EP3772861A1 - Method for directional signal processing for a hearing aid - Google Patents
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- EP3772861A1 EP3772861A1 EP20185489.0A EP20185489A EP3772861A1 EP 3772861 A1 EP3772861 A1 EP 3772861A1 EP 20185489 A EP20185489 A EP 20185489A EP 3772861 A1 EP3772861 A1 EP 3772861A1
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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 maximum attenuation in a first direction, and an output signal of the hearing aid is generated based on the first directional signal.
- ambient sound is converted into at least one input signal by means of at least one input transducer, which is processed depending on a hearing impairment of the wearer to be corrected in a frequency band-specific manner and in particular individually tailored to the wearer and is also amplified.
- 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.
- Hearing aids with two or more input transducers in which two or more corresponding input signals for further processing are generated from the ambient sound, represent an advantageous development.
- This further processing of the input signals generally includes directional signal processing, ie the formation of directional signals from the input signals, the different directional effects mostly being used to produce a Useful signal source - usually a speaker in the vicinity of the hearing aid wearer - to highlight and / or to suppress background noise.
- the so-called adaptive directional microphone in which a directional signal is generated in such a way that it has a maximum attenuation in the direction of an assumed, localizable interference signal source, is of particular importance.
- the assumption used for this is mostly that noises occurring from the area behind the wearer of the hearing aid, that is to say in his / her rear half-space, are basically to be treated as interfering noises.
- conventional directional microphone algorithms usually minimize the signal energy from the rear half-space in order to generate the directional signal with the desired attenuation properties.
- the directional signal In the direction of the maximum attenuation, the directional signal has in particular a so-called "notch", i.e. a total ("infinite") attenuation. In the ideal case, the sound of the localized noise source is thus completely masked out of the directional signal.
- the invention is based on the object of specifying a method for signal processing for a hearing aid, by means of which, when directional microphones are used, potentially relevant sound signals from a non-frontal direction and in particular from the rear half-space are not completely eliminated.
- the stated object is achieved by a method for directional signal processing for a hearing aid, with a first input transducer of the hearing aid from a sound signal from the environment Input signal is generated, a second input signal is generated from the sound signal of the environment by a second input transducer of the hearing aid, a forward signal and a backward signal are generated from the first input signal and the second input signal, and a first directional parameter as a linear factor of a linear combination of the forward signal and the backward signal is determined in such a way that a first directional signal resulting from this linear combination has a maximum attenuation in a first direction.
- a correction parameter is determined in such a way that a second directional signal as a linear combination formed from the first directional signal and an omnidirectional signal with the correction parameter as a linear factor has a defined attenuation in the first direction, the second directional signal consisting of the forward signal and the The backward signal is generated based on the first directional parameter and the correction parameter or from the first directional signal and the omnidirectional signal based on the correction parameter, and an output signal of the hearing aid is generated based on the second directional signal, which is preferably converted into an output sound signal by an output transducer of the hearing aid.
- 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 e.g. in the form of a linear pre-amplification and / or an A / D conversion, preferably also takes place when the first or second input signal is generated by the respective input converter.
- the generation of the forward signal or the backward signal from the first and the second input signal preferably includes that the signal components of the first and the second input signal are included in the forward signal and in the backward signal, and thus in particular the first and the second input signal not both at the same time for generating control parameters etc., which are applied to signal components of other signals.
- the signal components of the first input signal, and particularly preferably also the signal components of the second input signal are included linearly in the forward signal or in the reverse signal. The same applies to a generation of the second directional signal based on the forward signal and the backward signal, and possibly for further signals and their corresponding generation.
- the generation of a signal can also take place from the generating signals, such as the forward signal and the backward signal, in such a way that one or more intermediate signals are initially formed from the said generating signals in the course of signal processing, from which then the generated signal (e.g. the second directional signal) is formed.
- the signal components of the generating signals i.e. the forward and backward signals in the present example, are then initially included in the respective intermediate signal, and the signal components of the respective intermediate signal are then included in the generated signal, i.e. in the present case in the second directional signal, so that the signal components the generating signals (e.g.
- the forward and backward signal are "passed through” via the respective intermediate signal to the generated signal (e.g. the second directional signal), and if necessary, amplified in frequency bands, partially delayed against each other or weighted differently from each other, etc. .
- a forward signal here includes in particular a directional signal with a non-trivial directional characteristic which, on average, has a higher sensitivity to a standardized test sound of a predetermined level in a front half space of the hearing aid than in a rear half space.
- the direction of maximum sensitivity of the forward signal is preferably also in the front half space, in particular in the forward direction (i.e. at 0 ° with respect to a preferred direction of the hearing aid), while a direction of minimum sensitivity of the forward signal is in the rear half space, in particular in the backward direction (i.e. at 180 ° with respect to a preferred direction of the hearing aid).
- the reverse signal Preferably, the same applies to the reverse signal, with interchangeability of the front and rear half-spaces or the forward and backward directions.
- the front and rear half-spaces and the forward and backward directions of the hearing aid are preferably defined by a preferred direction of the hearing aid which, when the hearing aid is worn by the wearer as intended, preferably coincides with its frontal direction. Deviations from this due to inaccurate adjustment when wearing should remain unaffected.
- the forward and reverse signals are symmetrical to one another with respect to a plane of symmetry perpendicular to said preferred direction.
- the directional characteristic of the forward signal is given, for example, in an advantageous embodiment by a cardioid, while in this embodiment the directional characteristic of the backward signal is given by an anti-cardioid.
- the first directional parameter a1 can be determined, for example by minimizing the signal energy of the linear combination Z1 + a1 ⁇ Z2 (with Z1 as the forward signal and Z2 as the backward signal) or by other methods of optimization or adaptive directional microphone, without this from the linear combination resulting signal, which corresponds to the first directional signal, would experience further use in the course of the further process.
- the second directional signal is generated directly from the forward signal and the reverse signal.
- the first directional parameter is set by the aforementioned minimization of the signal energy or by other methods of optimization such that the resulting first directional signal, even if it is not used any further, has the maximum attenuation in the first direction as required, in particular if this is due to the Direction of a dominant sound source is given.
- a maximum attenuation of the first directional signal is to be understood here in particular as meaning that the relevant directional characteristic has a sensitivity in the respective direction which is local, preferably global Has minimum.
- the first directional signal thus has a non-trivial directional characteristic and thus a sensitivity that is variable across the room to a normalized test sound predetermined level.
- the first directional signal preferably has a “notch” in the first direction with a total or quasi-total attenuation, that is to say by at least 15 dB, preferably by at least 20 dB.
- the omnidirectional signal preferably has an angle-independent sensitivity to a standardized test sound.
- the second directional signal is actually formed as a linear combination, in particular a convex superimposition of the first directional signal and the omnidirectional signal with the correction parameter as a linear factor or convexity parameter. Rather, the correction parameter is selected such that a second directional signal generated as required has the required, defined relative attenuation in the first direction.
- the actual generation of the second directional signal takes place in particular by the described linear combination or convex superimposition of the omnidirectional signal with the first directional signal using the correction parameter, or alternatively by a linear combination of the forward signal and the reverse signal.
- the dependence of the second directional signal on the first directional parameter takes place implicitly in this case via the first directional signal.
- the defined relative attenuation that the second directional signal has in the first direction is to be understood here in particular as meaning that the second directional signal has a sensitivity in the first direction that is around a factor determined in particular by the correction parameter is lower than the maximum sensitivity.
- the defined relative attenuation thus means, in particular, an attenuation by a factor or in dB, which can preferably be specified immediately if the correction parameter is known.
- the value of the relative attenuation of the second directional signal is also 120 ° - so the first direction - set towards a maximum sensitivity of the signals.
- the correction parameter e directly indicates the arithmetical component of the first directional signal in the second directional signal. Since its attenuation in the first direction is in the ideal case total, i.e. infinite, the sensitivity of the second directional signal in the first direction is in the ideal case completely determined by the component (1-e) of the omnidirectional signal om.
- the correction parameter is determined in particular as a function of acoustic parameters, which can be monitored using the two input signals or signals derived from the input signals, such as the forward and backward signals, and generally using a signal that characterizes the sound signal of the environment , and which have, in particular, quantifiable information about the background noise character of a non-frontal sound signal, that is to say in particular also for a sound signal from the rear half-space.
- Such a meaningfulness can be given, for example, by a background noise level, by a signal-to-noise ratio (SNR), or by a stationarity of the noise to be examined, with an examination
- SNR signal-to-noise ratio
- Stationarity is preferably accompanied by an examination of the half-space in which a dominant, non-frontal sound source is located.
- the method can be used to mix take place with the omnidirectional signal in such a way that the resulting second directional signal is weakened by a defined factor in the first direction, and thus the sound of the sound source is no longer maximally or completely suppressed, but remains audible to the wearer of the hearing aid.
- the mixing of the omnidirectional signal with the first directional signal can be configured in such a way that a particularly high proportion of the former is included in the second directional signal in order not to suppress the signal contributions of this speaker speaking behind the wearer by the first directional signal. This applies in particular when the first directional signal is designed for dynamic or adaptive adaptation of the first direction to the direction of such a dominant sound source.
- the SNR is rather low, it can nevertheless be advantageous not to allow too high a proportion of such a signal to enter the second directional signal, since this could otherwise worsen the SNR of the second directional signal in an undesirable manner. If, on the other hand, there is a significantly stationary signal with a high SNR and a comparatively high level in the rear half-space, it can be assumed that the noise is localized. The proportion of the Omnidirectional signal at the second directional signal in favor of a better suppression of the background noise, as it occurs in the first directional signal, reduced.
- the second directional signal can also be generated entirely without the additional addition of signal components of the first directional signal in order to prevent a strongly directional sound source in the rear half-space from being extinguished.
- the second directional signal can also emerge completely from the first directional signal, that is to say without an additional addition of signal components of the omnidirectional signal, if it is decided to suppress a directional sound signal from the rear half-space as far as possible.
- the second directional signal can in particular be represented by a mixture of the omnidirectional signal with the first directional signal (even if the specific signal generation may possibly take place in a different but equivalent manner), the mixture also including the borderline cases that the signal components of one of the two generating signals are completely hidden.
- the second directional signal is advantageously generated by a linear combination of the forward signal and the backward signal with a second directional parameter as a linear factor, the second directional parameter being determined by a predetermined functional relationship from the first directional parameter and the correction parameter in such a way that the second directional signal in the first direction has the defined relative attenuation.
- Z1 is given by a cardioid and Z2 by an anti-cardioid.
- the second straightening parameter is expediently derived from the first straightening parameter by scaling by the correction parameter and by a predetermined offset.
- the offset d to e ⁇ 1 is preferably selected for the case that the forward and backward signals are given by a cardioid or anti-cardioid signal.
- the second directional signal is generated as a convexity parameter by convex superimposition of the first directional signal and the omnidirectional signal with the correction parameter.
- This is preferably determined as a function of a background noise level and / or an SNR and / or a stationarity of the sound signal of the environment.
- the first straightening parameter a1 is scaled by the factor e ⁇ 1 and shifted by an offset of e ⁇ 1.
- the forward signal Z1 is preferably given by a cardioid signal, and the backward signal Z2 by an anti-cardioid signal.
- a second direction is generated by pivoting the first direction by an angle tabulated as a function of the correction parameter, the second directional signal being generated by a linear combination of the forward signal and the backward signal with a second directional parameter as a linear factor, and wherein the second directional parameter is determined in such a way that the second directional signal has a maximum attenuation in the second direction.
- the first direction is determined in which the first directional signal, from the forward and the Backward signal preferably formed by means of adaptive directional microphone, has a maximum attenuation.
- the correction parameter is then determined, for example as a function of a background noise level, an SNR or a stationarity of the sound signal in the environment.
- the first direction is then shifted depending on the correction parameter and possibly the first direction itself by a tabulated angle in such a way that the second directional signal, which is generated analogously to the first directional signal, in the second directional signal resulting from the shifting of the first direction by the said angle Direction has the maximum attenuation, and in the first direction the defined relative attenuation.
- the second directional signal is generated by means of a preferably tabulated second directional parameter which, with the linear combination of the forward and backward signals, results in precisely the required attenuation properties for the second directional signal.
- the first directional parameter is advantageously generated by means of adaptive directional microphones of the linear combination of the forward signal and the reverse signal, in particular by minimizing the signal energy. In this way it can be ensured in a particularly simple manner that the first direction lies in the direction of a dominant sound source.
- a first directional signal generated in this way is used in many methods for directional noise suppression in hearing aids, so that the method described here is particularly suitable for preventing excessive or even complete extinction of non-stationary sound sources, especially in the rear hemisphere of the wearer of the hearing aid.
- the correction parameter is advantageously determined as a function of at least one of the following variables characterizing the sound signal: a background noise level and / or an SNR and / or a stationarity parameter and / or direction information.
- the correction parameter is preferably determined in such a way that, for a comparatively high background noise level or a comparatively low SNR, the second directional signal is from a comparatively low one Correction of the first directional signal results, and for a comparatively low background noise level or a comparatively high SNR, the second directional signal has a comparatively low directivity.
- the criteria mentioned can also be applied in stages, so that, for example, for a high SNR even with a high background noise level, the second directional signal still has a considerable difference from the first directional signal.
- the noise floor level, the SNR and the stationarity parameter can in particular be determined using at least one of the two input signals or using the forward signal and / or the backward signal.
- the correction parameter is advantageously formed by a monotonic function of the background noise level characterizing the sound signal, the monotonic function above an upper limit value mapping the background noise level to a first end point of the value range of the correction parameter for which the second directional signal changes into the first directional signal.
- Th Lo ⁇ NP ⁇ Th Hi e (NP - Th Lo ) / (Th Hi - Th Lo ).
- the monotonic function of the background noise level characterizing the sound signal is preferably corrected as a function of the SNR and / or as a function of the stationarity parameter in conjunction with the directional information.
- a function defined according to equation (vii) possibly with a different functional, monotonic dependency for the range NP ⁇ Th Hi than the linear one specified there - at a sufficiently high SNR, e.g. for SNR ⁇ Th SNR with a correspondingly defined limit value Th SNR for the SNR, in its range of values for e is reduced, for example (viii) for SNR ⁇ Th SNR : e ⁇ e Max with e max e.g.
- a stationarity parameter is used in particular in the context of a suppression of stationary interfering noises and can thus be taken from such a parameter and can alternatively also be determined via an autocorrelation function.
- Such a parameter usually has a value range between zero (completely non-stationary) and one (completely stationary). If such a stationarity parameter S1 is below a corresponding limit value, i.e.
- a correction of the monotonous function that changes the background noise level to the Correction parameters maps in a middle range for the latter, that is, for example for 0.4 e 0.6, preferably also for 0.25 e 0.27, the slope of the monotonic function can be chosen to be flatter.
- such a correction can be combined with a correction according to equation (viii), as continuously as possible in e.
- the second end point of the value range of the correction parameter is in a defined vicinity of a second end point
- Directional signal is superimposed with a third directional signal, which is designed to simulate a natural directional effect of a human ear, and the superimposition merges into the third directional signal when the correction parameter takes the second end point of its value range.
- M 0.1 (another value, e.g. 0.05, is possible)
- the second directional signal is thus increasingly superimposed with the third directional signal, and preferably completely changes into the third directional signal at the second end point for the correction parameter.
- the wearer of the hearing aid has the natural spatial hearing impression that a pinna produces in a person with normal hearing. This can be done in particular because in this area it is assumed for the correction parameter that the noise floor level is sufficiently low and / or the SNR is sufficiently high.
- the forward signal is preferably 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, and / or the backward signal is generated on the basis of a time-delayed superposition of the second input signal with the first input signal implemented by means of a second delay parameter.
- the first and second delay parameters can be selected to be identical to one another, and in particular the forward signal with respect to a preferred plane of the hearing aid can be generated symmetrically to the backward signal, the preferred plane being preferably assigned to the frontal plane of the wearer when the hearing aid is worn. Aligning the first directional signal to the frontal direction of the wearer facilitates signal processing, since this takes into account the wearer's natural line of sight.
- the forward signal is generated as a forward cardioid directional signal and the backward signal is generated as a backward cardioid directional signal (anti-cardioid).
- 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 at the superposition - the direction of the maximum attenuation lies in the frontal direction (backward cardioid directional signal) or in the opposite direction (forward cardioid directional 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 due to the maximum attenuation in or against the frontal direction.
- the omnidirectional signal can be represented or reproduced through a difference between the forward cardioid directional signal and the backward cardioid directional signal, so that the method can run on the level of the cardoid and anti-cardioid signals, and the first directional signal only for the determination of the corresponding adaptive directional parameter is generated.
- the first directional signal is expediently generated by means of adaptive directional microphones. In this way it can be achieved in a particularly simple manner that the first direction, in which the first directional signal has the maximum attenuation, coincides with a direction of a dominant sound source located in the rear half-space.
- a first directional parameter is determined which characterizes a superposition of the first intermediate signal with the second intermediate signal for generating the first directional signal, the second directional signal being generated by superimposing the first intermediate signal with the second intermediate signal, Which is characterized by a second directional parameter, and wherein the second directional parameter is determined on the basis of the first directional parameter in such a way that the second directional signal has a relative attenuation defined with respect to the maximum sensitivity in the first direction.
- 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.
- the hearing system shares the advantages of the method according to the invention. The advantages mentioned for the method and for its further developments can be applied analogously to the hearing system.
- a method for directional signal processing in a hearing aid 1 is shown schematically in a block diagram.
- the hearing aid 1 has a first input transducer 2 and a second input transducer 4, which generate a first input signal E1 and a second input signal E2 from a sound signal 6 from the surroundings, and can each be given, for example, by a microphone.
- the first input transducer 2 is arranged further forward than the second input transducer 4 with respect to a frontal direction 7 of the hearing aid 1 (which is defined by the intended wearing during operation).
- the second input signal E2 is now delayed by a first delay parameter T1, and the second input signal delayed in this way is subtracted from the first input signal E1 in order to generate a forward signal Z1.
- the first input signal E1 is delayed by a second delay parameter T2, and the second input signal E2 is subtracted from the first input signal thus delayed in order to generate a reverse signal Z2.
- the first delay parameter T1 and the second delay parameter T2 are given by the transit time T, which corresponds exactly to the spatial sound path d between the first input transducer 2 and the second input transducer 4, except for possible quantification errors during digitization.
- the forward signal Z1 is thus given by a forward cardioid signal 16, and the backward signal Z2 is given by a backward cardioid signal 18 (that is, an anti-cardioid).
- a first directional signal R1 is now obtained from the forward signal Z1 and the backward signal Z2 by minimizing the signal energy of the signal Z1 + a1 ⁇ Z2 via a first directional parameter a1.
- the first directional signal R1 has a directional characteristic 22 with a maximum attenuation in a first direction 24.
- the first direction 24 falls in the direction of a dominant, localized sound source 25 in the rear half-space 26. In the in FIG Fig. 1 In the example shown, the first direction is rotated by approx.
- a maximum attenuation here means that the sound coming from the first direction 24 is ideally completely extinguished (ie “infinitely” attenuated).
- the first directional signal 1 has a so-called “notch” in the first direction 24.
- An output signal out is now generated from the signal contributions of the first directional signal R1, possibly also by further, non-directional signal processing 29, which is converted into an output sound signal 34 by an output transducer 32 of the hearing aid 1.
- the output transducer 32 can be provided by a loudspeaker or also by a bone conduction receiver.
- the dominant sound source 25 in the rear half-space 26 is given by a speaker, for example, the maximum attenuation of his speech contributions that occurs in the present case may often not be desirable for the wearer of the hearing aid 1. In this case it would be advantageous to use an output signal out with a directional characteristic which does not have a maximum attenuation in the first direction 24.
- a hearing aid 1 is shown in a block diagram, which follows the hearing aid up to the generation of the first directional signal R1 Fig. 1 equal is.
- the example according to FIG Fig. 2 an omnidirectional signal om is formed, which is superimposed on the first directional signal R1 in accordance with a rule to be described.
- This superimposition takes place in accordance with a correction parameter e, which can be determined as a function of the background noise level NP and the SNR of the sound signal 6, but can also be determined for the sound signal 6 using a stationarity parameter S1 and directional information IR.
- the said variables can be determined either from the input signals E1 and E2 or from the forward and backward signals Z1, Z2.
- non-directional signal processing 29 which can include, among other things, a frequency band-dependent amplification and / or compression, analogous to FIG Fig. 1
- the illustrated procedure generates the output signal out, which is converted by the output transducer 32 into the output sound signal 34.
- the directional characteristic 38 of the second directional signal R2 now exhibits its maximum attenuation in a second direction 40, while a relative attenuation 42 is present in the first direction 24.
- a function f is shown, which the background noise level NP to the correction parameter e des based on Fig. 2 illustrated procedure (solid line).
- Th Lo the upper limit value
- the illustrated method is always completely converted into the second directional signal R2.
- Another characteristic than the linear relationship shown here is also conceivable, as long as the monotonic increase for f (NP) between Th Lo and Th Hi is maintained.
- FIG. 2 One based on Fig. 2 The procedure is analogous to the procedure described in Fig. 4 shown.
- This shows in a block diagram a hearing aid 1, which is similar to that shown in FIG Fig. 2 shown hearing aid 1 is modeled.
- the second directional signal R2 is not formed as a superposition of the first directional signal R1 with the omnidirectional signal om according to the correction parameter e as a convexity parameter.
- Equation vi mapped onto a second directional parameter a2, which by scaling the first directional parameter a1 by the factor e (the convexity parameter according to FIG Fig. 2 ) and a shift by the offset e - 1 is formed.
- the directional characteristic 38 is, since the in Fig. 4 procedure for in Fig. 2
- the procedure shown is analogous under the same conditions, with the exception of an expansion described below for e 0.1, corresponding to the directional characteristic of the second directional signal R2 after Fig. 2 .
- the maximum weakening now takes place in a second direction 40, while a defined relative weakening 42 is present in the first direction 24.
- the third directional signal R3 is generated with a fixed directional characteristic from the forward signal Z1 and the backward signal Z2. Alternative transitions between R2 and R3 that do not have the above linear relationship in e are also conceivable.
- Fig. 5 is a diagram schematically showing the relationship between the first directional parameter a1, which characterizes the first directional signal R1, and the second directional parameter a2 of the second directional signal R2 Fig. 4 shown.
- the symbols below are used in the in Fig. 5 shown example formed by the respective first direction 24 to the parameter value of the first directional parameter a1, while the symbols above are given by the second direction to the given parameter value for a1, i.e. by the angle at which the second direction 40, i.e. sets the direction of maximum attenuation after applying the mapping of the first directional parameter R1 to the second directional parameter a2.
Abstract
Die Erfindung nennt ein Verfahren zur direktionalen Signalverarbeitung für ein Hörgerät (1), wobei durch einen ersten Eingangswandler (2) des Hörgerätes (1) aus einem Schallsignal (6) der Umgebung ein erstes Eingangssignal (E1) erzeugt wird, wobei durch einen zweiten Eingangswandler (4) des Hörgerätes (1) aus dem Schallsignal (6) der Umgebung ein zweites Eingangssignal (E2) erzeugt wird, wobei jeweils aus dem ersten Eingangssignal (E1) und dem zweiten Eingangssignal (E2) ein Vorwärtssignal (Z1) und ein Rückwärtssignal (Z2) erzeugt werden, wobei ein erster Richtparameter (a1) als ein Linearfaktor einer Linearkombination des Vorwärtssignals (Z1) und des Rückwärtssignals (Z2) derart bestimmt wird, dass ein aus dieser Linearkombination resultierendes erstes Richtsignal (R1) in einer ersten Richtung (24) eine maximale Abschwächung aufweist, wobei ein Korrekturparameter (e) derart ermittelt wird, dass ein zweites Richtsignal (R2) als eine aus dem ersten Richtsignal (R1) und einem omnidirektionalen Signal (om) mit dem Korrekturparameter (e) gebildete Linearkombination in der ersten Richtung (24) eine definierte relative Abschwächung aufweist, wobei das zweite Richtsignal (R2) aus dem Vorwärtssignal (Z1) und dem Rückwärtssignal (Z2) anhand des ersten Richtparameters und des Korrekturparameters (e) oder aus dem ersten Richtsignal (R1) und dem omnidirektionalen Signal (om) anhand des Korrekturparameters (e) erzeugt wird, und wobei anhand des zweiten Richtsignals (R2) ein Ausgangssignal (out) des Hörgerätes (1) erzeugt wird.The invention refers to a method for directional signal processing for a hearing aid (1), a first input signal (E1) being generated by a first input transducer (2) of the hearing aid (1) from a sound signal (6) from the environment, with a second input transducer (4) of the hearing aid (1) from the sound signal (6) of the environment a second input signal (E2) is generated, a forward signal (Z1) and a backward signal (E2) from the first input signal (E1) and the second input signal (E2). Z2), a first directional parameter (a1) being determined as a linear factor of a linear combination of the forward signal (Z1) and the backward signal (Z2) in such a way that a first directional signal (R1) resulting from this linear combination moves in a first direction (24) has a maximum attenuation, a correction parameter (e) being determined in such a way that a second directional signal (R2) as one of the first directional signal (R1) and an omnidirectional onal signal (om) with the correction parameter (e) formed linear combination in the first direction (24) has a defined relative attenuation, the second directional signal (R2) from the forward signal (Z1) and the backward signal (Z2) based on the first directional parameter and of the correction parameter (e) or from the first directional signal (R1) and the omnidirectional signal (om) is generated using the correction parameter (e), and an output signal (out) of the hearing aid (1) is generated using the second directional signal (R2) .
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 einer ersten Richtung eine maximale Abschwächung aufweist, und wobei anhand des ersten Richtsignals ein Ausgangssignal des Hörgerätes erzeugt wird.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 maximum attenuation in a first direction, and an output signal of the hearing aid is generated based on the first directional signal.
In einem Hörgerät wird ein Umgebungsschall mittels wenigstens eines Eingangswandlers in wenigstens 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.In a hearing aid, ambient sound is converted into at least one input signal by means of at least one input transducer, which is processed depending on a hearing impairment of the wearer to be corrected in a frequency band-specific manner and in particular individually tailored to the wearer and is also amplified. 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.
Eine vorteilhafte Weiterbildung stellen hierbei Hörgeräte mit zwei oder mehr Eingangswandlern dar, in welchen aus dem Umgebungsschall zwei oder mehr entsprechende Eingangssignale für eine Weiterverarbeitung erzeugt werden. Diese Weiterverarbeitung der Eingangssignale umfasst dabei im Allgemeinen eine direktionale Signalverarbeitung, d.h. die Bildung von Richtsignalen aus den Eingangssignalen, wobei die unterschiedliche Richtwirkung meist dazu verwendet wird, eine Nutzsignalquelle - meist einen Sprecher in der Umgebung des Hörgeräteträges - hervorzuheben, und/oder Störgeräusche zu unterdrücken.Hearing aids with two or more input transducers, in which two or more corresponding input signals for further processing are generated from the ambient sound, represent an advantageous development. This further processing of the input signals generally includes directional signal processing, ie the formation of directional signals from the input signals, the different directional effects mostly being used to produce a Useful signal source - usually a speaker in the vicinity of the hearing aid wearer - to highlight and / or to suppress background noise.
Eine besondere Bedeutung kommt dabei der sog. adaptiven Richtmikrofonie zu, in welcher ein Richtsignal derart erzeugt wird, dass es in Richtung einer angenommenen, lokalisierbaren Störsignalquelle eine maximale Abschwächung aufweist. Die hierfür verwendete Annahme ist meist, dass aus dem Bereich hinter dem Träger des Hörgerätes, also in seinem hinteren Halbraum, auftretende Geräusche grundsätzlich als Störgeräusche zu behandeln sind. Basierend auf dieser Annahme minimieren konventionelle Richtmikrofonie-Algorithmen üblicherweise die Signalenergie aus dem hinteren Halbraum, um das Richtsignal mit den gewünschten Abschwächungseigenschaften zu erzeugen. In der Richtung der maximalen Abschwächung weist das Richtsignal insbesondere einen sog. "Notch" auf, d.h. eine totale ("unendliche") Abschwächung. Der Schall der lokalisierten Störgeräuschquelle wird somit im Idealfall vollständig aus dem Richtsignal ausgeblendet.The so-called adaptive directional microphone, in which a directional signal is generated in such a way that it has a maximum attenuation in the direction of an assumed, localizable interference signal source, is of particular importance. The assumption used for this is mostly that noises occurring from the area behind the wearer of the hearing aid, that is to say in his / her rear half-space, are basically to be treated as interfering noises. Based on this assumption, conventional directional microphone algorithms usually minimize the signal energy from the rear half-space in order to generate the directional signal with the desired attenuation properties. In the direction of the maximum attenuation, the directional signal has in particular a so-called "notch", i.e. a total ("infinite") attenuation. In the ideal case, the sound of the localized noise source is thus completely masked out of the directional signal.
In manchen Fällen ist jedoch die Annahme, dass ein aus dem hinteren Halbraum auftreffendes Geräusch ausschließlich als Störgeräusch zu sehen ist, nicht zutreffend, z.B., wenn der sitzende Träger des Hörgerätes von der Seite oder von hinten durch eine andere Person angesprochen wird. Auch bestimmte Alltagsgeräusche wie z.B. ein Martinshorn eines Rettungsfahrzeuges müssen infolge ihrer Warnwirkung für den Hörgeräteträger auch dann wahrnehmbar sein, wenn sie aus dem für ihn hinteren Halbraum kommen.In some cases, however, the assumption that a sound coming from the rear half-space can only be seen as background noise is not applicable, e.g. if the person wearing the hearing aid is being addressed from the side or from behind by another person. Certain everyday noises such as a siren from an ambulance must also be perceptible to the hearing aid wearer due to their warning effect if they come from the half-space behind them.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Hörgerät ein Verfahren zur Signalverarbeitung anzugeben, mittels dessen bei einer Anwendung von Richtmikrofonie keine vollständige Auslöschung von potentiell relevanten Schallsignalen aus nicht-frontaler Richtung und insbesondere aus dem hinteren Halbraum erfolgt.The invention is based on the object of specifying a method for signal processing for a hearing aid, by means of which, when directional microphones are used, potentially relevant sound signals from a non-frontal direction and in particular from the rear half-space are not completely eliminated.
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 jeweils aus dem ersten Eingangssignal und dem zweiten Eingangssignal ein Vorwärtssignal und ein Rückwärtssignal erzeugt werden, und wobei ein erster Richtparameter als ein Linearfaktor einer Linearkombination des Vorwärtssignals und des Rückwärtssignals derart bestimmt wird, dass ein aus dieser Linearkombination resultierendes erstes Richtsignal in einer ersten Richtung eine maximale Abschwächung aufweist. Hierbei ist vorgesehen, dass ein Korrekturparameter derart ermittelt wird, dass ein zweites Richtsignal als eine aus dem ersten Richtsignal und einem omnidirektionalen Signal mit dem Korrekturparameter als Linearfaktor gebildete Linearkombination in der ersten Richtung eine definierte Abschwächung aufweist, wobei das zweite Richtsignal aus dem Vorwärtssignal und dem Rückwärtssignal anhand des ersten Richtparameters und des Korrekturparameters oder aus dem ersten Richtsignal und dem omnidirektionalen Signal anhand des Korrekturparameters erzeugt wird, und wobei anhand des zweiten 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.According to the invention, the stated object is achieved by a method for directional signal processing for a hearing aid, with a first input transducer of the hearing aid from a sound signal from the environment Input signal is generated, a second input signal is generated from the sound signal of the environment by a second input transducer of the hearing aid, a forward signal and a backward signal are generated from the first input signal and the second input signal, and a first directional parameter as a linear factor of a linear combination of the forward signal and the backward signal is determined in such a way that a first directional signal resulting from this linear combination has a maximum attenuation in a first direction. It is provided that a correction parameter is determined in such a way that a second directional signal as a linear combination formed from the first directional signal and an omnidirectional signal with the correction parameter as a linear factor has a defined attenuation in the first direction, the second directional signal consisting of the forward signal and the The backward signal is generated based on the first directional parameter and the correction parameter or from the first directional signal and the omnidirectional signal based on the correction parameter, and an output signal of the hearing aid is generated based on the second directional signal, which is preferably converted into an output sound signal by an output transducer of the hearing aid. Advantageous and in part inventive embodiments are the subject matter of the subclaims and the following description.
Unter einem Eingangswandler ist hierbei insbesondere ein elektroakustischer Wandler umfasst, welcher dazu eingerichtet ist, aus einem Schallsignal ein entsprechendes elektrisches Signal zu erzeugen. Vorzugsweise erfolgt bei der Erzeugung des ersten bzw. zweiten Eingangssignals durch den jeweiligen Eingangswandler auch eine Vorverarbeitung, z.B. in Form einer linearen Vorverstärkung und/oder einer A/D-Konvertierung.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, e.g. in the form of a linear pre-amplification and / or an A / D conversion, preferably also takes place when the first or second input signal is generated by the respective input converter.
Die Erzeugung des Vorwärtssignals bzw. des Rückwärtssignals aus dem ersten und dem zweiten Eingangssignal umfasst bevorzugt, dass die Signalanteile des ersten und des zweiten Eingangssignals in das Vorwärtssignal bzw. in das Rückwärtssignal 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 Vorwärtssignal bzw. in das Rückwärtssignal ein. Vergleichbares gilt für eine Erzeugung des zweiten Richtsignals anhand des Vorwärtssignals und des Rückwärtssignals, sowie ggf. für weitere Signale und deren entsprechende Erzeugung.The generation of the forward signal or the backward signal from the first and the second input signal preferably includes that the signal components of the first and the second input signal are included in the forward signal and in the backward signal, and thus in particular the first and the second input signal not both at the same time for generating control parameters etc., which are applied to signal components of other signals. Preferably, at least the signal components of the first input signal, and particularly preferably also the signal components of the second input signal, are included linearly in the forward signal or in the reverse signal. The same applies to a generation of the second directional signal based on the forward signal and the backward signal, and possibly for further signals and their corresponding generation.
Die Erzeugung eines Signals, wie z.B. des zweiten Richtsignals, kann hierbei auch derart aus den erzeugenden Signalen, wie z.B. dem Vorwärtssignal und dem Rückwärtssignal erfolgen, dass aus den besagten erzeugenden Signalen im Rahmen der Signalverarbeitung zunächst eines oder mehrere Zwischensignale gebildet werden, aus welchen dann das erzeugte Signal (also z.B. das zweite Richtsignal) gebildet wird. Die Signalanteile der erzeugenden Signale, im vorliegenden Beispiel also des Vorwärts- und des Rückwärtssignals, gehen dann zunächst in das jeweilige Zwischensignal ein, und die Signalanteile des jeweiligen Zwischensignals gehen anschließend in das erzeugte Signal, also vorliegend in das zweite Richtsignal ein, sodass die Signalanteile der erzeugenden Signale (also z.B. des Vorwärts- und des Rückwärtssignals) über das jeweilige Zwischensignal zum erzeugten Signal (also z.B. dem zweiten Richtsignal) "durchgereicht werden", und dabei ggf. frequenzbandweise verstärkt werden, teilweise gegeneinander verzöger werden oder unterschiedlich zueinander gewichtet werden etc.The generation of a signal, such as the second directional signal, can also take place from the generating signals, such as the forward signal and the backward signal, in such a way that one or more intermediate signals are initially formed from the said generating signals in the course of signal processing, from which then the generated signal (e.g. the second directional signal) is formed. The signal components of the generating signals, i.e. the forward and backward signals in the present example, are then initially included in the respective intermediate signal, and the signal components of the respective intermediate signal are then included in the generated signal, i.e. in the present case in the second directional signal, so that the signal components the generating signals (e.g. the forward and backward signal) are "passed through" via the respective intermediate signal to the generated signal (e.g. the second directional signal), and if necessary, amplified in frequency bands, partially delayed against each other or weighted differently from each other, etc. .
Unter einem Vorwärtssignal ist hierbei insbesondere ein Richtsignal mit einer nicht-trivialen Richtcharakteristik umfasst, welches in einem vorderen Halbraum des Hörgerätes im Mittel eine höhere Empfindlichkeit gegenüber einem normierten Testschall vorgegebenen Pegels aufweist, als in einem hinteren Halbraum. Bevorzugt liegt dabei die Richtung maximaler Empfindlichkeit des Vorwärtssignals ebenfalls im vorderen Halbraum, insbesondere in Vorwärtsrichtung (also bei 0° bezüglich einer Vorzugsrichtung des Hörgerätes), während eine Richtung minimaler Empfindlichkeit des Vorwärtssignals im hinteren Halbraum, insbesondere in Rückwärtsrichtung liegt (also bei 180° bezüglich einer Vorzugsrichtung des Hörgerätes). Vorzugsweise gilt für das Rückwärtssignal Entsprechendes, unter Vertauschung des vorderen und des hinteren Halbraumes bzw. der Vorwärts- und der Rückwärtsrichtung. Der vordere und der hintere Halbraum sowie die Vorwärts- und die Rückwärtsrichtung des Hörgerätes werden dabei bevorzugt durch eine Vorzugsrichtung des Hörgerätes definiert, welche bei einem bestimmungsgemäßen Tragen des Hörgerätes durch den Träger vorzugsweise mit dessen Frontalrichtung zusammenfällt. Abweichungen hiervon wegen eines ungenauen Justierens beim Tragen sollen dabei unberührt bleiben.A forward signal here includes in particular a directional signal with a non-trivial directional characteristic which, on average, has a higher sensitivity to a standardized test sound of a predetermined level in a front half space of the hearing aid than in a rear half space. The direction of maximum sensitivity of the forward signal is preferably also in the front half space, in particular in the forward direction (i.e. at 0 ° with respect to a preferred direction of the hearing aid), while a direction of minimum sensitivity of the forward signal is in the rear half space, in particular in the backward direction (i.e. at 180 ° with respect to a preferred direction of the hearing aid). Preferably, the same applies to the reverse signal, with interchangeability of the front and rear half-spaces or the forward and backward directions. The front and rear half-spaces and the forward and backward directions of the hearing aid are preferably defined by a preferred direction of the hearing aid which, when the hearing aid is worn by the wearer as intended, preferably coincides with its frontal direction. Deviations from this due to inaccurate adjustment when wearing should remain unaffected.
Insbesondere sind das Vorwärts- und das Rückwärtssignal zueinander symmetrisch bzgl. einer Symmetrieebene senkrecht zu besagter Vorzugsrichtung. Das Richtcharakteristik des Vorwärtssignals ist beispielswese in einer vorteilhafte Ausgestaltung durch ein Kardioid gegeben, während in dieser Ausgestaltung die Richtcharakteristik des Rückwärtssignals durch ein Anti-Kardioid gegeben ist.In particular, the forward and reverse signals are symmetrical to one another with respect to a plane of symmetry perpendicular to said preferred direction. The directional characteristic of the forward signal is given, for example, in an advantageous embodiment by a cardioid, while in this embodiment the directional characteristic of the backward signal is given by an anti-cardioid.
Zur Bestimmung des ersten Richtparameters ist es hierbei nicht zwingend erforderlich, dass das erste Richtsignal tatsächlich für eine weitere Signalverarbeitung seiner Signalanteile erzeugt wird. Vielmehr kann, beispielsweise mittels einer Minimierung der Signalenergie der Linearkombination Z1 + a1 · Z2 (mit Z1 als Vorwärtssignal und Z2 als Rückwärtssignal) oder durch sonstige Methoden der Optimierung oder der adaptiven Richtmikrofonie, der erste Richtparameter a1 ermittelt werden, ohne dass das aus der Linearkombination resultierende Signal, welches dem ersten Richtsignal entspricht, im Verlauf des weiteren Verfahrens eine Weiterverwendung erfahren würde. In diesem Fall wird das zweite Richtsignal direkt aus dem Vorwärtssignal und dem Rückwärtssignal erzeugt. Der erste Richtparameter wird dabei durch die besagte Minimierung der Signalenergie oder durch sonstige Methoden der Optimierung derart eingestellt, dass das resultierende erste Richtsignal, selbst wenn es keine weitere Verwendung erfährt, in der ersten Richtung wie gefordert die maximale Abschwächung aufweist, insbesondere wenn diese durch die Richtung einer dominierenden Schallquelle gegeben ist.In order to determine the first directional parameter, it is not absolutely necessary that the first directional signal is actually generated for further signal processing of its signal components. Rather, the first directional parameter a1 can be determined, for example by minimizing the signal energy of the linear combination Z1 + a1 · Z2 (with Z1 as the forward signal and Z2 as the backward signal) or by other methods of optimization or adaptive directional microphone, without this from the linear combination resulting signal, which corresponds to the first directional signal, would experience further use in the course of the further process. In this case, the second directional signal is generated directly from the forward signal and the reverse signal. The first directional parameter is set by the aforementioned minimization of the signal energy or by other methods of optimization such that the resulting first directional signal, even if it is not used any further, has the maximum attenuation in the first direction as required, in particular if this is due to the Direction of a dominant sound source is given.
Unter einer maximalen Abschwächung des ersten Richtsignals ist dabei insbesondere zu verstehen, dass die betreffende Richtcharakteristik in der jeweiligen Richtung eine Empfindlichkeit aufweist, welche ein lokales, bevorzugt ein globales Minimum aufweist. Mit anderen Worten weist somit das erste Richtsignal eine nicht-triviale Richtcharakteristik und somit eine über den Raum hinweg variable Empfindlichkeit gegenüber einem normierten Testschall vorgegebenen Pegels auf. Bevorzugt weist das erste Richtsignal dabei in der ersten Richtung einen "Notch" mit einer totalen oder quasi-totalen Abschwächung, also um mindestens 15 dB, bevorzugt um mindestens 20 dB auf. Bevorzugt weist jedoch das omnidirektionale Signal im Gegensatz dazu eine winkelunabhängige Empfindlichkeit gegenüber einem normierten Testschall auf.A maximum attenuation of the first directional signal is to be understood here in particular as meaning that the relevant directional characteristic has a sensitivity in the respective direction which is local, preferably global Has minimum. In other words, the first directional signal thus has a non-trivial directional characteristic and thus a sensitivity that is variable across the room to a normalized test sound predetermined level. The first directional signal preferably has a “notch” in the first direction with a total or quasi-total attenuation, that is to say by at least 15 dB, preferably by at least 20 dB. In contrast to this, however, the omnidirectional signal preferably has an angle-independent sensitivity to a standardized test sound.
Ebenso ist es zum Ermitteln des Korrekturparameters nicht zwingend erforderlich, dass das zweite Richtsignal tatsächlich als eine Linearkombination, insbesondere eine konvexe Überlagerung aus dem ersten Richtsignal und dem omnidirektionalen Signal mit dem Korrekturparameter als Linearfaktor bzw. Konvexitätsparameter gebildet wird. Vielmehr wird der Korrekturparameter derart gewählt, dass ein wie gefordert erzeugtes zweites Richtsignal in der ersten Richtung die geforderte definierte relative Abschwächung aufweist.Likewise, in order to determine the correction parameter it is not absolutely necessary that the second directional signal is actually formed as a linear combination, in particular a convex superimposition of the first directional signal and the omnidirectional signal with the correction parameter as a linear factor or convexity parameter. Rather, the correction parameter is selected such that a second directional signal generated as required has the required, defined relative attenuation in the first direction.
Die tatsächliche Erzeugung des zweiten Richtsignals, dessen Signalanteile in das Ausgangssignal eingehen, erfolgt dabei insbesondere durch die beschriebene Linearkombination bzw. konvexe Überlagerung des omnidirektionalen Signals mit dem ersten Richtsignal anhand des Korrekturparameters, oder alternativ dazu durch eine Linearkombination des Vorwärtssignals und der Rückwärtssignals.The actual generation of the second directional signal, the signal components of which are included in the output signal, takes place in particular by the described linear combination or convex superimposition of the omnidirectional signal with the first directional signal using the correction parameter, or alternatively by a linear combination of the forward signal and the reverse signal.
Eine konvexe Überlagerung für das zweite Richtsignal R2 ist hierbei insbesondere zu verstehen als eine Überlagerung der Form
Die alternative Erzeugung des zweiten Richtsignals R2 aus dem Vorwärtssignal Z1 und dem Rückwärtssignal Z2 anhand des Korrekturparameters e und des ersten Richtparameters weist hierbei insbesondere die Form
Bei einer geeigneten Wahl des Vorwärtssignals Z1 und des Rückwärtssignals Z2, beispielsweise als Kardioid- und Anti-Kardioid-Signal, lassen sich auch das omnidirektionale Signal om und das erste Richtsignal R1 aus Gleichung (i) anhand des Vorwärts- und des Rückwärtssignals darstellen (for das omnidirektionale Signal om) bzw. mittels adaptiver Richtmikrofonie erzeugen (für das erste Richtsignal R1 = Z1 + a1 · Z2). In diesem Fall existieren für die Erzeugung des zweiten Richtsignals R2 zwei zueinander äquivalente Möglichkeiten bzw. Darstellungen, welche durch Gleichung (i) und Gleichung (ii) gegeben sind.With a suitable choice of the forward signal Z1 and the backward signal Z2, for example as a cardioid and anti-cardioid signal, the omnidirectional signal om and the first directional signal R1 from equation (i) can also be represented using the forward and backward signals (for generate the omnidirectional signal om) or by means of adaptive directional microphones (for the first directional signal R1 = Z1 + a1 · Z2). In this case, there are two mutually equivalent possibilities or representations for generating the second directional signal R2, which are given by equation (i) and equation (ii).
Unter der definierten relativen Abschwächung, welche das zweite Richtsignal in der ersten Richtung aufweist (das erste Richtsignal weist in dieser Richtung genau die maximale Abschwächung auf), ist hierbei insbesondere zu verstehen, dass das zweite Richtsignal in der ersten Richtung eine Empfindlichkeit aufweist, welche um einen insbesondere durch den Korrekturparameter festgelegten Faktor geringer ist, als die maximale Empfindlichkeit. Die definierte relative Abschwächung bedeutet also insbesondere eine Abschwächung um einen Faktor oder in dB, welche bei Kenntnis des Korrekturparameters bevorzugt unmittelbar angegeben werden kann.The defined relative attenuation that the second directional signal has in the first direction (the first directional signal has precisely the maximum attenuation in this direction) is to be understood here in particular as meaning that the second directional signal has a sensitivity in the first direction that is around a factor determined in particular by the correction parameter is lower than the maximum sensitivity. The defined relative attenuation thus means, in particular, an attenuation by a factor or in dB, which can preferably be specified immediately if the correction parameter is known.
Liegt beispielsweise die erste Richtung im hinteren Halbraum bei 120° (Null Grad in Frontalrichtung), und wird das zweite Richtsignal zu gleichen Teilen aus dem omnidirektionalen Signal und dem ersten Richtsignal gemischt, so ist hierdurch auch der Wert der relativen Abschwächung des zweiten Richtsignals bei 120° - also der ersten Richtung - gegenüber einer maximalen Empfindlichkeit der Signale festgelegt.For example, if the first direction in the rear half-space is 120 ° (zero degrees in the frontal direction), and if the second directional signal is mixed in equal parts from the omnidirectional signal and the first directional signal, then the value of the relative attenuation of the second directional signal is also 120 ° - so the first direction - set towards a maximum sensitivity of the signals.
Im Fall, dass z.B. das zweite Richtsignal gemäß Gleichung (i) aus dem omnidirektionalen Signal und dem ersten Richtsignal erzeugt wird, oder zu einer tatsächlichen Erzeugung, welche nach Gleichung (ii) aus dem Vorwärts- und dem Rückwärtssignal erfolgt, wenigstens eine dazu äquivalente Darstellung gemäß Gleichung (i) existiert, gibt der Korrekturparameter e unmittelbar den rechnerischen Anteil des ersten Richtsignals am zweiten Richtsignal an. Da dessen Abschwächung in der ersten Richtung im Idealfall total, also unendlich ist, wird die Empfindlichkeit des zweiten Richtsignals in der ersten Richtung im Idealfall vollständig durch en Anteil (1 - e) des omnidirektionalen Signals om festgelegt. Möchte man beispielsweise eine Unterdrückung in der ersten Richtung um lediglich 6 dB, so wird man infolge der vollständigen Unterdrückung in der ersten Richtung durch das erste Richtsignal in einem nach Gleichung (i) gebildeten (oder einem hierzu äquivalenten) zweiten Richtsignal den Anteil des omnidirektionalen Signals zu 50%, also e = 0.5 wählen. Ist die Abschwächung des ersten Richtsignal in der ersten Richtung endlich, also z.B. 15 dB oder 20 dB, lässt sich bei Kenntnis des Wertes der Abschwächung in der ersten Richtung eine entsprechende Anpassung der Berechnung vornehmen.In the event that, for example, the second directional signal according to equation (i) is generated from the omnidirectional signal and the first directional signal, or for an actual generation which is carried out according to equation (ii) from the forward and reverse signals, at least one equivalent representation exists according to equation (i), the correction parameter e directly indicates the arithmetical component of the first directional signal in the second directional signal. Since its attenuation in the first direction is in the ideal case total, i.e. infinite, the sensitivity of the second directional signal in the first direction is in the ideal case completely determined by the component (1-e) of the omnidirectional signal om. For example, if you want a suppression in the first direction of only 6 dB, then as a result of the complete suppression in the first direction by the first directional signal in a second directional signal formed according to equation (i) (or a second directional signal equivalent to it) the component of the omnidirectional signal will be used choose 50%, i.e. e = 0.5. If the attenuation of the first directional signal in the first direction is finite, e.g. 15 dB or 20 dB, the calculation can be adapted accordingly if the value of the attenuation in the first direction is known.
Die Ermittlung des Korrekturparameters erfolgt dabei insbesondere in Abhängigkeit von akustischen Kenngrößen, welche anhand der beiden Eingangssignale oder anhand von aus den Eingangssignalen abgeleiteten Signalen, wie z.B. dem Vorwärts- und dem Rückwärtssignal, und allgemein anhand von einem das Schallsignal der Umgebung charakterisierenden Signals überwacht werden können, und welche eine insbesondere auch quantifizierbare Aussagekraft über den Störgeräusch-Charakter eines nicht-frontalen Schallsignals aufweisen, also insbesondere auch für ein Schallsignal aus dem hinteren Halbraum.The correction parameter is determined in particular as a function of acoustic parameters, which can be monitored using the two input signals or signals derived from the input signals, such as the forward and backward signals, and generally using a signal that characterizes the sound signal of the environment , and which have, in particular, quantifiable information about the background noise character of a non-frontal sound signal, that is to say in particular also for a sound signal from the rear half-space.
Eine derartige Aussagekraft kann beispielsweise gegeben sein durch einen Grundrauschpegel, durch ein Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR), oder durch eine Stationarität des zu untersuchenden Geräusches, wobei bei eine Untersuchung einer Stationarität bevorzugt auch mit einer Untersuchung nach dem Halbraumes einhergeht, in welchem eine dominierende, nicht-frontalen Schallquelle liegt.Such a meaningfulness can be given, for example, by a background noise level, by a signal-to-noise ratio (SNR), or by a stationarity of the noise to be examined, with an examination Stationarity is preferably accompanied by an examination of the half-space in which a dominant, non-frontal sound source is located.
Wird das erste Richtsignal nun mittels adaptiver Richtmikrofonie aus dem Vorwärtssignal und dem Rückwärtssignal so gebildet, dass die erste Richtung - also die Richtung maximaler Abschwächung des ersten Richtsignals - in Richtung einer dominanten, lokalisierten Schallquelle im hinteren Halbraum liegt, so kann durch das Verfahren eine Mischung mit dem omnidirektionalen Signal derart erfolgen, dass hierdurch das resultierende zweite Richtsignal in der ersten Richtung um einen definierten Faktor abgeschwächt wird, und somit der Schall der Schallquelle nicht mehr maximal oder vollständig unterdrückt wird, sondern für den Träger des Hörgerätes hörbar bleibt.If the first directional signal is now formed from the forward signal and the backward signal by means of adaptive directional microphones in such a way that the first direction - i.e. the direction of maximum attenuation of the first directional signal - is in the direction of a dominant, localized sound source in the rear half-space, the method can be used to mix take place with the omnidirectional signal in such a way that the resulting second directional signal is weakened by a defined factor in the first direction, and thus the sound of the sound source is no longer maximally or completely suppressed, but remains audible to the wearer of the hearing aid.
Wird beispielsweise anhand des Rückwärtssignals festgestellt, dass dort ein in erheblichem Maß nicht-stationäres Signal vorliegt, welches überdies einen nennenswerten Schallpegel aufweist, und deutlich über dem ermittelten Grundrauschen ("noise floor") liegt, also zudem ein hohes SNR vorliegt, so kann dies als ein Indiz dafür gewertet werden, dass die dominante Schallquelle durch einen Sprecher gegeben ist. In diesem Fall kann die Mischung des omnidirektionalen Signals mit dem ersten Richtsignal derart ausgestaltet werden, dass ein besonders hoher Anteil an ersterem in das zweite Richtsignal eingeht, um die Signalbeiträge dieses hinter dem Träger sprechenden Sprechers nicht durch das erste Richtsignal zu unterdrücken. Dies gilt insbesondere, wenn das erste Richtsignal für eine dynamische bzw. adaptive Anpassung der ersten Richtung an die Richtung einer solchen dominanten Schallquelle ausgelegt ist.If, for example, it is determined on the basis of the backward signal that there is a considerable non-stationary signal, which also has a significant sound level and is well above the determined noise floor, i.e. also a high SNR, this can be as an indication that the dominant sound source is given by a speaker. In this case, the mixing of the omnidirectional signal with the first directional signal can be configured in such a way that a particularly high proportion of the former is included in the second directional signal in order not to suppress the signal contributions of this speaker speaking behind the wearer by the first directional signal. This applies in particular when the first directional signal is designed for dynamic or adaptive adaptation of the first direction to the direction of such a dominant sound source.
Ist andererseits das SNR eher gering, so kann es jedoch dennoch von Vorteil sein, keinen zu hohen Anteil eines derartigen Signals in das zweite Richtsignal eingehen zu lassen, da dies sonst das SNR des zweiten Richtsignals in unerwünschter Weise verschlechtern könnte. Liegt hingegen im hinteren Halbraum ein erheblich stationäres Signal mit einem hohen SNR und einem vergleichsweise hohen Pegel vor, so kann etwa davon ausgegangen werden, dass es sich um ein lokalisiertes Störgeräusch handelt. Entsprechend kann auch hier der Anteil des omnidirektionalen Signals am zweiten Richtsignal zugunsten einer besseren Unterdrückung des Störgeräusches, wie sie im ersten Richtsignal erfolgt, reduziert werden.If, on the other hand, the SNR is rather low, it can nevertheless be advantageous not to allow too high a proportion of such a signal to enter the second directional signal, since this could otherwise worsen the SNR of the second directional signal in an undesirable manner. If, on the other hand, there is a significantly stationary signal with a high SNR and a comparatively high level in the rear half-space, it can be assumed that the noise is localized. The proportion of the Omnidirectional signal at the second directional signal in favor of a better suppression of the background noise, as it occurs in the first directional signal, reduced.
Im Grenzfall kann hierbei das zweite Richtsignal auch gänzlich ohne eine zusätzliche Beigabe von Signalanteilen des ersten Richtsignals erzeugt werden, um eine Auslöschung einer stark gerichteten Schallquelle im hinteren Halbraum zu verhindern. Umgekehrt kann das zweite Richtsignal auch vollständig aus dem ersten Richtsignal hervorgehen, also gänzlich ohne eine zusätzliche Beigabe von Signalanteilen des omnidirektionalen Signals, wenn entschieden wird, ein gerichtetes Schallsignal aus dem hinteren Halbraum möglichst zu unterdrücken. Diese Grenzfälle werden insbesondere gebildet durch die Endpunkte des Wertebereiches des Korrekturparameters. Mit anderen Worten kann also das zweite Richtsignal insbesondere durch eine Mischung des omnidirektionalen Signals mit dem ersten Richtsignal repräsentiert werden (auch wenn die konkrete signaltechnische Erzeugung ggf. auf eine andere, jedoch äquivalente Weise ablaufen mag), wobei die Mischung auch die Grenzfälle umfasst, dass die Signalanteile eines der beiden erzeugenden Signale völlig ausgeblendet werden.In the borderline case, the second directional signal can also be generated entirely without the additional addition of signal components of the first directional signal in order to prevent a strongly directional sound source in the rear half-space from being extinguished. Conversely, the second directional signal can also emerge completely from the first directional signal, that is to say without an additional addition of signal components of the omnidirectional signal, if it is decided to suppress a directional sound signal from the rear half-space as far as possible. These borderline cases are in particular formed by the end points of the value range of the correction parameter. In other words, the second directional signal can in particular be represented by a mixture of the omnidirectional signal with the first directional signal (even if the specific signal generation may possibly take place in a different but equivalent manner), the mixture also including the borderline cases that the signal components of one of the two generating signals are completely hidden.
Günstigerweise wird das zweite Richtsignal durch eine Linearkombination des Vorwärtssignals und des Rückwärtssignals mit einem zweiten Richtparameter als Linearfaktor erzeugt wird, wobei der zweite Richtparameter durch einen vorgegebenen funktionalen Zusammenhang aus dem ersten Richtparameter und dem Korrekturparameter derart ermittelt wird, dass das zweite Richtsignal in der ersten Richtung die definierte relative Abschwächung aufweist. Wird beispielsweise das erste Richtsignal R1 aus dem Vorwärtssignal und dem Rückwärtssignal Z1 bzw. Z2 durch eine adaptive Richtmikrofonie ermittelt, also in der Form
so kann das zweite Richtsignal R2 erzeugt werden als
so the second directional signal R2 can be generated as
Bevorzugt werden hierbei das Vorwärtssignal Z1 und das Rückwärtssignal Z2 symmetrisch zu einer Vorzugsebene des Hörgerätes (insbesondere der Frontalebene des Trägers) erzeugt, wobei durch diese Signale besonders bevorzugt auch das omnidirektionale Signal om reproduzierbar ist, z.B. als om = Z1 - Z2. Insbesondere ist hierbei Z1 gegeben durch ein Kardioid, und Z2 durch ein Anti-Kardioid. Durch diese Art, das zweite Richtsignal zu erzeugen, kann die Erzeugung auf der Ebene des Vorwärts- und des Rückwärtssignals ablaufen, während das erste Richtsignal R1 lediglich für die Bestimmung des ersten Richtparameters a1 (von welchem der zweite Richtparameter a2 des zweiten Richtsignals funktional als a2 = f(a1, e) mit einer definierten Funktion f abhängt) benötigt wird.In this case, the forward signal Z1 and the backward signal Z2 are preferably generated symmetrically to a preferred plane of the hearing aid (in particular the frontal plane of the wearer), with the omnidirectional signal om being particularly preferably reproducible through these signals, e.g. as om = Z1-Z2. In particular, Z1 is given by a cardioid and Z2 by an anti-cardioid. By generating the second directional signal in this way, the generation can take place on the level of the forward and backward signals, while the first directional signal R1 is only used to determine the first directional parameter a1 (of which the second directional parameter a2 of the second directional signal is functionally called a2 = f (a1, e) with a defined function f) is required.
Zweckmäßigerweise geht dabei der zweite Richtparameter aus dem ersten Richtparameter durch eine Skalierung um den Korrekturparameter und durch einen vorgegebenen Offset hervor. Dies bedeutet, dass
Als vorteilhaft erweist es sich auch, wenn das zweite Richtsignal durch eine konvexe Überlagerung des ersten Richtsignals und des omnidirektionalen Signals mit dem Korrekturparameter als Konvexitätsparameter erzeugt wird. Das zweite Richtsignal R2 lautet dann in Abhängigkeit vom omnidirektionalen Signal om und vom ersten Richtsignal R1:
Bevorzugt werden hierbei das Vorwärtssignal und das Rückwärtssignal symmetrisch zu einer Vorzugsebene des Hörgerätes (insbesondere der Frontalebene des Trägers) erzeugt, durch welche besonders bevorzugt auch das omnidirektionale Signal om reproduzierbar ist, z.B. als om = Z1 - Z2. In diesem Fall ist in der obigen Gleichung (i) eine Darstellung des omnidirektionalen Signals om und der ersten Richtsignals R1 mittels des Vorwärts- und des Rückwärtssignals Z1, Z2 möglich zu
Aus Gleichung (vi) wird dabei ersichtlich, dass der erste Richtparameter a1 um den Faktor e < 1 skaliert wird, und um einen Offset von e - 1 verschoben wird. Bevorzugt ist hierbei das Vorwärtssignal Z1 gegeben durch ein Kardioid-Signal, und das Rückwärtssignal Z2 durch ein Anti-Kardioid-Signal.It can be seen from equation (vi) that the first straightening parameter a1 is scaled by the factor e <1 and shifted by an offset of e − 1. In this case, the forward signal Z1 is preferably given by a cardioid signal, and the backward signal Z2 by an anti-cardioid signal.
Als weiter vorteilhaft erweist es sich, wenn durch ein Verschwenken der ersten Richtung um einen in Abhängigkeit vom Korrekturparameter tabellierten Winkel eine zweite Richtung erzeugt wird, wobei das zweite Richtsignal durch eine Linearkombination des Vorwärtssignals und des Rückwärtssignals mit einem zweiten Richtparameter als Linearfaktor erzeugt wird, und wobei der zweiter Richtparameter derart ermittelt wird, dass das zweite Richtsignal in der zweiten Richtung eine maximale Abschwächung aufweist. Dies bedeutet: Zunächst wird die erste Richtung ermittelt, in welcher das erste Richtsignal, aus dem Vorwärts- und dem Rückwärtssignal vorzugsweise mittels adaptiver Richtmikrofonie gebildet, eine maximale Abschwächung aufweist. Dann wird der Korrekturparameter ermittelt, z.B. in Abhängigkeit eines Grundrauschpegels, eines SNR oder einer Stationarität des Schallsignals der Umgebung.It also proves to be advantageous if a second direction is generated by pivoting the first direction by an angle tabulated as a function of the correction parameter, the second directional signal being generated by a linear combination of the forward signal and the backward signal with a second directional parameter as a linear factor, and wherein the second directional parameter is determined in such a way that the second directional signal has a maximum attenuation in the second direction. This means: First, the first direction is determined in which the first directional signal, from the forward and the Backward signal preferably formed by means of adaptive directional microphone, has a maximum attenuation. The correction parameter is then determined, for example as a function of a background noise level, an SNR or a stationarity of the sound signal in the environment.
Die erste Richtung wird dann in Abhhängigkeit des Korrekturparameters und ggf. der ersten Richtung selbst um einen tabellierten Winkel derart verschoben, dass das zweite Richtsignal, welches analog zum ersten Richtsignal erzeugt wird, bei der aus der Verschiebung der ersten Richtung um den besagten Winkel resultierenden zweiten Richtung die maximale Abschwächung aufweist, und in der ersten Richtung die definierte relative Abschwächung. Das zweite Richtsignal wird dabei mittels eines vorzugsweise tabellierten zweiten Richtparameters erzeugt, welcher bei der Linearkombination des Vorwärts- und des Rückwärtssignals genau die geforderten Abschwächungseigenschaften für das zweite Richtsignal zur Konsequenz hat.The first direction is then shifted depending on the correction parameter and possibly the first direction itself by a tabulated angle in such a way that the second directional signal, which is generated analogously to the first directional signal, in the second directional signal resulting from the shifting of the first direction by the said angle Direction has the maximum attenuation, and in the first direction the defined relative attenuation. The second directional signal is generated by means of a preferably tabulated second directional parameter which, with the linear combination of the forward and backward signals, results in precisely the required attenuation properties for the second directional signal.
Günstigerweise wird der erste Richtparameter mittels adaptiver Richtmikrofonie der Linearkombination des Vorwärtssignals und des Rückwärtssignals, insbesondere durch eine Minimierung der Signalenergie erzeugt. Auf diese Weise kann besonders einfach sichergestellt werden, dass die erste Richtung in Richtung einer dominanten Schallquelle liegt. Ein derartig erzeugtes erstes Richtsignal findet in vielen Verfahren zur direktionalen Rauschunterdrückung in Hörgeräten Verwendung, sodass das hier beschriebene Verfahren besonders dazu geeignet ist, eine übermäßige oder gar vollständige Auslöschung von nicht-stationären Schallquellen insbesondere im hinteren Halbraum des Trägers des Hörgerätes zu unterbinden.The first directional parameter is advantageously generated by means of adaptive directional microphones of the linear combination of the forward signal and the reverse signal, in particular by minimizing the signal energy. In this way it can be ensured in a particularly simple manner that the first direction lies in the direction of a dominant sound source. A first directional signal generated in this way is used in many methods for directional noise suppression in hearing aids, so that the method described here is particularly suitable for preventing excessive or even complete extinction of non-stationary sound sources, especially in the rear hemisphere of the wearer of the hearing aid.
Vorteilhafterweise wird der Korrekturparameter in Abhängigkeit wenigstens einer der das Schallsignal charakterisierenden folgenden Größen ermittelt: Ein Grundrauschpegel und/oder ein SNR und/oder ein Stationaritätsparameter und/oder eine Richtungsinformation. Bevorzugt wird dabei der Korrekturparameter derart ermittelt, dass für einen vergleichsweise hohen Grundrauschpegel oder ein vergleichsweise geringes SNR das zweite Richtsignal aus einer vergleichsweise geringen Korrektur des ersten Richtsignals resultiert, und für einen vergleichsweise geringen Grundrauschpegel oder ein vergleichsweise hohes SNR das zweite Richtsignal eine vergleichsweise geringe Richtwirkung aufweist. Insbesondere kann hierbei auch eine stufenweise Anwendung der genannten Kriterien erfolgen, sodass z.B. für ein hohes SNR selbst bei einem hohen Grundrauschpegel das zweite Richtsignal noch einen erheblichen Unterschied zum ersten Richtsignal aufweist. Der Grundrauschpegel, das SNR und der Stationaritätsparameter können dabei insbesondere anhand wenigstens eines der beiden Eingangssignale oder anhand des Vorwärtssignals und/oder des Rückwärtssignals ermittelt werden.The correction parameter is advantageously determined as a function of at least one of the following variables characterizing the sound signal: a background noise level and / or an SNR and / or a stationarity parameter and / or direction information. The correction parameter is preferably determined in such a way that, for a comparatively high background noise level or a comparatively low SNR, the second directional signal is from a comparatively low one Correction of the first directional signal results, and for a comparatively low background noise level or a comparatively high SNR, the second directional signal has a comparatively low directivity. In particular, the criteria mentioned can also be applied in stages, so that, for example, for a high SNR even with a high background noise level, the second directional signal still has a considerable difference from the first directional signal. The noise floor level, the SNR and the stationarity parameter can in particular be determined using at least one of the two input signals or using the forward signal and / or the backward signal.
Günstigerweise wird dabei der Korrekturparameter durch eine monotone Funktion des das Schallsignal charakterisierenden Grundrauschpegels gebildet, wobei die monotone Funktion oberhalb eines oberen Grenzwertes den Grundrauschpegel auf einen ersten Endpunkt des Wertebereiches des Korrekturparameters abbildet, für welchen das zweite Richtsignal in das erste Richtsignal übergeht. Die Funktion des Grundrauschpegels NP kann hierbei für den Korrekturparameter e ∈ [0, 1] beispielsweise von der Form
Bevorzugt wird dabei die monotone Funktion des das Schallsignal charakterisierenden Grundrauschpegels in Abhängigkeit des SNR und/oder in Abhängigkeit des Stationaritätsparameters in Verbindung mit der Richtungsinformation korrigiert. Beispielsweise besteht eine Möglichkeit einer derartigen Korrektur darin, dass eine gemäß Gleichung (vii) definierte Funktion - ggf. mit einer anderen funktionalen, monotonen Abhängigkeit für den Bereich NP < ThHi als der dort angegebenen linearen - bei einem hinreichend hohen SNR, also z.B. für SNR ≥ ThSNR mit einem entsprechend definierten Grenzwert ThSNR für das SNR, in ihrem Wertebereich für e verringert wird, also z.B.
(viii) für
(viii) for
Ein Stationaritätsparameter findet insbesondere im Rahmen einer Unterdrückung von stationären Störgeräuschen Verwendung, und kann somit einer solchen entnommen werden, und kann alternativ auch über eine Autokorrelationsfunktion ermittelt werden. Ein derartiger Parameter weist meist einen Wertebereich zwischen Null (völlig nicht-stationär) und eins (völlig stationär) auf. Liegt nun ein derartiger Stationaritätsparameter S1 unterhalb eines entsprechenden Grenzwertes, also S1 ≤ ThS, und kann anhand der Richtungsinformation identifiziert werden, dass das entsprechende Geräusch vorrangig aus dem hinteren Halbraum kommt, so kann in eine Korrektur der monotonen Funktion, welche den Grundrauschpegel auf den Korrekturparameter abbildet, in einem mittleren Bereich für letzteren, also z.B. für 0.4 ≤ e ≤ 0.6, bevorzugt auch für 0.25 ≤ e ≤ 0.27, die Steigung der monotonen Funktion flacher gewählt werden. Insbesondere lässt sich eine derartige Korrektur mit einer Korrektur nach Gleichung (viii) kombinieren, möglichst stetig in e.A stationarity parameter is used in particular in the context of a suppression of stationary interfering noises and can thus be taken from such a parameter and can alternatively also be determined via an autocorrelation function. Such a parameter usually has a value range between zero (completely non-stationary) and one (completely stationary). If such a stationarity parameter S1 is below a corresponding limit value, i.e. S1 ≤ Th S , and it can be identified on the basis of the directional information that the corresponding noise primarily comes from the rear half-space, then a correction of the monotonous function that changes the background noise level to the Correction parameters maps, in a middle range for the latter, that is, for example for 0.4 e 0.6, preferably also for 0.25 e 0.27, the slope of the monotonic function can be chosen to be flatter. In particular, such a correction can be combined with a correction according to equation (viii), as continuously as possible in e.
Als weiter vorteilhaft erweist es sich, wenn in einer definierten Umgebung eines zweiten Endpunktes des Wertebereiches des Korrekturparameters das zweite Richtsignal mit einem dritten Richtsignal überlagert wird, welches darauf ausgelegt ist, eine natürliche Richtwirkung eines menschlichen Ohres zu simulieren, und wobei die Überlagerung in das dritte Richtsignal übergeht, wenn der Korrekturparameter den zweiten Endpunkt seines Wertebereiches einnimmt. Dies bedeutet, dass beispielsweise für e ≤ M, mit M = 0.1 (ein anderer Wert, z.B. 0.05, ist möglich), ein Ausgangssignal out wie folgt gebildet wird:
An einem zweiten Ende des Wertebereiches des Korrekturparameters, welcher bevorzugt dem Bereich entspricht, für welchen das zweite Richtsignal einen möglichst geringen Anteil am ersten Richtsignal aufweist, bzw. eine möglichst geringe Richtwirkung aufweist, wird somit das zweite Richtsignal zunehmend mit dem dritten Richtsignal überlagert, und geht am zweiten Endpunkt für den Korrekturparameter bevorzugt vollständig in das dritte Richtsignal über. Hierdurch hat der Träger des Hörgerätes den natürlichen räumlichen Höreindruck, welchen eine Pinna bei einem normal Hörenden hervorruft. Dies kann insbesondere erfolgen, da in diesem Bereich für den Korrekturparameter angenommen wird, dass der Grundrauschpegel hinreichend niedrig ist und/oder das SNR hinreichend hoch.At a second end of the value range of the correction parameter, which preferably corresponds to the range for which the second directional signal has the lowest possible proportion of the first directional signal or has the lowest possible directivity, the second directional signal is thus increasingly superimposed with the third directional signal, and preferably completely changes into the third directional signal at the second end point for the correction parameter. As a result, the wearer of the hearing aid has the natural spatial hearing impression that a pinna produces in a person with normal hearing. This can be done in particular because in this area it is assumed for the correction parameter that the noise floor level is sufficiently low and / or the SNR is sufficiently high.
Bevorzugt wird das Vorwärtssignal anhand einer mittels eines ersten Verzögerungsparameters implementierten zeitverzögerten Überlagerung des ersten Eingangssignals mit dem zweiten Eingangssignal erzeugt wird, und/oder wobei das Rückwärtssignal 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 Vorwärtssignal bzgl. einer Vorzugsebene des Hörgerätes symmetrisch zum Rückwärtssignal erzeugt werden, wobei die Vorzugsebene der Frontalebene des Trägers bevorzugt beim Tragen des Hörgerätes zugeordnet ist. Eine Ausrichtung des ersten Richtsignals an der Frontalrichtung des Trägers erleichtert die Signalverarbeitung, da hierdurch die natürliche Blickrichtung des Trägers berücksichtigt wird.The forward signal is preferably 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, and / or the backward signal is generated on the basis of a time-delayed superposition of the second input signal with the first input signal implemented by means of a second delay parameter. In particular, the first and second delay parameters can be selected to be identical to one another, and in particular the forward signal with respect to a preferred plane of the hearing aid can be generated symmetrically to the backward signal, the preferred plane being preferably assigned to the frontal plane of the wearer when the hearing aid is worn. Aligning the first directional signal to the frontal direction of the wearer facilitates signal processing, since this takes into account the wearer's natural line of sight.
Als vorteilhaft erweist es sich dabei, wenn das Vorwärtssignal als ein vorwärtsgerichtetes Kardioid-Richtsignal erzeugt wird, und das Rückwärtssignal als ein rückwärtsgerichtetes Kardioid-Richtsignal (Anti-Kardioid) erzeugt wird. 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).It proves to be advantageous if the forward signal is generated as a forward cardioid directional signal and the backward signal is generated as a backward cardioid directional signal (anti-cardioid). 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 at the superposition - the direction of the maximum attenuation lies in the frontal direction (backward cardioid directional signal) or in the opposite direction (forward cardioid directional signal).
Die Richtung maximaler Empfindlichkeit ist der Richtung der maximalen Abschwächung entgegengesetzt. Dies erleichtert die weitere Signalverarbeitung, da sich ein derartiges Zwischensignal infolge der maximalen Abschwächung in bzw. entgegen der Frontalrichtung besonders für adaptive Richtmikrofonie eignet. Überdies lässt sich durch eine Differenz aus dem vorwärtsgerichteten Kardioid-Richtsignal und dem rückwärtsgerichteten Kardioid-Richtsignal das omnidirektionale Signal darstellen bzw. reproduzieren, sodass das Verfahren auf der Ebene der Kardoid- und Anti-Kardioid-Signale ablaufen kann, und das erste Richtsignal lediglich für die Bestimmung des entsprechenden adaptiven Richtparameters erzeugt wird.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 due to the maximum attenuation in or against the frontal direction. In addition, the omnidirectional signal can be represented or reproduced through a difference between the forward cardioid directional signal and the backward cardioid directional signal, so that the method can run on the level of the cardoid and anti-cardioid signals, and the first directional signal only for the determination of the corresponding adaptive directional parameter is generated.
Zweckmäßigerweise wird das erste Richtsignal mittels adaptiver Richtmikrofonie erzeugt. Hierdurch kann auf besonders einfache Weise erreicht werden, dass die erste Richtung, in welcher das erste Richtsignal die maximale Abschwächung aufweist, mit einer Richtung einer dominanten, im hinteren Halbraum lokalisierten Schallquelle, zusammenfällt.The first directional signal is expediently generated by means of adaptive directional microphones. In this way it can be achieved in a particularly simple manner that the first direction, in which the first directional signal has the maximum attenuation, coincides with a direction of a dominant sound source located in the rear half-space.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird bei der Erzeugung des ersten Richtsignals ein erster Richtparameter ermittelt, welcher eine Überlagerung des ersten Zwischensignals mit dem zweiten Zwischensignal zur Erzeugung des ersten Richtsignals charakterisiert, wobei das zweite Richtsignal durch eine Überlagerung des ersten Zwischensignals mit dem zweiten Zwischensignal erzeugt wird, welche durch einen zweiten Richtparameter charakterisiert ist, und wobei der zweite Richtparameter anhand des ersten Richtparameters derart ermittelt wird, dass das zweite Richtsignal in der ersten Richtung eine gegenüber der maximalen Empfindlichkeit definierte relative Abschwächung aufweist.In an advantageous embodiment, when the first directional signal is generated, a first directional parameter is determined which characterizes a superposition of the first intermediate signal with the second intermediate signal for generating the first directional signal, the second directional signal being generated by superimposing the first intermediate signal with the second intermediate signal, Which is characterized by a second directional parameter, and wherein the second directional parameter is determined on the basis of the first directional parameter in such a way that the second directional signal has a relative attenuation defined with respect to the maximum sensitivity in the first direction.
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. Das Hörsystem teilt die Vorzüge des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die für das Verfahren und für seine Weiterbildungen genannten Vorteile können dabei sinngemäß auf das Hörsystem übertragen werden.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. In particular, the control unit can be integrated in the hearing aid. In this case, the hearing system is given directly by the hearing aid. The hearing system shares the advantages of the method according to the invention. The advantages mentioned for the method and for its further developments can be applied analogously to the hearing system.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen jeweils schematisch:
- Fig. 1
- in einem Blockschaltbild ein Hörgerät nach Stand der Technik, in welchem mittels adaptiver Richtmikrofonie ein Richtsignal mit einer maximalen Abschwächung in einer ersten Richtung erzeugt wird,
- Fig. 2
- in einem Blockschaltbild eine erfindungsgemäße Abwandlung des Hörgerätes nach
Fig. 1 , wobei in der ersten Richtung die Abschwächung in definierter Weise verringert wird, - Fig. 3
- in einem Funktionsdiagramm einen Korrekturparameter für die Verringerung der Abschwächung gemäß
Fig. 2 in Abhängigkeit eines Grundrauschpegels, - Fig. 4
- in einem Blockschaltbild eine alternative Ausgestaltung des Hörgerätes nach
Fig. 2 , und - Fig. 5
- in einem Diagramm die Richtung maximaler Abschwächung für ein erstes Richtsignal und ein gemäß
Fig. 2 oderFig. 4 abgewandeltes Richtsignal in Abhängigkeit des Richtparameters.
- Fig. 1
- In a block diagram, a hearing aid according to the prior art, in which a directional signal with a maximum attenuation in a first direction is generated by means of adaptive directional microphone,
- Fig. 2
- in a block diagram a modification of the hearing aid according to the invention
Fig. 1 , whereby in the first direction the attenuation is reduced in a defined way, - Fig. 3
- in a function diagram, a correction parameter for reducing the attenuation according to FIG
Fig. 2 depending on a background noise level, - Fig. 4
- an alternative embodiment of the hearing aid according to in a block diagram
Fig. 2 , and - Fig. 5
- in a diagram the direction of maximum attenuation for a first directional signal and according to
Fig. 2 orFig. 4 modified directional signal depending on the directional parameter.
Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.Corresponding parts and sizes are provided with the same reference symbols in each of the figures.
In
Das zweite Eingangssignal E2 wird nun um einen ersten Verzögerungsparameter T1 verzögert, und das so verzögerte, zweite Eingangssignal vom ersten Eingangssignal E1 subtrahiert, um ein Vorwärtssignal Z1 zu erzeugen. In ähnlicher Weise wird das erste Eingangssignal E1 um eine zweiten Verzögerungsparameter T2 verzögert, und das zweite Eingangssignal E2 vom so verzögerten, ersten Eingangssignal subtrahiert, um ein Rückwärtssignal Z2 zu erzeugen. Der erste Verzögerungsparameter T1 und der zweite Verzögerungsparameter T2 sind hierbei bis auf mögliche Quantifizierungsfehler bei der Digitalisierung durch die Laufzeit T gegeben, welche genau dem räumlichen Schallweg d zwischen dem ersten Eingangswandler 2 und dem zweiten Eingangswandler 4 entspricht. Somit ist das Vorwärtssignal Z1 gegeben durch ein vorwärtsgerichtetes Kardioid-Signal 16, und das Rückwärtssignal Z2 durch ein rückwärtsgerichtetes Kardioid-Signal 18 (also ein Anti-Kardioid).The second input signal E2 is now delayed by a first delay parameter T1, and the second input signal delayed in this way is subtracted from the first input signal E1 in order to generate a forward signal Z1. In a similar manner, the first input signal E1 is delayed by a second delay parameter T2, and the second input signal E2 is subtracted from the first input signal thus delayed in order to generate a reverse signal Z2. The first delay parameter T1 and the second delay parameter T2 are given by the transit time T, which corresponds exactly to the spatial sound path d between the
Mittels einer adaptiven Richtmikrofonie 20 wird nun aus dem Vorwärtssignal Z1 und dem Rückwärtssignal Z2 ein erstes Richtsignal R1 durch eine Minimierung der Signalenergie des Signals Z1 + a1 · Z2 über einen ersten Richtparameter a1 erreicht. Das erste Richtsignal R1 weist hierbei eine Richtcharakteristik 22 mit einer maximalen Abschwächung in einer ersten Richtung 24 auf. Die erste Richtung 24 fällt infolge Wahl des ersten Richtparameters a1 mittels der adaptiven Richtmikrofonie 20 auf die Richtung einer dominanten, lokalisierten Schallquelle 25 im hinteren Halbraum 26. In dem in
Aus den Signalbeiträgen des ersten Richtsignals R1 wird nun, gegebenenfalls noch durch weitere, nicht-direktionale Signalverarbeitung 29 ein Ausgangssignal out erzeugt, welches durch einen Ausgangswandler 32, des Hörgerätes 1 in ein Ausgangsschallsignal 34 umgewandelt wird. Der Ausgangswandler 32 kann dabei vorliegend durch einen Lautsprecher oder auch durch einen Knochenleitungshörerhörer gegeben sein.An output signal out is now generated from the signal contributions of the first directional signal R1, possibly also by further,
Ist nun die dominante Schallquelle 25 im hinteren Halbraum 26 beispielsweise durch einen Sprecher gegeben, so mag die vorliegend erfolgende, maximale Abschwächung seiner Sprachbeiträge für den Träger des Hörgerätes 1 oftmals nicht erwünscht sein. Es wäre in diesem Fall vorteilhaft, ein Ausgangssignal out mit einer Richtcharakteristik zu verwenden, welche in der ersten Richtung 24 keine maximale Abschwächung aufweist.If the
Ein entsprechendes Verfahren, welches dieses Ziel erreichen kann, ist, anhand von
Aus der besagten Überlagerung resultiert ein zweites Richtsignal R2 gemäß
Anhand des zweiten Richtsignals R2 wird, gegebenenfalls durch weitere, nicht-direktionale Signalverarbeitung 29, welche unter anderem eine frequenzbandabhängige Verstärkung und/oder Kompression umfassen kann, analog zum in
In
Liegt nun das SNR oberhalb eines vorgegebenen Grenzwertes ThSNR, also SNR ≥ ThSNR, so wird die durch die Funktion f(NP) gegebene Kennlinie gekappt, woraus eine neue Funktion f' (gestrichelte Linie) resultiert. Dies bedeutet in diesem Fall: Liegt das SNR oberhalb von ThSNR, so ist für vergleichsweise niedrige Werte des Grundrauschpegels NP das Verhalten zur ursprünglichen Funktion f identisch. Oberhalb von ca. NP = 65 dB wird jedoch e immer auf den Wert e = 0.675 abgebildet. Dies trägt dem Umstand Rechnung, dass bei einem hohen SNR selbst bei einem hohen Grundrauschpegel NP die direktionale Rauschunterdrückung nicht vollständig implementiert werden muss, und aus Gründen des besseren räumlichen Hörempfindens ein höherer Anteil an omnidirektionalem Signal om beigemischt bleiben kann.If the SNR is now above a predetermined limit value Th SNR , that is to say SNR Th Th SNR , the characteristic curve given by the function f (NP) is cut off, resulting in a new function f '(dashed line). In this case, this means: If the SNR is above Th SNR , the behavior to the original function f is identical for comparatively low values of the background noise level NP. Above approx. NP = 65 dB, however, e is always mapped to the value e = 0.675. This takes into account the fact that with a high SNR, even with a high background noise level NP, the directional noise suppression does not have to be fully implemented, and a higher proportion of omnidirectional signal om can remain mixed for reasons of better spatial hearing perception.
Wird überdies festgestellt, dass das Schallsignal 6 einerseits hinreichend nicht-stationär ist - z.B. anhand des Unterschreitens einer Obergrenze ThS durch den Statinaritätsparameter S1 - und überdies zu einem erheblichen Anteil aus dem hinteren Halbraum kommt (was anhand der Richtungsinformation IR erkannt wird, welche z.B. den Halbraum der ersten Richtung 24 angibt, die sich aus der adaptiven Richtmikrofonie 20 ergibt), so wird in einem Bereich oberhalb von 55 dB für den Grundrauschpegel NP die Steigung der Funktion f verringert (gepunktete Linie), wodurch e = 1 erst für einen Grundrauschpegel NP oberhalb des Grenzwertes ThHi erreicht wird (unter der Annahme SNR < ThSNR, da sonst unmittelbar die Funktion f' angewandt wird).If it is also determined that the
Eine zum anhand von
Die Richtcharakteristik 38 ist, da das in
Für den Fall, dass aus der Berechnung des Korrekturparameters e gemäß
Das dritte Richtsignal R3 wird hierbei mit einer festen Richtcharakteristik aus dem Vorwärtssignal Z1 und dem Rückwärtssignal Z2 erzeugt. Alternative Übergänge zwischen R2 und R3, welche nicht den obigen linearen Zusammenhang in e aufweisen, sind ebenso denkbar.The third directional signal R3 is generated with a fixed directional characteristic from the forward signal Z1 and the backward signal Z2. Alternative transitions between R2 and R3 that do not have the above linear relationship in e are also conceivable.
In
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.Although the invention has been illustrated and described in more detail by the preferred exemplary embodiment, the invention is not restricted by the disclosed examples and other variations can be derived therefrom by the person skilled in the art without departing from the scope of protection of the invention.
- 11
- HörgerätHearing aid
- 22
- erster Eingangswandlerfirst input transducer
- 44th
- zweiter Eingangswandlersecond input transducer
- 66
- Schallsignal der UmgebungSound signal of the environment
- 77th
- FrontalrichtungFrontal direction
- 1616
- vorwärtsgerichtetes Kardioid(-Signal)forward cardioid (signal)
- 1818th
- rückwärtsgerichtetes Kardioid(-Signal)backward facing cardioid (signal)
- 2020th
- adaptive Richtmikrofonieadaptive directional microphone
- 2222nd
- RichtcharakteristikDirectional characteristic
- 2424
- erste Richtungfirst direction
- 2525th
- dominante Schallquelledominant sound source
- 2626th
- hinterer Halbraumrear half-space
- 2929
- nicht-direktionale Signalverarbeitungnon-directional signal processing
- 3232
- AusgangswandlerOutput converter
- 3434
- AusgangsschallsignalOutput sound signal
- 3838
- RichtcharakteristikDirectional characteristic
- 4040
- zweite Richtungsecond direction
- 4242
- relative Abschwächungrelative weakening
- a1a1
- erster Richtparameterfirst straightening parameter
- a2a2
- zweiter Richtparametersecond straightening parameter
- ee
- KorrekturparameterCorrection parameters
- E1E1
- erstes Eingangssignalfirst input signal
- E2E2
- zweites Eingangssignalsecond input signal
- IRIR
- RichtungsinformationDirection information
- omom
- omnidirektionales Signalomnidirectional signal
- outout
- AusgangssignalOutput signal
- NPNP
- GrundrauschpegelNoise floor
- R1R1
- erstes Richtsignalfirst directional signal
- R2R2
- zweites Richtsignalsecond directional signal
- R3R3
- drittes Richtsignalthird directional signal
- S1S1
- StationaritätsparameterStationarity parameters
- SNRSNR
- Signal-zu-Rausch-VerhältnisSignal-to-noise ratio
- ThLo Th Lo
- unterer Grenzwert (für den Grundrauschpegel NP)lower limit value (for the background noise level NP)
- ThHi Th Hi
- oberer Grenzwert (für den Grundrauschpegel NP)upper limit value (for the background noise level NP)
- ThS Th S
- oberer Grenzwert (für das SNR)upper limit (for the SNR)
- Z1Z1
- VorwärtssignalForward signal
- Z2Z2
- RückwärtssignalReverse signal
Claims (13)
wobei durch einen ersten Eingangswandler (2) des Hörgerätes (1) aus einem Schallsignal (6) der Umgebung ein erstes Eingangssignal (E1) erzeugt wird,
wobei durch einen zweiten Eingangswandler (4) des Hörgerätes (1) aus dem Schallsignal (6) der Umgebung ein zweites Eingangssignal (E2) erzeugt wird,
wobei jeweils aus dem ersten Eingangssignal (E1) und dem zweiten Eingangssignal (E2) ein Vorwärtssignal (Z1) und ein Rückwärtssignal (Z2) erzeugt werden,
wobei ein erster Richtparameter (a1) als ein Linearfaktor einer Linearkombination des Vorwärtssignals (Z1) und des Rückwärtssignals (Z2) derart bestimmt wird, dass ein aus dieser Linearkombination resultierendes erstes Richtsignal (R1) in einer ersten Richtung (24) eine maximale Abschwächung aufweist,
wobei ein Korrekturparameter (e) derart ermittelt wird, dass ein zweites Richtsignal (R2) als eine aus dem ersten Richtsignal (R1) und einem omnidirektionalen Signal (om) mit dem Korrekturparameter (e) gebildete Linearkombination in der ersten Richtung (24) eine definierte relative Abschwächung aufweist,
wobei das zweite Richtsignal (R2) aus dem Vorwärtssignal (Z1) und dem Rückwärtssignal (Z2) anhand des ersten Richtparameters und des Korrekturparameters (e) oder aus dem ersten Richtsignal (R1) und dem omnidirektionalen Signal (om) anhand des Korrekturparameters (e) erzeugt wird, und
wobei anhand des zweiten Richtsignals (R2) ein Ausgangssignal (out) des Hörgerätes (1) erzeugt wird.Method for directional signal processing for a hearing aid (1),
a first input signal (E1) being generated by a first input transducer (2) of the hearing aid (1) from a sound signal (6) from the surroundings,
with a second input transducer (4) of the hearing aid (1) generating a second input signal (E2) from the sound signal (6) of the surroundings,
wherein a forward signal (Z1) and a reverse signal (Z2) are generated from the first input signal (E1) and the second input signal (E2),
wherein a first directional parameter (a1) is determined as a linear factor of a linear combination of the forward signal (Z1) and the backward signal (Z2) such that a first directional signal (R1) resulting from this linear combination has a maximum attenuation in a first direction (24),
wherein a correction parameter (e) is determined in such a way that a second directional signal (R2) defines a linear combination in the first direction (24) formed from the first directional signal (R1) and an omnidirectional signal (om) with the correction parameter (e) exhibits relative weakening,
wherein the second directional signal (R2) from the forward signal (Z1) and the backward signal (Z2) based on the first directional parameter and the correction parameter (e) or from the first directional signal (R1) and the omnidirectional signal (om) based on the correction parameter (e) is generated, and
an output signal (out) of the hearing aid (1) being generated on the basis of the second directional signal (R2).
wobei das zweite Richtsignal (R2) durch eine Linearkombination des Vorwärtssignals (Z1) und des Rückwärtssignals (Z2) mit einem zweiten Richtparameter (a2) als Linearfaktor erzeugt wird, und
wobei der zweite Richtparameter (a2) durch einen vorgegebenen funktionalen Zusammenhang aus dem ersten Richtparameter (a1) und dem Korrekturparameter (e) derart ermittelt wird, dass das zweite Richtsignal (R2) in der ersten Richtung (24) die definierte relative Abschwächung (42) aufweist.Method according to claim 1,
wherein the second directional signal (R2) is generated by a linear combination of the forward signal (Z1) and the backward signal (Z2) with a second directional parameter (a2) as a linear factor, and
wherein the second directional parameter (a2) is determined by a predetermined functional relationship from the first directional parameter (a1) and the correction parameter (e) such that the second directional signal (R2) in the first direction (24) the defined relative attenuation (42) having.
wobei der zweite Richtparameter (a2) aus dem ersten Richtparameter (a1) durch eine Skalierung um den Korrekturparameter (e) und durch einen vorgegebenen Offset hervorgeht.Method according to claim 2,
wherein the second straightening parameter (a2) emerges from the first straightening parameter (a1) by scaling by the correction parameter (e) and by a predetermined offset.
wobei das zweite Richtsignal (R2) durch eine konvexe Überlagerung des ersten Richtsignals (R1) und des omnidirektionalen Signals (om) mit dem Korrekturparameter (e) als Konvexitätsparameter erzeugt wird.Method claim 1,
wherein the second directional signal (R2) is generated by a convex superimposition of the first directional signal (R1) and the omnidirectional signal (om) with the correction parameter (e) as convexity parameter.
wobei durch ein Verschwenken der ersten Richtung (24) um einen in Abhängigkeit vom Korrekturparameter (e) tabellierten Winkel eine zweite Richtung (40) erzeugt wird,
wobei das zweite Richtsignal (R2) durch eine Linearkombination des Vorwärtssignals (Z1) und des Rückwärtssignals (Z2) mit einem zweiten Richtparameter (a2) als Linearfaktor erzeugt wird, und
wobei der zweite Richtparameter (a2) derart ermittelt wird, dass das zweite Richtsignal (R2) in der zweiten Richtung (40) eine maximale Abschwächung aufweist.Method according to claim 1,
whereby a second direction (40) is generated by pivoting the first direction (24) by an angle tabulated as a function of the correction parameter (e),
wherein the second directional signal (R2) is generated by a linear combination of the forward signal (Z1) and the backward signal (Z2) with a second directional parameter (a2) as a linear factor, and
wherein the second directional parameter (a2) is determined in such a way that the second directional signal (R2) has a maximum attenuation in the second direction (40).
wobei der erste Richtparameter (a1) mittels adaptiver Richtmikrofonie der Linearkombination des Vorwärtssignals (Z1) und des Rückwärtssignals (Z2), insbesondere durch eine Minimierung der Signalenergie erzeugt wird.Method according to one of the preceding claims,
wherein the first directional parameter (a1) is generated by means of adaptive directional microphones of the linear combination of the forward signal (Z1) and the backward signal (Z2), in particular by minimizing the signal energy.
wobei der Korrekturparameter (e) in Abhängigkeit wenigstens einer der das Schallsignal (6) charakterisierenden folgenden Größen ermittelt wird: Ein Grundrauschpegel (NP) und/oder Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR) und/oder ein Starionaritätsparameter (S1) und/oder eine Richtungsinformation (IR).Method according to one of the preceding claims,
wherein the correction parameter (e) is determined as a function of at least one of the following variables characterizing the sound signal (6): A background noise level (NP) and / or signal-to-noise ratio (SNR) and / or a starionarity parameter (S1) and / or direction information (IR).
wobei der Korrekturparameter (e) durch eine monotone Funktion des das Schallsignal (6) charakterisierenden Grundrauschpegels (NP) gebildet wird, wobei die monotone Funktion oberhalb eines oberen Grenzwertes (ThHi) den Grundrauschpegel (36) auf einen ersten Endpunkt des Wertebereiches des Korrekturparameters (e) abbildet, für welchen das zweite Richtsignal (R2) in das erste Richtsignal (R1) übergeht.Method according to claim 7,
wherein the correction parameter (e) is formed by a monotonic function of the background noise level (NP) characterizing the sound signal (6), the monotonic function above an upper limit value (Th Hi ) reducing the background noise level (36) to a first end point of the value range of the correction parameter ( e) maps for which the second directional signal (R2) merges into the first directional signal (R1).
wobei die monotone Funktion des das Schallsignal (6) charakterisierenden Grundrauschpegels (36) in Abhängigkeit des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses (SNR) und/oder in Abhängigkeit des Stationaritätsparameters (S1) in Verbindung mit der Richtungsinformation (IR) korrigiert wird.Method according to claim 8,
the monotonic function of the noise floor level (36) characterizing the sound signal (6) being corrected as a function of the signal-to-noise ratio (SNR) and / or as a function of the stationarity parameter (S1) in conjunction with the directional information (IR).
wobei in einer definierten Umgebung eines zweiten Endpunktes des Wertebereiches des Korrekturparameters (e) das zweite Richtsignal (R2) mit einem dritten Richtsignal (R3) überlagert wird, welches darauf ausgelegt ist, eine natürliche Richtwirkung eines menschlichen Ohres zu simulieren, und wobei die Überlagerung in das dritte Richtsignal (R3) übergeht, wenn der Korrekturparameter (e) den zweiten Endpunkt seines Wertebereiches einnimmt.Method according to one of the preceding claims,
wherein in a defined area of a second end point of the value range of the correction parameter (e), the second directional signal (R2) is superimposed with a third directional signal (R3) which is designed to simulate a natural directivity of a human ear, and the superimposition in the third directional signal (R3) passes over when the correction parameter (e) assumes the second end point of its value range.
wobei das Vorwärtssignal (Z1) 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 Rückwärtssignal (Z2) anhand einer mittels eines zweiten Verzögerungsparameters (T2) implementierten zeitverzögerten Überlagerung des zweiten Eingangssignals (E2) mit dem ersten Eingangssignal (E1) erzeugt wird.Method according to one of the preceding claims,
wherein the forward signal (Z1) is generated on the basis of a time-delayed superposition of the first input signal (E1) with the second input signal (E2) implemented by means of a first delay parameter (T1), and / or
wherein the backward signal (Z2) is generated on the basis of a time-delayed superposition of the second input signal (E2) with the first input signal (E1) implemented by means of a second delay parameter (T2).
wobei das Vorwärtssignal (Z1) als ein vorwärtsgerichtetes Kardioid-Richtsignal (16) erzeugt wird, und
wobei das Rückwärtssignal (Z2) als ein rückwärtsgerichtetes Kardioid-Richtsignal (18) erzeugt wird.Method according to claim 11,
wherein the forward signal (Z1) is generated as a forward cardioid directional signal (16), and
wherein the backward signal (Z2) is generated as a backward cardioid directional signal (18).
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