useful signal source 18 (that is, of the second conversation partner 8), determines the optimal signal gain for each moment and thus implicitly also a corresponding compression ratio.
- a second calibration directional signal 16 is shown, analogously to the figure above, which has a maximum and preferably complete attenuation in the second direction 10, that is to say the direction of the second conversation partner 8. Since the second direction 10 coincides with the frontal direction of the wearer 1, the second calibration directional signal 16 is designed as a backward cardioid directional signal 20.
- the second instantaneous gain parameter G2 determined on the basis of the second calibration directional signal 16 and assigned to it therefore represents the optimal gain with regard to the first conversation partner 4 and in particular an associated compression ratio at every moment.
- the first calibration directional signal 12 is also formed by means of adaptive directional microphone based on a forward cardioid directional signal and based on the backward cardioid directional signal 20, such a linear combination would lead to an output sound signal whose directional characteristic corresponds to that of the first calibration directional signal 12, except that the notch 22 of maximum weakening is shifted away from the first direction 6. On the one hand, this leads to a possibly undesirable, completely "deaf" area away from the first useful signal source 14, which on the other hand, as a result of the dependence of such a linear combination on the Speech contributions of the second interlocutor 8 can also fluctuate in its orientation.
- FIG. 14 is a block diagram of a method for directional signal processing for the hearing aid 2 according to FIG Figure 1 in the situation described there, which is intended in particular to mitigate the level peaks of the two useful signal sources 14, 18 given by the respective interlocutor 4, 8.
- a first input transducer 24 and a second input transducer 26 are arranged in the hearing aid 2 and each generate a first input signal E1 and a second input signal E2 from a sound signal 28.
- the sound signal 28 is the ambient sound, which therefore also contains the contributions from the first conversation partner 4 and the contributions from the second conversation partner 8.
- Possible preprocessing such as A / D, conversion or the like should already be incorporated into the input transducers 24, 26, which also each have a microphone.
- the first input signal E1 is now superimposed with the second input signal E2, which has been delayed by a first delay parameter T1, and a first intermediate signal 34 is formed from this.
- the second input signal E2 is superimposed with the first input signal E1, which has been delayed by a second delay parameter T2, and a second intermediate signal 36 is thereby formed.
- the first calibration directional signal 12 now follows Figure 1 generated by means of an adaptive directional microphone 40 in such a way that the contributions of the first conversation partner 4 in the first calibration directional signal 12 are suppressed to the maximum.
- the first instantaneous amplification parameter G1 determined for the first calibration directional signal 12 thus represents the optimal amplification and compression of the signal contributions of the second conversation partner 8 by means of adaptive directional microphones 42 the second calibration directional signal 16 is generated from the first intermediate signal 34 and the second intermediate signal 36, which maximum suppresses the contributions of the second conversation partner 8. Since the same is in the frontal direction to the carrier 1, as already mentioned, the second calibration directional signal 16 is given by the backward directional cardioid signal 20. However, this situation can also change, so that a change in position of the second interlocutor 8 can also be taken into account by means of the adaptive directional microphone 42.
- the second instantaneous gain parameter G2 is now determined using the second calibration directional signal 16, and a relative gain parameter GR is formed from the latter and the first instantaneous gain parameter G1, which is given by the quotient G2 / G1.
- the relative gain parameter GR would result from the aforementioned linear combination of the first calibration directional signal 12 with the second calibration directional signal 16, each weighted with their corresponding instantaneous gain parameters G1 or G2, if one were to use the first instantaneous gain parameter G1 as the global gain parameter for would use the resulting signal of the linear combination, with the relative gain parameter GR in the first direction 6 producing exactly the correct signal strength for the speech contributions of the first interlocutor 4.
- the first intermediate signal 34 is used as a first processing directional signal Y1 and the second intermediate signal 36 as a second processing directional signal Y2 in the subsequent signal processing steps.
- a source-sensitive directional signal YQ is generated, which can optionally be subjected to further, unspecified signal processing steps 50, such as additional, frequency-band-specific amplification, etc.
- the source-sensitive directional signal YQ thus becomes an output signal 52 is generated, which is converted into an output sound signal 56 by an output converter 54 of the hearing aid 2.
- the output converter 54 can for example comprise a loudspeaker.
- the output sound signal 56 is then fed to the hearing of the wearer 1.
- X ( ⁇ ) the frequency response of the sound signal 28, ⁇ the respective frequency
- A a normalization factor and i the imaginary unit.
- the relative depth D of the notch produced by said attenuation in the directional characteristic of the source-sensitive directional signal YQ as a function of this arc parameter ⁇ is in Fig. 3 shown.
- the dependencies D ( ⁇ ) shown there can be tabulated so that a relationship between a desired notch and the arc parameter sz for a is possible.
- and of the arc parameter ⁇ of a, the relative gain parameter GR which determines the relative attenuation in the directional characteristic of the source-sensitive directional signal YQ (based on said tabulated dependencies on the arc parameter ⁇ of a), and determine the first instantaneous gain parameter G1.
- FIG. 4 is schematically in a block diagram an alternative embodiment of the method for directional signal processing according to FIG Figure 2 shown.
- the determination of the relative gain parameter GR is completely identical to that of in Figure 2 method shown, only the generation of the output signal 52 is changed in the present case.
- the values of the superimposition parameter a and the adjustment parameter m can be selected as a function of the first instantaneous gain parameter G1 and the relative gain parameter GR in such a way that on the one hand the instantaneous overall volume and possibly a resulting compression ratio has the correct value, and on the other hand in the first direction 6 - by equating the same with ⁇ in the corresponding equations - the correct relative attenuation of the speech contributions of the first interlocutor 4 in Figure 1 takes place in order to control the voice signals of both interlocutors 4, 8 via the instantaneous first gain parameter G1.
- is independent of the adaptation parameter m, so that the relative attenuation can be controlled via the latter as a function of the relative gain parameter GR, for example via correspondingly tabulated values.
- the output signal 52 is now generated again.
- the adaptation parameter m unlike in equation (iii), only in one of the two processing directional signals Y1, Y2 (for example in Y2), and the other processing directional signal (e.g. Y1) as the corresponding cardioid directional signal (e.g. the forward 38).
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur direktionalen Signalverarbeitung für ein Hörgerät, wobei durch einen ersten Eingangswandler des Hörgerätes aus einem Schallsignal der Umgebung ein erstes Eingangssignal erzeugt wird, wobei durch einen zweiten Eingangswandler des Hörgerätes aus dem Schallsignal der Umgebung ein zweites Eingangssignal erzeugt wird, wobei anhand des ersten Eingangssignals und anhand des zweiten Eingangssignals ein erstes Richtsignal erzeugt wird, welches in Richtung einer ersten Nutzsignalquelle der Umgebung eine relative Abschwächung aufweist, wobei anhand des ersten Eingangssignals und anhand des zweiten Eingangssignals ein zweites Richtsignal erzeugt wird, welches in Richtung einer zweiten Nutzsignalquelle der Umgebung eine relative Abschwächung aufweist, wobei anhand des ersten Richtsignals, des zweiten Richtsignals und des relativen Verstärkungsparameters ein quellensensibles Richtsignal erzeugt wird.
- In einem Hörgerät wird ein Umgebungsschall mittels wenigstens eines Eingangswandlers in ein Eingangssignal umgewandelt, welches in Abhängigkeit einer zu korrigierenden Hörschwäche des Trägers frequenzbandspezifisch und hierbei insbesondere individuell auf den Träger abgestimmt verarbeitet und dabei auch verstärkt wird. Das verarbeitete Signal wird über einen Ausgangswandler des Hörgerätes in ein Ausgangsschallsignal umgewandelt, welches zum Gehör des Trägers geleitet wird. Im Rahmen der Signalverarbeitung wird dabei auf das Eingangssignal oder auf ein bereits vorverarbeitetes Zwischensignal oftmals eine automatische Lautstärkenregelung ("automatic gain control", AGC) und auch eine Dynamik-Kompression angewandt, bei welcher das Eingangssignal meist nur bis zu einem bestimmten Grenzwert linear verstärkt wird, und oberhalb des Grenzwertes eine geringere Verstärkung angewandt wird, um dadurch Pegelspitzen des Eingangssignals auszugleichen. Dies soll insbesondere verhindern, dass plötzliche, laute Schallereignisse durch die zusätzliche Verstärkung im Hörgerät zu einem zu für den Träger lauten Ausgangsschallsignal führen.
- Eine derartige AG mit integrierter Dynamik-Kompression reagiert hierbei jedoch zunächst auf Schallereignisse unabhängig von ihrer Richtung. Befindet sich der Träger eines Hörgerätes in einer komplexen Hörsituation, z.B. in einem Gespräch mit mehreren Gesprächspartnern, kann ein Gesprächspartner z.B. durch einen kurzen Aufschrei oder lautes Lachen die Kompression auslösen, wodurch die Gesprächsbeiträge eines anderen Gesprächsteilnehmers merklich abgesenkt werden, worunter für den Träger die Verständlichkeit leiden kann.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Signalverarbeitung in einem Hörgerät anzugeben, welches insbesondere in Verbindung mit AGC und Dynamik-Kompression auch für komplexe Hörsituationen geeignet ist.
- Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur direktionalen Signalverarbeitung für ein Hörgerät, wobei durch einen ersten Eingangswandler des Hörgerätes aus einem Schallsignal der Umgebung ein erstes Eingangssignal erzeugt wird, wobei durch einen zweiten Eingangswandler des Hörgerätes aus dem Schallsignal der Umgebung ein zweites Eingangssignal erzeugt wird, wobei anhand des ersten Eingangssignals und anhand des zweiten Eingangssignals ein erstes Kalibrations-Richtsignal erzeugt wird, welches in Richtung einer ersten Nutzsignalquelle der Umgebung eine relative Abschwächung aufweist, wobei anhand des ersten Eingangssignals und anhand des zweiten Eingangssignals ein zweites Kalibrations-Richtsignal erzeugt wird, welches in Richtung einer zweiten Nutzsignalquelle der Umgebung eine relative Abschwächung aufweist, wobei anhand des ersten Kalibrations-Richtsignals und des zweiten Kalibrations-Richtsignals ein relativer Verstärkungsparameter bestimmt wird, wobei jeweils anhand sowohl des ersten Eingangssignals als auch des zweiten Eingangssignals ein erstes Verarbeitungs-Richtsignal sowie ein zweites Verarbeitungs-Richtsignal erzeugt werden, wobei anhand des ersten Verarbeitungs-Richtsignals, des zweiten Verarbeitungs-Richtsignals und des relativen Verstärkungsparameters ein quellensensibles Richtsignal erzeugt wird, und wobei anhand des quellensensiblen Richtsignals ein Ausgangssignal des Hörgerätes erzeugt wird, welches bevorzugt durch einen Ausgangswandler des Hörgerätes in ein Ausgangsschallsignal umgewandelt wird. Vorteilhafte und teils für sich gesehen erfinderische Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
- Unter einem Eingangswandler ist hierbei insbesondere ein elektroakustischer Wandler umfasst, welcher dazu eingerichtet ist, aus einem Schallsignal ein entsprechendes elektrisches Signal zu erzeugen. Insbesondere kann bei der Erzeugung des ersten bzw. zweiten Eingangssignals durch den jeweiligen Eingangswandler auch eine Vorverarbeitung erfolgen, z.B. in Form einer linearen Vorverstärkung und/oder einer A/D-Konvertierung.
- Die Erzeugung anhand des ersten bzw. des zweiten Kalibrations-Richtsignals anhand des ersten und des zweiten Eingangssignals umfasst bevorzugt, dass die Signalanteile des ersten und des zweiten Eingangssignals unmittelbar in das jeweilige Kalibrations-Richtsignal eingehen, und somit insbesondere das erste und das zweite Eingangssignal nicht beide gleichzeitig lediglich für eine Erzeugung von Steuerparametern o.ä. verwendet werden, welche auf Signalanteile anderer Signale angewandt werden. Bevorzugt gehen dabei wenigstens die Signalanteile des ersten Eingangssignals, und besonders bevorzugt auch die Signalanteile des zweiten Eingangssignals, linear in das erste Kalibrations-Richtsignal ein. Vergleichbares gilt bevorzugt auch für das zweite Kalibrations-Richtsignal.
- Das erste und das zweite Kalibrations-Richtsignal können hierbei insbesondere anhand von Zwischensignalen gebildet werden, welche jeweils anhand des ersten und des zweiten Eingangssignals erzeugt werden. So kann beispielsweise anhand des ersten und des zweiten Eingangssignals ein gerichtetes erstes Zwischensignal gebildet werden, und überdies ein gerichtetes zweites Zwischensignal, wobei bevorzugt die Richtcharakteristiken des ersten und des zweiten Zwischensignals zueinander eine Symmetrie aufweisen, z.B. als Kardioid und Anti-Kardioid. Das erste Kalibrations-Richtsignal kann dann anhand von adaptiver Richtmikrofonie aus dem ersten und dem zweiten Zwischensignal derart erzeugt werden, dass durch die adaptive Richtmikrofonie, wie gefordert, eine relative Abschwächung in Richtung der ersten Nutzsignalquelle eintritt. Vergleichbares gilt für das zweite Kalibrations-Richtsignal.
- Unter einer relativen Abschwächung des ersten bzw. zweiten Kalibrations-Richtsignals ist hierbei insbesondere zu verstehen, dass die betreffende Richtcharakteristik in Richtung des jeweiligen Nutzsignals eine Empfindlichkeit aufweist, welche gegenüber der über alle Richtungen gemittelten Empfindlichkeit verringert ist, und insbesondere ein lokales, bevorzugt ein globales Minimum aufweist.
- Der relative Verstärkungsparameter ist anhand des ersten und des zweiten Kalibrations-Richtsignals bevorzugt derart zu erzeugen, dass sich bei einer entsprechenden Überlagerung der Signalanteile des ersten und des zweiten Kalibrations-Richtsignals, gewichtet mit dem relativen Verstärkungsparameter, ein aus einer derartigen Überlagerung resultierendes Ausgangssignal möglichst über eine gemeinsame AGC und insbesondere über eine gemeinsame Dynamik-Kompression gesteuert werden kann, und dafür die aus wenigstens zwei Richtungen auftreffenden Signalanteile möglichst optimal berücksichtigt und gewichtet.
- Der relative Verstärkungsparameter kann dann insbesondere für eine Überlagerung des ersten Verarbeitungs-Richtsignals mit dem zweiten Verarbeitungs-Richtsignal verwendet werden. Bevorzugt werden dabei das erste und das zweite Verarbeitungs-Richtsignal anhand derselben Zwischensignale erzeugt, wie das erste und das zweite Kalibrations-Richtsignal. Insbesondere kann jedoch sowohl dem ersten als auch dem zweiten Zwischensignal bei der Erzeugung der Verarbeitungs-Richtsignale jeweils ein weiterer, bevorzugt gemeinsamer Freiheitsgrad, z.B. in Form eines zusätzlichen Anpassungsparameters o.ä. eingefügt werden, welcher bei den Kalibrations-Richtsignalen nicht vorliegt. Ein derartiger zusätzlicher Freiheitsgrad erlaubt es, über eine Variation des besagten Anpassungsparameters, insbesondere in Abhängigkeit vom relativen Verstärkungsparameter, die Empfindlichkeit der Richtcharakteristik des quellensensiblen Richtsignals in Richtung sowohl der ersten als auch der zweiten Nutzsignalquelle einzustellen, was eine anschließende Behandlung des quellensensiblen Richtsignals oder des hieraus erzeugten Ausgangssignals über eine AGC und eine entsprechende Dynamik-Kompression in einer die beiden Nutzsignale der genannten Nutzsignalquellen berücksichtigenden Weise ermöglicht. Alternativ zum besagten Anpassungsparameter kann der hierfür benötigte Freiheitsgrad jedoch auch in eine Überlagerung der beiden Verarbeitungs-Richtsignale eingeführt werden, z.B. in Form eines komplexwertigen Überlagerungsparameters bei der Erzeugung des quellensensiblen Richtsignals.
- Um nun also bei komplexen Hörsituationen, insbesondere Gespräche mit mehreren Gesprächspartnern, eine AGC und ggf. eine entsprechende Dynamik-Kompression in einem Hörgerät anwenden zu können, ohne dabei einzelne Signale (z.B. Gesprächsbeiträge) infolge der Pegelspitzen eines anderen Schallsignals zu dämpfen, werden vorliegend das erste und das zweite Kalibrations-Richtsignal bevorzugt derart bestimmt, dass dadurch die Schallereignisse einer Nutzsignalquelle (wie z.B. Sprachbeiträge jeweils eines Gesprächspartners) möglichst hervorgehoben und die Schallereignisse einer weiteren Nutzsignalquelle (z.B. Sprachbeiträge eines weiteren Gesprächspartners) möglichst unterdrückt werden, wobei für die beiden Kalibrations-Richtsignale die Rollen der jeweils zu unterdrückenden und hervorzuhebenden Schallereignisse vertauscht sind.
- Anhand dieser beiden Kalibrations-Richtsignale wird nun der relative Verstärkungsparameter bevorzugt derart ermittelt, dass eine entsprechende Überlagerung der beiden Kalibrations-Richtsignale - also z.B. eine Überlagerung des ersten Kalibrations-Richtsignals mit dem zweiten Kalibrations-Richtsignal, welches mit dem relativen Verstärkungsparameter gewichtet ist - infolge der beschriebenen Unterdrückungen und Hervorhebungen der jeweiligen Schallereignisse durch einen gemeinsamen AGC-Wert gesteuert werden kann, wobei im überlagerten Signal übermäßige Beeinflussungen eines Schallereignisses durch das jeweils andere Schallereignis vermiede werden können.
- Nun wird das quellensensible Richtsignal, aus welchem ggf. durch zusätzliche Signalverarbeitung das Ausgangssignal erzeugt wird, nicht aus einer Überlagerung der beiden Kalibrations-Richtsignale erzeugt, sondern anhand der beiden Verarbeitungs-Richtsignale. Dies erfolgt aus dem Grund, dass eine Überlagerung der beiden Kalibrations-Richtsignale für eine Weiterverarbeitung dazu führen könnte, dass die Richtung maximaler Abschwächung des überlagerten Signals in Abhängigkeit der Schallereignisse der Nutzsignalquellen in einem breiteren Winkelbereich von bis zu 90° fluktuiert, wie dies z.B. bei adaptiver Richtmikrofonie auftreten kann. Insbesondere koinzidiert diese Richtung nicht mehr mit der Richtung einer der Nutzsignalquellen.
- Über die beiden Verarbeitungs-Richtsignale kann nun, wie oben beschreiben, ein zusätzlicher Freiheitsgrad in Abhängigkeit des anhand der Kalibrations-Richtsignale ermittelten relativen Verstärkungsparameters eingeführt werden, wodurch im quellensensiblen Richtsignal die Richtung der maximalen Abschwächung stabilisiert werden kann. Eine plötzliche Veränderung im Schall einer Nutzsignalquelle führt nun über eine entsprechende Veränderung des relativen Verstärkungsparameters und eine daraus resultierende andere Gewichtung der beiden Verarbeitungs-Richtsignale dazu, dass die Signalbeiträge der anderen Nutzsignalquelle im quellensensiblen Richtsignal von dieser Veränderung bei einer AGC mit Dynamik-Kompression nicht oder nur minimal betroffen sind.
- Bevorzugt kann durch einen dritten Eingangswandler des Hörgerätes ein drittes Eingangssignal erzeugt werden, sodass anhand der vorliegenden Eingangssignale insgesamt drei Kalibrations-Richtsignale erzeugt werden, welche jeweils in Richtung einer anderen von drei Nutzsignalquellen eine relative Abschwächung aufweisen. Es können dann zwei relative Verstärkungsparameter anhand der drei Kalibrations-Richtsignale ermittelt werden, sodass eine Überlagerung von drei Verarbeitungs-Richtsignalen, die ihrerseits anhand der drei Eingangssignale erzeugt werden, anhand der beiden relativen Verstärkungsparameter erfolgt. Das Verfahren lässt sich auf Systeme noch höherer Ordnung in den Eingangswandlern erweitern.
- Günstigerweise wird anhand des ersten Kalibrations-Richtsignals ein erster instantaner Verstärkungsparameter und anhand des zweiten Kalibrations-Richtsignals ein zweiter instantaner Verstärkungsparameter ermittelt, wobei der relative Verstärkungsparameter anhand des ersten instantanen Verstärkungsparameters und des zweiten instantanen Verstärkungsparameters, insbesondere als ein Quotient hieraus, ermittelt wird. Bevorzugt werden dabei der erste instantane Verstärkungsparameter und der zweite instantane Verstärkungsparameter als "isolierte" Werte einer AGC bzw. einer Dynamik-Kompression für das jeweilige Kalibrations-Richtsignal ermittelt. Hierdurch wird also jede der beiden Nutzsignalquellen mittels des entsprechenden, das jeweils andere Nutzsignal abschwächenden Kalibrations-Richtsignals "für sich" über eine entsprechende AGC "kalibriert", und anhand dieser isolierten AGC-Werte der relative Verstärkungsparameter ermittelt.
- Zweckmäßigerweise werden jeweils anhand sowohl des ersten Eingangssignals als auch des zweiten Eingangssignals ein erstes Zwischensignal sowie ein zweites Zwischensignal erzeugt. Dies ermöglicht es, die Kalibrations-Richtsignale und/oder die Verarbeitungs-Richtsignale anhand von adaptiver Richtmikrofonie zu erzeugen, wobei in der adaptiven Richtmikrofonie die Zwischensignale verwendet werden.
- Bevorzugt weist das erste Kalibrations-Richtsignal in Richtung der ersten Nutzsignalquelle eine maximale Abschwächung auf und/oder das zweite Kalibrations-Richtsignal in Richtung der zweiten Nutzsignalquelle eine maximale Abschwächung auf. Hierdurch lassen sich die Einflüsse der jeweiligen Nutzsignale auf das jeweils andere Kalibrations-Richtsignal und somit auf den relativen Verstärkungsparameter besonders effektiv minimieren.
- Vorteilhafterweise wird das erste Kalibrations-Richtsignal mittels adaptiver Richtmikrofonie insbesondere anhand des ersten und des zweiten Zwischensignals erzeugt, und/oder das zweite Kalibrations-Richtsignal mittels adaptiver Richtmikrofonie insbesondere anhand des ersten und des zweiten Zwischensignals erzeugt wird. Hierdurch kann erreicht werden, dass das betreffende Kalibrations-Richtsignal einerseits in Richtung einer der beiden Nutzsignalquellen eine möglichst geringe, bevorzugt minimale Empfindlichkeit aufweist, sodass in dieser Richtung eine hohe, bevorzugt maximale Abschwächung erfolgt, und in Richtung der jeweils anderen Nutzsignalquelle eine möglichst hohe, bevorzugt maximale Empfindlichkeit.
- Als weiter vorteilhaft erweist sich dabei, wenn das erste Zwischensignal anhand einer mittels eines ersten Verzögerungsparameters implementierten zeitverzögerten Überlagerung des ersten Eingangssignals mit dem zweiten Eingangssignal erzeugt wird, und/oder das zweite Zwischensignal anhand einer mittels eines zweiten Verzögerungsparameters implementierten zeitverzögerten Überlagerung des zweiten Eingangssignals mit dem ersten Eingangssignal erzeugt wird. Insbesondere können dabei der erste und der zweite Verzögerungsparameter identisch zueinander gewählt werden, und insbesondere kann das erste Zwischensignal bzgl. einer Vorzugsebene des Hörgerätes symmetrisch zum zweiten Zwischensignal erzeugt werden, wobei die Vorzugsebene der Frontalebene des Trägers bevorzugt beim Tragen des Hörgerätes zugeordnet ist. Eine Ausrichtung der Richtsignale an der Frontalrichtung des Trägers erleichtert die Signalverarbeitung, da hierdurch die natürliche Blickrichtung des Trägers berücksichtigt wird.
- Bevorzugt wird dabei das erste Zwischensignal als ein vorwärtsgerichtetes Kardioid-Richtsignal und/oder das zweite Zwischensignal als ein rückwärtsgerichtetes Kardioid-Richtsignal erzeugt. Ein Kardioid-Richtsignal lässt sich bilden, indem die beiden Eingangssignale zueinander mit der dem Abstand der Eingangswandler entsprechenden akustischen Laufzeitverzögerung überlagert werden. Hierdurch liegt -je nach Vorzeichen dieser Laufzeitverzögerung bei der Überlagerung - die Richtung der maximalen Abschwächung in Frontalrichtung (rückwärtsgerichtetes Kardioid-Richtsignal) oder in der Gegenrichtung dazu (vorwärtsgerichtetes Kardioid-Richtsignal). Die Richtung maximaler Empfindlichkeit ist der Richtung der maximalen Abschwächung entgegengesetzt. Dies erleichtert die weitere Signalverarbeitung, da sich ein derartiges Zwischensignal besonders für adaptive Richtmikrofonie eignet.
- Bevorzugt werden dabei das erste Kalibrations-Richtsignal und das zweite Kalibrations-Richtsignal beide jeweils anhand sowohl des ersten Zwischensignals als auch des zweiten Zwischensignals erzeugt.
- In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung wird das erste Verarbeitungs-Richtsignal aus dem ersten Zwischensignal, und insbesondere "identisch" zu diesem generiert, und/oder das zweite Verarbeitungs-Richtsignal aus dem zweiten Zwischensignal insbesondere "identisch" zu diesem generiert. Unter einem Generieren des ersten bzw. zweiten Verarbeitungs-Richtsignals aus dem ersten bzw. zweiten Zwischensignal ist hierbei (und im Folgenden analog) insbesondere zu verstehen, dass außer den Signalanteilen des besagten, "generierenden" Signals keine Signalanteile anderer Signale in das generierte Signal eingehen. Signalanteile anderer Signale werden allenfalls als Steuersignale für Parameter bei der Generierung des jeweiligen Verarbeitungs-Richtsignals verwendet. Das erste Verarbeitungs-Richtsignal wird hierbei identisch zum ersten Zwischensignal generiert, indem das erste Zwischensignal für die nachfolgenden Verfahrensschritte als das erste Verarbeitungs-Richtsignal weiterverwendet wird. Es ist hierbei für eine Verringerung der Komplexität von Vorteil, wenn sowohl die Kalibrations-Richtsignale als auch die Verarbeitungs-Richtsignale auf denselben Zwischensignalen basieren.
- Als weiter vorteilhaft erweist es sich, wenn das das erste Verarbeitungs-Richtsignal anhand einer zeitverzögerten, mittels asymmetrischen ersten Gewichtungsfaktoren implementierten Überlagerung des ersten Eingangssignals mit dem zweiten Eingangssignal als ein erstes asymmetrisches Überlagerungssignal gebildet wird, und/oder das zweite Verarbeitungs-Richtsignal anhand einer zeitverzögerten, mittels asymmetrischen zweiten Gewichtungsfaktoren implementierten Überlagerung des zweiten Eingangssignals mit dem ersten Eingangssignal als ein zweites asymmetrisches Überlagerungssignal gebildet wird. Dies bedeutet insbesondere, dass für eine Erzeugung des ersten Verarbeitungs-Richtsignals das erste Eingangssignal E1 mit dem zweiten Eingangssignal E2 gemäß E1 - w1·E2 überlagert wird, wobei die Gewichtung der beiden Eingangssignale nicht identisch ist, sondern sich anhand der ersten asymmetrischen Gewichtungsfaktoren w1 (w1 ≠ 1) bemisst. Überdies kann noch eine Zeitverzögerung T1 beispielsweise des zweiten Eingangssignals erfolgen, sodass sich im Zeitraum das erste Verarbeitungs-Richtsignal Y1(t) darstellen lässt als
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- Über derartige erste und zweite asymmetrische Gewichtungsfaktoren w1, w2 (w1, w2 jeweils ≠ 1) lässt sich ein zusätzlicher Freiheitsgrad einfügen, um so die Richtung maximaler Abschwächung im quellensensiblen Richtsignal wie oben beschrieben zu fixieren.
- In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung wird in Richtung der zweiten Nutzsignalquelle, insbesondere anhand des ersten instantanen Verstärkungsfaktors, eine Referenz-Signalstärke festgelegt, wobei anhand des relativen Verstärkungsparameters und anhand der Referenz-Signalstärke eine abgeleitete Signalstärke in Richtung der ersten Nutzsignalquelle festgelegt wird, und wobei anhand der abgeleiteten Signalstärke ein komplexer Überlagerungsparameter für eine Überlagerung des ersten Verarbeitungs-Richtsignals mit dem zweiten Verarbeitungs-Richtsignal ermittelt wird, und anhand der zugehörigen Überlagerung das quellensensible Richtsignal erzeugt wird. Auf diese Weise lässt sich mittels des komplexen Überlagerungsparameters der zusätzliche Freiheitsgrad einfügen, um so die Richtung maximaler Abschwächung im quellensensiblen Richtsignal wie oben beschrieben zu fixieren.
- Zweckmäßigerweise wird in Richtung der zweiten Nutzsignalquelle, insbesondere anhand des ersten instantanen Verstärkungsfaktors, eine Referenz-Signalstärke festgelegt, wobei anhand des relativen Verstärkungsparameters und anhand der Referenz-Signalstärke eine abgeleitete Signalstärke in Richtung der ersten Nutzsignalquelle festgelegt wird, und wobei anhand der abgeleiteten Signalstärke die asymmetrischen ersten und/oder zweiten Gewichtungsfaktoren für das erste und/oder das zweite asymmetrische Überlagerungssignal ermittelt werden, und wobei das quellensensible Richtsignal anhand des ersten und/oder des zweiten asymmetrischen Überlagerungssignals als erstes bzw. zweites Verarbeitungs-Richtsignal erzeugt wird. Dies ist eine weitere Möglichkeit, einen zusätzliche Freiheitsgrad einfügen, um so die Richtung maximaler Abschwächung im quellensensiblen Richtsignal wie oben beschrieben zu fixieren. Wird das quellensensible Richtsignal anhand des ersten und/oder des zweiten asymmetrischen Überlagerungssignals erzeugt, kann dies auch durch eine entsprechende Überlagerung mittels eines reellwertigen Überlagerungsparameters erfolgen. Insbesondere können dabei die Referenz-Signalstärke und die abgeleitete Signalstärke für die Ermittlung des reellen Überlagerungsparameters und der jeweiligen asymmetrischen Gewichtungsfaktoren als gleich verwendet werden.
- Die Erfindung nennt weiter ein Hörsystem mit einem Hörgerät, welches einen ersten Eingangswandler zur Erzeugung eines ersten Eingangssignals aus einem Schallsignal der Umgebung sowie einen zweiten Eingangswandler zur Erzeugung eines zweiten Eingangssignals aus dem Schallsignal der Umgebung aufweist, und einer Steuereinheit, welche dazu eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen. Insbesondere kann die Steuereinheit im Hörgerät integriert sein. In diesem Fall ist das Hörsystem direkt durch das Hörgerät gegeben. Die für das Verfahren und für seine Weiterbildungen genannten Vorteile können sinngemäß auf das Hörsystem übertragen werden.
- Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen jeweils schematisch:
- Fig. 1
- eine Gesprächssituation eines Trägers eines Hörgerätes mit zwei Gesprächspartnern,
- Fig. 2
- eine bevorzugte, direktionale Signalverarbeitung für das Hörgerät in der Gesprächssituation nach
Fig. 1 , - Fig. 3
- den Verlauf einer Kerbentiefe eines Richtsignals beim maximalen Abschwächungswinkel im Verfahren nach
Fig. 2 in Abhängigkeit eines Bogenparameters für den entsprechenden Überlagerungsparameter, - Fig. 4
- eine alternative Ausgestaltung der direktionalen Signalverarbeitung gemäß
Fig. 2 . - Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
- In
Figur 1 ist schematisch in einer Draufsicht ein Träger 1 eines Hörgerätes 2 dargestellt, welcher sich in einer Gesprächssituation mit einem ersten Gesprächspartner 4 und einem zweiter Gesprächspartner 8 befindet. Der erste Gesprächspartner 4 ist bezüglich dem Träger 1 in einer ersten Richtung 6 positioniert, der zweite Gesprächspartner 8 in einer zweiten Richtung 10 relativ zum Träger 1. Der zweite Gesprächspartner 8 ist hierbei der Hauptgesprächspartner des Trägers 1, der erste Gesprächspartner 4 nimmt an diesem Gespräch lediglich durch vereinzelte Sprachbeiträge teil. Die beschriebene Gesprächssituation ist hierbei für das obere und das untere Bild vonFigur 1 identisch. - Um nun die Pegelspitzen der Sprachbeiträge des ersten Gesprächspartners 4 und des zweiten Gesprächspartners 8 für den Träger 1 des Hörgerätes 2 in einem Ausgangsschallsignal des Hörgerätes 2 abzumildern, wird nun, wie im oberen Bild von
Figur 1 dargestellt, zunächst mittels adaptiver Richtmikrofonie ein erstes Kalibrations-Richtsignal 12 derart erzeugt, dass selbiges in der ersten Richtung 6, in welcher der erste Gesprächspartner 4 positioniert ist, eine maximale und bevorzugt vollständige Abschwächung aufweist. Dies bedeutet, dass die Sprachbeiträge des ersten Gesprächspartners 4 vom ersten Kalibrations-Richtsignal 12 nicht erfasst werden. Ein Kompressionsfaktor, welcher also anhand des ersten Kalibrations-Richtsignals 12 berechnet wird, reagiert infolgedessen hinsichtlich der beiden Nutzsignalquellen 14, 18, welche durch den ersten bzw. zweiten Gesprächspartner 4 und 8 gegeben sind, lediglich auf letzeren. Hierbei wird ein erster instantaner Verstärkungsparameter G1 ermittelt, welcher hinsichtlich der Signalbeiträge der zweiten Nutzsignalquelle 18 (also des zweiten Gesprächspartners 8) für jeden Moment die optimale Signalverstärkung und somit implizit auch ein entsprechendes Kompressionsverhältnis bestimmt. - Im unteren Bild von
Figur 1 ist, analog zum oberen Bild, ein zweites Kalibrations-Richtsignal 16 gezeigt, welches in der zweiten Richtung 10, also der Richtung des zweiten Gesprächspartners 8, eine maximale und bevorzugt vollständige Abschwächung aufweist. Da die zweite Richtung 10 mit der Frontalrichtung des Trägers 1 zusammenfällt, ist das zweite Kalibrations-Richtsignal 16 als ein rückwärtsgerichtetes Kardioid-Richtsignal 20 ausgestaltet. Der anhand des zweiten Kalibrations-Richtsignals 16 ermittelte und diesem zugeordnete zweite instantane Verstärkungsparameter G2 stellt also in jedem Moment die hinsichtlich des ersten Gesprächspartners 4 optimale Verstärkung und insbesondere ein zugehöriges Kompressionsverhältnis dar. - Um nun in einem Ausgangsschallsignal des Hörgerätes 2 für dessen Träger 1 die Pegelspitzen durch die Gesprächsbeiträge sowohl des ersten Gesprächspartners 4 als auch des zweiten Gesprächspartners 8 auf ein für den Träger 1 angenehmes Niveau mittels Kompression absenken zu können, könnte nun einerseits ein solches Ausgangsschallsignal gebildet werden aus einer Linearkombination des ersten und des zweiten Kalibrations-Richtsignals 12, 16, welche jeweils mit ihrem entsprechenden instantanen Verstärkungsparametern G1, G2 gewichtet werden. Da auch das erste Kalibrations-Richtsignal 12 mittels adaptiver Richtmikrofonie anhand eines vorwärtsgerichteten Kardioid-Richtsignals und anhand des rückwärts gerichteten Kardioid-Richtsignals 20 gebildet wird, würde eine derartige linear Kombination zu einem Ausgangsschallsignal führen, dessen Richtcharakteristik der Form nach der des ersten Kalibrations-Richtsignals 12 ähnelt, wobei jedoch die Kerbe 22 der maximalen Abschwächung von der ersten Richtung 6 weg verschoben wird. Dies führt einerseits zu einem möglicherweise unerwünschten, völlig "tauben" Bereich abseits der ersten Nutzsignalquelle 14, welcher andererseits infolge der Abhängigkeit einer derartigen Linearkombination von den Sprachbeiträgen des zweiten Gesprächspartners 8 auch noch in seiner Ausrichtung fluktuieren kann.
- In
Figur 2 ist schematisch in einem Blockdiagramm ein Verfahren zur direktionalen Signalverarbeitung für das Hörgerät 2 nachFigur 1 in der dort beschriebenen Situation dargestellt, welches insbesondere die Pegelspitzen der beiden durch die jeweiligen Gesprächspartner 4, 8 gegebenen Nutzsignalquellen 14, 18 abmildern soll. Im Hörgerät 2 sind ein erster Eingangswandler 24 und ein zweiter Eingangswandler 26 angeordnet, welche aus einem Schallsignal 28 jeweils ein erstes Eingangssignal E1 bzw. ein zweites Eingangssignal E2 erzeugen. Das Schallsignal 28 ist dabei der Umgebungsschall, welcher also auch die Gesprächsbeiträge des ersten Gesprächspartners 4 und die Gesprächsbeiträge des zweiten Gesprächspartners 8 beinhaltet. Eine mögliche Vorverarbeitung wie zum Beispiel eine A/D-, Wandlung oder Vergleichbares soll hierbei bereits in die Eingangswandler 24, 26 inkorporiert sein, welche zudem jeweils ein Mikrofon aufweisen. - Das erste Eingangssignal E1 wird nun mit dem zweiten Eingangssignal E2, welches um eine ersten Verzögerungsparameter T1 verzögert wurde, überlagert, und hieraus ein erstes Zwischensignal 34 gebildet. Analog dazu wird das zweite Eingangssignal E2 mit dem ersten Eingangssignal E1, welches um eine zweiten Verzögerungsparameter T2 verzögert wurde, überlagert und hierdurch ein zweites Zwischensignal 36 gebildet. Vorliegend und ohne Beschränkung der Allgemeinheit werden der erste und der zweite Verzögerungsparameter T1, T2 jeweils identisch (T1 = T2) und überdies derart gewählt, dass das erste Zwischensignal, 34 durch ein vorwärtsgerichtetes Kardioid-Richtsignal 38 gegeben ist, und das zweite Zwischensignal 36 durch das rückwärtsgerichtete Kardioid-Richtsignal 20. Anhand des ersten Zwischensignals 34 und des zweiten Zwischensignals 36 wird nun das erste Kalibrations-Richtsignal 12 nach
Figur 1 mittels einer adaptiven Richtmikrofonie 40 derart erzeugt, dass die Beiträge des ersten Gesprächspartners 4 im ersten Kalibrations-Richtsignal 12 maximal unterdrückt sind. Der zum ersten Kalibrations-Richtsignal 12 ermittelte, erste instantane Verstärkungsparameter G1 repräsentiert also die optimale Verstärkung und Kompression der Signalbeiträge des zweiten Gesprächspartners 8. Mittels adaptiver Richtmikrofonie 42 wird aus dem ersten Zwischensignal 34 und dem zweiten Zwischensignal 36 das zweite Kalibrations-Richtsignal 16 erzeugt, welches die Beiträge des zweiten Gesprächspartners 8 maximal unterdrückt. Da selbiger in Frontalrichtung zum Träger 1 steht, ist, wie bereits erwähnt, dass zweite Kalibrations-Richtsignal 16 durch das rückwärtsgerichtete Kardioid-Richtsignal 20 gegeben. Dieser Sachverhalt kann sich jedoch auch ändern, sodass mittels der adaptiven Richtmikrofonie 42 auch eine Positionsänderung des zweiten Gesprächspartners 8 berücksichtigt werden kann. - Anhand des zweiten Kalibrations-Richtsignals 16 wird nun der zweite instantane Verstärkungsparameter G2 bestimmt, und aus letzterem sowie dem ersten instantanen Verstärkungsparameter G1 ein relativer Verstärkungsparameter GR gebildet, welcher vorliegend durch den Quotienten G2/G1 gegeben ist. Der relative Verstärkungsparameter GR würde sich aus der vorhin erwähnten Linearkombination des ersten Kalibrations-Richtsignals 12 mit dem zweiten Kalibrations-Richtsignal 16, jeweils gewichtet mit ihren entsprechenden instantanen Verstärkungsparametern G1 bzw. G2, ergeben, wenn man den ersten instantanen Verstärkungsparameter G1 als globalen Verstärkungsparameter für das resultierende Signal der Linearkombination verwenden würde, wobei durch den relativen Verstärkungsparameter GR in der ersten Richtung 6 genau die für die Sprachbeiträge des ersten Gesprächspartners 4 korrekte Signalstärke entsteht.
- Für eine Erzeugung des Ausgangssignals 52 wird in den nachfolgenden Signalverarbeitungsschritten das erste Zwischensignal 34 als ein erstes Verarbeitungs-Richtsignal Y1, und das zweite Zwischensignal 36 als ein zweites Verarbeitungs-Richtsignal Y2 verwendet. Das erste Verarbeitungs-Richtsignal Y1 und das zweite Verarbeitungs-Richtsignal Y2 werden nun mit einem komplexen Überlagerungsparameter a, welcher anhand des relativen Verstärkungsparameters GR bestimmt wird, in einer Form YQ= Y1 + a·Y2 überlagert. Als Resultat dieser Überlagerung wird ein quellensensibles Richtsignal YQ erzeugt, welches gegebenenfalls noch weiteren, nicht näher spezifizierten Signalbearbeitungsschritten 50 unterzogen werden kann, wie beispielsweise zusätzliche, frequenzbandspezifische Verstärkung etc. Aus dem quellensensiblen Richtsignal YQ wird dadurch ein Ausgangssignal 52 generiert, welches durch einen Ausgangswandler 54 des Hörgerätes 2 in ein Ausgangsschallsignal 56 umgewandelt wird. Der Ausgangswandler 54 kann dabei beispielsweise einen Lautsprecher umfassen. Das Ausgangsschallsignal 56 wird dann dem Gehör des Trägers 1 zugeführt.
- Für ein Schallsignal, welches aus einem Winkel von α gegen die Frontalrichtung auf die beiden Eingangswandler 24, 26 auftrifft, lassen sich das erste und das zweite Verarbeitungs-Richtsignal Y1, Y2 darstellen als
Fig. 3 dargestellt. Die dort gezeigten Abhängigkeiten D(ϕ) lassen sich tabellieren, so dass ein Zusammenhang zwischen einer gewünschten Einkerbung und des Bogenparameter sz für a möglich ist. Es lassen sich somit über die beiden Freiheitsgrade des Betrags |a| und des Bogenparameters ϕ von a der relative Verstärkungsparameter GR, welcher die relative Abschwächung in der Richtcharakteristik des quellensensiblen Richtsignals YQ bestimmt (anhand der besagten tabellierten Abhängigkeiten vom Bogenparameter ϕ von a), und der erste instantane Verstärkungsparameter G1 bestimmen. AusFigur 3 ist zudem erkennbar, dass für ϕ=0, was, wie sich zeige lässt, einem reellwertigen a entspricht, die tiefstmögliche Kerbe entsteht. - In
Figur 4 ist schematisch in einem Blockdiagramm eine alternative Ausgestaltung des Verfahrens zur direktionalen Signalverarbeitung nachFigur 2 dargestellt. Die Bestimmung des relativen Verstärkungsparameters GR läuft hierbei völlig identisch zum inFigur 2 gezeigten Verfahren, lediglich die Erzeugung des Ausgangssignals 52 ist vorliegend verändert. Das erste und das zweite Verarbeitungs-Richtsignal Y1 bzw. Y2 werden nun jeweils gebildet anhand des ersten und des zweiten Eingangssignals E1, E2, welche zueinander mit dem Verzögerungsparameter T (= T1 = T2) verzögert überlagert werden, wobei jedoch noch ein zusätzlicher Freiheitsgrad über einen reellwertigen Anpassungsparameter m bei der Überlagerung eingeführt wird. Die den Gleichungen (i) nachFigur 2 entsprechenden Gleichungen für das erste und das zweite Verarbeitungs-Richtsignal Y1, Y2 in Abhängigkeit von der Frequenz ω, dem Frequenzgang X(ω) des Schallsignals 28 und vom Anpassungsparameter m lauten nun: - Anhand des ersten und des zweiten Verarbeitungs-Richtsignals Y1, Y2 wird nun gemäß YQ = Y1 + a·Y2 das quellensensible Richtsignal YQ gebildet, wobei nun der Überlagerungsparameter a reellwertig gewählt wird. Wie oben in Gleichung (ii) kann nun die Übertragungsfunktion H(ω) in Abhängigkeit des Überlagerungsparameters a und des Anpassungsparameters m bestimmt werden:
Figur 1 erfolgt, um die Sprachsignale beider Gesprächspartner 4, 8 über den instantanen ersten Verstärkungsparameter G1 zu steuern. Hierbei ist von großem Nutzen, dass das Minimums des Betragsquadrates bzw. des Betrags der Übertragungsfunktion |H(ω)| unabhängig vom Anpassungsparameter m ist, sodass sich über letzteren die relative Abschwächung in Abhängigkeit vom relativen Verstärkungsparameter GR steuern lässt, beispielsweise über entsprechend tabellierte Werte. - Anhand des wie beschrieben aus dem ersten und dem zweiten Verarbeitungs-Richtsignal Y1, Y2 erzeugten quellensensiblen Richtsignal YQ wird nun erneut das Ausgangssignal 52 erzeugt. Als eine weitere, nicht näher dargestellte alternative Ausführungsform ist es ebenso denkbar, den Anpassungsparameter m, anders als in Gleichung (iii), lediglich in einem der beiden Verarbeitungs-Richtsignale Y1, Y2 anzuwenden (beispielsweise in Y2), und das andere Verarbeitungs-Richtsignal (beispielsweise Y1) als das entsprechende Kardioid-Richtsignal (z.B. das vorwärtsgerichtete 38) zu verwenden.
- Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
-
- 1
- Träger
- 2
- Hörgerät
- 4
- erster Gesprächspartner
- 6
- erste Richtung
- 8
- zweiter Gesprächspartner
- 10
- zweite Richtung
- 12
- erstes Kalibrations-Richtsignal
- 14
- erste Nutzsignalquelle
- 16
- zweites Kalibrations-Richtsignal
- 18
- zweite Nutzsignalquelle
- 20
- rückwärtsgerichtetes Kardioid-Richtsignal
- 22
- Kerbe
- 24
- erster Eingangswandler
- 26
- zweiter Eingangswandler
- 28
- Schallsignal
- 34
- erstes Zwischensignal
- 36
- zweites Zwischensignal
- 38
- vorwärtsgerichtetes Kardioid-Richtsignal
- 40
- adaptive Richtmikrofonie
- 42
- adaptive Richtmikrofonie
- 50
- Signalverarbeitungsschritte
- 52
- Ausgangssignal
- 54
- Ausgangswandler
- 56
- Ausgangsschallsignal
- a
- Überlagerungsparameter
- D
- relative Tiefe
- E1
- erstes Eingangssignal
- E2
- zweites Eingangssignal
- G1
- erster instantaner Verstärkungsparameter
- G2
- zweiter instantaner Verstärkungsparameter
- GR
- relativer Verstärkungsparameter
- T1
- erster Verzögerungsparameter
- T2
- zweiter Verzögerungsparameter
- Y1
- erstes Verarbeitungs-Richtsignal
- Y2
- zweites Verarbeitungs-Richtsignal
- YQ
- quellensensibles Richtsignal
- ϕ
- Bogenparameter
Claims (13)
- Verfahren zur direktionalen Signalverarbeitung für ein Hörgerät (2),
wobei durch einen ersten Eingangswandler (24) des Hörgerätes (2) aus einem Schallsignal (28) der Umgebung ein erstes Eingangssignal (E1) erzeugt wird, wobei durch einen zweiten Eingangswandler (26) des Hörgerätes (2) aus dem Schallsignal (28) der Umgebung ein zweites Eingangssignal (E2) erzeugt wird, wobei anhand des ersten Eingangssignals (E1) und anhand des zweiten Eingangssignals (E2) ein erstes Kalibrations-Richtsignal (12) erzeugt wird, welches in Richtung (6) einer ersten Nutzsignalquelle (14) der Umgebung eine relative Abschwächung aufweist,
wobei anhand des ersten Eingangssignals (20) und anhand des zweiten Eingangssignals (E2) ein zweites Kalibrations-Richtsignal (16) erzeugt wird, welches in Richtung (10) einer zweiten Nutzsignalquelle (18) der Umgebung eine relative Abschwächung aufweist,
wobei anhand des ersten Kalibrations-Richtsignals (12) und des zweiten Kalibrations-Richtsignals (16) ein relativer Verstärkungsparameter (GR) bestimmt wird, wobei jeweils anhand sowohl des ersten Eingangssignals (E1) als auch des zweiten Eingangssignals (E2) ein erstes Verarbeitungs-Richtsignal (Y1) sowie ein zweites Verarbeitungs-Richtsignal (Y2) erzeugt werden,
wobei anhand des ersten Verarbeitungs-Richtsignals (Y1), des zweiten Verarbeitungs-Richtsignals (Y2) und des relativen Verstärkungsparameters (GR) ein quellensensibles Richtsignal (YQ) erzeugt wird, und
wobei anhand des quellensensiblen Richtsignals (YQ) ein Ausgangssignal (52) des Hörgerätes (2) erzeugt wird. - Verfahren nach Anspruch 1,
wobei anhand des ersten Kalibrations-Richtsignals (12) ein erster instantaner Verstärkungsparameter (G1) ermittelt wird,
wobei anhand des zweiten Kalibrations-Richtsignals (16) ein zweiter instantaner Verstärkungsparameter (G2) ermittelt wird, und
wobei der relative Verstärkungsparameter (GR) anhand des ersten instantanen Verstärkungsparameters (G1) und des zweiten instantanen Verstärkungsparameters (G2) ermittelt wird. - Verfahren nach einem der Anspruch 1 oder Anspruch 2,
wobei jeweils anhand sowohl des ersten Eingangssignals (E1) als auch des zweiten Eingangssignals (E2) ein erstes Zwischensignal (34) sowie ein zweites Zwischensignal (36) erzeugt werden. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das erste Kalibrations-Richtsignal (12) in der Richtung (6) der ersten Nutzsignalquelle (14) eine maximale Abschwächung aufweist, und/oder wobei das zweite Kalibrations-Richtsignal (16) in der Richtung (10) der zweiten Nutzsignalquelle (18) eine maximale Abschwächung aufweist. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das erste Kalibrations-Richtsignal (12) mittels adaptiver Richtmikrofonie (40) erzeugt wird, und/oder
wobei das zweite Kalibrations-Richtsignal (16) mittels adaptiver Richtmikrofonie (42) erzeugt wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
wobei das erste Zwischensignal (34) anhand einer mittels eines ersten Verzögerungsparameters (T1) implementierten zeitverzögerten Überlagerung des ersten Eingangssignals (E1) mit dem zweiten Eingangssignal (E2) erzeugt wird, und/oder wobei das zweite Zwischensignal (36) anhand einer mittels eines zweiten Verzögerungsparameters (T2) implementierten zeitverzögerten Überlagerung des zweiten Eingangssignals (E2) mit dem ersten Eingangssignal (E1) erzeugt wird. - Verfahren nach Anspruch 6,
wobei das erste Zwischensignal (34) als ein vorwärtsgerichtetes Kardioid-Richtsignal (38) erzeugt wird, und/oder
wobei das zweite Zwischensignal (36) als ein rückwärtsgerichtetes Kardioid-Richtsignal (20) erzeugt wird. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 7,
wobei das erste Kalibrations-Richtsignal (12) und das zweite Kalibrations-Richtsignal (16) beide jeweils anhand sowohl des ersten Zwischensignals (34) als auch des zweiten Zwischensignals (36) erzeugt werden. - Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8,
wobei das erste Verarbeitungs-Richtsignal (Y1) aus dem ersten Zwischensignal (34) generiert wird, und/oder
wobei das zweite Verarbeitungs-Richtsignal (Y2) aus dem zweiten Zwischensignal (36) generiert wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 9,
wobei das erste Verarbeitungs-Richtsignal (Y1) anhand einer zeitverzögerten, mittels asymmetrischen ersten Gewichtungsfaktoren (m) implementierten Überlagerung des ersten Eingangssignals (E1) mit dem zweiten Eingangssignal (E2) als ein erstes asymmetrisches Überlagerungssignal gebildet wird, und/oder wobei das zweite Verarbeitungs-Richtsignal (Y2) anhand einer zeitverzögerten, mittels asymmetrischen zweiten Gewichtungsfaktoren (m) implementierten Überlagerung des zweiten Eingangssignals (E2) mit dem ersten Eingangssignal (E1) als ein zweites asymmetrisches Überlagerungssignal gebildet wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10,
wobei in Richtung (10) der zweiten Nutzsignalquelle (18) eine Referenz-Signalstärke festgelegt wird,
wobei anhand des relativen Verstärkungsparameters (GR) und anhand der Referenz-Signalstärke eine abgeleitete Signalstärke in Richtung (6) der ersten Nutzsignalquelle (14) festgelegt wird, und
wobei anhand der abgeleiteten Signalstärke ein komplexer Überlagerungsparameter (a) für eine Überlagerung des ersten Verarbeitungs-Richtsignals (Y1) mit dem zweiten Verarbeitungs-Richtsignal (Y2) ermittelt wird, und anhand der zugehörigen Überlagerung das quellensensible Richtsignal (YQ) erzeugt wird. - Verfahren nach Anspruch 10 oder Anspruch 11,
wobei in Richtung (10) der zweiten Nutzsignalquelle (18) eine Referenz-Signalstärke festgelegt wird,
wobei anhand des relativen Verstärkungsparameters (GR) und anhand der Referenz-Signalstärke eine abgeleitete Signalstärke in Richtung (6) der ersten Nutzsignalquelle (14) festgelegt wird, und
wobei anhand der abgeleiteten Signalstärke die asymmetrischen ersten (w1) und/oder zweiten Gewichtungsfaktoren (w2) für das erste und/oder das zweite asymmetrische Überlagerungssignal ermittelt werden, und
wobei das quellensensible Richtsignal (YQ) anhand des ersten und/oder des zweiten asymmetrischen Überlagerungssignals als erstes bzw. zweites Verarbeitungs-Richtsignal (Y1, Y2) erzeugt wird. - Hörsystem mit- einem Hörgerät (2), welches einen ersten Eingangswandler (24) zur Erzeugung eines ersten Eingangssignals (E1) aus einem Schallsignal (28) der Umgebung sowie einen zweiten Eingangswandler (26) zur Erzeugung eines zweiten Eingangssignals (E2) aus dem Schallsignal (28) der Umgebung aufweist, und- einer Steuereinheit, welche dazu eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
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