EP3945733A1 - Method for directional signal processing for a hearing aid - Google Patents
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- EP3945733A1 EP3945733A1 EP21183901.4A EP21183901A EP3945733A1 EP 3945733 A1 EP3945733 A1 EP 3945733A1 EP 21183901 A EP21183901 A EP 21183901A EP 3945733 A1 EP3945733 A1 EP 3945733A1
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Definitions
- the invention relates to a method for directional signal processing for a hearing device, with a first input converter of the hearing device generating a first input signal from a sound signal from the environment, with a second input converter of the hearing device generating a second input signal from the sound signal of the environment, with of the first input signal and the second input signal, a first directional signal and a second directional signal are formed, the second directional signal exhibiting a relative attenuation in the direction of a first useful signal source, the first directional signal exhibiting a relative attenuation in the direction of a second useful signal source, and a first Gain parameters for gaining a first useful signal from the first useful signal source and a second gain parameter for gaining a second useful signal from the second useful signal source are determined.
- ambient sound is converted by at least one input converter into an input signal which, depending on a hearing impairment of the wearer to be corrected, is processed in a frequency band-specific manner and in particular individually tailored to the wearer and is also amplified.
- the processed signal is converted via an output transducer of the hearing aid into an output sound signal which is routed to the wearer's hearing.
- an automatic volume control (“automatic gain control", AGC) and often also a dynamic compression are applied to the input signal or to an already pre-processed intermediate signal, in which the input signal is usually only linearly amplified up to a certain limit value becomes, and above the limit a lower gain is applied, thereby smoothing out peak levels in the input signal. This is intended in particular to prevent sudden, loud sound events from leading to an output sound signal that is too loud for the wearer due to the additional amplification in the hearing device.
- the invention is based on the object of specifying a method for directional signal processing in a hearing device which, in particular in connection with AGC and/or dynamic compression, is also suitable for complex hearing situations with more than one useful signal source.
- a method for directional signal processing for a hearing device a first input signal being generated from a sound signal of the environment by a first input converter of the hearing device, a second input signal being generated from the sound signal of the environment by a second input converter of the hearing device a first directional signal and a second directional signal are formed on the basis of the first input signal and the second input signal, the second directional signal having a relative attenuation in the direction of a first useful signal source, the first directional signal having a relative attenuation in the direction of a second useful signal source, and wherein a first amplification parameter for an amplification of a first useful signal from the first useful signal source and a second amplification parameter for an amplification of a second useful signal from the second useful signal source are determined the.
- a reference directional characteristic for a reference directional signal which can be represented in particular as a superimposition of the first directional signal and the second directional signal, is defined, with the first gain parameter and/or the second gain parameter depending on the reference Directional characteristics, a corrected first gain parameter and a corrected second gain parameter are determined in such a way that an output directional signal, which is the sum of the first directional signal weighted with the corrected first gain parameter and the second directional signal weighted with the corrected second gain parameter, is formed into a linearly scaled reference -directional signal transitions when the first gain parameter is equal to the second gain parameter, and wherein at least one of said two corrected gain parameters differs from the corresponding underlying n gain parameter is different.
- the directional output signal with the required property can be formed either as the correspondingly described superimposition, or using at least one suitable intermediate signal, the directional output signal being formed in such a way that the required property is met when the two amplification parameters are equal.
- the first directional signal can be formed for further signal processing, so that in particular the signal components of the first directional signal are included in the output directional signal.
- the output directional signal is formed from the signal components of at least one suitable intermediate signal - e.g. a formation of the first and second directional signal as well as the output directional signal based on forward and backward cardioid signals - the first directional signal is used in particular formed to determine the corrected first and / or corrected second gain parameter, since the directional information in particular about the second useful signal source, which can be removed from the first directional signal, is of decisive advantage for this.
- An output signal is preferably generated on the basis of the output directional signal, which output signal is converted into an output sound signal by an output converter of the hearing device.
- interference noise and/or feedback and/or further signal processing steps can also be suppressed, in particular as a function of the frequency band, when the output signal is generated from the output directional signal.
- the method can be carried out by frequency band, so that the first and the second gain parameter, the first and the second directional signal and the reference directional signal and finally the corrected first and second gain parameter and the output directional signal are determined separately for each frequency band or for groups of individual frequency bands or be defined.
- an input transducer includes in particular an electroacoustic transducer which is set up to generate a corresponding electrical signal from a sound signal.
- pre-processing can also take place, e.g. in the form of linear pre-amplification and/or A/D conversion.
- the correspondingly generated input signal is given in particular by an electrical signal whose current and/or voltage fluctuations essentially represent the sound pressure fluctuations of the air.
- the direction of the first useful signal source is preferably directed into the front hemisphere with respect to a frontal direction of a user of the hearing device defined by the intended use of the hearing device.
- the first useful signal source is particularly preferably located at least approximately in the frontal direction, so that in particular corresponding approximations of a frontal source can be made for the signal processing.
- the direction of the second useful signal source is preferably directed outside an angular range of +/-45°, particularly preferably +/-60°, around the frontal direction. In particular, the direction of the second useful signal source is directed towards the rear hemisphere.
- a relative weakening of the first directional signal is to be understood here in particular as meaning that the directional characteristic in question has a sensitivity in the direction of the second useful signal which is reduced compared to the sensitivity averaged over all directions, and in particular has a local, preferably a global minimum.
- the first and the second directional signal preferably have as complete an attenuation as possible in the direction of the second or the first useful signal source.
- the present invention solves the following problem in particular: If a directional output signal is formed using two directional signals, each of which has a relative, preferably complete, attenuation in the direction of another useful signal source, the amplification of the second useful signal, for example, does not depend on the resulting directional output signal depends only on the corresponding amplification parameter with which the second directional signal is weighted, but also on the direction of the second useful signal source, since the second directional signal has a non-trivial directional dependency in this regard. If the first directional signal then has a complete or almost complete weakening in the direction of the second useful signal source, said directional dependency cannot be compensated for by a correction term of the first directional signal. The same can apply to an amplification of the first useful signal by the first directional signal.
- a corresponding correction must therefore be made via the contributions of the respective directional signal itself.
- this is solved by correcting the "scaling" of the respective directional signal, ie adjusting the respective gain parameter, so that the corrected gain parameter allows this directional dependency of the corresponding directional signal to be taken into account.
- the reference directional characteristic is specified as the "normal state" which should be achieved if both useful signals are to be amplified with the same amplification parameters (the assumption here is that this applies in particular to identical useful signals, which only arrive from different directions).
- the amplification of the individual, "equally loud" useful signals should lead to the reference state, ie, for example, to an omnidirectional directional characteristic or a directional characteristic that models filtering by a pinna.
- the reference directional signal is preferably represented on the basis of the two directional signals, so that the corrected gain parameters can be determined using the corresponding coefficients in this representation. It is particularly possible here that, for example, only the second corrected gain parameter has a real non-trivial correction to the second gain parameter, while the first corrected gain parameter is identical to the first gain parameter. However, both corrected gain parameters, that is to say the first and the second, can each differ from their underlying first or second gain parameter. This can be the case in particular if neither of the two useful signal sources is occupied in a preferred direction (e.g. the frontal direction) with respect to the hearing aid.
- a preferred direction e.g. the frontal direction
- the corrected second amplification parameter is advantageously determined in such a way that the second useful signal is amplified by the second amplification parameter compared to the reference directional characteristic by the output directional signal, and/or the corrected first amplification parameter is determined in such a way that that the first useful signal is amplified by the output directional signal compared to the reference directional characteristic by the first amplification parameter.
- the output directional signal amplifies each of the two useful signals with the "correct" amplification parameter for the individual useful signal, depending on the direction of the respective useful signal source.
- the second useful signal - e.g. a corresponding second directional signal -
- the corrected second gain parameter can be identical to the first gain parameter.
- the corrected second gain parameter is expediently formed as a product of the second gain factor and a correction factor, the correction factor corresponding to a linear coefficient of the second directional signal in a representation of the reference directional signal as a linear combination of the first directional signal and the second directional signal.
- the reference directional signal can now be represented on the basis of the first and the second directional signal Xr1, Xr2 as a result of their linear independence (since the relative attenuation is in each case directed to a different useful signal source).
- xref a ⁇ Xr 1 + b ⁇ Xr 2
- wref a ⁇ w + b ⁇ and f and ⁇ r both vector components
- h T ( ⁇ ) ⁇ wref and h T( ⁇ ) ⁇ w one can determine a value of a from this (the two scalar products can be tabulated in particular for different values of w1, w2 and ⁇ ).
- the value of a can also be used to determine a value for b in one of the two components of (ii').
- a first intermediate signal and a second intermediate signal are preferably formed on the basis of the first input signal and the second input signal, with the first directional signal being formed as a superposition of the first intermediate signal and the second intermediate signal, and an associated first superimposition parameter being determined and/or the second directional signal is formed as a superimposition of the second intermediate signal with the first intermediate signal, and an associated second superimposition parameter is determined in the process.
- a forward-pointing and a backward-pointing cardioid signal Xc, Xa are used as the first intermediate signal and the second intermediate signal.
- a2 0, ie the second directional signal Xr2 is given by the backward-directed cardioid signal Xa, and thus by the second intermediate signal Z2. This is the case, for example, when the first useful signal source, for which the second directional signal has a relative, preferably maximum, and particularly preferably total attenuation, is in the region of the notch of the backward-directed cardioid signal or is accepted there.
- the corrected first gain parameter G1' is formed as a product of the first gain factor G1 and a first correction factor a
- the corrected second gain parameter G2' is formed as a product of the second gain factor G2 and a second correction factor b.
- a first reference superimposition parameter aref1 and a second reference superimposition parameter aref2 are preferably defined for a superimposition of the first intermediate signal Z1 and the second intermediate signal Z2, which forms the reference directional signal Xref, the first correction factor a being based on a product of the second superimposition parameter a2 with the second reference overlay parameter aref2 and in particular based on a deviation of the product from the first reference overlay parameter aref1, and/or wherein the second correction factor b is formed based on a deviation of a product of the first overlay parameter a1 with the first reference overlay parameter aref1 from the second reference -Overlay parameter aref2 is formed.
- an effective first superimposition parameter aeff1 and an effective second superimposition parameter aeff2 are determined, with the output directional signal Xout based on a superimposition of the first intermediate signal Z1 weighted with the first effective superimposition parameter aeff1 and the second intermediate signal weighted with the second effective superimposition parameter aeff2
- Intermediate signal Z2 is formed, ie in particular as Xout ⁇ aeff1 ⁇ Z1 + aeff2 ⁇ Z2.
- a comparable representation can be obtained by factoring out the second gain parameter G2, the representation selected in equation (viii) (excluding G1) being particularly advantageous for the case G1 ⁇ G2.
- the first and second effective overlay parameters aeff1, aeff2 merge into the first and second reference overlay parameters aref1, aref2, respectively, according to equation (vi).
- This can now be used to first calculate the two correction parameters a, b, which according to equation (iii) correspond to the two amplification parameters G1, G2 are assigned, and finally the two effective overlay parameters aeff1, aeff2 as a function of the reference overlay parameters aref1, aref2.
- the corrected first gain parameter G1' is identical to the first gain parameter G1'.
- b aref2 - 1 applies.
- the second effective overlay parameter is advantageously formed from the first overlay parameter a1 and a ratio of the corrected second gain parameter G2' and the first gain parameter G2'/G1.
- the reference directional characteristic of the reference directional signal is chosen as an omnidirectional directional characteristic, or is chosen in such a way that a shadowing effect of human ears is simulated.
- aref1, aref2 can be determined on a generic ear model (e.g. a KEMAR), or can also be individually adjusted to the wearer of the hearing aid by appropriate measurements.
- the first directional signal preferably exhibits a maximum attenuation in the direction of the first useful signal source and/or the second directional signal exhibits a maximum, in particular total attenuation, in the direction of the second useful signal source.
- the first directional signal is generated using adaptive directional microphones, in particular using a first intermediate signal and a second intermediate signal
- the second directional signal is generated using adaptive directional microphones, in particular using the first and second intermediate signals.
- the first intermediate signal is generated using a time-delayed superimposition of the first input signal with the second input signal, implemented using a first delay parameter
- the second intermediate signal is generated using a time-delayed superimposition of the second input signal with the second input signal, implemented using a second delay parameter first input signal is generated.
- the first and second delay parameters can be chosen to be identical to one another, and in particular the first intermediate signal can be generated with respect to a preferred plane of the hearing device symmetrically to the second intermediate signal, with the preferred plane being assigned to the frontal plane of the wearer, preferably when wearing the hearing device. Alignment of the directional signals to the wearer's frontal direction facilitates signal processing, since this takes into account the wearer's natural viewing direction.
- the first intermediate signal is preferably generated as a forward-directed cardioid directional signal and/or the second intermediate signal is generated as a backward-directed cardioid directional signal.
- a directional cardioid signal can be formed by superimposing the two input signals on one another with the acoustic propagation delay corresponding to the distance between the input transducers.
- the direction of the maximum attenuation is in the frontal direction (backward directional cardioid signal) or in the opposite direction (forward cardioid directional signal).
- the direction of maximum sensitivity is the direction of maximum opposite weakening. This facilitates further signal processing, since such an intermediate signal is particularly suitable for adaptive directional microphony.
- the invention also mentions a hearing system with a hearing aid, which has a first input converter for generating a first input signal from a sound signal from the environment and a second input converter for generating a second input signal from the sound signal from the environment, and a control unit which is set up to carry out the procedures described above.
- the control unit can be integrated in the hearing aid.
- the hearing system is given directly by the hearing aid.
- a wearer 1 of a hearing aid 2 is shown schematically in a top view, which is in a conversation situation with a first conversation partner 4 and a second conversation partner 8 .
- the first interlocutor 4 is positioned in a first direction 6 with respect to the carrier 1, the second interlocutor 8 in a second direction 10 relative to the carrier 1.
- the first interlocutor 4 is the main interlocutor of the carrier 1, the second interlocutor 8 takes part in this conversation only through isolated voice contributions.
- the conversation situation described here is for the upper and the lower picture of figure 1 identical.
- the voice contributions of the first conversation partner 4 form the first useful signal S1, the voice contributions of the second conversation partner 8 the second useful signal S2.
- a first directional signal Xr1 is generated by means of adaptive directional microphony in such a way that the same has a maximum and preferably complete attenuation in the second direction 10, in which the second interlocutor 8 is positioned.
- a compression factor which is calculated based on the first directional signal Xr1, consequently only reacts to the first and second call partners 4 and 8 with regard to the two useful signal sources 14, 18.
- a first amplification parameter G1 is determined, which with regard to the first useful signal S1 of the first useful signal source 14 (ie the first conversation partner 4) for each moment determines the optimal signal amplification and thus implicitly also a corresponding compression ratio.
- FIG. 1 1 shows, analogously to the top image, a second directional signal Xr2 in the same hearing situation, which has a maximum and preferably complete attenuation in the first direction 6, ie the direction of the first conversation partner 4. Since the first direction 6 coincides with the frontal direction of the carrier 1, the second directional signal Xr2 is as a rearward one Designed cardioid directional signal Xa.
- the second amplification parameter G2 which is determined based on the second directional signal Xr2 and is assigned to it, therefore represents the optimal amplification with regard to the second useful signal S2 and in particular an associated compression ratio at any moment.
- an output sound signal could now be formed from a linear combination of the first and the second directional signal Xr1, Xr2, which are each weighted with their respective gain parameters G1, G2.
- the first directional signal Xr1 is also formed by means of adaptive directional microphony based on a forward-directed cardioid directional signal and based on the backward-directed cardioid directional signal Xa, such a linear combination would lead to an output sound signal whose directional characteristic is similar in shape to that of the first directional signal Xr1, but with the notch 22 of maximum attenuation is shifted away from the second direction 10. On the one hand, this leads to a possibly undesirable, completely "deaf" area away from the second useful signal source 18, which on the other hand can also fluctuate in its orientation due to the dependence of such a linear combination on the speech contributions of the first conversation partner 4.
- FIG 2 1 is a schematic block diagram of a method for directional signal processing for the hearing aid 2 figure 1 in the situation described there, which is intended to mitigate in particular the level peaks of the two useful signals S1, S2 of the useful signal sources 14, 18 given by the respective conversation partners 4, 8.
- a first input transducer 24 and a second input transducer 26 are arranged in the hearing device 2 and each of these generates a first input signal E1 and a second input signal E2 from a sound signal 28 .
- the sound signal 28 is the ambient sound, which therefore also contains the first and the second useful signal S1, S2.
- a possible pre-processing such as an A/D conversion or something similar should already be in be included in the input transducers 24, 26, which also each have a preferably omnidirectional microphone.
- the first input signal E1 is now superimposed with the second input signal E2, which was delayed by a first delay parameter T1, and a first intermediate signal Z1 is formed from this.
- the first input signal E1, which was delayed by a second delay parameter T2 is superimposed on the second input signal E2, and a second intermediate signal Z2 is thereby formed.
- the first amplification parameter G1 is determined for the first useful signal S1 on the basis of the first directional signal Xr1.
- the determined first gain parameter G1 thus represents the optimal gain and compression of the signal contributions of the first conversation partner 4 through the first directional signal Xr1.
- the second directional signal Xr2 can be generated from the first intermediate signal Z1 and the second intermediate signal Z2, which suppresses the contributions of the first conversation partner 4, ie the second useful signal S2, to a maximum. Since the carrier 1 is in the frontal direction in the present case, the second directional signal Xr2 is, as already mentioned, given by the backward-directed cardioid directional signal Xa. On the one hand, the second directional signal Xr2 can be permanently assumed as the backward-directed cardioid directional signal Xa. On the other hand, by means of the adaptive directional microphone 42 and a change in position of the first interlocutor 4 for the formation of the second Directional signal Xr2 from the first and the second intermediate signal Z1, Z2 are taken into account.
- the second gain parameter G2 is also determined on the basis of the second directional signal Xr2. This represents the optimal amplification and compression of the second useful signal S2 by the second directional signal Xr2.
- a reference directional characteristic 63 is defined for a reference directional signal Xref.
- An omnidirectional directional characteristic for the reference directional signal Xref can also be selected for some or all frequency bands (which loses its directivity as a result).
- the reference directional signal Xref is used to define the reference directional characteristic 63 and the reference superimposition parameters aref1, aref2, and in the present case does not necessarily have to be generated as an independent signal from the two intermediate signals Z1 and Z2 (correspondingly represented by dashed lines); rather, the reference overlay parameters aref1, aref2 can be predetermined.
- the output directional signal Xout has a directional characteristic which has an amplification or weakening by a factor G1 in the direction of the first useful signal source 14 (i.e.
- an output signal Yout is finally generated via signal processing steps 50, which can in particular include additional frequency band-dependent noise suppression, which output signal Yout is converted into an output sound signal 54 by an output converter 52 of the hearing device 2.
- FIG 3a is for the in 1 illustrated hearing situation of the wearer 1 has a directional characteristic 60 of the as in 2 described generated output directional signal Xout shown.
- the reference directional characteristic 62 (dashed line) is given here as an onmidirectional directional characteristic.
- the first gain parameter G1 is selected as 0 dB
- the second gain parameter G2 is selected as -6 dB.
- the resulting directional characteristic 60 of the output directional signal Xout has a noticeable deviation from the omnidirectional reference directional characteristic 62 in the second direction 10 (ie the direction of the second useful signal source 18).
- a reference directional signal Xref with a reference directional characteristic 64 is selected (dashed line), which models the filtering of the ambient sound by the pinna and corresponding shadowing effects.
- the first gain parameter G1 is here chosen as 0 dB
- the second gain parameter G2 is chosen as -6 dB.
- the resulting directional characteristic 66 of the output directional signal Xout again shows a noticeable deviation from the omnidirectional reference directional characteristic 64 in the direction of the second useful signal source 18, with an additional weakening now taking place in this direction due to the definition of the reference directional signal Xref, which as a result of the Shading effects of the pinna go into the reference directional characteristic 64.
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur direktionalen Signalverarbeitung für ein Hörgerät (2), wobei durch einen ersten Eingangswandler (24) des Hörgerätes (2) aus einem Schallsignal (28) der Umgebung ein erstes Eingangssignal (E1) erzeugt wird, wobei durch einen zweiten Eingangswandler (26) des Hörgerätes (2) aus dem Schallsignal (28) der Umgebung ein zweites Eingangssignal (E2) erzeugt wird, wobei anhand des ersten Eingangssignals (E1) und des zweiten Eingangssignals (E2) jeweils ein erstes Richtsignal (Xr1) sowie ein zweites Richtsignal (Xr2) gebildet werden, wobei das zweite Richtsignal (Xr2) in Richtung einer ersten Nutzsignalquelle (14) eine relative Abschwächung aufweist, wobei das erste Richtsignal (Xr1) in Richtung einer zweiten Nutzsignalquelle (18) eine relative Abschwächung aufweist, wobei ein erster Verstärkungsparameter (G1) für eine Verstärkung eines ersten Nutzsignals (S1) der ersten Nutzsignalquelle (14) sowie ein zweiter Verstärkungsparameter (G2) für eine Verstärkung eines zweiten Nutzsignals (S2) der zweiten Nutzsignalquelle (18) ermittelt werden, wobei eine Referenz-Richtcharakteristik (62, 63, 64) für ein Referenz-Richtsignal (Xref) definiert wird, wobei anhand des ersten Verstärkungsparameters (G1) und/oder des zweiten Verstärkungsparameters (G2) in Abhängigkeit der Referenz-Richtcharakteristik (62, 63, 64) ein korrigierter erster Verstärkungsparameter und ein korrigierter zweiter Verstärkungsparameter (G2') derart ermittelt werden, dass ein Ausgangs-Richtsignal (Xout), welches als Summe des mit dem ersten korrigierten ersten Verstärkungsparameter gewichteten ersten Richtsignals (Xr1) und dem mit dem korrigierten zweiten Verstärkungsparameter (G2') gewichteten zweiten Richtsignals (Xr2) gebildet wird, in ein linear skaliertes Referenz-Richtsignal (Xref) übergeht, wenn der erste Verstärkungsparameter (G1) gleich dem zweiten Verstärkungsparameter (G2) ist.The invention relates to a method for directional signal processing for a hearing device (2), with a first input converter (24) of the hearing device (2) generating a first input signal (E1) from a sound signal (28) from the environment, with a second input converter (26) of the hearing aid (2) a second input signal (E2) is generated from the sound signal (28) from the environment, with a first directional signal (Xr1) and a second Directional signal (Xr2) are formed, with the second directional signal (Xr2) exhibiting a relative attenuation in the direction of a first useful signal source (14), with the first directional signal (Xr1) exhibiting a relative attenuation in the direction of a second useful signal source (18), with a first Gain parameter (G1) for gaining a first useful signal (S1) of the first useful signal source (14) and a second gain parameter (G2) for gain g of a second useful signal (S2) from the second useful signal source (18) are determined, with a reference directional characteristic (62, 63, 64) being defined for a reference directional signal (Xref), with the first amplification parameter (G1) and/or of the second amplification parameter (G2) depending on the reference directional characteristic (62, 63, 64), a corrected first amplification parameter and a corrected second amplification parameter (G2') are determined in such a way that an output directional signal (Xout), which is the sum of the the first corrected first gain parameter weighted first directional signal (Xr1) and the corrected second gain parameter (G2') weighted second directional signal (Xr2) is formed, transitions into a linearly scaled reference directional signal (Xref) when the first gain parameter (G1) is equal to the second gain parameter (G2).
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 des zweiten Eingangssignals jeweils ein erstes Richtsignal sowie ein zweites Richtsignal gebildet werden, wobei das zweite Richtsignal in Richtung einer ersten Nutzsignalquelle eine relative Abschwächung aufweist, wobei das erste Richtsignal in Richtung einer zweiten Nutzsignalquelle eine relative Abschwächung aufweist, und wobei ein erster Verstärkungsparameter für eine Verstärkung eines ersten Nutzsignals der ersten Nutzsignalquelle sowie ein zweiter Verstärkungsparameter für eine Verstärkung eines zweiten Nutzsignals der zweiten Nutzsignalquelle ermittelt werden.The invention relates to a method for directional signal processing for a hearing device, with a first input converter of the hearing device generating a first input signal from a sound signal from the environment, with a second input converter of the hearing device generating a second input signal from the sound signal of the environment, with of the first input signal and the second input signal, a first directional signal and a second directional signal are formed, the second directional signal exhibiting a relative attenuation in the direction of a first useful signal source, the first directional signal exhibiting a relative attenuation in the direction of a second useful signal source, and a first Gain parameters for gaining a first useful signal from the first useful signal source and a second gain parameter for gaining a second useful signal from the second useful signal source are determined.
In einem Hörgerät wird ein Umgebungsschall mittels wenigstens eines Eingangswandlers in ein Eingangssignal umgewandelt, welches in Abhängigkeit einer zu korrigierenden Hörschwäche des Trägers frequenzbandspezifisch und hierbei insbesondere individuell auf den Träger abgestimmt verarbeitet und dabei auch verstärkt wird. Das verarbeitete Signal wird über einen Ausgangswandler des Hörgerätes in ein Ausgangsschallsignal umgewandelt, welches zum Gehör des Trägers geleitet wird. Im Rahmen der Signalverarbeitung wird dabei auf das Eingangssignal oder auf ein bereits vorverarbeitetes Zwischensignal oftmals eine automatische Lautstärkenregelung ("automatic gain control", AGC) und oftmals auch eine Dynamik-Kompression angewandt, bei welcher das Eingangssignal meist nur bis zu einem bestimmten Grenzwert linear verstärkt wird, und oberhalb des Grenzwertes eine geringere Verstärkung angewandt wird, um dadurch Pegelspitzen des Eingangssignals auszugleichen. Dies soll insbesondere verhindern, dass plötzliche, laute Schallereignisse durch die zusätzliche Verstärkung im Hörgerät zu einem zu für den Träger lauten Ausgangsschallsignal führen.In a hearing device, ambient sound is converted by at least one input converter into an input signal which, depending on a hearing impairment of the wearer to be corrected, is processed in a frequency band-specific manner and in particular individually tailored to the wearer and is also amplified. The processed signal is converted via an output transducer of the hearing aid into an output sound signal which is routed to the wearer's hearing. As part of the signal processing, an automatic volume control ("automatic gain control", AGC) and often also a dynamic compression are applied to the input signal or to an already pre-processed intermediate signal, in which the input signal is usually only linearly amplified up to a certain limit value becomes, and above the limit a lower gain is applied, thereby smoothing out peak levels in the input signal. This is intended in particular to prevent sudden, loud sound events from leading to an output sound signal that is too loud for the wearer due to the additional amplification in the hearing device.
Eine derartige AGC mit integrierter Dynamik-Kompression reagiert hierbei jedoch zunächst auf Schallereignisse unabhängig von ihrer Richtung. Befindet sich der Träger eines Hörgerätes in einer komplexen Hörsituation, z.B. in einem Gespräch mit mehreren Gesprächspartnern, kann ein Gesprächspartner z.B. durch einen kurzen Aufschrei oder lautes Lachen die Kompression auslösen, wodurch die Gesprächsbeiträge eines anderen Gesprächsteilnehmers merklich abgesenkt werden, worunter für den Träger die Verständlichkeit leiden kann.However, such an AGC with integrated dynamic compression initially reacts to sound events regardless of their direction. If the wearer of a hearing aid is in a complex hearing situation, e.g. in a conversation with several conversation partners, one conversation partner can trigger the compression, e.g may suffer.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur direktionalen Signalverarbeitung in einem Hörgerät anzugeben, welches insbesondere in Verbindung mit AGC und/oder Dynamik-Kompression auch für komplexe Hörsituationen mit mehr als einer Nutzsignalquelle geeignet ist.The invention is based on the object of specifying a method for directional signal processing in a hearing device which, in particular in connection with AGC and/or dynamic compression, is also suitable for complex hearing situations with more than one useful signal source.
Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur direktionalen Signalverarbeitung für ein Hörgerät, wobei durch einen ersten Eingangswandler des Hörgerätes aus einem Schallsignal der Umgebung ein erstes Eingangssignal erzeugt wird, wobei durch einen zweiten Eingangswandler des Hörgerätes aus dem Schallsignal der Umgebung ein zweites Eingangssignal erzeugt wird, wobei anhand des ersten Eingangssignals und des zweiten Eingangssignals jeweils ein erstes Richtsignal sowie ein zweites Richtsignal gebildet werden, wobei das zweite Richtsignal in Richtung einer ersten Nutzsignalquelle eine relative Abschwächung aufweist, wobei das erste Richtsignal in Richtung einer zweiten Nutzsignalquelle eine relative Abschwächung aufweist, und wobei ein erster Verstärkungsparameter für eine Verstärkung eines ersten Nutzsignals der ersten Nutzsignalquelle sowie ein zweiter Verstärkungsparameter für eine Verstärkung eines zweiten Nutzsignals der zweiten Nutzsignalquelle ermittelt werden. Erfindungsgemäß ist hierbei vorgesehen, dass eine Referenz-Richtcharakteristik für ein Referenz-Richtsignal, welches insbesondere als eine Überlagerung des ersten Richtsignals und des zweiten Richtsignals darstellbar ist, definiert wird, wobei anhand des ersten Verstärkungsparameters und/oder des zweiten Verstärkungsparameters in Abhängigkeit der Referenz-Richtcharakteristik ein korrigierter erster Verstärkungsparameter und ein korrigierter zweiter Verstärkungsparameter derart ermittelt werden, dass ein Ausgangs-Richtsignal, welches als Summe des mit dem korrigierten ersten Verstärkungsparameter gewichteten ersten Richtsignals und dem mit dem korrigierten zweiten Verstärkungsparameter gewichteten zweiten Richtsignals gebildet wird, in ein linear skaliertes Referenz-Richtsignal übergeht, wenn der erste Verstärkungsparameter gleich dem zweiten Verstärkungsparameter ist, und wobei wenigstens einer der beiden besagten korrigierten Verstärkungsparameter vom entsprechenden, zugrunde liegenden Verstärkungsparameter verschieden ist. Vorteilhafte und teils für sich gesehen erfinderische Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche und der nachfolgenden Beschreibung.The stated object is achieved according to the invention by a method for directional signal processing for a hearing device, a first input signal being generated from a sound signal of the environment by a first input converter of the hearing device, a second input signal being generated from the sound signal of the environment by a second input converter of the hearing device a first directional signal and a second directional signal are formed on the basis of the first input signal and the second input signal, the second directional signal having a relative attenuation in the direction of a first useful signal source, the first directional signal having a relative attenuation in the direction of a second useful signal source, and wherein a first amplification parameter for an amplification of a first useful signal from the first useful signal source and a second amplification parameter for an amplification of a second useful signal from the second useful signal source are determined the. According to the invention, it is provided that a reference directional characteristic for a reference directional signal, which can be represented in particular as a superimposition of the first directional signal and the second directional signal, is defined, with the first gain parameter and/or the second gain parameter depending on the reference Directional characteristics, a corrected first gain parameter and a corrected second gain parameter are determined in such a way that an output directional signal, which is the sum of the first directional signal weighted with the corrected first gain parameter and the second directional signal weighted with the corrected second gain parameter, is formed into a linearly scaled reference -directional signal transitions when the first gain parameter is equal to the second gain parameter, and wherein at least one of said two corrected gain parameters differs from the corresponding underlying n gain parameter is different. Advantageous and partly inventive configurations are the subject matter of the subclaims and the following description.
Das Ausgangs-Richtsignal mit der geforderten Eigenschaft kann entweder als die entsprechend beschriebene Überlagerung gebildet werden, oder anhand wenigstens eines geeigneten Zwischensignals, wobei die Bildung des Ausgangs-Richtsignal derart erfolgt, dass die geforderte Eigenschaft bei Gleichheit der beiden Verstärkungsparameter erfüllt ist.The directional output signal with the required property can be formed either as the correspondingly described superimposition, or using at least one suitable intermediate signal, the directional output signal being formed in such a way that the required property is met when the two amplification parameters are equal.
Das erste Richtsignal kann hierbei einerseits zur weiteren Signalverarbeitung gebildet werden, sodass dabei insbesondere die Signalanteile des ersten Richtsignals entsprechend in das Ausgangs-Richtsignal eingehen. Für den Fall, dass das Ausgangs-Richtsignal aus den Signalanteilen von wenigstens einem geeigneten Zwischensignal gebildet wird - also z.B. eine Bildung des ersten und zweiten Richtsignals sowie des Ausgangs-Richtsignals jeweils anhand vorwärts- und rückwärtsgerichteter Kardioid-Signale - wird das erste Richtsignal insbesondere dazu gebildet, den korrigierten ersten und/oder korrigierten zweiten Verstärkungsparameter zu bestimmen, da die direktionale Information insbesondere über die zweite Nutzsignalquelle, welche dem ersten Richtsignal entnehmbar ist, hierfür von maßgeblichem Vorteil ist.The first directional signal can be formed for further signal processing, so that in particular the signal components of the first directional signal are included in the output directional signal. In the event that the output directional signal is formed from the signal components of at least one suitable intermediate signal - e.g. a formation of the first and second directional signal as well as the output directional signal based on forward and backward cardioid signals - the first directional signal is used in particular formed to determine the corrected first and / or corrected second gain parameter, since the directional information in particular about the second useful signal source, which can be removed from the first directional signal, is of decisive advantage for this.
Bevorzugt wird anhand des Ausgangs-Richtsignals ein Ausgangssignal erzeugt, welches durch einen Ausgangswandler des Hörgerätes in ein Ausgangsschallsignal umgewandelt wird. Hierbei können noch eine insbesondere frequenzbandabhängige Unterdrückung von Störgeräuschen und/oder Rückkopplung und/oder weitere Signalverarbeitungsschritte bei der Erzeugung des Ausgangssignals aus dem Ausgangs-Richtsignal erfolgen. Insbesondere kann das Verfahren frequenzbandweise durchgeführt werden, sodass der erste und der zweite Verstärkungsparameter, das erste und das zweite Richtsignal sowie das Referenz-Richtsignal und schließlich der korrigierte erste und zweite Verstärkungsparameter und das Ausgangs-Richtsignal gesondert für jedes Frequenzband oder für Gruppen einzelner Frequenzbänder ermittelt bzw. definiert werden.An output signal is preferably generated on the basis of the output directional signal, which output signal is converted into an output sound signal by an output converter of the hearing device. In this case, interference noise and/or feedback and/or further signal processing steps can also be suppressed, in particular as a function of the frequency band, when the output signal is generated from the output directional signal. In particular, the method can be carried out by frequency band, so that the first and the second gain parameter, the first and the second directional signal and the reference directional signal and finally the corrected first and second gain parameter and the output directional signal are determined separately for each frequency band or for groups of individual frequency bands or be defined.
Unter einem Eingangswandler ist hierbei insbesondere ein elektroakustischer Wandler umfasst, welcher dazu eingerichtet ist, aus einem Schallsignal ein entsprechendes elektrisches Signal zu erzeugen. Insbesondere kann bei der Erzeugung des ersten bzw. zweiten Eingangssignals durch den jeweiligen Eingangswandler auch eine Vorverarbeitung erfolgen, z.B. in Form einer linearen Vorverstärkung und/oder einer A/D-Konvertierung. Das entsprechend erzeugte Eingangssignal ist dabei insbesondere durch ein elektrisches Signal gegeben, dessen Strom- und/oder Spannungsschwankungen im Wesentlichen die Schalldruck-Schwankungen der Luft repräsentieren.In this case, an input transducer includes in particular an electroacoustic transducer which is set up to generate a corresponding electrical signal from a sound signal. In particular, when the first or second input signal is generated by the respective input converter, pre-processing can also take place, e.g. in the form of linear pre-amplification and/or A/D conversion. The correspondingly generated input signal is given in particular by an electrical signal whose current and/or voltage fluctuations essentially represent the sound pressure fluctuations of the air.
Bevorzugt ist hierbei die Richtung der ersten Nutzsignalquelle bezüglich einer durch den bestimmungsgemäßen Gebrauch des Hörgerätes definierten Frontalrichtung eines Benutzers des Hörgerätes in den vorderen Halbraum gerichtet. Besonders bevorzugt liegt dabei die erste Nutzsignalquelle zumindest näherungsweise in Frontalrichtung, sodass für die Signalverarbeitung insbesondere entsprechende Näherungen einer frontalen Quelle vorgenommen werden können. Bevorzugt ist die Richtung der zweiten Nutzsignalquelle außerhalb eines Winkelbereichs von +/- 45°, besonders bevorzugt von +/- 60° um die Frontalrichtung gerichtet. Insbesondere ist die Richtung der zweiten Nutzsignalquelle in den hinteren Halbraum gerichtet.In this case, the direction of the first useful signal source is preferably directed into the front hemisphere with respect to a frontal direction of a user of the hearing device defined by the intended use of the hearing device. In this case, the first useful signal source is particularly preferably located at least approximately in the frontal direction, so that in particular corresponding approximations of a frontal source can be made for the signal processing. The direction of the second useful signal source is preferably directed outside an angular range of +/-45°, particularly preferably +/-60°, around the frontal direction. In particular, the direction of the second useful signal source is directed towards the rear hemisphere.
Unter einer relativen Abschwächung des ersten Richtsignals ist hierbei insbesondere zu verstehen, dass die betreffende Richtcharakteristik in Richtung des zweiten Nutzsignals eine Empfindlichkeit aufweist, welche gegenüber der über alle Richtungen gemittelten Empfindlichkeit verringert ist, und insbesondere ein lokales, bevorzugt ein globales Minimum aufweist. Bevorzugt weisen das erste und das zweite Richtsignal in Richtung der zweiten bzw. der ersten Nutzsignalquelle eine möglichst vollständige Abschwächung auf.A relative weakening of the first directional signal is to be understood here in particular as meaning that the directional characteristic in question has a sensitivity in the direction of the second useful signal which is reduced compared to the sensitivity averaged over all directions, and in particular has a local, preferably a global minimum. The first and the second directional signal preferably have as complete an attenuation as possible in the direction of the second or the first useful signal source.
Die vorliegende Erfindung löst hierbei insbesondere folgendes Problem: Wird ein Ausgangs-Richtsignal anhand zweier Richtsignale gebildet, welche jeweils in Richtung einer anderen Nutzsignalquelle eine relative, vorzugsweise vollständige Abschwächung aufweisen, so hängt z.B. die Verstärkung des zweiten Nutzsignals durch das so entstehende Ausgangs-Richtsignal nicht nur vom entsprechenden Verstärkungsparameter ab, mit welchem das zweite Richtsignal gewichtet wird, sondern auch von der Richtung der zweiten Nutzsignalquelle, da das zweite Richtsignal diesbezüglich eine nicht-triviale Richtungsabhängigkeit aufweist. Weist das erste Richtsignal in Richtung der zweiten Nutzsignalquelle dann eine vollständige oder näherungsweise vollständige Abschwächung auf, kann die besagte Richtungsabhängigkeit durch einen Korrekturterm des ersten Richtsignals nicht kompensiert werden. Vergleichbares kann für eine Verstärkung des ersten Nutzsignals durch das erste Richtsignal gelten.The present invention solves the following problem in particular: If a directional output signal is formed using two directional signals, each of which has a relative, preferably complete, attenuation in the direction of another useful signal source, the amplification of the second useful signal, for example, does not depend on the resulting directional output signal depends only on the corresponding amplification parameter with which the second directional signal is weighted, but also on the direction of the second useful signal source, since the second directional signal has a non-trivial directional dependency in this regard. If the first directional signal then has a complete or almost complete weakening in the direction of the second useful signal source, said directional dependency cannot be compensated for by a correction term of the first directional signal. The same can apply to an amplification of the first useful signal by the first directional signal.
Eine entsprechende Korrektur hat deswegen über die Beiträge des jeweiligen Richtsignals selbst zu erfolgen. Im Rahmen der Erfindung wird dies über eine Korrektur der "Skalierung" des jeweiligen Richtsignals, also eine Anpassung des jeweiligen Verstärkungsparameters gelöst, sodass der korrigierte Verstärkungsparameter zum einen eine Berücksichtigung dieser Richtungsabhängigkeit des entsprechenden Richtsignals erlaubt.A corresponding correction must therefore be made via the contributions of the respective directional signal itself. In the context of the invention, this is solved by correcting the "scaling" of the respective directional signal, ie adjusting the respective gain parameter, so that the corrected gain parameter allows this directional dependency of the corresponding directional signal to be taken into account.
Andererseits wird die Referenz-Richtcharakteristik als der "Normalzustand" vorgegeben, welcher erreicht werden soll, wenn beide Nutzsignale mit gleichen Verstärkungsparametern verstärkt werden sollen (die Annahme ist hierbei, dass dies u.a. insbesondere für identische Nutzsignale gilt, welche lediglich aus unterschiedlichen Richtungen auftreffen). In diesem Fall soll die Verstärkung der einzelnen, "gleich lauten" Nutzsignale zum Referenz-Zustand führen, also bspw. zu einer omnidirektionalen oder einer eine Filterung durch eine Pinna modellierenden Richtcharakteristik.On the other hand, the reference directional characteristic is specified as the "normal state" which should be achieved if both useful signals are to be amplified with the same amplification parameters (the assumption here is that this applies in particular to identical useful signals, which only arrive from different directions). In this case, the amplification of the individual, "equally loud" useful signals should lead to the reference state, ie, for example, to an omnidirectional directional characteristic or a directional characteristic that models filtering by a pinna.
Es kann somit erreicht werden, dass nicht nur Nutzsignale von frontalen Nutzsignalquellen, sondern z.B. auch aus dem hinteren Halbraum unabhängig von ihrer konkreten Richtung verstärkt werden, indem der Einfluss der Richtwirkung eines das betreffende Nutzsignal aufnehmenden Richtsignals durch eine entsprechende Korrektur der Verstärkung kompensiert wird. Dabei ist ebenso eine äquivalente Formulierung auf der Ebene von die Richtsignale ggf. bildenden Zwischensignalen möglich.It can thus be achieved that not only useful signals from frontal useful signal sources, but also, e.g. An equivalent formulation at the level of the intermediate signals possibly forming the directional signals is also possible.
Das Referenz-Richtsignal wird hierfür bevorzugt in der Basis der beiden Richtsignale dargestellt, sodass die korrigierten Verstärkungsparameter anhand der entsprechenden Koeffizienten in dieser Darstellung ermittelt werden können. Hierbei ist insbesondere möglich, dass z.B. nur der zweite korrigierte Verstärkungsparameter eine echte nicht-triviale Korrektur zum zweiten Verstärkungsparameter aufweist, während der erste korrigierte Verstärkungsparameter zum ersten Verstärkungsparameter identisch ist. Es können jedoch auch beide korrigierten Verstärkungsparameter, also der erste und der zweite, sich jeweils von ihrem zugrunde liegenden ersten bzw. zweiten Verstärkungsparameter unterscheiden. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn keine der beiden Nutzsignalquellen in einer Vorzugsrichtung (z.B. der Frontalrichtung) bzgl. des Hörgerätes belegen ist.For this purpose, the reference directional signal is preferably represented on the basis of the two directional signals, so that the corrected gain parameters can be determined using the corresponding coefficients in this representation. It is particularly possible here that, for example, only the second corrected gain parameter has a real non-trivial correction to the second gain parameter, while the first corrected gain parameter is identical to the first gain parameter. However, both corrected gain parameters, that is to say the first and the second, can each differ from their underlying first or second gain parameter. This can be the case in particular if neither of the two useful signal sources is occupied in a preferred direction (e.g. the frontal direction) with respect to the hearing aid.
Günstigerweise wird der korrigierte zweite Verstärkungsparameter derart ermittelt, dass das zweite Nutzsignal gegenüber der Referenz-Richtcharakteristik durch das Ausgangs-Richtsignal um den zweiten Verstärkungsparameter verstärkt wird, und/oder wobei der korrigierte erste Verstärkungsparameter derart ermittelt wird, dass das erste Nutzsignal durch das Ausgangs-Richtsignal gegenüber der Referenz-Richtcharakteristik um den ersten Verstärkungsparameter verstärkt wird. Hierdurch wird erreicht, dass durch das Ausgangs-Richtsignal jedes der beiden Nutzsignale undabhängig von der Richtung der jeweiligen Nutzsignalquelle mit dem jeweils für das einzelne Nutzsignal "korrekten" Verstärkungsparameter verstärkt wird.The corrected second amplification parameter is advantageously determined in such a way that the second useful signal is amplified by the second amplification parameter compared to the reference directional characteristic by the output directional signal, and/or the corrected first amplification parameter is determined in such a way that that the first useful signal is amplified by the output directional signal compared to the reference directional characteristic by the first amplification parameter. The result of this is that the output directional signal amplifies each of the two useful signals with the "correct" amplification parameter for the individual useful signal, depending on the direction of the respective useful signal source.
Dies wird nun überhaupt erst dadurch möglich, dass diejenigen Signalbeiträge im Ausgangs-Richtsignal, welche z.B. vom zweiten Nutzsignal stammen - also z.B. ein entsprechendes zweites Richtsignal - anhand des korrigierten zweiten Verstärkungsparameters so gewichtet werden können, dass eine Richtungsabhängigkeit des zweiten Richtsignals (oder eines vergleichbaren, anhand wenigstens eines geeigneten Zwischensignals gebildeten Signals mit einer relativen Abschwächung in Richtung der ersten Nutzsignalquelle) über die Korrektur im korrigierten zweiten Verstärkungsparameter kompensierbar ist. Vergleichbares gilt für die Signalbeiträge des ersten Nutzsignals im Ausgangs-Richtsignal. Insbesondere kann der erste korrigierte Verstärkungsparameter zum ersten Verstärkungsparameter identisch sein.This is now only possible because those signal contributions in the output directional signal which originate, for example, from the second useful signal - e.g. a corresponding second directional signal - can be weighted using the corrected second gain parameter in such a way that a directional dependency of the second directional signal (or a comparable , based on at least one suitable intermediate signal formed signal with a relative attenuation in the direction of the first useful signal source) via the correction in the corrected second gain parameter can be compensated. The same applies to the signal contributions of the first useful signal in the output directional signal. In particular, the first corrected gain parameter can be identical to the first gain parameter.
Zweckmäßigerweise wird der korrigierte zweite Verstärkungsparameter gebildet als ein Produkt aus dem zweiten Verstärkungsfaktor und einem Korrekturfaktor, wobei der Korrekturfaktor einem Linearkoeffizienten des zweiten Richtsignals in einer Darstellung des Referenz-Richtsignals als eine Linearkombination des ersten Richtsignals und des zweiten Richtsignals entspricht.The corrected second gain parameter is expediently formed as a product of the second gain factor and a correction factor, the correction factor corresponding to a linear coefficient of the second directional signal in a representation of the reference directional signal as a linear combination of the first directional signal and the second directional signal.
Eine mathematische Formulierung lässt sich dabei wie folgt erreichen: Fasst man die Eingangssignale E1 und E2 zu einem Vektor E = [E1, E2]T zusammen, so lässt sich ein anhand der beiden Eingangssignale gebildetes erstes Richtsignal Xr1 wenigstens näherungsweise darstellen anhand der Gewichte w = [w1, w2]T der beiden Eingangssignale, also Xr1 = ET · w (sofern die akustische Laufzeit zwischen den beiden Eingangswandlern weniger als ein Sample beträgt, was meist gegeben ist). In vergleichbarer Weise lässt sich das zweite Richtsignal Xr2 darstellen als Xr2 = ET · u mit den Gewichten u = [u1, u2]T.A mathematical formulation can be achieved as follows: If the input signals E1 and E2 are combined to form a vector E = [E1, E2] T , a first directional signal Xr1 formed using the two input signals can be represented at least approximately using the weights w = [w1, w2] T of the two input signals, i.e. Xr1 = E T · w (provided the acoustic transit time between the two input transducers is less than one sample, which is usually the case). In a comparable way, the second directional signal Xr2 can be represented as Xr2 = E T · u with the weights u = [u1, u2] T .
Das Ausgangs-Richtsignal Xout lässt sich dann darstellen als
Es wird nun eine Linksmultiplikation der Gleichung (ii') mit hT(α) durchgeführt, wobei h(α) = [h1(α), h2(α)]T eine (gemessene, geschätzte oder modellierte) Übertragungsfunktion am Hörgerät darstellt, welche z.B. eine Propagation eines Schalls von einer Schallquelle zum ersten Eingangswandler bzw. zum zweiten Eingangswandler berücksichtigt, und für α = 0° in eine relative Übertragungsfunktion vom ersten Eingangswandler zum zweiten Eingangswandler bezüglich einer frontalen Schallquelle übergeht, und α der Winkel ist, für welchen vorzugsweise hT(α) · u = 0 gilt (also der Winkel derjenigen Richtung, für welche das zweite Richtsignal bevorzugt eine wenigstens näherungsweise totale Abschwächung aufweist, nämlich die Richtung der ersten Nutzsignalquelle). Hieraus kann man in Abhängigkeit der Kenntnis von hT(α) · wref und hT(α) · w einen Wert von a bestimmen (die beiden Skalarprodukte sind insbesondere für verschiedene Werte von w1, w2 und α tabellierbar). Anhand des Wertes von a lässt sich in einer der beiden Komponenten von (ii') auch ein Wert für b bestimmen.Equation (ii') is now multiplied to the left by h T (α), where h(α) = [h1(α), h2(α)] T represents a (measured, estimated or modeled) transfer function on the hearing aid, which, for example, takes into account a propagation of a sound from a sound source to the first input transducer or to the second input transducer, and for α = 0° in a relative transfer function from the first input transducer to the second input transducer with respect to a frontal sound source, and α is the angle for which preferably h T (α) · u = 0 applies (ie the angle of that direction for which the second directional signal preferably has an at least approximately total attenuation, namely the direction of the first useful signal source). Depending on the knowledge of h T (α) · wref and h T( α) · w, one can determine a value of a from this (the two scalar products can be tabulated in particular for different values of w1, w2 and α). The value of a can also be used to determine a value for b in one of the two components of (ii').
Es lässt sich dann zeigen, dass die korrigierten Verstärkungsparameter
Als vorteilhaft erweist es sich, wenn der korrigierte erste Verstärkungsparameter als der erste Verstärkungsparameter ermittelt wird, wenn das zweite Richtsignal in Richtung der ersten Nutzsignalquelle seine minimale Empfindlichkeit und bevorzugt eine möglichst vollständige Abschwächung in dieser Richtung aufweist, und besonders bevorzugt das erste Richtsignal seine maximale Empfindlichkeit aufweist. Wenn für das erste Richtsignal Xr1 die Richtung maximaler Empfindlichkeit in der Richtung des ersten Nutzsignals liegt, in welcher ja das zweite Richtsignal seine minimale Empfindlichkeit aufweist, kann dies insbesondere für eine Normierung des ersten Richtsignals dahingehend verwendet werden, dass die Empfindlichkeit in dieser Richtung zu 1 gesetzt wird, und somit hT(α) · w = 1 gilt. Ist zusätzlich in dieser Richtung die Abschwächung durch das zweite Richtsignal wenigstens näherungsweise vollständig, also hT(α) · u ≈ 0, so lässt sich in Gleichung (ii) a = 1 setzen, wodurch sich in Gleichung (iii) G1' = G1, also Identität von erstem und korrigiertem ersten Verstärkungsparameter ergibt.It has proven to be advantageous if the corrected first gain parameter is determined as the first gain parameter when the second directional signal has its minimum sensitivity in the direction of the first useful signal source and preferably has as complete an attenuation as possible in this direction, and the first directional signal particularly preferably has its maximum sensitivity having. If the direction of maximum sensitivity for the first directional signal Xr1 is in the direction of the first useful signal, in which the second directional signal has its minimum sensitivity, this can be used in particular for normalizing the first directional signal so that the sensitivity in this direction is 1 is set, and thus h T (α) · w = 1 applies. If, in addition, the attenuation by the second directional signal is at least approximately complete in this direction, i.e. h T (α) u ≈ 0, then a = 1 can be set in equation (ii), which means that in equation (iii) G1' = G1 , i.e. the identity of the first and corrected first amplification parameter.
Bevorzugt wird anhand des ersten Eingangssignals und des zweiten Eingangssignals ein erstes Zwischensignal und ein zweites Zwischensignal gebildet, wobei das erste Richtsignal als eine Überlagerung des ersten Zwischensignals und des zweiten Zwischensignals gebildet wird, und dabei ein zugehöriger erster Überlagerungsparameter ermittelt wird und/oder das zweite Richtsignal als eine Überlagerung des zweiten Zwischensignals mit dem ersten Zwischensignal gebildet wird, und dabei ein zugehöriger zweiter Überlagerungsparameter ermittelt wird. Als erstes Zwischensignal und zweites Zwischensignal werden dabei insbesondere ein vorwärts- und ein rückwärtsgerichtetes Kardioid-Signal Xc, Xa verwendet. Der erste Überlagerungsparameter a1 bzw. der zweite Überlagerungsparameter a2 ergeben sich dann aus der Darstellung
In einer vorteilhaften Ausgestaltung werden der korrigierte erste Verstärkungsparameter G1' gebildet als ein Produkt aus dem ersten Verstärkungsfaktor G1 und einem ersten Korrekturfaktor a sowie der korrigierte zweite Verstärkungsparameter G2' als ein Produkt aus dem zweiten Verstärkungsfaktor G2 und einem zweiten Korrekturfaktor b.In an advantageous embodiment, the corrected first gain parameter G1' is formed as a product of the first gain factor G1 and a first correction factor a, and the corrected second gain parameter G2' is formed as a product of the second gain factor G2 and a second correction factor b.
Bevorzugt wird ein erster Referenz-Überlagerungsparameter aref1 und ein zweiter Referenz-Überlagerungsparameter aref2 für eine Überlagerung des ersten Zwischensignals Z1 und des zweiten Zwischensignals Z2 definiert werden, welche das Referenz-Richtsignal Xref bildet, wobei der erste Korrekturfaktor a anhand eines Produktes des zweiten Überlagerungsparameters a2 mit dem zweiten Referenz-Überlagerungsparameter aref2 und insbesondere anhand einer Abweichung des Produktes vom ersten Referenz-Überlagerungsparameters aref1 gebildet wird, und/oder wobei der zweite Korrekturfaktor b anhand einer Abweichung eines Produktes des ersten Überlagerungsparameters a1 mit dem ersten Referenz-Überlagerungsparameter aref1 vom zweiten Referenz-Überlagerungsparameter aref2 gebildet wird. Bevorzugt wird dabei das Ausgangs-Richtsignal Xout anhand des mit dem korrigierten ersten Verstärkungsparameter G1' gewichteten ersten Richtsignals Xr1 und anhand des mit dem korrigierten zweiten Verstärkungsparameters G2' gewichteten zweiten Richtsignals Xr2 nach Gleichung (iii) gebildet wird als
Anhand der Gleichungen (iv) und (ii) lässt sich Xref in Abhängigkeit des vorwärts- und. rückwärtsgerichteten Kardioid-Signals Xc bzw. Xa (also in Abhängigkeit der beiden Zwischensignale Z1 und Z2 und vorliegend mit Z1 = Xc und Z2 = Xa) angeben:
Die Linearfaktoren in Gleichung (ii"), welche dem vorwärts- bzw. rückwärtsgerichteten Kardioid-Signal Xc bzw. Xa zugeordnet sind, können hierbei als ein erster bzw. zweiter Referenz-Überlagerungsparameter aref1 bzw. aref2 interpretiert werden, also
Die Korrekturfaktoren a, b in Gleichung (v') ergeben sich dann in Abhängigkeit der beiden Refeernz-Überlagerungsparameter aref1, aref2 zu
Für den Spezialfall aref1 =1 geht Gleichung (vii) über in
In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung wird anhand des ersten und des zweiten Überlagerungsparameters a1, a2, anhand des ersten und des zweiten Referenz-Überlagerungsparameters aref1, aref2 sowie anhand des ersten Verstärkungsparameters G1 und anhand des zweiten Verstärkungsparameters G2 ein effektiver erster Überlagerungsparameter aeff1 und ein effektiver zweiter Überlagerungsparameter aeff2 ermittelt, wobei das Ausgangs-Richtsignal Xout anhand einer Überlagerung des mit dem ersten effektiven Überlagerungsparameter aeff1 gewichteten ersten Zwischensignals Z1 und des mit dem zweiten effektiven Überlagerungsparameter aeff2 gewichteten zweiten Zwischensignals Z2 gebildet wird, also insbesondere als Xout ∝ aeff1 · Z1 + aeff2 · Z2.In a further advantageous embodiment, based on the first and the second superimposition parameter a1, a2, based on the first and the second reference superimposed parameter aref1, aref2 and based on the first amplification parameter G1 and based on the second gain parameter G2, an effective first superimposition parameter aeff1 and an effective second superimposition parameter aeff2 are determined, with the output directional signal Xout based on a superimposition of the first intermediate signal Z1 weighted with the first effective superimposition parameter aeff1 and the second intermediate signal weighted with the second effective superimposition parameter aeff2 Intermediate signal Z2 is formed, ie in particular as Xout ∝ aeff1 · Z1 + aeff2 · Z2.
Mit den Definitionen der Gleichungen (iv) und (iii) lässt sich zudem aus Gleichung (v) die folgende Darstellung ableiten:
Eine vergleichbare Darstellung lässt sich durch ein Ausklammern des zweiten Verstärkungsparameters G2 gewinnen, wobei die in Gleichung (viii) gewählte Darstellung (Ausklammern von G1) insbesondere für den Fall G1 ≥ G2 vorteilhaft ist. Die Linearfaktoren in Gleichung (viii), welche dem vorwärts- bzw. rückwärtsgerichteten Kardioid-Signal Xc bzw. Xa zugeordnet sind, können hierbei als ein erster bzw. zweiter effektiver Überlagerungsparameter aeff1 bzw. aeff2 interpretiert werden, also
Für G1 = G2 gehen der erste und der zweite effektiver Überlagerungsparameter aeff1, aeff2 in den ersten bzw. zweiten Referenz-Überlagerungsparameter aref1, aref2 gemäß Gleichung (vi) über. Dies lässt sich nun dazu verwenden, zunächst die beiden Korrekturparameter a, b, welche gemäß Gleichung (iii) den beiden Verstärkungsparametern G1, G2 zugeordnet sind, und schließlich die beiden effektiven Überlagerungsparameter aeff1, aeff2 in Abhängigkeit der Referenz-Überlagerungsparameter aref1, aref2 darzustellen.For G1=G2, the first and second effective overlay parameters aeff1, aeff2 merge into the first and second reference overlay parameters aref1, aref2, respectively, according to equation (vi). This can now be used to first calculate the two correction parameters a, b, which according to equation (iii) correspond to the two amplification parameters G1, G2 are assigned, and finally the two effective overlay parameters aeff1, aeff2 as a function of the reference overlay parameters aref1, aref2.
Die konkret zu wählende Form von Xout, also gemäß Gleichung (v) oder Gleichung (viii'), erfolgt dann bevorzugt in Abhängigkeit davon, welche der beiden Darstellungen (ii), (ii") tatsächlich für Xref verwendet wird. Insbesondere kann für Gleichung (ii") der Wert aref1 = 1 vorgegeben werden.The specific form of Xout to be selected, i.e. according to equation (v) or equation (viii'), is then preferably carried out depending on which of the two representations (ii), (ii") is actually used for Xref. In particular, for equation (ii") the value aref1 = 1 must be specified.
Im Fall, dass das zweite Richtsignal Xr2 durch das zweite Zwischensignal Z2, also insbesondere durch das rückwärtsgewandte Kardioid-Signal Xa gegeben ist (und somit a2 = 0 in Gleichung iii gilt), wird der erste effektive Überlagerungsparameter aeff1 gebildet aus dem ersten Referenz-Überlagerungsparameter aref1, also aeff1 = aref1.In the event that the second directional signal Xr2 is given by the second intermediate signal Z2, i.e. in particular by the backward-looking cardioid signal Xa (and thus a2 = 0 in equation iii), the first effective superimposition parameter aeff1 is formed from the first reference superimposition parameter aref1, i.e. aeff1 = aref1.
Aus Gleichung (v) lässt sich für Z1 = Xc, Z2 = Xa nach einigem Umformen zudem folgende Darstellung herleiten:
Für den o.g. Spezialfall, dass das zweite Richtsignal Xr2 durch das zweite Zwischensignal Z2 (insbesondere in Form eines rückwärtsgerichteten Kardioid-Signals Xa) gegeben ist, und somit a2 = 0 gilt, sowie der erste Referenz-Überlagerungsparameter aref1 = 1 gesetzt wird, ist der erste Korrekturfaktor a = 1 (vgl. Gleichung vii'). Somit ist der korrigierte erste Verstärkungsparameter G1' zum ersten Verstärkungsparameter G1' identisch. Für den zweiten Korrekturfaktor b gilt b = aref2 - 1.For the above special case, in which the second directional signal Xr2 is given by the second intermediate signal Z2 (in particular in the form of a backward-directed cardioid signal Xa), and therefore a2 = 0 applies, and the first reference overlay parameter aref1 = 1 is set, the first correction factor a = 1 (cf. equation vii'). Thus, the corrected first gain parameter G1' is identical to the first gain parameter G1'. For the second correction factor b, b = aref2 - 1 applies.
Hieraus ergibt sich für das Ausgangssignal
Für G1 = G2 ist offensichtlich, dass (xii) in das mit G1 skalierte Referenz-Richtsignal Xref = Z1 + aref2 · Z2 mit dem zweiten Referenz-Überlagerungsparameter aref2 übergeht.For G1=G2 it is obvious that (xii) merges into the G1-scaled reference directional signal Xref=Z1+aref2*Z2 with the second reference beat parameter aref2.
Günstigerweise wird dabei für den Fall, dass das zweite Richtsignal Xr2 durch das zweite Zwischensignal Z2 gegeben ist, der zweite effektive Überlagerungsparameter gebildet aus dem ersten Überlagerungsparameter a1 und einem Verhältnis des korrigierten zweiten Verstärkungsparameters G2' und des ersten Verstärkungsparameters G2'/G1.If the second directional signal Xr2 is given by the second intermediate signal Z2, the second effective overlay parameter is advantageously formed from the first overlay parameter a1 and a ratio of the corrected second gain parameter G2' and the first gain parameter G2'/G1.
Anhand des ersten Richtsignals Xr1 = Z1 + a1 · Z2 kann dann im genannten Spezialfall (aref1 = 1, a2 = 0 und somit aeff1 = 1 in Gleichung ix) anhand von Gleichung (x) insbesondere eine zu Gleichung (xii) äquivalente Formulierung gewonnen werden, wenn das zweite Nutzsignal weitgehend ausschließlich durch das zweite Zwischensignal angehoben werden soll:
Als weiter vorteilhaft erweist es sich, wenn die Referenz-Richtcharakteristik des Referenz-Richtsignals als eine omni-direktionale Richtcharakteristik gewählt wird, oder derart gewählt wird, dass eine Abschattungswirkung von menschlichen Ohren nachgebildet wird.It proves to be further advantageous if the reference directional characteristic of the reference directional signal is chosen as an omnidirectional directional characteristic, or is chosen in such a way that a shadowing effect of human ears is simulated.
Falls als Zwischensignale der Signalverarbeitung, z.B. zur Bildung wenigstens des ersten Richtsignals, jeweils ein vorwärtsgerichtetes und ein rückwärtsgerichtetes Kardioid-Signal Xc, Xa verwendet werden, gilt im Fall der omni-direktionalen Referenz-Richtcharakteristik für diee beiden Referenz-Überlagerungsparameter aref1, aref2 im Referenz-Richtsignal Xref = aref1 · Xc + aref2 · Xa die Werte aref1 = 1, aref2 = - 1. In vielen Situationen ist ein möglichst omnidirektionales Hörempfinden als Ausgangslage erwünscht.If a forward-pointing and a backward-pointing cardioid signal Xc, Xa are used as intermediate signals of the signal processing, e.g -Directional signal Xref = aref1 Xc + aref2 Xa the values aref1 = 1, aref2 = - 1. In many situations, a hearing perception that is as omnidirectional as possible is desirable as a starting point.
Für den Fall, dass durch die Referenz-Richtcharakteristik eine Abschattungswirkung von menschlichen Ohren nachgebildet werden soll, werden die Referenz-Überlagerungsparameter aref1, aref2 bevorzugt vorab derart ermittelt, dass das Referenz-Richtsignal Xref = aref1 · Xc + aref2 · Xa die gewünschte räumliche Empfindlichkeit, wie sie durch die Abschattungen der Pinna an einem menschlichen Ohr entsteht, nachbildet. Hierbei kann das Ermitteln von aref1, aref2 an einem generischen Ohrmodell (z.B. eines KEMAR) erfolgen, oder auch auf den Träger des Hörgerätes individuell durch entsprechende Messungen abgestimmt werden.In the event that the reference directional characteristic is intended to simulate a shadowing effect on human ears, the reference overlay parameters aref1, aref2 are preferably determined in advance in such a way that the reference directional signal Xref=aref1 Xc+aref2 Xa has the desired spatial sensitivity , as it is caused by the shadowing of the pinna on a human ear. In this case, aref1, aref2 can be determined on a generic ear model (e.g. a KEMAR), or can also be individually adjusted to the wearer of the hearing aid by appropriate measurements.
Bevorzugt weist das erste Richtsignal in Richtung der ersten Nutzsignalquelle eine maximale Abschwächung auf und/oder das zweite Richtsignal in Richtung der zweiten Nutzsignalquelle eine maximale, insbesondere totale Abschwächung auf. Hierdurch lassen sich die Einflüsse der jeweiligen Nutzsignale auf das jeweils andere Richtsignal und somit auf den relativen Verstärkungsparameter besonders effektiv minimieren.The first directional signal preferably exhibits a maximum attenuation in the direction of the first useful signal source and/or the second directional signal exhibits a maximum, in particular total attenuation, in the direction of the second useful signal source. As a result, the influences of the respective useful signals on the respective other directional signal and thus on the relative amplification parameter can be minimized particularly effectively.
Vorteilhafterweise wird das erste Richtsignal mittels adaptiver Richtmikrofonie insbesondere anhand eines ersten Zwischensignals und eines zweiten Zwischensignals erzeugt, und/oder das zweite Richtsignal mittels adaptiver Richtmikrofonie insbesondere anhand des ersten und des zweiten Zwischensignals erzeugt wird. Hierdurch kann erreicht werden, dass das betreffende Richtsignal einerseits in Richtung einer der beiden Nutzsignalquellen eine möglichst geringe, bevorzugt minimale Empfindlichkeit aufweist, sodass in dieser Richtung eine hohe, bevorzugt maximale Abschwächung erfolgt, und in Richtung der jeweils anderen Nutzsignalquelle eine möglichst hohe, bevorzugt maximale Empfindlichkeit.Advantageously, the first directional signal is generated using adaptive directional microphones, in particular using a first intermediate signal and a second intermediate signal, and/or the second directional signal is generated using adaptive directional microphones, in particular using the first and second intermediate signals. This can ensure that the directional signal in question has the lowest possible, preferably minimum, sensitivity in the direction of one of the two useful signal sources, so that there is a high, preferably maximum, attenuation in this direction, and in the direction of the other useful signal source, the sensitivity is as high as possible, preferably maximum Sensitivity.
Als weiter vorteilhaft erweist sich dabei, wenn das erste Zwischensignal anhand einer mittels eines ersten Verzögerungsparameters implementierten zeitverzögerten Überlagerung des ersten Eingangssignals mit dem zweiten Eingangssignal erzeugt wird, und/oder das zweite Zwischensignal anhand einer mittels eines zweiten Verzögerungsparameters implementierten zeitverzögerten Überlagerung des zweiten Eingangssignals mit dem ersten Eingangssignal erzeugt wird. Insbesondere können dabei der erste und der zweite Verzögerungsparameter identisch zueinander gewählt werden, und insbesondere kann das erste Zwischensignal bzgl. einer Vorzugsebene des Hörgerätes symmetrisch zum zweiten Zwischensignal erzeugt werden, wobei die Vorzugsebene der Frontalebene des Trägers bevorzugt beim Tragen des Hörgerätes zugeordnet ist. Eine Ausrichtung der Richtsignale an der Frontalrichtung des Trägers erleichtert die Signalverarbeitung, da hierdurch die natürliche Blickrichtung des Trägers berücksichtigt wird.It has also proven to be advantageous if the first intermediate signal is generated using a time-delayed superimposition of the first input signal with the second input signal, implemented using a first delay parameter, and/or the second intermediate signal is generated using a time-delayed superimposition of the second input signal with the second input signal, implemented using a second delay parameter first input signal is generated. In particular, the first and second delay parameters can be chosen to be identical to one another, and in particular the first intermediate signal can be generated with respect to a preferred plane of the hearing device symmetrically to the second intermediate signal, with the preferred plane being assigned to the frontal plane of the wearer, preferably when wearing the hearing device. Alignment of the directional signals to the wearer's frontal direction facilitates signal processing, since this takes into account the wearer's natural viewing direction.
Bevorzugt wird dabei das erste Zwischensignal als ein vorwärtsgerichtetes Kardioid-Richtsignal und/oder das zweite Zwischensignal als ein rückwärtsgerichtetes Kardioid-Richtsignal erzeugt. Ein Kardioid-Richtsignal lässt sich bilden, indem die beiden Eingangssignale zueinander mit der dem Abstand der Eingangswandler entsprechenden akustischen Laufzeitverzögerung überlagert werden. Hierdurch liegt - je nach Vorzeichen dieser Laufzeitverzögerung bei der Überlagerung - die Richtung der maximalen Abschwächung in Frontalrichtung (rückwärtsgerichtetes Kardioid-Richtsignal) oder in der Gegenrichtung dazu (vorwärtsgerichtetes Kardioid-Richtsignal). Die Richtung maximaler Empfindlichkeit ist der Richtung der maximalen Abschwächung entgegengesetzt. Dies erleichtert die weitere Signalverarbeitung, da sich ein derartiges Zwischensignal besonders für adaptive Richtmikrofonie eignet.In this case, the first intermediate signal is preferably generated as a forward-directed cardioid directional signal and/or the second intermediate signal is generated as a backward-directed cardioid directional signal. A directional cardioid signal can be formed by superimposing the two input signals on one another with the acoustic propagation delay corresponding to the distance between the input transducers. As a result - depending on the sign of this propagation delay in the superimposition - the direction of the maximum attenuation is in the frontal direction (backward directional cardioid signal) or in the opposite direction (forward cardioid directional signal). The direction of maximum sensitivity is the direction of maximum opposite weakening. This facilitates further signal processing, since such an intermediate signal is particularly suitable for adaptive directional microphony.
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 vorbeschriebene Verfahren durchzuführen. Insbesondere kann die Steuereinheit im Hörgerät integriert sein. In diesem Fall ist das Hörsystem direkt durch das Hörgerät gegeben. Die für das Verfahren und für seine Weiterbildungen genannten Vorteile können sinngemäß auf das Hörsystem übertragen werden.The invention also mentions a hearing system with a hearing aid, which has a first input converter for generating a first input signal from a sound signal from the environment and a second input converter for generating a second input signal from the sound signal from the environment, and a control unit which is set up to carry out the procedures described above. 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 advantages mentioned for the method and for its further developments can be transferred analogously to the hearing system.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen jeweils schematisch:
- Fig. 1
- eine Gesprächssituation eines Trägers eines Hörgerätes mit zwei Gesprächspartnern, und
- Fig. 2
- eine bevorzugte, direktionale Signalverarbeitung für das Hörgerät in der Gesprächssituation nach
Fig. 1 , - Fig. 3a
- eine Richtcharakteristik eines aus der direktionalen Signalverarbeitung nach
Fig. 2 resultierenden Ausgangssignals, und - Fig. 3b
- eine Richtcharakteristik eines alternativen, aus der direktionalen Signalverarbeitung nach
Fig. 2 resultierenden Ausgangssignals.
- 1
- a conversation situation of a wearer of a hearing aid with two conversation partners, and
- 2
- a preferred, directional signal processing for the hearing aid in the conversation situation
1 , - Figure 3a
- a directional characteristic from the
directional signal processing 2 resulting output signal, and - Figure 3b
- a directional characteristic of an alternative, from the
directional signal processing 2 resulting output signal.
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 all figures.
In
Um nun die Pegelspitzen des ersten Nutzsignals S1 und des zweiten Nutzsignals S2 für den Träger 1 des Hörgerätes 2 in einem Ausgangsschallsignal des Hörgerätes 2 abzumildern, wird nun, wie im oberen Bild von
Im unteren Bild von
Um nun in einem Ausgangsschallsignal des Hörgerätes 2 für dessen Träger 1 die Pegelspitzen durch die Gesprächsbeiträge sowohl des ersten Gesprächspartners 4 als auch des zweiten Gesprächspartners 8 auf ein für den Träger 1 angenehmes Niveau mittels Kompression absenken zu können, könnte nun einerseits ein solches Ausgangsschallsignal gebildet werden aus einer Linearkombination des ersten und des zweiten Richtsignals Xr1, Xr2, welche jeweils mit ihrem entsprechenden Verstärkungsparametern G1, G2 gewichtet werden. Da auch das erste Richtsignal Xr1 mittels adaptiver Richtmikrofonie anhand eines vorwärtsgerichteten Kardioid-Richtsignals und anhand des rückwärts gerichteten Kardioid-Richtsignals Xa gebildet wird, würde eine derartige Linearkombination zu einem Ausgangsschallsignal führen, dessen Richtcharakteristik der Form nach der des ersten Richtsignals Xr1 ähnelt, wobei jedoch die Kerbe 22 der maximalen Abschwächung von der zweiten Richtung 10 weg verschoben wird. Dies führt einerseits zu einem möglicherweise unerwünschten, völlig "tauben" Bereich abseits der zweiten Nutzsignalquelle 18, welcher andererseits infolge der Abhängigkeit einer derartigen Linearkombination von den Sprachbeiträgen des ersten Gesprächspartners 4 auch noch in seiner Ausrichtung fluktuieren kann.In order to be able to use compression to reduce the level peaks in an output sound signal of hearing
In
Das erste Eingangssignal E1 wird nun mit dem zweiten Eingangssignal E2, welches um eine ersten Verzögerungsparameter T1 verzögert wurde, überlagert, und hieraus ein erstes Zwischensignal Z1 gebildet. Analog dazu wird das zweite Eingangssignal E2 mit dem ersten Eingangssignal E1, welches um eine zweiten Verzögerungsparameter T2 verzögert wurde, überlagert und hierdurch ein zweites Zwischensignal Z2 gebildet. Vorliegend und ohne Beschränkung der Allgemeinheit werden der erste und der zweite Verzögerungsparameter T1, T2 jeweils identisch (T1 = T2) und überdies derart gewählt, dass das erste Zwischensignal Z1 durch ein vorwärtsgerichtetes Kardioid-Richtsignal Xc gegeben ist, und das zweite Zwischensignal 36 durch das rückwärtsgerichtete Kardioid-Richtsignal Xa. Anhand des ersten Zwischensignals Z1 und des zweiten Zwischensignals Z2 wird nun das erste Richtsignal Xr1 = Z1 + a1 · Z2 nach
Mittels adaptiver Richtmikrofonie 42 kann aus dem ersten Zwischensignal Z1 und dem zweiten Zwischensignal Z2 das zweite Richtsignal Xr2 erzeugt werden, welches die Beiträge des ersten Gesprächspartners 4, also das zweite Nutzsignal S2, maximal unterdrückt. Da selbiger vorliegend in Frontalrichtung zum Träger 1 steht, ist, wie bereits erwähnt, dass zweite Richtsignal Xr2 durch das rückwärtsgerichtete Kardioid-Richtsignal Xa gegeben. Das zweite Richtsignal Xr2 kann hierbei einerseits dauerhaft als das rückwärtsgerichtete Kardioid-Richtsignal Xa angenommen werden. Andererseits kann mittels der adaptiven Richtmikrofonie 42 auch eine Positionsänderung des ersten Gesprächspartners 4 für die Bildung des zweiten Richtsignals Xr2 aus dem ersten und dem zweiten Zwischensignal Z1, Z2 berücksichtigt werden.Using adaptive
Analog zum ersten Verstärkungsparameter G1 wird ferner anhand des zweiten Richtsignals Xr2 der zweite Verstärkungsparameter G2 bestimmt. Dieser repräsentiert dabei die optimale Verstärkung und Kompression des zweiten Nutzsignals S2 durch das zweite Richtsignal Xr2.Analogously to the first gain parameter G1, the second gain parameter G2 is also determined on the basis of the second directional signal Xr2. This represents the optimal amplification and compression of the second useful signal S2 by the second directional signal Xr2.
Überdies wird eine Referenz-Richtcharakteristik 63 für ein Referenz-Richtsignal Xref definiert. Das Referenz-Richtsignal Xref ergibt sich dabei als eine Überlagerung aus den beiden Zwischensignalen Z1, Z2 als
Für die nachfolgenden Berechnungen wird nun berücksichtigt, dass Xr2 = Z2 = Xa und somit a2 = 0 gilt, wobei zudem aref1 = 1 gesetzt wird.For the following calculations, it is now taken into account that Xr2 = Z2 = Xa and therefore a2 = 0, whereby aref1 = 1 is also set.
Anhand des zweiten Verstärkungsparameters G2, des ersten Überlagerungsparameters a1 und des Referenz-Überlagerungsparameters aref2 wird nun ein korrigierter zweiter Verstärkungsparameter G2' ermittelt als
Es wird nun anhand des ersten Richtsignals Xr1 = Z1 + a1 · Z2, gewichtet mit dem ersten Verstärkungsparameter G1, und anhand des zweiten Richtsignals Xr2, welches vorliegend dem zweiten Zwischensignal Z2 entspricht, gewichtet mit dem korrigierten zweiten Verstärkungsparameter G2' ein Ausgangs-Richtsignal Xout gebildet als
Sind nun beispielsweise das erste Nutzsignal S1 und das zweite Nutzsignal S2 in einem Frequenzbereich gleich laut, so wird ihnen für diesen Frequenzbereich jeweils derselbe Verstärkungsparameter G1 = G2 zugewiesen. In diesem Fall heben sich im Ausgangs-Richtsignal Xout die Beiträge proportional zum ersten Überlagerungsparameter a1 gegenseitig auf, und das Ausgangs-Richtsignal Xout geht in Xout = G1 · (Z1 + aref2 · Z2), als in das mit G1 verstärkte ("skalierte") Referenz-Richtsignal Xref über.If, for example, the first useful signal S1 and the second useful signal S2 are of the same volume in a frequency range, then the same amplification parameter G1=G2 is assigned to them for this frequency range. In this case, in the output directional signal Xout, the contributions proportional to the first beat parameter a1 cancel each other out, and the output directional signal Xout goes into Xout = G1 (Z1 + aref2 Z2), as in the G1 amplified ("scaled") ) Reference directional signal Xref via.
Anstelle der dargestellten Erzeugung des Ausgangs-Richtsignals Xout anhand des ersten Richtsignals Xr1 und des rückwärtsgerichteten Kardioid-Signals Xa als zweitem Zwischensignal Z2 lässt sich das Ausgangs-Richtsignal Xout auch erzeugen, indem anhand des ersten Überlagerungsparameters a1, anhand des korrigierten zweiten Verstärkungsparameters G2' und anhand des ersten Verstärkungsparameters G1 ein erster effektiver Überlagerungsparameter aeff1 und ein zweiter effektiver Überlagerungsparameter aeff2 gebildet wird als
Der erste effektive Überlagerungsparameter aeff1 weist im vorliegenden Spezialfall den Wert aeff1 = 1 auf, kann jedoch insbesondere für a2 ≠ 0 auch nichttriviale Werte annehmen. Das entsprechend gebildete Ausgangs-Richtsignal
Anhand des Ausgangs-Richtsignals Xout wird abschließend über Signalverarbeitungsschritte 50, welche insbesondere eine zusätzliche frequenzbandabhängige Rauschunterdrückung umfassen können, ein Ausgangssignal Yout erzeugt, welches von einem Ausgangswandler 52 des Hörgerätes 2 in ein Ausgangsschallsignal 54 umgewandelt werden.Based on the output directional signal Xout, an output signal Yout is finally generated via signal processing steps 50, which can in particular include additional frequency band-dependent noise suppression, which output signal Yout is converted into an
In
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 detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
- 11
- Trägercarrier
- 22
- Hörgeräthearing aid
- 44
- erster Gesprächspartnerfirst interlocutor
- 66
- erste Richtungfirst direction
- 88th
- zweiter Gesprächspartnersecond interlocutor
- 1010
- zweite Richtungsecond direction
- 1414
- erste Nutzsignalquellefirst useful signal source
- 1818
- zweite Nutzsignalquellesecond useful signal source
- 2222
- Kerbescore
- 2424
- erster Eingangswandlerfirst input converter
- 2626
- zweiter Eingangswandlersecond input converter
- 2828
- Schallsignalsound signal
- 4040
- adaptive Richtmikrofonieadaptive directional microphone
- 4242
- adaptive Richtmikrofonieadaptive directional microphone
- 5050
- Signalverarbeitungsschrittesignal processing steps
- 5252
- Ausgangswandleroutput converter
- 5454
- Ausgangsschallsignaloutput sound signal
- 6060
- Richtcharakteristikpolar pattern
- 6262
- (omnidirektionale) Referenz-Richtcharakteristik(omnidirectional) reference polar pattern
- 6363
- Referenz-Richtcharakteristikreference polar pattern
- 6464
- Referenz-Richtcharakteristikreference polar pattern
- 6666
- Richtcharakteristikpolar pattern
- a1a1
- erster Überlagerungsparameterfirst overlay parameter
- aeff1aeff1
- erster effektiver Überlagerungsparameterfirst effective overlay parameter
- aeff2aeff2
- zweiter effektiver Überlagerungsparametersecond effective overlay parameter
- aref1aref1
- erster Referenz-Überlagerungsparameterfirst reference overlay parameter
- aref2aref2
- zweiter Referenz-Überlagerungsparametersecond reference overlay parameter
- E1E1
- erstes Eingangssignalfirst input signal
- E2E2
- zweites Eingangssignalsecond input signal
- G1G1
- erster Verstärkungsparameterfirst gain parameter
- G2G2
- zweiter Verstärkungsparametersecond gain parameter
- G2'G2'
- korrigierter zweiter Verstärkungsparametercorrected second gain parameter
- S1S1
- erstes Nutzsignalfirst useful signal
- S2S2
- zweites Nutzsignalsecond useful signal
- T1T1
- erster Verzögerungsparameterfirst delay parameter
- T2T2
- zweiter Verzögerungsparametersecond delay parameter
- Xayes
- rückwärtsgerichtetes Kardioid-Signalreverse cardioid signal
- XcXc
- vorwärtsgerichtetes Kardioid-Signalforward cardioid signal
- XoutXout
- Ausgangs-RichtsignalExit directional signal
- Xr1Xr1
- erstes Richtsignalfirst directional signal
- Xr2Xr2
- zweites Richtsignasecond directional signal
- Youtyout
- Ausgangssignaloutput signal
- Z1Z1
- erstes Zwischensignalfirst intermediate signal
- Z2Z2
- zweites Zwischensignalsecond intermediate signal
Claims (14)
wobei der korrigierte zweite Verstärkungsparameter (G2') derart ermittelt wird, dass das zweite Nutzsignal (S2) gegenüber der Referenz-Richtcharakteristik (62, 63, 64) durch das Ausgangs-Richtsignal (Xout) um den zweiten Verstärkungsparameter (G2) verstärkt wird, und/oder
wobei der korrigierte erste Verstärkungsparameter derart ermittelt wird, dass das erste Nutzsignal (S1) durch das Ausgangs-Richtsignal (Xout) gegenüber der Referenz-Richtcharakteristik (62, 63, 64) um den ersten Verstärkungsparameter (G1) verstärkt wird.Method according to claim 1,
the corrected second amplification parameter (G2') being determined in such a way that the second useful signal (S2) is amplified by the second amplification parameter (G2) by the output directional signal (Xout) compared to the reference directional characteristic (62, 63, 64), and or
the corrected first amplification parameter being determined in such a way that the first useful signal (S1) is amplified by the output directional signal (Xout) compared to the reference directional characteristic (62, 63, 64) by the first amplification parameter (G1).
wobei der korrigierte zweite Verstärkungsparameter (G2') gebildet wird als ein Produkt aus dem zweiten Verstärkungsfaktor (G2) und einem Korrekturfaktor, wobei der Korrekturfaktor einem Linearkoeffizienten des zweiten Richtsignals (Xr2) in einer Darstellung des Referenz-Richtsignals (Xref) als eine Linearkombination des ersten Richtsignals (Xr1) und des zweiten Richtsignals (Xr2) entspricht.A method according to claim 1 or claim 2,
wherein the corrected second gain parameter (G2') is formed as a product of the second gain factor (G2) and a correction factor, the correction factor being a linear coefficient of the second directional signal (Xr2) in a representation of the reference directional signal (Xref) as a linear combination of first directional signal (Xr1) and the second directional signal (Xr2).
wobei der korrigierte erste Verstärkungsparameter als der erste Verstärkungsparameter (G1) ermittelt wird, wenn das erste Richtsignal (Xr1) in Richtung der zweiten Nutzsignalquelle (14) seine minimale Empfindlichkeit aufweist.Method according to one of the preceding claims,
wherein the corrected first gain parameter is determined as the first gain parameter (G1) when the first directional signal (Xr1) has its minimum sensitivity in the direction of the second useful signal source (14).
wobei anhand des ersten Eingangssignals (E1) und des zweiten Eingangssignals (E2) ein erstes Zwischensignal (Z1) und ein zweites Zwischensignal (Z2) gebildet werden,
wobei das erste Richtsignal (Xr1) als eine Überlagerung des ersten Zwischensignals (Z1) mit dem zweiten Zwischensignal (Z2) gebildet wird, und dabei ein zugehöriger erster Überlagerungsparameter (a1) ermittelt wird, und/oder wobei das zweite Richtsignal (Xr2) als eine Überlagerung des zweiten Zwischensignals (Z2) mit dem ersten Zwischensignal (Z1) gebildet wird, und dabei ein zugehöriger zweiter Überlagerungsparameter (a2) ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims,
a first intermediate signal (Z1) and a second intermediate signal (Z2) being formed on the basis of the first input signal (E1) and the second input signal (E2),
wherein the first directional signal (Xr1) is formed as a superimposition of the first intermediate signal (Z1) with the second intermediate signal (Z2), and an associated first superimposition parameter (a1) is determined in the process, and/or wherein the second directional signal (Xr2) is formed as a superimposition of the second intermediate signal (Z2) with the first intermediate signal (Z1), and an associated second superimposition parameter (a2) is determined in the process.
wobei der korrigierte erste Verstärkungsparameter (G1') gebildet wird als ein Produkt aus dem ersten Verstärkungsfaktor (G1) und einem ersten Korrekturfaktor, wobei der korrigierte zweite Verstärkungsparameter (G2') gebildet wird als ein Produkt aus dem zweiten Verstärkungsfaktor (G2) und einem zweiten Korrekturfaktor.Method according to one of the preceding claims,
wherein the corrected first gain parameter (G1') is formed as a product of the first gain factor (G1) and a first correction factor, wherein the corrected second gain parameter (G2') is formed as a product of the second gain factor (G2) and a second correction factor.
wobei ein erster Referenz-Überlagerungsparameter (aref1) und ein zweiter Referenz-Überlagerungsparameter (aref2) für eine Überlagerung des ersten Zwischensignals (Z1) und des zweiten Zwischensignals (Z2) definiert werden, welche das Referenz-Richtsignal (Xref) bildet,
wobei der erste Korrekturfaktor anhand eines Produktes des zweiten Überlagerungsparameters (a2) mit dem zweiten Referenz-Überlagerungsparameter (aref2) gebildet wird, und/oder
wobei der zweite Korrekturfaktor anhand einer Abweichung eines Produktes des ersten Überlagerungsparameters (a1) mit dem ersten Referenz-Überlagerungsparameter (aref1) vom zweiten Referenz-Überlagerungsparameter (aref2) gebildet wird.Method according to claim 5 with claim 6,
wherein a first reference overlay parameter (aref1) and a second reference overlay parameter (aref2) are defined for an overlay of the first intermediate signal (Z1) and the second intermediate signal (Z2), which forms the reference directional signal (Xref),
wherein the first correction factor is formed using a product of the second overlay parameter (a2) and the second reference overlay parameter (aref2), and/or
wherein the second correction factor is formed on the basis of a deviation of a product of the first overlay parameter (a1) and the first reference overlay parameter (aref1) from the second reference overlay parameter (aref2).
wobei das Ausgangs-Richtsignal (Xout) anhand des mit dem korrigierten ersten Verstärkungsparameter (G1') gewichteten ersten Richtsignals (Xr1) und anhand des mit dem korrigierten zweiten Verstärkungsparameters (G2') gewichteten zweiten Richtsignals (Xr2) gebildet wird.A method according to claim 6 or claim 7,
wherein the output directional signal (Xout) is formed using the first directional signal (Xr1) weighted with the corrected first gain parameter (G1') and using the second directional signal (Xr2) weighted with the corrected second gain parameter (G2').
wobei anhand des ersten und des zweiten Überlagerungsparameters (a1, a2), des ersten und des zweiten Referenz-Überlagerungsparameters (aref1, aref2), sowie anhand des ersten und zweiten Verstärkungsparameters (G1, G2)ein erster effektiver Überlagerungsparameter (aeff1) und ein zweiter effektiver Überlagerungsparameter (aeff2) ermittelt werden, und
wobei das Ausgangs-Richtsignal (Xout) anhand einer Überlagerung des mit dem ersten effektiven Überlagerungsparameter (aeff1) gewichteten ersten Zwischensignals (Z1) und des mit dem zweiten effektiven Überlagerungsparameter (aeff2) gewichteten zweiten Zwischensignals (Z2) gebildet wird.A method according to claim 6 or claim 7,
wherein based on the first and the second overlay parameter (a1, a2), the first and the second reference overlay parameter (aref1, aref2), and a first effective overlay parameter (aeff1) and a second effective overlay parameter (aeff2) are determined on the basis of the first and second gain parameters (G1, G2), and
wherein the output directional signal (Xout) is formed using a superposition of the first intermediate signal (Z1) weighted with the first effective superimposition parameter (aeff1) and the second intermediate signal (Z2) weighted with the second effective superimposition parameter (aeff2).
wobei für den Fall, dass das zweite Richtsignal (Xr2) durch das zweite Zwischensignal (Z2) gegeben ist,
der erste effektive Überlagerungsparameter (aeff1) gebildet wird aus dem ersten Referenz-Überlagerungsparameter (aref1).Method according to claim 9,
in the event that the second directional signal (Xr2) is given by the second intermediate signal (Z2),
the first effective overlay parameter (aeff1) is formed from the first reference overlay parameter (aref1).
wobei anhand des ersten Überlagerungsparameters (a1), anhand des korrigierten ersten Verstärkungsparameters (G1') und anhand des korrigierten zweiten Verstärkungsparameters (G2') ein zweiter effektiver Überlagerungsparameter (aeff2) ermittelt wird, und
wobei das Ausgangs-Richtsignal (Xout) anhand einer Überlagerung des mit dem ersten Zwischensignals (Z1) und des mit dem zweiten effektiven Überlagerungsparameter (aeff2) gewichteten zweiten Zwischensignals (Z2) gebildet wird.A method according to claim 6 or claim 7,
a second effective superimposition parameter (aeff2) being determined on the basis of the first superposition parameter (a1), on the basis of the corrected first amplification parameter (G1') and on the basis of the corrected second amplification parameter (G2'), and
wherein the output directional signal (Xout) is formed using a superposition of the first intermediate signal (Z1) and the second intermediate signal (Z2) weighted with the second effective superimposition parameter (aeff2).
wobei für den Fall, dass das zweite Richtsignal (Xr2) durch das zweite Zwischensignal (Z2) gegeben ist, der zweite effektive Überlagerungsparameter (aeff2) gebildet wird aus dem ersten Überlagerungsparameter (a1) und einem Verhältnis des korrigierten zweiten Verstärkungsparameters (G2') und des ersten Verstärkungsparameters (G1).Method according to claim 11,
in the event that the second directional signal (Xr2) is given by the second intermediate signal (Z2), the second effective superposition parameter (aeff2) is formed from the first superimposition parameter (a1) and a ratio of the corrected second amplification parameter (G2') and of the first gain parameter (G1).
wobei die Referenz-Richtcharakteristik (63) des Referenz-Richtsignals (Xref) als eine omni-direktionale Richtcharakteristik (62) gewählt wird, oder derart gewählt wird, dass eine Abschattungswirkung von menschlichen Ohren nachgebildet wird.Method according to one of the preceding claims,
wherein the reference directional characteristic (63) of the reference directional signal (Xref) is selected as an omnidirectional directional characteristic (62), or is selected in such a way that a shadowing effect of human ears is simulated.
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