EP4109929A1 - Verfahren zur direktionalen signalverarbeitung von signalen einer mikrofonanordnung - Google Patents

Verfahren zur direktionalen signalverarbeitung von signalen einer mikrofonanordnung Download PDF

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EP4109929A1
EP4109929A1 EP22178700.5A EP22178700A EP4109929A1 EP 4109929 A1 EP4109929 A1 EP 4109929A1 EP 22178700 A EP22178700 A EP 22178700A EP 4109929 A1 EP4109929 A1 EP 4109929A1
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EP
European Patent Office
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signal
frequency
input signal
directional
space
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EP22178700.5A
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EP4109929B1 (de
EP4109929C0 (de
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Henning Puder
Eghart Fischer
Tobias Daniel Rosenkranz
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Sivantos Pte Ltd
Original Assignee
Sivantos Pte Ltd
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a method for the directional signal processing of signals from a microphone arrangement, which comprises at least a first microphone for generating a first input signal from ambient sound and a second microphone for generating a second input signal from ambient sound, the first input signal and the second input signal each being in the frequency domain are transformed, and a first frequency domain directional signal is formed on the basis of the first input signal thus transformed and the second input signal thus transformed in the frequency domain, frequency-dependent first amplification factors being generated in the frequency domain derived signal, the first amplification factors and the frequency domain being used on the basis of the first amplification factors - Directional signal an output signal is generated.
  • Frequency-resolved signal processing for a microphone arrangement with one or more microphones is usually carried out in the frequency domain by dividing one or more microphone signals of the microphone arrangement into individual frequency bands, with signal components of the individual frequency bands being processed separately from one another, and in particular being amplified differently and /or compressed and possibly combined to form directional signals.
  • the individual signal components in the frequency bands are then "synthesized" into a single output signal in the time domain.
  • the decomposition into individual frequency bands leads to a latency of the signal processing, which depends on the desired frequency resolution in the frequency domain, and is usually around 5-8 ms.
  • Comb filter effects are often perceived as unpleasant, which is why they should preferably be avoided.
  • One way to do this is to noticeably reduce the latency in signal processing or, if possible, avoid it entirely.
  • this significantly limits the possibilities for frequency-resolved signal processing, since an auxiliary signal path ("analysis path") often has to be used for this purpose, in which the signal processing is to be determined as it is to be applied to the signal processing of the signal components of the main signal path.
  • direction-dependent signal processing of the individual input signals which are generated by a number of microphones in the microphone arrangement, can only be carried out with difficulty in said scenario.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a method for directional signal processing of signals from a microphone arrangement, which method should have the lowest possible latency of a generated output signal in relation to the input signals of the microphone arrangement to be processed.
  • a method for directional signal processing of signals from a microphone arrangement which has at least a first microphone for generating a first input signal from an ambient sound and a second microphone for generating a second Includes input signals from the ambient sound, with a reference signal being formed on the basis of the first input signal, with the reference signal being transformed into the frequency domain, and as a result a frequency-space reference signal being generated, with the first input signal and the second input signal each being transformed into the frequency domain, and a first frequency domain directional signal is formed on the basis of the first input signal transformed in this way and the second input signal transformed in this way in the frequency domain.
  • a microphone is intended to include any electroacoustic input transducer that is set up to generate a corresponding input signal from the ambient sound, with sound pressure fluctuations of the ambient sound being translated into corresponding voltage or current fluctuations by the input transducer.
  • a microphone arrangement is to be understood accordingly as any spatial arrangement of at least two such input transducers, with the spatial distance between the input transducers enabling direction-dependent signal processing.
  • the formation of the reference signal based on the first input signal includes in particular the two cases that on the one hand the reference signal is formed only based on the signal components of the first input signal, but other signal components, in particular those of the second input signal, not in the reference signal received, or that on the other hand the reference signal can be formed on the basis of the signal components of both input signals, in particular by means of a time-delayed superimposition of the two input signals.
  • the reference signal is a signal in the time domain.
  • the aforementioned transformations of a signal into the frequency domain can in this case be carried out in particular by means of a correspondingly set up filter bank.
  • the frequency domain also includes in particular the time-discrete time-frequency domain in which the spectral components of the individual transformed signals are updated according to a time variable.
  • the first frequency space directional signal can be generated using the transformed first input signal and the transformed second input signal in such a way that the resulting directional characteristic for the first frequency space directional signal varies across the individual frequency bands (and that, for example, a linear combination of the two transformed input signals or a linear combination of intermediate signals derived from the two input signals, such as cardioid/anticardioid signals, has different linear factors across the frequency bands).
  • the frequency space reference signal is frequency-resolved, ie preferably compared by frequency band with the first frequency space directional signal or a signal derived therefrom in the frequency domain, so that the frequency-dependent first amplification factors are generated as a quantitative result of this comparison.
  • This comparison can be done, for example, by spectral division (the first amplification factors can then be determined directly for each frequency band as the respective quotients that are formed when the frequency space reference signal is divided by the first frequency space directional signal).
  • Other comparisons for example in the form of a relative deviation and/or in the form of a non-linear, preferably monotonic function of the frequency-band-wise deviation of the two signals mentioned from one another just as conceivable.
  • a second frequency space directional signal is preferably used, the signal components of which can be derived directly from the first frequency space directional signal and preferably without the addition of further signal components, i.e. for example via amplifying the first frequency domain directional signal frequency band by frequency.
  • the first amplification factors which are a measure of the deviation of the first frequency-space directional signal from the frequency-space reference signal in the respective frequency band (possibly implicit in the case of a derived signal), are now used to generate a time filter in the time domain.
  • the time filter is preferably a filter with a finite impulse response (Finite Impulse Response, FIR).
  • FIR Finite Impulse Response
  • the time filter can be generated here by a transformation of a transfer function from the frequency domain into the time domain, which represents the application of the first amplification factors in the frequency domain for each frequency band.
  • the time filter is particularly preferably generated as a minimum-phase filter, which therefore has a minimum possible latency for a given magnitude frequency response.
  • the reference signal is filtered—in the time domain—and an output signal is generated.
  • the output signal can now in particular be transmitted to a receiver, recorded or used further.
  • the output signal is preferably converted into an output sound signal by a loudspeaker (in the broadest sense, an electroacoustic output converter of the hearing instrument). Before said conversion, the output signal can be subjected to further signal processing, for example to suppress acoustic feedback which can occur between the loudspeaker and the microphone arrangement.
  • the use of a time filter, which is applied to the reference signal in the time domain, results in a significant reduction in the latency of the signal processing compared to the signal processing in the frequency domain. Due to the mapping of the first amplification factors, which are obtained using the first frequency space directional signal, to the time filter, the information regarding the direction-dependent sound image in the individual frequency bands can be implemented in the time filter, as is the case with the generation of the first Frequency space directional signal results. In this case, however, the differences are taken into account which the directional signal processing on the first frequency domain signal compared to the reference signal--transformed into the frequency domain--has.
  • the frequency space reference signal Based on the comparison of the frequency space reference signal with the first frequency space directional signal or with a signal preferably derived directly from it, it is determined which frequency band-wise amplification factors are to be applied to the frequency space reference signal (which actually only represents the reference signal transformed into the frequency domain), in order to approximate as well as possible the frequency band-wise sound properties, in particular with regard to signal volumes and levels etc., which are present for the first frequency space directional signal.
  • an application of the time filter, in particular an FIR filter, in the time domain corresponds to an application of frequency- and time-dependent attenuation or amplification factors in each frequency band with a subsequent signal synthesis.
  • the frequency-band-wise directional dependency coded in the first frequency-space directional signal is “coded” into the first amplification factors for the frequency-space reference signal.
  • the frequency-resolved comparison of the frequency-space reference signal with the first frequency-space directional signal or the signal derived from the first frequency-space directional signal in the frequency domain is preferably carried out on the basis a spectral division, which is used to generate the frequency-dependent first amplification factors.
  • the comparison by means of a spectral division can be implemented particularly efficiently and, on the other hand, it takes into account the fact that the first amplification factors thus represent a transfer function between the two signals mentioned in the frequency domain.
  • the frequency-dependent first amplification factors can be generated in particular by dividing the amounts of the frequency-space reference signal and the first frequency-space directional signal or the signal derived from the first frequency-space directional signal in the frequency domain.
  • a second frequency space directional signal is advantageously generated as a signal derived from the first frequency space directional signal in the frequency domain for the frequency-resolved comparison with the frequency space reference signal, which second frequency space directional signal is generated on the basis of the application of frequency-dependent second amplification factors to the first frequency space directional signal.
  • the first frequency space directional signal can also be subjected to noise suppression, for example by means of a Wiener filter, and dynamic compression if necessary, so that the frequency space reference signal for the first gain factors is compared with the resulting second frequency space directional signal.
  • the time filter is expediently formed using a mapping of the frequency-dependent first amplification factors into the time domain.
  • the term mapping can mean in particular that a transfer function corresponding to the first amplification factors or a transfer function which corresponds to a product of the first amplification factors with further amplification factors per frequency band is transformed from the frequency domain into the time domain.
  • the time filter is generated in particular as an FIR filter.
  • frequency-dependent second amplification factors are determined for the first frequency-space directional signal, with the time filter being formed using a joint mapping of the first amplification factors and the second amplification factors in the time domain.
  • the frequency-dependent second amplification factors for the first frequency space directional signal are determined using noise suppression and/or dynamic compression and/or a hearing impairment to be corrected in a receiver of the output signal.
  • the recipient of the output signal is in particular a user of a hearing instrument which includes the microphone arrangement.
  • Noise suppression and/or dynamic compression which is/is to be applied to the first frequency space directional signal depending on the frequency band, is determined according to the respective specifications for a signal-to-noise ratio ("signal-to-noise -ratio", SNR) or the specifications for maximum signal levels in the frequency bands (which can also be individually tailored to a hearing impairment of the user of the hearing instrument that includes the microphone arrangement) instantaneous second amplification factors for the first frequency space directional signal.
  • signal-to-noise -ratio SNR
  • maximum signal levels in the frequency bands which can also be individually tailored to a hearing impairment of the user of the hearing instrument that includes the microphone arrangement
  • instantaneous second amplification factors for the first frequency space directional signal.
  • the properties of the noise suppression or dynamic compression are therefore not included in the time filter via the comparison of the transformed reference signal with a second frequency space directional signal, which is generated by the application of noise suppression or dynamic compression on the first frequency space directional signal results, but directly via a mapping of the second amplification factors determined for the noise reduction or the dynamic compression in the time domain.
  • the reference signal is only formed from signal components of the first input signal. This means in particular that about the signal components of the first input signal do not include any signal components of other signals in the reference signal, and that the first input signal is preferably used as a reference signal either directly or after a single-channel signal processing.
  • the effect of the directional microphony thus results in the formation of the first frequency-space directional signal (which indeed contains the frequency-space reference signal, ie the transformed first input signal in the frequency domain) in the frequency domain, which is to be compared with the transformed reference signal.
  • the resulting first amplification factors then carry the full spectral information on how the directional microphony affects the transformed reference signal.
  • a time filter created by mapping these first gain factors into the time domain, then transfers this spectral information to the reference signal.
  • the reference signal is formed as a time directional signal based on the first input signal and the second input signal using directional microphones in the time domain.
  • the directional microphony in the time domain can be implemented here in particular as a time-delayed and possibly differently weighted superimposition of the two input signals (the time delay being implemented in the time domain and in particular being the same for all spectral components of the two input signals).
  • the directional effect can be increased overall, with broadband and/or dominant interference noise, for example, which are strongly localized, being able to be removed in the time-directional signal.
  • a frequency band fine-tuning of the directional microphone then takes place based on a comparison of the transformed time directional signal (ie the frequency space reference signal) with the first frequency space directional signal via the resulting time filter.
  • the microphone arrangement for carrying out the method preferably further comprises a third microphone for generating a third input signal from the ambient sound, the third input signal being transformed into the frequency domain, and the first frequency space directional signal also being formed using the third input signal transformed in this way in the frequency domain.
  • the microphone arrangement can correspondingly include a fourth or additional microphones. The method described can easily be transferred to such a microphone arrangement with three or more microphones.
  • the invention also specifies a method for directional signal processing in a hearing instrument, the hearing instrument comprising a microphone arrangement with at least a first microphone for generating a first input signal from ambient sound and a second microphone for generating a second input signal from ambient sound and also a control unit, and wherein an output signal of the hearing instrument intended for playback is generated on the basis of the first input signal and the second input signal according to the method described above.
  • the invention also specifies a hearing instrument with a microphone arrangement which comprises at least a first microphone for generating a first input signal from an ambient sound and a second microphone for generating a second input signal from the ambient sound, and further with a control unit, the control unit being set up to to carry out the above-mentioned method on the basis of the first and the second input signal.
  • the hearing instrument shares the advantages of the method for directional signal processing of signals from a microphone array. The advantages that are specified for said method and for its developments can be transferred to the hearing instrument.
  • the hearing instrument can be designed as a hearing device which is provided and set up to treat a hearing impairment.
  • a hearing instrument 1 is shown schematically in a block diagram, which includes a microphone arrangement 2 with a first microphone 4 and a second microphone 6 .
  • the signal processing of the in figure 1 The hearing instrument 1 shown is designed according to the prior art.
  • the first microphone 4 is set up to generate a first input signal 8 from an ambient sound 7 which impinges on the microphone arrangement 2 .
  • the second microphone 6 is set up to generate a second input signal 10 from the ambient sound 7 .
  • a possible pre-amplification and/or digitization of the first or second input signal 8, 10 is already included in the corresponding first or second microphone 4, 6.
  • the first and the second input signal 8, 10 are each supplied to a first filter bank 12 and are each transformed there into the frequency domain. so that a transformed first input signal 14 and a transformed second input signal 16 are generated.
  • a first frequency space directional signal 20 is formed from the transformed first input signal 14 and the transformed second input signal 16 in the frequency domain.
  • Any algorithm suitable for forming a frequency-band-wise directional signal can be used in the directional microphone module 18 to form the first frequency-space directional signal 20, ie in particular delay-and-sum-beamforming, delay-and-subtract-beamforming, adaptive differential directional microphony or the like
  • the first frequency space directional signal 20 is subjected to noise suppression 22, in which a useful signal component and an interference signal component are estimated for the individual frequency bands in particular, and an amplification factor is determined for each frequency band as a function of the said useful signal or interference signal components, so that frequency bands with increased relatively with a high useful signal component and lowered relatively frequency bands with a high interference signal component.
  • an amplification module 24 which can include, in particular, an AGC for dynamic compression of the frequency band-by-frequency signal components, and can also compensate for an individual hearing impairment of a user of the hearing instrument 1 via a corresponding adjustment of frequency-band-by-frequency band gain factors.
  • a processed second frequency-space directional signal 26 results from the amplification module 24.
  • This second frequency-space directional signal 26 is fed to a synthesis filter bank 28, which combines the frequency-band-wise signal components of the second frequency-space directional signal 26 and transforms them into the time domain.
  • the output signal 30 resulting from said transformation is converted into an output sound signal 34 by a loudspeaker 32 of the hearing instrument 1 .
  • the signal processing described here from the first filter bank 12 to the synthesis filter bank 28 preferably takes place on a corresponding equipped signal processor or a processor unit comprising such a signal processor.
  • Such a processor unit is in figure 1 shown schematically as a control unit 35.
  • the output signal 30 Due to the first filter bank 12 and the synthesis filter bank 28, the output signal 30 inevitably experiences a latency in relation to the two input signals 8, 10 and thus in relation to the ambient sound 7, which is all the greater the higher the frequency resolution of the first filter bank 12 is.
  • This latency is usually around 4 to 7 ms.
  • a significant reduction in the latency can be achieved by reducing the frequency resolution, but this is also at the expense of the possibilities of beamforming and interference signal components in the two input signals 8, 10 by means of the noise suppression 22, and possibly the amplification in the amplification module 24 individually to suit the user of the hearing instrument 1.
  • FIG 2 1 is a schematic block diagram of a modification of the hearing instrument 1 figure 1 1, which attempts to solve the described problems of latency that arise as a result of the first filter bank 12 and the synthesis filter bank 28. Also the in figure 2 The signal processing shown is designed according to the prior art.
  • a time directional signal 38 is formed from the first input signal 8 and the second input signal 10 by means of a time domain directional microphone module 36 .
  • the time direction signal 38 is transformed by the first filter bank 12 into the frequency domain, and a transformed time direction signal 40 resulting therefrom is fed to the noise suppression 22 and then to the amplification module 24 .
  • amplification factors gj are determined for each frequency band, which are mapped onto a time filter 44 in the time domain by means of a mapping 42, which can in particular include a Fourier transformation.
  • the control unit 35 after figure 1 is not shown in FIG.
  • the time filter 44 thus implicitly contains the properties of the frequency band-wise amplification factors gj and their effects on the transformed time directional signal 40, but now in the time domain. Accordingly, the time filter 44 is applied to the (original) time direction signal 38 in the time domain in order to generate the output signal 30 therefrom.
  • the temporal filter 44 is determined to be a minimum phase filter.
  • a hearing instrument 1 is shown schematically in a block diagram, in which the latency is to be kept as low as possible for as frequency-selective, direction-dependent signal processing as possible.
  • the first input signal 8 is used as a reference signal 46.
  • the effects of frequency-selective directional microphones and noise suppression on the individual frequency bands are determined using the reference signal 46 in a manner to be described below, and the time filter 44 to be applied to the reference signal 46 is thus determined.
  • the first input signal 8 as the reference signal 46 and the second input signal 10 are similar to that based on FIG figure 1 illustrated embodiment, transformed by the first filter bank 12 into the frequency domain, and thereby the transformed first input signal 14 as a frequency space reference signal 48 or the transformed second input signal 16 is generated.
  • the first frequency-space directional signal 20 is then generated by the directional microphone module 18 from the transformed first input signal 14--that is, the frequency-space reference signal 48--and from the transformed second input signal.
  • first amplification factors are used for each frequency band g1j obtained, which are determined by a spectral division 45 of the frequency space reference signal 48 and a second frequency space directional signal 50 derived from the first frequency space directional signal 20 .
  • the magnitudes of the frequency space reference signal 48 and of the second frequency space directional signal 50 derived therefrom, or variables derived from the magnitudes can also be divided by frequency band in order to generate the first amplification factors g1j.
  • Said second frequency-space directional signal 50 is generated by feeding the first frequency-space directional signal 20 to the noise suppressor 22 and the amplification module 24, where the first frequency-space directional signal 20 is amplified or reduced by frequency band by frequency-band-wise second g2j to the first frequency-domain directional signal 20 be applied.
  • the second amplification factors g2j can, for example, be formed in each frequency band from the successive application of the individual factors which were determined in the noise suppression 22 and in the amplification module 24 for the respective frequency band.
  • the spectral division 45 is de facto determined in which way the signal processing applied to the first frequency space directional signal 20, which takes place in the noise suppression 22 and in the amplification module 24, is to be modified or compensated if the input variable is not the said first frequency space Directional signal 20, but instead the frequency space reference signal 48. If the first amplification factors g1j resulting from the spectral division 45 were applied to the frequency space reference signal 48, the resulting signal would correspond in magnitude to the second frequency space directional signal 50, which is derived from the Application of the noise suppression 22 and the amplification module 24 (or from the second amplification factors g2j determined there) to the first frequency space directional signal 20 results.
  • the first amplification factors g1j resulting from the spectral division 45 are now transferred from the frequency domain to the time filter by means of the mapping 42 44 imaged in the time domain, which is preferably provided by an FIR filter.
  • the time filter 44 is thus the equivalent in the time domain to the "modification” or “compensation” of the signal processing of the first frequency-space directional signal 20 just described, which must be applied to the frequency-space reference signal 46 .
  • the influence of the transformed input signal 16 on the second frequency space directional signal 50 also enters the time filter 44 via the spectral division 45 . Accordingly, the output signal is generated from an application of the temporal filter 44 to the frequency domain directional signal 48 .
  • the latency can be kept very low by the time filter 46 in the time domain, since latencies, which arise, for example, as a result of the first filter bank 12, do not affect the propagation of the reference signal 46 through the signal flow, but only lead to the time -Filter 44, which is applied to the reference signal 46, is no longer "up-to-date" by the amount of latency, but this is a trade-off compared to the significantly reduced latency of the output signal 30 compared to the exemplary embodiment figure 1 can be accepted.
  • figure 4 is schematically in a block diagram an alternative embodiment of the basis of figure 3 described signal processing shown, which also elements of the embodiment figure 2 by applying the time filter 44 to a directional signal in the time domain in a manner to be illustrated.
  • a time directional signal 38 is first generated from the first input signal 8 and the second input signal 10 by means of the time domain directional microphone module 36 . This can be done, for example, by delaying one of the two input signals 8, 10 in relation to the other, which can vary over time but always has the same effect on all signal components (and therefore acts in particular independently of frequency).
  • the time directional signal 38 can also be generated in that in the time-domain directional microphone module 36 on one of the two input signals 8, 10 an all-pass filter with a frequency-dependent Apply delay, so that the time-directional signal 38 itself can already have a certain frequency dependence in terms of directivity.
  • the first and the second input signal 8, 10 are also transformed into the frequency domain by means of the first filter bank 12, and the first frequency-space directional signal 20 is generated from the transformed first and second input signal 14, 16 generated in this way by means of the directional microphone module 18 in the frequency domain .
  • the time direction signal 36 generated as described above is used in the present exemplary embodiment as the reference signal 46, which is transformed into the frequency domain by means of a second filter bank 52, as a result of which the transformed time direction signal 40 is generated as a frequency space reference signal 48.
  • This and the first frequency space directional signal 20 are subjected to spectral division 45 for comparison with one another, as a result of which the first amplification factors g1j are determined for the respective frequency bands.
  • the noise suppressor 22 and the amplifier module 24 determine second amplification factors g2j, which would have to be applied accordingly to the first frequency space directional signal 20 in order to increase the noise suppression effect of the noise suppressor 22 or the amplifying effect of the amplifying module 24 for the first frequency space directional signal 20 to achieve.
  • this noise suppression effect or amplification effect is not achieved directly with the first frequency space directional signal 20 .
  • the second amplification factors g2j corresponding to the said effects which were determined in the noise suppressor 22 and in the amplifier module 24, are now obtained together with the first amplification factors g1j, which are obtained from the spectral division 45 of the frequency space reference signal 48 and the first frequency space directional signal 20 were, through the Figure 42 into the time domain on the time filter 44 pictured.
  • the time filter 44 determined in this way which is also preferably designed as an FIR filter here, is then applied to the reference signal 46 in the time domain—ie to the time direction signal 38—and the output signal 30 is thereby generated. Finally, the output signal 30 is converted into the output sound signal 34 by the loudspeaker 32 .
  • the spectral division 45 is in the embodiment figure 4 determines the extent to which the frequency-selective beamforming of the directional microphone module 18 (frequency domain) differs from the broadband beamforming of the time-domain directional microphone module 36, so that the first gain factors g1j generated in this way de facto represent the amount in the instantaneous gain by which the transformed time - Directional signal 40 is to be compensated for in frequency bands in order to obtain the intrinsic, direction-sensitive sound behavior that is inherent in the first frequency space directional signal 20 .
  • This directionally sensitive sound behavior characterized by the first amplification factors g1j is therefore mapped onto the time filter 44 in the time domain, together with the noise suppression and amplification effect of the noise suppression 22 and the amplification module 24 characterized by the second amplification factors g2j, so that said sound behavior and said effects by applying the time filter 44 to the time-domain equivalent of the transformed time-direction signal 40, i.e. precisely to the time-direction signal 38.
  • the latency of the output signal 30 relative to the two input signals 8, 10 and thus relative to the ambient sound 7 can also be reduced in this exemplary embodiment compared to the exemplary embodiment figure 1 be kept very low.

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Abstract

Die Erfindung nennt ein Verfahren zur direktionalen Signalverarbeitung von Signalen einer Mikrofonanordnung (2), welche wenigstens ein erstes Mikrofon (4) zur Erzeugung eines ersten Eingangssignals (8) aus einem Umgebungsschall (7) und ein zweites Mikrofon (6) zur Erzeugung eines zweiten Eingangssignals (10) aus dem Umgebungsschall (7) umfasst, wobei anhand des ersten Eingangssignals (8) ein Referenzsignal (46) gebildet wird, wobei das Referenzsignal (46) in die Frequenzdomäne transformiert wird, und hierdurch ein Frequenzraum-Referenzsignal (48) erzeugt wird, wobei das erste Eingangssignal (8) und das zweite Eingangssignal (10) jeweils in die Frequenzdomäne transformiert werden, und anhand des so transformierten ersten Eingangssignals (14) und des so transformierten zweiten Eingangssignals (16) in der Frequenzdomäne ein erstes Frequenzraum-Richtsignal (20) gebildet wird, wobei anhand eines frequenzaufgelösten Vergleiches des Frequenzraum-Referenzsignals (48) mit dem ersten Frequenzraum-Richtsignal (20) oder einem vom ersten Frequenzraum-Richtsignal (20) in der Frequenzdomäne abgeleiteten Signal frequenzabhängige erste Verstärkungsfaktoren (g1j) erzeugt werden, wobei anhand der ersten Verstärkungsfaktoren (g1j) ein Zeit-Filter (44) in der Zeitdomäne erzeugt wird, und wobei das Referenzsignal (46) mittels des Zeit-Filters (44) gefiltert wird, und anhand des mittels des Zeit-Filters (44) gefilterten Referenzsignals (46) ein Ausgangssignal (30) erzeugt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur direktionalen Signalverarbeitung von Signalen einer Mikrofonanordnung, welche wenigstens ein erstes Mikrofon zur Erzeugung eines ersten Eingangssignals aus einem Umgebungsschall und ein zweites Mikrofon zur Erzeugung eines zweiten Eingangssignals aus dem Umgebungsschall umfasst, wobei das erste Eingangssignal und das zweite Eingangssignal jeweils in die Frequenzdomäne transformiert werden, und anhand des so transformierten ersten Eingangssignals und des so transformierten zweiten Eingangssignals in der Frequenzdomäne ein erstes Frequenzraum-Richtsignal gebildet wird, wobei in der Frequenzdomäne abgeleiteten Signal frequenzabhängige erste Verstärkungsfaktoren erzeugt werden, wobei anhand der ersten Verstärkungsfaktoren und anhand des Frequenzraum-Richtsignals ein Ausgangssignal erzeugt wird.
  • Eine frequenzaufgelöste Signalverarbeitung für eine Mikrofonanordnung mit einem oder mehreren Mikrofonen wird üblicherweise in der Frequenzdomäne durchgeführt, indem eines oder mehrere Mikrofonsignale der Mikrofonanordnung in einzelne Frequenzbänder zerlegt wird bzw. werden, wobei Signalanteile der einzelnen Frequenzbänder getrennt voneinander verarbeitet werden, und dabei insbesondere unterschiedlich verstärkt und/oder komprimiert und ggf. zu Richtsignalen kombiniert werden. Anschließend werden die einzelnen Signalanteile in den Frequenzbändern zu einem einzelnen Ausgangssignal in der Zeitdomäne "synthetisiert".
  • Die Zerlegung in einzelne Frequenzbänder (in Kombination mit der abschließenden Synthese) führt zu einer Latenz der Signalverarbeitung, welche abhängig ist von der gewünschten Frequenzauflösung in der Frequenzdomäne, und beträgt üblicherweise ca. 5-8 ms.
  • In Echtzeitanwendungen wie Hörinstrumenten, also insbesondere in Hörgeräten, führt eine derartige Latenz oftmals zu einer Überlagerung des durch die Latenz verzögerten Ausgangssignals, welches vom Hörinstrument wiedergegeben wird, mit dem Direktschall der Umgebung, wodurch Kammfiltereffekte entstehen können. Diese sind meist umso deutlicher ausgeprägt, je ähnlicher der Direktschall der Umgebung dem vom Hörinstrument verarbeiteten und wiedergegebenen Ausganssignal ist.
  • Kammfiltereffekte werden oftmals als unangenehm wahrgenommen, weswegen sie bevorzugt zu vermeiden sind. Eine Möglichkeit hierzu ist, die Latenz bei der Signalverarbeitung merklich zu reduzieren oder möglichst gänzlich zu vermeiden. Dies schränkt jedoch die Möglichkeiten bei der frequenzaufgelösten Signalverarbeitung wesentlich ein, da hierzu oftmals ein Nebensignalpfad ("Analysepfad") zu verwenden ist, in welchem die Signalverarbeitung ermittelt werden soll, wie sie auf die Signalverarbeitung der Signalanteile des Hauptsignalpfades anzuwenden ist. Insbesondere lässt sich eine richtungsabhängige Signalverarbeitung der einzelnen Eingangssignale, welche von mehreren Mikrofonen der Mikrofonanordnung erzeugt werden, nur schwerlich in besagtem Szenario durchführen.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur direktionalen Signalverarbeitung von Signalen einer Mikrofonanordnung anzugeben, welches eine möglichst geringe Latenz eines erzeugten Ausgangssignals gegenüber den zu verarbeitenden Eingangssignalen der Mikrofonanordnung aufweisen soll.
  • Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur direktionalen Signalverarbeitung von Signalen einer Mikrofonanordnung, welche wenigstens ein erstes Mikrofon zur Erzeugung eines ersten Eingangssignals aus einem Umgebungsschall und ein zweites Mikrofon zur Erzeugung eines zweiten Eingangssignals aus dem Umgebungsschall umfasst, wobei anhand des ersten Eingangssignals ein Referenzsignal gebildet wird, wobei das Referenzsignal in die Frequenzdomäne transformiert wird, und hierdurch ein Frequenzraum-Referenzsignal erzeugt wird, wobei das erste Eingangssignal und das zweite Eingangssignal jeweils in die Frequenzdomäne transformiert werden, und anhand des so transformierten ersten Eingangssignals und des so transformierten zweiten Eingangssignals in der Frequenzdomäne ein erstes Frequenzraum-Richtsignal gebildet wird.
  • Hierbei ist vorgesehen, dass anhand eines frequenzaufgelösten Vergleiches des Frequenzraum-Referenzsignals mit dem ersten Frequenzraum-Richtsignal oder mit einem vom ersten Frequenzraum-Richtsignal in der Frequenzdomäne abgeleiteten Signal frequenzabhängige erste Verstärkungsfaktoren erzeugt werden, dass anhand der ersten Verstärkungsfaktoren ein Zeit-Filter in der Zeitdomäne erzeugt wird, und dass das Referenzsignal mittels des Zeit-Filters gefiltert wird, und anhand des mittels des Zeit-Filters gefilterten Referenzsignals ein Ausgangssignal erzeugt wird. Vorteilhafte und für sich gesehen erfinderische Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche und der nachfolgenden Beschreibung.
  • Unter einem Mikrofon soll hierbei und im Folgenden jedweder elektroakustische Eingangswandler umfasst sein, welcher dazu eingerichtet ist, aus dem Umgebungsschall ein entsprechendes Eingangssignal zu erzeugen, wobei Schalldruck-Schwankungen des Umgebungsschalls durch den Eingangswandler in entsprechende Spannungs- bzw. Strom-Schwankungen übersetzt werden. Eine Mikrofonanordnung ist entsprechend zu verstehen als jedwede räumliche Anordnung von wenigstens zwei solchen Eingangswandlern, wobei der räumliche Abstand der Eingangswandler zueinander eine richtungsabhängige Signalverarbeitung ermöglicht.
  • Die Bildung des Referenzsignals anhand des ersten Eingangssignals umfasst insbesondere die beiden Fälle, dass einerseits das Referenzsignal lediglich anhand der Signalanteile des ersten Eingangssignals gebildet wird, jedoch andere Signalanteile, insbesondere solche des zweiten Eingangssignals, nicht in das Referenzsignal eingehen, oder dass andererseits das Referenzsignal anhand der Signalanteile von beiden Eingangssignalen gebildet werden kann, insbesondere mittels einer zeitverzögerten Überlagerung der beiden Eingangssignale. Das Referenzsignal ist hierbei ein Signal in der Zeitdomäne.
  • Die genannten Transformationen eines Signals in die Frequenzdomäne, also vorliegend des Referenzsignals sowie des ersten und des zweiten Eingangssignals, kann hierbei insbesondere mittels einer entsprechend eingerichteten Filterbank erfolgen. Im Folgenden ist hierbei unter der Frequenzdomäne insbesondere auch die Zeit-diskrete Zeit-Frequenzdomäne umfasst, in welcher die spektralen Anteile der einzelnen transformierten Signale gemäß einer Zeitvariablen aktualisiert werden.
  • Das erste Frequenzraum-Richtsignal kann anhand des transformierten ersten Eingangssignals und des transformierten zweiten Eingangssignals insbesondere derart erzeugt werden, dass die resultierende Richtcharakteristik für das erste Frequenzraum-Richtsignal über die einzelnen Frequenzbänder hinweg variiert (und dass bspw. eine Linearkombination der beiden transformierten Eingangssignale oder eine Linearkombination von jeweils aus beiden Eingangssignalen abgeleiteten Zwischensignalen wie z.B. Cardioid-/Anticardioid-Signalen über die Frequenzbänder unterschiedliche Linearfaktoren aufweist).
  • Das Frequenzraum-Referenzsignal wird frequenzaufgelöst, also bevorzugt frequenzbandweise mit dem ersten Frequenzraum-Richtsignal oder einem hiervon abgeleiteten Signal in der Frequenzdomäne verglichen, sodass als quantitatives Resultat dieses Vergleichs die frequenzabhängigen ersten Verstärkungsfaktoren erzeugt werden. Dieser Vergleich kann beispielsweise durch eine spektrale Division erfolgen (die ersten Verstärkungsfaktoren können dann frequenzbandweise direkt ermittelt werden als die jeweiligen Quotienten, welche bei der Division des Frequenzraum-Referenzsignal durch das erste Frequenzraum-Richtsignal gebildet werden). Andere Vergleiche, zum Beispiel in Form einer relativen Abweichung und/oder in Form einer nichtlinearen, bevorzugt monotonen Funktion der frequenzbandweisen Abweichung der beiden genannten Signale voneinander sind ebenso denkbar. Für einen Vergleich des Frequenzraum-Referenzsignals mit einem in der Frequenzdomäne vom ersten Frequenzraum-Richtsignal abgeleiteten Signal wird dabei bevorzugt ein zweites Frequenzraum-Richtsignal verwendet, dessen Signalanteile direkt vom ersten Frequenzraum-Richtsignal und bevorzugt ohne Hinzuname weiterer Signalanteile abgeleitet werden können, also beispielsweise über eine frequenzbandweise Verstärkung des ersten Frequenzraum-Richtsignals.
  • Die ersten Verstärkungsfaktoren, welche also ein Maß für die Abweichung des ersten Frequenzraum-Richtsignals vom Frequenzraum-Referenzsignal im jeweiligen Frequenzband darstellen (gegebenenfalls implizit im Fall eines abgeleiteten Signals) werden nun dazu verwendet, in der Zeitdomäne ein Zeit-Filter zu erzeugen. Das Zeit-Filter ist hierbei bevorzugt ein Filter mit einer endlichen Impuls Antwort (Finite Impulse Response, FIR). Insbesondere kann das Zeit-Filter hierbei durch eine Transformation einer Transferfunktion von der Frequenzdomäne in die Zeitdomäne erzeugt werden, welche die frequenzbandweise Anwendung der ersten Verstärkungsfaktoren in der Frequenzdomäne repräsentiert. Besonders bevorzugt wird das Zeit-Filter hierbei als ein minimalphasiges Filter erzeugt, welches also zu einem gegebenen Betragsfrequenzgang eine minimal mögliche Latenz aufweist.
  • Mittels des so erzeugten Zeit-Filters wird das Referenzsignal - in der Zeitdomäne - gefiltert und ein Ausgangssignal erzeugt. Das Ausgangssignal kann nun insbesondere an einen Empfänger übermittelt, aufgezeichnet oder weiterverwendet werden. Wird die Mikrofonanordnung in einem Hörinstrument verwendet, so wird das Ausgangssignal bevorzugt durch einen Lautsprecher (im weitesten Sinne einen elektroakustischen Ausgangswandler des Hörinstruments) in ein Ausgangsschallsignal umgewandelt. Vor besagter Umwandlung kann das Ausgangssignal noch einer weiteren Signalverarbeitung unterzogen werden, beispielsweise zur Unterdrückung einer akustischen Rückkopplung, welche zwischen dem Lautsprecher und der Mikrofonanordnung auftreten kann.
  • Die Verwendung eines Zeit-Filters, welches in der Zeitdomäne auf das Referenzsignal angewandt wird, hat dabei eine deutliche Verringerung einer Latenz der Signalverarbeitung gegenüber der Signalverarbeitung in der Frequenzdomäne zur Folge. Aufgrund der Abbildung der ersten Verstärkungsfaktoren, welche anhand des ersten Frequenzraum-Richtsignals gewonnen werden, auf das Zeit-Filter lässt sich dabei in das Zeit-Filter die Information hinsichtlich des richtungsabhängigen Klangbildes in den einzelnen Frequenzbändern implementieren, wie sie sich durch die Erzeugung des ersten Frequenzraum-Richtsignals ergibt. Hierbei werden jedoch die Unterschiede berücksichtigt, welche die direktionale Signalverarbeitung auf das erste Frequenzraum-Richtsignal gegenüber dem - in die Frequenzdomäne transformierten - Referenzsignal hat.
  • Es wird also anhand des Vergleiches des Frequenzraum-Referenzsignals mit dem ersten Frequenzraum-Richtsignal oder mit einem hiervon bevorzugt unmittelbar abgeleiteten Signal ermittelt, welche frequenzbandweisen Verstärkungsfaktoren auf das Frequenzraum-Referenzsignal (welches ja tatsächlich nur das in die Frequenzdomäne transformierte Referenzsignal darstellt) anzuwenden sind, um die frequenzbandweisen Klangeigenschaften, insbesondere hinsichtlich Signallautstärken und -pegeln etc., möglichst gut zu approximieren, welche für das erste Frequenzraum-Richtsignal vorliegen. Dabei entspricht eine Anwendung des Zeit-Filters, insbesondere eines FIR-Filters, in der Zeitdomäne einer Anwendung von frequenz- und zeitabhängigen Dämpfungs- oder Verstärkungsfaktoren in jedem Frequenzband mit einer anschließenden Signalsynthese. Hierdurch wird die im ersten Frequenzraum-Richtsignal codierte, frequenzbandweise Richtungsabhängigkeit in die ersten Verstärkungsfaktoren für das Frequenzraum-Referenzsignal "codiert". Durch die Abbildung dieser ersten Verstärkungsfaktoren (und somit der beschriebenen codierten Information zur Auswirkung der Richtwirkung) auf das Zeit-Filter kann diese direktionale Information also dem Referenzsignal mit einer sehr niedrigen Latenz zur Verfügung gestellt werden.
  • Bevorzugt erfolgt der frequenzaufgelöste Vergleich des Frequenzraum-Referenzsignals mit dem ersten Frequenzraum-Richtsignal oder dem vom ersten Frequenzraum-Richtsignal in der Frequenzdomäne abgeleiteten Signal anhand einer spektralen Division, anhand derer jeweils die frequenzabhängigen ersten Verstärkungsfaktoren erzeugt werden. Der Vergleich mittels einer spektralen Division lässt sich einerseits besonders effizient umsetzen, und trägt andererseits dem Umstand Rechnung, dass so die ersten Verstärkungsfaktoren eine Transferfunktion zwischen den beiden genannten Signalen in der Frequenzdomäne darstellen. Die frequenzabhängigen ersten Verstärkungsfaktoren können dabei insbesondere anhand einer Division der Beträge des Frequenzraum-Referenzsignals und des ersten Frequenzraum-Richtsignal oder des vom ersten Frequenzraum-Richtsignal in der Frequenzdomäne abgeleiteten Signals erzeugt werden.
  • Günstigerweise wird als ein vom ersten Frequenzraum-Richtsignal in der Frequenzdomäne abgeleitetes Signal für den frequenzaufgelösten Vergleich mit dem Frequenzraum-Referenzsignal ein zweites Frequenzraum-Richtsignal erzeugt, welches anhand durch eine Anwendung von frequenzabhängigen zweiten Verstärkungsfaktoren auf das erste Frequenzraum-Richtsignal erzeugt wird. Das erste Frequenzraum-Richtsignal kann zusätzlich z.B. einer Rauschunterdrückung, etwa mittels eines Wiener-Filters, und ggf. einer Dynamikkompression unterzogen werden, sodass das Frequenzraum-Referenzsignal für die ersten Verstärkungsfaktoren mit dem resultierenden zweiten Frequenzraum-Richtsignal verglichen wird.
  • Zweckmäßigerweise wird dabei das Zeit-Filter anhand einer Abbildung der frequenzabhängigen ersten Verstärkungsfaktoren in die Zeitdomäne gebildet. Der Begriff der Abbildung kann dabei insbesondere bedeuten, dass eine den ersten Verstärkungsfaktoren entsprechende Transferfunktion oder eine Transferfunktion, welche einem Produkt der ersten Verstärkungsfaktoren mit weiteren frequenzbandweisen Verstärkungsfaktoren entspricht, von der Frequenzdomäne in die Zeitdomäne transformiert wird. Auf diese Weise lässt sich effizient sicherstellen, dass auf das Referenzsignal in der Zeitdomäne ein Filter mit den korrekten Eigenschaften angewandt wird, d.h., mit den Eigenschaften, welche in der Frequenzdomäne durch die ersten Verstärkungsfaktoren gegeben sind. Das Zeit-Filter wird dabei insbesondere als ein FIR-Filter erzeugt.
  • Vorteilhafterweise werden frequenzabhängige zweite Verstärkungsfaktoren für das erste Frequenzraum-Richtsignal ermittelt, wobei das Zeit-Filter gebildet wird anhand einer gemeinsamen Abbildung der ersten Verstärkungsfaktoren und der zweiten Verstärkungsfaktoren in die Zeitdomäne. Insbesondere werden dabei die frequenzabhängigen zweiten Verstärkungsfaktoren für das erste Frequenzraum-Richtsignal anhand einer Rauschunterdrückung und/oder einer Dynamik-Kompression und/oder einer zu korrigierenden Hörschwäche eines Empfängers des Ausgangssignals ermittelt. Der Empfänger des Ausgangssignals ist hierbei insbesondere ein Benutzer eines Hörinstruments, welches die Mikrofonanordnung umfasst.
  • Dies bedeutet mit anderen Worten: Eine Rauschunterdrückung und/oder eine Dynamik-Kompression, welche frequenzbandabhängig auf das erste Frequenzraum-Richtsignal anzuwenden sind/ist, ermittelt entsprechend der jeweiligen Vorgaben für ein Signal-zu-Rausch-Verhältnis ("Signal-to-noise-ratio", SNR) bzw. der Vorgaben für maximale Signalpegel in den Frequenzbändern (welche auch individuell auf eine Hörschwäche des Benutzers des Hörinstruments, das die Mikrofonanordnung umfasst, abgestimmt sein können) instantane zweite Verstärkungsfaktoren für das erste Frequenzraum-Richtsignal. Diese werden nun jedoch nicht auf das erste Frequenzraum-Richtsignal angewandt. Stattdessen erfolgt eine gemeinsame Abbildung der ersten Verstärkungsfaktoren, welche aus dem Vergleich des ersten Frequenzraum-Richtsignals mit dem transformierten Referenzsignal resultieren, zusammen mit den zweiten Verstärkungsfaktoren, in die Zeitdomäne zur Bildung des Zeit-Filters. Die Eigenschaften der Rauschunterdrückung bzw. der Dynamik-Kompression gehen somit in das Zeit-Filter nicht über den Vergleich des transformierten Referenzsignals mit einem zweiten Frequenzraum-Richtsignal ein, welches durch die Anwendung der Rauschunterdrückung bzw. der Dynamik-Kompression auf das erste Frequenzraum-Richtsignal resultiert, sondern direkt über eine Abbildung der für die Rauschunterdrückung bzw. die Dynamik-Kompression ermittelten zweiten Verstärkungsfaktoren in die Zeitdomäne.
  • Als vorteilhaft erweist es sich, wenn das Referenzsignal nur aus Signalanteilen des ersten Eingangssignals gebildet wird. Dies bedeutet insbesondere, dass über die Signalanteile des ersten Eingangssignals hinaus keine Signalanteile weiterer Signale in das Referenzsignal eingehen, und dass bevorzugt das erste Eingangssignal entweder direkt oder nach einer einkanaligen Signalverarbeitung als Referenzsignal verwendet wird. Die Wirkung der Richtmikrofonie resultiert somit darin, in der Frequenzdomäne das erste Frequenzraum-Richtsignal (welches ja das Frequenzraum-Referenzsignal, also das transformierte erste Eingangssignal in der Frequenzdomäne beinhaltet) zu bilden, welches mit dem transformierten Referenzsignal zu vergleichen ist. Die daraus resultierenden ersten Verstärkungsfaktoren tragen dann die volle spektrale Information, wie sich die Richtmikrofonie auf das transformierte Referenzsignal auswirkt. Ein Zeit-Filter, welches erzeugt wird, indem diese ersten Verstärkungsfaktoren in die Zeitdomäne abgebildet werden, überträgt diese spektrale Information dann auf das Referenzsignal.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das Referenzsignal anhand des ersten Eingangssignals und des zweiten Eingangssignals mittels Richtmikrofonie in der Zeitdomäne gebildet als ein Zeit-Richtsignal. Die Richtmikrofonie in der Zeitdomäne kann hierbei insbesondere implementiert sein als eine zeitverzögerte und ggf. unterschiedlich gewichtete Überlagerung der beiden Eingangssignale (wobei die Zeitverzögerung in der Zeitdomäne implementiert wird und insbesondere gleich für alle spektralen Anteile der beiden Eingangssignale ist). Durch die Verwendung eines solchen Zeit-Richtsignals als Referenzsignal lässt sich die Richtwirkung insgesamt noch verstärken, wobei im Zeit-Richtsignal z.B. breitbandige und/oder dominante Störgeräusche, welche stark lokalisiert sind, entfernt werden können. Eine frequenzbandweise Feinabstimmung der Richtmikrofonie erfolgt dann anhand eines Vergleiches des transformierten Zeit-Richtsignals (also des Frequenzraum-Referenzsignals) mit dem ersten Frequenzraum-Richtsignals über das hieraus resultierende Zeit-Filter.
  • Bevorzugt umfasst die Mikrofonanordnung zur Durchführung des Verfahrens weiter ein drittes Mikrofon zur Erzeugung eines dritten Eingangssignals aus dem Umgebungsschall, wobei das dritte Eingangssignal in die Frequenzdomäne transformiert wird, und das erste Frequenzraum-Richtsignal auch anhand des so transformierten dritten Eingangssignals in der Frequenzdomäne gebildet wird. Insbesondere kann die Mikrofonanordnung entsprechend noch ein viertes oder noch weitere Mikrofone umfassen. Das beschriebene Verfahren lässt sich dabei ohne weiteres auf eine solche Mikrofonanordnung mit drei oder mehr Mikrofonen übertragen.
  • Die Erfindung nennt weiter ein Verfahren zur direktionalen Signalverarbeitung in einem Hörinstrument, wobei das Hörinstrument eine Mikrofonanordnung mit wenigstens einem ersten Mikrofon zur Erzeugung eines ersten Eingangssignals aus einem Umgebungsschall und ein zweites Mikrofon zur Erzeugung eines zweiten Eingangssignals aus dem Umgebungsschall sowie weiter eine Steuereinheit umfasst, und wobei anhand des ersten Eingangssignals und des zweiten Eingangssignals gemäß dem vorbeschriebenen Verfahren ein zur Wiedergabe vorgesehenes Ausgangssignal des Hörinstruments erzeugt wird. Die Vorteile, welche für das Verfahren zur direktionalen Signalverarbeitung von Signalen einer Mikrofonanordnung und für seine Weiterbildungen angegeben sind, können dabei sinngemäß auf das Verfahren zur direktionalen Signalverarbeitung in einem Hörinstrument übertragen werden. Das Verfahren zur direktionalen Signalverarbeitung von Signalen einer Mikrofonanordnung wird also insbesondere auf die Eingangssignale einer Mikrofonanordnung angewandt, welche Teil eines Hörinstruments ist.
  • Die Erfindung nennt zudem ein Hörinstrument mit einer Mikrofonanordnung, welche wenigstens ein erstes Mikrofon zur Erzeugung eines ersten Eingangssignals aus einem Umgebungsschall und ein zweites Mikrofon zur Erzeugung eines zweiten Eingangssignals aus dem Umgebungsschall umfasst, und weiter mit einer Steuereinheit, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, anhand des ersten und des zweiten Eingangssignals das eben genannte Verfahren durchzuführen. Das Hörinstrument teilt die Vorzüge des Verfahrens zur direktionalen Signalverarbeitung von Signalen einer Mikrofonanordnung. Die Vorteile, welche für besagtes Verfahren und für seine Weiterbildungen angegeben sind, können dabei sinngemäß auf das Hörinstrument übertragen werden. Insbesondere kann das Hörinstrument als ein Hörgerät ausgestaltet sein, welches zur Versorgung einer Hörschwäche vorgesehen und eingerichtet ist.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen jeweils schematisch:
    • Fig. 1
    in einem Blockschaltbild ein Hörinstrument mit einer Mikrofonanordnung und einer direktionalen Signalverarbeitung nach Stand der Technik,
    Fig. 2
    in einem Blockschaltbild eine alternative Ausgestaltung der Signalverarbeitung des Hörinstruments nach Figur 1, gemäß Stand der Technik,
    Fig. 3
    in einem Blockschaltbild eine Ausgestaltung der direktionalen Signalverarbeitung des Hörinstruments nach Figur 1 mit verringerter Latenz, und
    Fig. 4
    in einem Blockschaltbild eine zur Figur 3 alternative Ausgestaltung der direktionalen Signalverarbeitung mit verringerter Latenz.
  • Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • In Figur 1 ist schematisch in einem Blockschaltbild ein Hörinstrument 1 dargestellt, welches eine Mikrofonanordnung 2 mit einem ersten Mikrofon 4 und einem zweiten Mikrofon 6 umfasst. Die nachfolgend beschriebene Signalverarbeitung des in Figur 1 dargestellten Hörinstruments 1 ist hierbei gemäß dem Stand der Technik ausgestaltet. Das erste Mikrofon 4 ist dazu eingerichtet, aus einem Umgebungsschall 7, welcher auf der Mikrofonanordnung 2 auftrifft, ein erstes Eingangssignal 8 zu erzeugen. Entsprechend ist das zweite Mikrofon 6 dazu eingerichtet, aus dem Umgebungsschall 7 ein zweites Eingangssignal 10 zu erzeugen. Eine mögliche Vorverstärkung und/oder Digitalisierung des ersten bzw. zweiten Eingangssignals 8, 10 sei hierbei bereits in das entsprechende erste bzw. zweite Mikrofon 4, 6 aufgenommen. Das erste und das zweite Eingangssignal 8, 10 werden jeweils einer ersten Filterbank 12 zugeführt, und dort jeweils in die Frequenzdomäne transformiert, sodass ein transformiertes erstes Eingangssignal 14 bzw. ein transformiertes zweites Eingangssignal 16 erzeugt werden.
  • In einem Richtmikrofonie-Modul 18 wird aus dem transformierten ersten Eingangssignal 14 und dem transformierten zweiten Eingangssignal 16 in der Frequenzdomäne ein erstes Frequenzraum-Richtsignal 20 gebildet. Zur Bildung des ersten Frequenzraum-Richtsignals 20 kann dabei im Richtmikrofonie-Modul 18 jedweder zur Bildung eines frequenzbandweisen Richtsignals geeignete Algorithmus eingesetzt werden, also insbesondere Delay-and-Sum-Beamforming, Delay-and-Subtract-Beamforming, adaptive differentielle Richtmikrofonie o.ä. Das erste Frequenzraum-Richtsignal 20 wird einer Rauschunterdrückung 22 unterzogen, in welcher insbesondere für die einzelnen Frequenzbänder jeweils ein Nutzsignalanteil und ein Störsignalanteil abgeschätzt werden, und in Abhängigkeit der besagten Nutzsignal- bzw. Störsignalanteile ein Verstärkungsfaktor für jedes Frequenzband ermittelt wird, sodass Frequenzbänder mit einem hohen Nutzsignalanteil relativ angehoben und Frequenzbänder mit einem hohen Störsignalanteil relativ abgesenkt werden.
  • Nach der Rauschunterdrückung 22 wird das resultierende Signal einem Verstärkungsmodul 24 zugeführt, welches insbesondere eine AGC zur Dynamik-Kompression der frequenzbandweisen Signalanteile umfassen kann, sowie über eine entsprechende Anpassung frequenzbandweiser Verstärkungsfaktoren eine individuelle Hörschwäche eines Benutzers des Hörinstrumentes 1 kompensieren kann.
  • Aus dem Verstärkungsmodul 24 resultiert ein verarbeitetes zweites Frequenzraum-Richtsignal 26. Dieses zweite Frequenzraum-Richtsignal 26 wird einer Synthese-Filterbank 28 zugeführt, welche die frequenzbandweisen Signalanteile des zweiten Frequenzraum-Richtsignals 26 zusammenführt und in die Zeitdomäne transformiert. Das aus besagter Transformation resultierende Ausgangssignal 30 wird von einem Lautsprecher 32 des Hörinstruments 1 in ein Ausgangsschallsignal 34 umgewandelt. Die hier beschriebene Signalverarbeitung von der ersten Filterbank 12 bis zur Synthese-Filterbank 28 erfolgt dabei bevorzugt auf einem entsprechend eingerichteten Signalprozessor oder einer einen solchen Signalprozessor umfassenden Prozessoreinheit. Eine solche Prozessoreinheit ist in Figur 1 schematisch als eine Steuereinheit 35 eingezeichnet.
  • Durch die erste Filterbank 12 und die Synthese-Filterbank 28 erfährt das Ausgangssignal 30 gegenüber den beiden Eingangssignalen 8, 10, und somit gegenüber dem Umgebungsschall 7 unweigerlich eine Latenz, welche umso größer ist, je höher die Frequenzauflösung der ersten Filterbank 12 ist. Üblicherweise beträgt diese Latenz ca. 4 bis 7 ms. Eine signifikante Verringerung der Latenz kann zwar durch eine Verringerung der Frequenzauflösung erreicht werden, jedoch geht dies eben auch zulasten der Möglichkeiten des Beamformings sowie Störsignalanteile in den beiden Eingangssignalen 8, 10 mittels der Rauschunterdrückung 22 zu unterdrücken, und gegebenenfalls die Verstärkung im Verstärkungsmodul 24 individuell an den Benutzer des Hörinstruments 1 anzupassen.
  • In Figur 2 ist schematisch in einem Blockschaltbild eine Abwandlung des Hörinstruments 1 nach Figur 1 dargestellt, welche die beschriebenen Probleme der Latenz zu lösen versucht, die infolge der ersten Filterbank 12 und der Synthese-Filterbank 28 auftreten. Auch die in Figur 2 dargestellte Signalverarbeitung ist dabei nach dem Stand der Technik ausgestaltet. Im Hörinstrument 1 nach Figur 2 wird aus dem ersten Eingangssignal 8 und dem zweiten Eingangssignal 10 mittels eines Zeitdomänen-Richtmikrofonie-Moduls 36 ein Zeit-Richtsignal 38 gebildet. Das Zeit-Richtsignal 38 wird durch die erste Filterbank 12 in die Frequenzdomäne transformiert, und ein daraus resultierendes transformiertes Zeit-Richtsignal 40 der Rauschunterdrückung 22 und anschließend dem Verstärkungsmodul 24 zugeführt. Hierbei werden frequenzbandweise Verstärkungsfaktoren gj ermittelt, welche mittels einer Abbildung 42, welche insbesondere eine Fourier-Transformation umfassen kann, auf ein Zeit-Filter 44 in die Zeitdomäne abgebildet werden. Die Steuereinheit 35 nach Figur 1 ist in Figur 35 nicht dargestellt.
  • Das Zeit-Filter 44 beinhaltet also implizit die Eigenschaften der frequenzbandweisen Verstärkungsfaktoren gj und deren Auswirkungen auf das transformierte Zeit-Richtsignal 40, jedoch nun eben in der Zeitdomäne. Entsprechend wird das Zeit-Filter 44 auf das (ursprüngliche) Zeit-Richtsignal 38 in der Zeitdomäne angewandt, um hieraus das Ausgangssignal 30 zu erzeugen. Insbesondere wird das Zeit-Filter 44 als ein minimalphasiges Filter bestimmt.
  • Während durch die anhand von Figur 2 beschriebene Verarbeitung der Eingangssignale 8, 10 die Latenz gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 zwar verringert werden kann, stehen jedoch hier infolge der notwendigerweise breitbandigen Richtmikrofonie in der Zeitdomäne, welche im entsprechenden Modul 38 auf die Eingangssignale 8, 10 angewandt wird, keine Möglichkeiten zur Verfügung, bereits bei der Richtmikrofonie ein frequenzselektive Signalverarbeitung (z.B. zur Rauschunterdrückung) durchzuführen.
  • In Figur 3 ist schematisch in einem Blockschaltbild ein Hörinstrument 1 dargestellt, in welchem für eine möglichst frequenzselektive, richtungsabhängige Signalverarbeitung die Latenz möglichst gering gehalten werden soll. Hierbei wird das erste Eingangssignal 8 verwendet als ein Referenzsignal 46. Die Auswirkungen von frequenzselektiver Richtmikrofonie und Rauschunterdrückung auf die einzelnen Frequenzbänder werden hierbei in noch zu beschreibender Weise anhand des Referenzsignals 46 ermittelt, und so das auf das Referenzsignal 46 anzuwendende Zeit-Filter 44 bestimmt.
  • Das erste Eingangssignal 8 als das Referenzsignal 46 und das zweite Eingangssignal 10 werden, ähnlich dem anhand von Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel, von der ersten Filterbank 12 in die Frequenzdomäne transformiert, und hierdurch das transformierte erste Eingangssignal 14 als ein Frequenzraum-Referenzsignal 48 bzw. das transformierte zweite Eingangssignal 16 erzeugt. Auch im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird anschließend durch das Richtmikrofonie-Modul 18 aus dem transformierten ersten Eingangssignal 14 - also dem Frequenzraum-Referenzsignal 48 - und aus dem transformierten zweiten Eingangssignal das erste Frequenzraum-Richtsignal 20 erzeugt.
  • Zur Bestimmung des Zeit-Filters 44, welches bevorzugt als ein minimalphasiges Filter zu bestimmen ist, werden hierbei frequenzbandweise erste Verstärkungsfaktoren g1j gewonnen, welche durch eine spektrale Division 45 des Frequenzraum-Referenzsignals 48 und eines vom ersten Frequenzraum-Richtsignal 20 abgeleiteten zweiten Frequenzraum-Richtsignals 50 ermittelt werden. Insbesondere können auch die Beträge des Frequenzraum-Referenzsignals 48 und des davon abgeleiteten zweiten Frequenzraum-Richtsignals 50, oder auch von den Beträgen abgeleitete Größen, frequenzbandweise dividiert werden, um die ersten Verstärkungsfaktoren g1j zu erzeugen.
  • Besagtes zweites Frequenzraum-Richtsignal 50 wird erzeugt, indem das erste Frequenzraum-Richtsignal 20 der Rauschunterdrückung 22 und dem Verstärkungsmodul 24 zugeführt wird, wo das erste Frequenzraum-Richtsignal 20 frequenzbandweise verstärkt oder abgesenkt wird, indem frequenzbandweise zweite g2j auf das erste Frequenzraum-Richtsignal 20 angewandt werden. Die zweiten Verstärkungsfaktoren g2j können beispielsweise in jedem Frequenzband aus der sukzessiven Anwendung der einzelnen Faktoren gebildet werden, welche jeweils in der Rauschunterdrückung 22 und im Verstärkungsmodul 24 für das jeweilige Frequenzband ermittelt wurden.
  • Durch die spektrale Division 45 wird de facto ermittelt, in welcher Weise die auf das erste Frequenzraum-Richtsignal 20 angewandte Signalverarbeitung, welche in der Rauschunterdrückung 22 und im Verstärkungsmodul 24 erfolgt, zu modifizieren oder kompensieren ist, wenn die Eingangsgröße eben nicht besagtes erstes Frequenzraum-Richtsignal 20 ist, sondern stattdessen das Frequenzraum-Referenzsignal 48. Würden auf das Frequenzraum-Referenzsignal 48 die aus der spektralen Division 45 resultierenden ersten Verstärkungsfaktoren g1j angewandt, so würde das resultierende Signal im Betrag mit dem zweiten Frequenzraum-Richtsignal 50 übereinstimmen, welches aus der Anwendung der Rauschunterdrückung 22 und des Verstärkungsmoduls 24 (bzw. aus den dort ermittelten zweiten Verstärkungsfaktoren g2j) auf das erste Frequenzraum-Richtsignal 20 resultiert.
  • Die aus der spektralen Division 45 resultierenden ersten Verstärkungsfaktoren g1j werden nun mittels der Abbildung 42 aus der Frequenzdomäne auf das Zeit-Filter 44 in der Zeitdomäne abgebildet, welches bevorzugt durch ein FIR-Filter gegeben ist. Das Zeit-Filter 44 ist somit die Entsprechung in der Zeitdomäne zur eben beschriebenen "Modifikation" bzw. "Kompensation" der Signalverarbeitung des ersten Frequenzraum-Richtsignals 20, welche man auf das Frequenzraum-Referenzsignal 46 anzuwenden hat. Insofern geht über die spektrale Division 45 auch der Einfluss des transformierten Eingangssignals 16 auf das zweite Frequenzraum-Richtsignal 50 in das Zeit-Filter 44 ein. Entsprechend wird das Ausgangssignal aus einer Anwendung des Zeit-Filters 44 auf das Frequenzraum-Richtsignal 48 erzeugt.
  • Durch das Zeit-Filter 46 in der Zeitdomäne kann die Latenz sehr gering gehalten werden, da sich Latenzen, welche z.B. durch die erste Filterbank 12 entstehen, nicht auf die Propagation des Referenzsignals 46 durch den Signalfluss auswirken, sondern lediglich dazu führen, dass das Zeit-Filter 44, welches auf das Referenzsignal 46 angewandt wird, eben um den Betrag der Latenz nicht mehr "aktuell" ist, was jedoch als Trade-Off gegenüber der deutlich verringerten Latenz des Ausgangssignals 30 gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 in Kauf genommen werden kann.
  • In Figur 4 ist schematisch in einem Blockdiagramm eine alternative Ausgestaltung der anhand von Figur 3 beschriebenen Signalverarbeitung dargestellt, welche des Weiteren auch Elemente des Ausführungsbeispiels nach Figur 2 beinhaltet, indem nämlich das Zeit-Filter 44 in noch darzustellender Weise auf ein Richtsignal in der Zeitdomäne angewandt wird.
  • Aus dem ersten Eingangssignal 8 und dem zweiten Eingangssignal 10 wird zunächst mittels des Zeitdomänen-Richtmikrofonie-Moduls 36 ein Zeit-Richtsignal 38 erzeugt. Dies kann beispielsweise erfolgen durch eine Verzögerung eines der beiden Eingangssignale 8, 10 gegenüber dem anderen, welche zwar über die Zeit variieren kann, jedoch auf alle Signalanteile immer gleich wirkt (und daher also insbesondere frequenzunabhängig wirkt). Insbesondere kann das Zeit-Richtsignal 38 auch dadurch erzeugt werden, dass im Zeitdomänen-Richtmikrofonie-Modul 36 auf eines der beiden Eingangssignale 8, 10 ein Allpass-Filter mit einer frequenzabhängigen Verzögerung anzuwenden, sodass das Zeit-Richtsignal 38 bereits selbst eine gewisse Frequenzabhängigkeit hinsichtlich der Richtwirkung aufweisen kann.
  • Das erste und das zweite Eingangssignal 8, 10 werden zudem mittels der ersten Filterbank 12 in die Frequenzdomäne transformiert, und aus dem so erzeugten transformierten ersten und zweiten Eingangssignal 14, 16 mittels des Richtmikrofonie-Moduls 18 in der Frequenzdomäne das erste Frequenzraum-Richtsignal 20 erzeugt.
  • Das wie oben beschrieben erzeugte Zeit-Richtsignal 36 dient im vorliegenden Ausführungsbeispiel als das Referenzsignal 46, welches mittels einer zweiten Filterbank 52 in die Frequenzdomäne transformiert wird, wodurch das transformierte Zeit-Richtsignal 40 als Frequenzraum-Referenzsignal 48 erzeugt wird. Dieses und das erste Frequenzraum-Richtsignal 20 werden für einen Vergleich miteinander der spektralen Division 45 unterzogen, wodurch die ersten Verstärkungsfaktoren g1j für die jeweiligen Frequenzbänder ermittelt werden.
  • Für das wie oben beschrieben erzeugte erste Frequenzraum-Richtsignal 20 werden durch die Rauschunterdrückung 22 und durch das Verstärkermodul 24 zweite Verstärkungsfaktoren g2j ermittelt, welche auf das erste Frequenzraum-Richtsignal 20 entsprechend anzuwenden wären, um die Rauschunterdrückungswirkung der Rauschunterdrückung 22 bzw. die Verstärkungswirkung des Verstärkungsmoduls 24 für das erste Frequenzraum-Richtsignal 20 zu erzielen.
  • Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel nach Figur 3 werden diese Rauschunterdrückungswirkung bzw. Verstärkungswirkung jedoch nicht direkt beim ersten Frequenzraum-Richtsignal 20 erzielt. Vielmehr werden die den besagten Wirkungen entsprechenden zweiten Verstärkungsfaktoren g2j, welche in der Rauschunterdrückung 22 und im Verstärkermodul 24 ermittelt wurden, nun zusammen mit den ersten Verstärkungsfaktoren g1j, welche aus der spektralen Division 45 des Frequenzraum-Referenzsignals 48 und des ersten Frequenzraum-Richtsignals 20 gewonnen wurden, durch die Abbildung 42 in die Zeitdomäne auf das Zeit-Filter 44 abgebildet. Das so ermittelte Zeit-Filter 44, welches auch hier bevorzugt als ein FIR-Filter ausgestaltet ist, wird anschließend auf das Referenzsignal 46 in der Zeitdomäne - also auf das Zeit-Richtsignal 38 - angewandt, und hierdurch das Ausgangssignal 30 erzeugt. Abschließend wird das Ausgangssignal 30 durch den Lautsprecher 32 in das Ausgangsschallsignal 34 umgewandelt.
  • Durch die spektrale Division 45 wird im Ausführungsbeispiel nach Figur 4 ermittelt, in welchem Umfang sich das frequenzselektive Beamforming des Richtmikrofonie-Moduls 18 (Frequenzdomäne) vom breitbandigen Beamforming des Zeitdomänen-Richtmikrofonie-Moduls 36 unterscheidet, sodass die hierdurch erzeugten ersten Verstärkungsfaktoren g1j de facto den Betrag im instantanen Gain darstellen, um welchen das transformierte Zeit-Richtsignal 40 frequenzbandweise zu kompensieren ist, um das intrinsische, richtungssensible Klangverhalten zu erhalten, welches dem ersten Frequenzraum-Richtsignal 20 innewohnt. Dieses durch die ersten Verstärkungsfaktoren g1j charakterisierte richtungssensible Klangverhalten wird also zusammen mit der durch die zweiten Verstärkungsfaktoren g2j charakterisierten Rauschunterdrückungs- und Verstärkungswirkung der Rauschunterdrückung 22 und des Verstärkungsmoduls 24 in der Zeitdomäne auf das Zeit-Filter 44 abgebildet, sodass das besagte Klangverhalten und die besagten Wirkungen durch eine Anwendung des Zeit-Filters 44 auf die Entsprechung des transformierten Zeit-Richtsignals 40 in der Zeitdomäne, also genau auf das Zeit-Richtsignal 38 erzielt werden können.
  • Durch die so beschriebene Anwendung des Zeit-Filters 44 kann auch in diesem Ausführungsbeispiel die Latenz des Ausgangssignals 30 gegenüber den beiden Eingangssignalen 8, 10 und somit gegenüber dem Umgebungsschall 7 im Vergleich zum Ausführungsbeispiel nach Figur 1 sehr gering gehalten werden.
  • 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.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Hörinstrument
    2
    Mikrofonanordnung
    4
    erstes Mikrofon
    6
    zweites Mikrofon
    7
    Umgebungsschall
    8
    erstes Eingangssignal
    10
    zweites Eingangssignal
    12
    erste Filterbank
    14
    transformiertes erstes Eingangssignal
    16
    transformiertes zweites Eingangssignal
    18
    Richtmikrofonie-Modul
    20
    erstes Frequenzraum-Richtsignal
    22
    Rauschunterdrückung
    24
    Verstärkungsmodul
    26
    zweites Frequenzraum-Richtsignal
    28
    Synthese-Filterbank
    30
    Ausgangssignal
    32
    Lautsprecher
    34
    Ausgangsschallsignal
    35
    Steuereinheit
    36
    Zeitdomänen-Richtmikrofonie-Modul
    38
    Zeit-Richtsignal
    40
    transformiertes Zeit-Richtsignal
    42
    Abbildung
    44
    Zeit-Filter
    45
    spektrale Division
    46
    Referenzsignal
    48
    transformiertes Referenzsignal
    50
    zweites Frequenzraum-Richtsignal
    52
    zweite Filterbank
    g1j
    erste Verstärkungsfaktoren
    g2j
    zweite Verstärkungsfaktoren
    gj
    frequenzbandweise Verstärkungsfaktoren

Claims (11)

  1. Verfahren zur direktionalen Signalverarbeitung von Signalen einer Mikrofonanordnung (2), welche wenigstens ein erstes Mikrofon (4) zur Erzeugung eines ersten Eingangssignals (8) aus einem Umgebungsschall (7) und ein zweites Mikrofon (6) zur Erzeugung eines zweiten Eingangssignals (10) aus dem Umgebungsschall (7) umfasst,
    wobei anhand des ersten Eingangssignals (8) ein Referenzsignal (46) gebildet wird,
    wobei das Referenzsignal (46) in die Frequenzdomäne transformiert wird, und hierdurch ein Frequenzraum-Referenzsignal (48) erzeugt wird,
    wobei das erste Eingangssignal (8) und das zweite Eingangssignal (10) jeweils in die Frequenzdomäne transformiert werden, und anhand des so transformierten ersten Eingangssignals (14) und des so transformierten zweiten Eingangssignals (16) in der Frequenzdomäne ein erstes Frequenzraum-Richtsignal (20) gebildet wird,
    wobei anhand eines frequenzaufgelösten Vergleiches des Frequenzraum-Referenzsignals (48) mit dem ersten Frequenzraum-Richtsignal (20) oder einem vom ersten Frequenzraum-Richtsignal (20) in der Frequenzdomäne abgeleiteten Signal frequenzabhängige erste Verstärkungsfaktoren (g1j) erzeugt werden, wobei anhand der ersten Verstärkungsfaktoren (g1j) ein Zeit-Filter (44) in der Zeitdomäne erzeugt wird, und
    wobei das Referenzsignal (46) mittels des Zeit-Filters (44) gefiltert wird, und anhand des mittels des Zeit-Filters (44) gefilterten Referenzsignals (46) ein Ausgangssignal (30) erzeugt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    wobei der frequenzaufgelöste Vergleich des Frequenzraum-Referenzsignals (48) mit dem ersten Frequenzraum-Richtsignal (20) oder dem vom ersten Frequenzraum-Richtsignal (20) in der Frequenzdomäne abgeleiteten Signal anhand einer spektralen Division (45) erfolgt, anhand derer jeweils die frequenzabhängigen ersten Verstärkungsfaktoren (g2j) erzeugt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
    wobei als ein vom ersten Frequenzraum-Richtsignal (20) in der Frequenzdomäne abgeleitetes Signal für den frequenzaufgelösten Vergleich mit dem Frequenzraum-Referenzsignal (48) ein zweites Frequenzraum-Richtsignal (50) erzeugt wird, welches anhand durch eine Anwendung von frequenzabhängigen zweiten Verstärkungsfaktoren (g2j) auf das erste Frequenzraum-Richtsignal (20) erzeugt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    wobei das Zeit-Filter (44) anhand einer Abbildung (42) der frequenzabhängigen ersten Verstärkungsfaktoren (g1j) in die Zeitdomäne gebildet wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
    wobei frequenzabhängige zweite Verstärkungsfaktoren (g2j) für das erste Frequenzraum-Richtsignal (20) ermittelt werden, und
    wobei das Zeit-Filter (44) gebildet wird anhand einer gemeinsamen Abbildung (42) der ersten Verstärkungsfaktoren (g1j) und der zweiten Verstärkungsfaktoren (g2j) in die Zeitdomäne.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
    wobei die frequenzabhängigen zweiten Verstärkungsfaktoren (g2j) für das erste Frequenzraum-Richtsignal (20) anhand einer Rauschunterdrückung (22) und/oder einer Dynamik-Kompression und/oder einer zu korrigierenden Hörschwäche eines Empfängers des Ausgangssignals (30) ermittelt werden.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder Anspruch 6,
    wobei das Referenzsignal (46) nur aus Signalanteilen des ersten Eingangssignals (8) gebildet wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2, 5 oder 6,
    wobei das Referenzsignal (46) anhand des ersten Eingangssignals (8) und des zweiten Eingangssignals (10) mittels Richtmikrofonie in der Zeitdomäne gebildet wird als ein Zeit-Richtsignal (38).
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei die Mikrofonanordnung (2) zur Durchführung des Verfahrens weiter ein drittes Mikrofon zur Erzeugung eines dritten Eingangssignals aus dem Umgebungsschall (7) umfasst,
    wobei das dritte Eingangssignal in die Frequenzdomäne transformiert wird, und das erste Frequenzraum-Richtsignal (20) auch anhand des so transformierten dritten Eingangssignals in der Frequenzdomäne gebildet wird.
  10. Verfahren zur direktionalen Signalverarbeitung in einem Hörinstrument (1),
    wobei das Hörinstrument (2) eine Mikrofonanordnung (2) mit wenigstens einem ersten Mikrofon (4) zur Erzeugung eines ersten Eingangssignals (8) aus einem Umgebungsschall (7) und ein zweites Mikrofon (6) zur Erzeugung eines zweiten Eingangssignals (10) aus dem Umgebungsschall (7) sowie weiter eine Steuereinheit (35) umfasst, und
    wobei anhand des ersten Eingangssignals (8) und des zweiten Eingangssignals (10) gemäß dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche ein zur Wiedergabe vorgesehenes Ausgangssignal (30) des Hörinstruments (1) erzeugt wird.
  11. Hörinstrument (1) mit
    - einer Mikrofonanordnung (2), welche wenigstens ein erstes Mikrofon (4) zur Erzeugung eines ersten Eingangssignals (8) aus einem Umgebungsschall (7) und ein zweites Mikrofon (6) zur Erzeugung eines zweiten Eingangssignals (10) aus dem Umgebungsschall (7) umfasst, und
    - einer Steuereinheit (35),
    wobei die Steuereinheit (35) dazu eingerichtet ist, anhand des ersten und des zweiten Eingangssignals (8, 10) das Verfahren nach Anspruch 10 durchzuführen.
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