EP4408026A1 - Verfahren zum betrieb eines hörinstruments - Google Patents

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EP4408026A1
EP4408026A1 EP24151095.7A EP24151095A EP4408026A1 EP 4408026 A1 EP4408026 A1 EP 4408026A1 EP 24151095 A EP24151095 A EP 24151095A EP 4408026 A1 EP4408026 A1 EP 4408026A1
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EP
European Patent Office
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signal
input
input signal
frequency bands
output
Prior art date
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Pending
Application number
EP24151095.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Cecil Wilson
Matthias Müller-Wehlau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sivantos Pte Ltd
Original Assignee
Sivantos Pte Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sivantos Pte Ltd filed Critical Sivantos Pte Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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    • H04R2430/03—Synergistic effects of band splitting and sub-band processing

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a hearing instrument which has at least one acousto-electrical first input transducer and one electro-acoustic output transducer, wherein a first input signal is generated from ambient sound by the first input transducer, wherein the first input signal and/or a first intermediate signal derived from the first input signal is broken down into a plurality of frequency bands, and wherein an output signal is generated from the first input signal or the first intermediate signal by means of frequency-selective signal processing.
  • a hearing instrument is generally an electronic device that supports the hearing of a person wearing the hearing instrument (hereinafter referred to as the "wearer” or “user”).
  • the invention relates to hearing instruments that are designed to fully or partially compensate for a hearing loss of a hearing-impaired user.
  • Such a hearing instrument is also referred to as a "hearing aid”.
  • hearing instruments that protect or improve the hearing of users with normal hearing, for example to enable improved speech comprehension in complex hearing situations, or in the form of communication devices (e.g. headsets or similar, possibly with earplug-shaped headphones).
  • Hearing instruments in general, and hearing aids in particular, are usually designed to be worn on the head or ear of the user, in particular as behind-the-ear devices (also known as BTE devices) or in-the-ear devices (also known as ITE devices).
  • hearing instruments regularly have at least one (acousto-electrical) input transducer, a signal processing device (signal processor) and an output transducer.
  • the or each input transducer records ambient sound and converts this ambient sound into a corresponding electrical input signal.
  • the or each input signal is processed (i.e. modified with regard to its sound information) in order in particular to support the user's hearing, i.e.
  • the signal processing device outputs a suitably processed audio signal as an output signal to the output transducer, which converts the output signal into an output sound signal.
  • the output sound signal can consist of airborne sound which is emitted into the user's ear canal (possibly via a sound tube, as with a BTE device, or by appropriate positioning of the hearing instrument in the ear canal).
  • the output sound signal can also be emitted into the user's skull bone.
  • noise suppression or directional microphony are applied to the first input signal depending on an activation criterion: If the activation criterion is met, which in turn includes the verification of certain characteristics of signal components of the first input signal, the relevant sub-algorithm is applied accordingly.
  • the aim is often to use signal processing as conservatively as possible within the context of the user's audiological needs. This is particularly important because signal processing often leads to a realistic hearing impression being impaired, e.g. in spatial hearing, or due to artifacts that can arise from signal processing.
  • a method for operating a hearing instrument which has at least one acousto-electrical first input transducer and one electro-acoustic output transducer, wherein a first input signal is generated from ambient sound by the first input transducer, wherein the first input signal and/or a first intermediate signal derived from the first input signal is broken down into a plurality of frequency bands, and wherein an output signal is generated from the first input signal or the first intermediate signal by means of frequency-selective signal processing.
  • a relevant subset of frequency bands from the said plurality is determined in such a way that in each frequency band of the relevant subset, an output sound generated from the output signal by the output transducer makes a contribution that is above a predetermined and/or desired threshold, that an activation criterion for activating a sub-algorithm for said signal processing is checked based on signal components of the first input signal or the first intermediate signal only in the frequency bands of the relevant subset, and that said sub-algorithm is applied to the first input signal or the first intermediate signal depending on the activation criterion.
  • the hearing instrument can be designed to support the hearing ability of a user and, in particular, can be designed as a hearing aid "in the narrower sense” (i.e. to treat a hearing impairment).
  • An acousto-electrical input transducer includes in particular any device which is designed to generate a corresponding electrical signal from a sound signal.
  • preprocessing can also take place, e.g. in the form of linear preamplification and/or A/D conversion.
  • the or each input transducer records ambient sound and converts this ambient sound into a corresponding electrical input signal, the current and/or voltage fluctuations of which preferably carry information about the oscillations of air pressure in the air caused by the ambient sound.
  • An electro-acoustic output converter includes any device that is intended and set up to convert an electrical signal into a corresponding sound signal, whereby voltage and/or current fluctuations in the electrical signal are converted into corresponding amplitude fluctuations in the sound signal, in particular a loudspeaker, a so-called balanced metal case receiver, but also a bone conduction receiver.
  • first intermediate signal derived from the first input signal preferably includes that the signal components of the first input signal are directly included in the first intermediate signal, and thus in particular the first input signal is not only used for generating control parameters or the like which are applied to signal components of other signals.
  • the first input signal (or said first intermediate signal) is then broken down into a plurality of frequency bands, preferably using a corresponding analysis filter bank, in order to process the signal components of the first input signal (or the first intermediate signal) in a frequency band-specific manner, preferably depending on the audiological requirements of the user.
  • a relevant subset is now determined from the majority of frequency bands that were generated for the frequency-selective signal processing.
  • This relevant subset of frequency bands is characterized by the fact that the contributions that are present in these frequency bands in the output sound that is generated by the output converter from the output signal are above a desired or predetermined threshold (i.e. a minimum level in dB or similar).
  • those frequency bands are selected as the relevant subset in which the frequency-selective signal processing actually leads to relevant contributions in the output sound, since depending on the adjustment of the hearing instrument, or also on the respective algorithm in a given listening situation, certain frequency bands, in particular at one of the edges (or at both edges) of the transmitted frequency spectrum, do not experience any significant (i.e. in particular no perceptible) amplification.
  • the relevant subset can be determined statically, depending on knowledge of the signal amplification in the individual frequency bands.
  • an adjustment formula for frequency band-wise adjustment of the hearing instrument is used to determine the relevant subset.
  • the signal amplification of low frequency bands from 0 Hz to 500 Hz, preferably up to 1000 Hz, particularly preferably up to 1500 Hz can be suspended or largely suspended (i.e., in principle, preferably at least 10 dB, particularly preferably at least 20 dB lower than the most strongly amplified bands).
  • the relevant subset of frequency bands is now used to check an activation criterion for activating a sub-algorithm for said signal processing only or at most in the frequency bands of the relevant subset, and in particular no such check is carried out in those frequency bands that do not belong to the relevant subset.
  • the sub-algorithm is then applied to the first input signal or the first intermediate signal derived from it, depending on the activation criterion.
  • a sub-algorithm of the signal processing which preferably comprises a frequency band-wise amplification, and/or a frequency band-wise compression, and/or a noise suppression
  • a noise suppression algorithm is not activated by the described method, as this would not be able to correct the hum or not be able to do so satisfactorily due to the lack of signal amplification in the frequency range of the hum, but would possibly be accompanied by other problems (such as artifacts) which are now avoided. Only when such a noise is in the frequency bands of the relevant subset (and is therefore also sufficiently transmitted by the hearing instrument, and can therefore only be significantly corrected) is a partial algorithm for corresponding noise suppression activated.
  • an amplification value of signal contributions of the first input signal or the first intermediate signal in the respective frequency band can alternatively or additionally be determined frequency band by frequency band.
  • the relevant subset is then preferably formed by those frequency bands for which the amplification value exceeds a predetermined limit value, which is preferably to be selected as a function of the said threshold for the contribution in the output sound.
  • the first input signal is advantageously compared with the output signal for each frequency band and/or a signal gain applied along a signal path from the first input transducer to the output transducer is tracked, whereby the gain value is compared with a first limit value dependent on the said threshold.
  • the signal gain that "accrues" for each frequency band along the entire signal path from the first input transducer to the output transducer is tracked, and this cumulative signal gain of all sub-algorithms of the signal processing in the frequency band is compared with the first limit value, which represents the relevant contribution in the output sound at the level of the signal gain.
  • a signal amplification setting made by a user is taken into account for determining the relevant subset. This can be done in particular in such a way that a signal amplification accumulating along the entire signal path is instantaneously corrected by the value of a setting made by the user.
  • a parameter is determined from the signal components of the first input signal or the first intermediate signal in the frequency bands of the relevant subset, which provides information about a noise component in said frequency bands.
  • the said parameter is compared with a noise limit value, which corresponds to an upper limit for a permissible noise component in said frequency bands, whereby the activation criterion for the activation of the sub-algorithm is considered to be met if the noise limit value is exceeded.
  • a partial algorithm for noise suppression can be activated based on the parameter.
  • the preferred parameter is a signal-to-noise ratio (SNR) of the signal components in the frequency bands of the relevant subset is determined. This can be done by estimating a noise component and, if necessary, a useful signal component, which can be determined from the medium-term (e.g. over several frames or several tens of frames) statistical behavior of the respective signal components.
  • SNR signal-to-noise ratio
  • a second input signal is generated from the ambient sound by an acousto-electrical second input transducer of the hearing instrument, wherein the output signal is additionally generated from frequency-selective signal processing of the second input signal, and wherein the sub-algorithm comprises directional microphony of the first input signal or the first intermediate signal and the second input signal and/or a second intermediate signal derived from the second input signal.
  • Many hearing instruments, in particular hearing aids for treating hearing loss often have more than one input transducer to enable directional signal processing.
  • this directional signal processing is activated in the manner described depending on the activation criterion in the relevant frequency bands.
  • the activation criterion is also checked using signal components of the second input signal or the second intermediate signal only in the frequency bands of the relevant subset. This includes in particular that a preliminary directional signal is formed from the first and second input signal, the signal components of which in the relevant frequency bands can be checked for the activation criterion. If the activation criterion is met (i.e. a decision is made to activate the sub-algorithm), the directional signal can be processed directly into the output signal in the case of directional microphones as the sub-algorithm to be activated.
  • the invention further relates to a hearing instrument comprising at least one acousto-electrical first input transducer, an electro-acoustic output transducer, and a signal processing device, wherein the hearing instrument is designed to carry out the method according to one of the preceding claims.
  • the hearing instrument according to the invention shares the advantages of the method according to the invention.
  • the advantages stated for the method and for its further developments can be transferred analogously to the hearing instrument.
  • FIG. 1 A block diagram schematically shows a hearing instrument 1 which has an acousto-electrical first input transducer 2 and an acousto-electrical second input transducer 4 as well as an electro-acoustic output transducer 6 and a signal processing device 8.
  • the first input transducer 2 and the second input transducer 4 are designed as a first and second microphone 3, 5, respectively.
  • the output transducer 6 is designed as a loudspeaker 7.
  • the signal processing device 8 comprises at least one signal processor 9 (shown in dashed lines).
  • the hearing instrument 1 is designed as a hearing aid 10, which is set up to care for a hearing impairment of a user (not shown in more detail), i.e. to at least partially compensate for or correct it.
  • a first input signal 14 is generated from ambient sound 12 by the first microphone 3, and a second input signal 16 is generated by the second microphone 5.
  • the first input signal 14 and the second input signal 16 are further processed together in the signal processing unit 8 to form an output signal 18, and in particular amplified in a frequency band-specific manner.
  • the output signal 18 is converted by the loudspeaker 7 into an output sound 20, which is emitted or guided into an ear canal (not shown) of the user.
  • a ventilation channel 13 (so-called "vent”; shown in dashed lines) is also incorporated in a housing 11 of the hearing aid 10. This is intended to ensure better pressure equalization in view of the extensive closure of the ear canal by the housing 11.
  • the signal processing of the first and second input signals 14, 16 to the output signal 18 in the signal processing device 8 is carried out on the one hand, as already mentioned, depending on the audiological requirements of the user, so that, for example, important frequency bands in which the user's hearing loss is particularly pronounced are generally amplified more than those frequency ranges in which the hearing loss is only slight.
  • specific sub-algorithms of the signal processing such as noise suppression or directional microphony, i.e. the formation of a directional signal from the first and second input signals 14, 16, are used in a yet to be described dependency on specific acoustic features in the ambient sound 12. This means in particular that a relevant sub-algorithm is only used if the features considered necessary for the application are present in sufficient quantities in the ambient sound 12.
  • FIG. 2 A block diagram shows a method by which an application of a partial algorithm in the signal processing of the hearing aid 10 after Figure 1 is controlled.
  • the hearing aid 10 in the present case is a so-called ITE device ("In The Ear”).
  • ITE device In The Ear
  • BTE device Behind The Ear
  • CIC device Completely In the Canal
  • RIC device Receiver In the Canal
  • the first input signal 14 generated by the first microphone 3 is broken down into a plurality 23 of frequency bands 24a-z in the signal processing device 8 by a first analysis filter bank 22.
  • Corresponding signal components 26a-z of the first input signal 14 are then subjected to an analysis 27 in the signal processing device 8 and, depending on the analysis 27, are subjected to the respectively provided signal processing 28.
  • the signal components 26a-z are amplified, among other things, depending on the frequency by applying corresponding gain factors Ga-Gz, and are also compressed depending on the frequency band (i.e. the gain factors Ga-Gz are adjusted almost instantly depending on the dynamics of the signal components 26a-z).
  • the processed signal components 29a-z resulting from the signal processing 28 are combined by a first synthesis filter bank 30 to form the output signal 18.
  • a sub-algorithm 32 is used in particular, which can be provided, for example, by the already described, frequency band-dependent amplification using the amplification factors Ga-Gz, a noise suppression, or also a directional microphone with signal components of the second input signal 16, whereby this directional microphone can also be used as directional noise suppression.
  • the sub-algorithm 32 should only be used in those situations, in particular listening situations, in which an improvement in the hearing ability or perception for the user of the hearing aid 10 is to be expected through its application to the corresponding signal components 26a-z.
  • noise reduction for example, is not applied permanently, since noise reduction algorithms can, for example, produce undesirable artifacts in the output signal, but only when this in view of the acoustic information contained in the first input signal 14 about the ambient situation, this appears to be sensible (i.e. a noisy environment rich in noise is assumed or recognized).
  • directional processing of the first and second input signals 14, 16 to form a directional signal or an amplification of the directional effect of such a directional signal is only used if this appears to be sensible in view of the acoustic analysis of the first (and possibly second) input signal 14 (or 16), since directional microphony is fundamentally capable of disturbing the spatial hearing perception, so that sound sources may no longer be correctly localized.
  • an activation criterion 34 is checked for an application of the sub-algorithm 32 of the signal processing 28 in a manner to be described below, which is intended to ensure that in the respective existing environmental situation with its acoustic conditions, the application of the sub-algorithm 32 for the user, also and in particular in view of his individual audiological requirements, the advantages of the application outweigh possible disadvantages (such as those mentioned above).
  • the signal processing is such that they do not make any significant contributions to the output signal 18. This may be due, for example, to the fact that for a particularly large ventilation channel 13 a high proportion of direct sound in lower frequency bands passes through said ventilation channel 13 into the ear canal (and thus to the eardrum), and thus said direct sound is superimposed with amplified signal components in the lower frequency bands and could potentially lead to undesirable comb filter effects. Also, above 8 kHz or 10 kHz there is often no significant amplification of the relevant signal contributions, since the relevant frequency bands are generally no longer relevant for speech intelligibility.
  • the activation criterion 34 could possibly evaluate signal components 26a-z of the first input signal 14 whose counterparts in the output sound 20 do not make a significant contribution (i.e., in particular, one that is not easily perceptible to the user) to an overall sound (not shown) that reaches the eardrum (not shown).
  • the overall sound also includes a portion of direct sound that enters the ear canal through the ventilation channel 13.
  • a relevant subset 25 of frequency bands 24b-x is determined from the frequency bands 24a-z of the said plurality 23, which contribute to the output sound 20 to a relevant extent.
  • This can be done statically, for example, using an adaptation formula of the hearing aid 10, which provides information about which target gain values are preferably to be achieved for certain frequency band-wise input levels, and which in this respect also provides information about those of the frequency bands 24a-z which, as a result of the adaptation, will fundamentally not make a significant contribution to the output sound 20.
  • the adaptation formula can also be used to specify frequency band-wise basic gain values for respective level values in the relevant frequency band, so that the relevant subset 25 (of the "relevant frequency bands" for the output sound 20) can be determined with knowledge of such basic gain values based on the signal components 26a-z (e.g. from their respective signal levels) in the individual frequency bands 24a-z.
  • a user input (not shown) can also change the gain factors Ga-Gz frequency-selectively or broadband, so that in a specific situation (i.e. for a given set of signal components 26a-z) a change in the signal levels and thus the respective contributions to the output sound 20 is accompanied by this user input (relative to the state before the user input).
  • An efficient way of taking all of this into account and determining the relevant subset 25 of the "relevant frequency bands” is to track the entire signal amplification along a signal path from the first microphone 3 (if applicable, including its input characteristic and pre-amplification) to the loudspeaker 7 (if applicable, including its output characteristic) for each frequency band 24a-z, and thereby determine a gain value Ga ⁇ -Gz ⁇ in each frequency band, which thus represents the entire signal amplification along the described signal path.
  • the gain value Ga ⁇ -Gz includes the respective gain factor Ga-Gz from the sub-algorithm 32, and possibly further gain factors from other sub-algorithms (not shown) of the signal processing 28 (and possibly the above-mentioned characteristics).
  • the (instantaneous) gain factors Ga-Gz are temporally smoothed to form the gain values Ga ⁇ -Gz ⁇ in order to avoid a dependence of the "relevant frequency bands (i.e. the relevant subset 25) on level peaks.
  • the gain values Ga ⁇ -Gz ⁇ which are influenced to the extent described by the adaptation formula and possibly a user input and further by the signal components 26a-z present at the relevant moment, are now compared with a first limit value 36. If the first limit value 36 is exceeded by the respective gain value Ga ⁇ -Gz ⁇ , the associated frequency band 24a-z is assigned to the relevant subset 25, otherwise not.
  • the first limit value 36 is preferably selected such that a signal amplification with the corresponding gain value leads to a contribution in the output sound which is above a desired threshold, preferably dependent on the ambient sound and/or the direct sound arriving at the eardrum.
  • the frequency bands 24c-24x are determined as the relevant subset 25, i.e., the frequency bands 24a-b and 24y-z do not provide any relevant contributions to the output sound 20 (in relation to the ambient sound or the direct sound at the eardrum).
  • a characteristic value 38 is now determined for the activation criterion 34 from the respective signal components 26c-26x via the frequency bands 24c-24x of the relevant set 25, which provides information about a noise component (in particular in the said frequency bands 24c-24x or in their entirety).
  • the characteristic value 38 is given by the broadband SNR 40 in the said frequency bands 24c-24x.
  • the SNR 40 is then compared with a noise limit value 42, and if the SNR 40 exceeds the said noise limit value 42, it is concluded that the noise component in the relevant frequency bands 24c-24x is so high that the advantages of the sub-algorithm 32 in terms of improving the SNR 40 now outweigh its disadvantages in terms of sound quality (e.g. in terms of artifacts), and activation of the sub-algorithm 32 is therefore justified.
  • the sub-algorithm 32 is therefore applied to the signal components 26a-26z (i.e. at least potentially also to the signal components 26a-b, 26y-z of the frequency bands 24a-b, 24y-z, which are not part of the relevant subset 25).
  • the processed signal components 29a-29z which result from the signal processing 28 which, as a result of the described activation, also includes the sub-algorithm 32, are now combined at the synthesis filter bank 30 to form the output signal 18.
  • the sub-algorithm 32 which is activated by the described activation 34, can also use the second input signal 16 and thus be designed, for example, as directional microphones.
  • the activation criterion 34 can also use signal components of the second input signal 16 (not shown in each case).

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Abstract

Die Erfindung nennt ein Verfahren zum Betrieb eines Hörinstruments (1), welches wenigstens einen akusto-elektrischen ersten Eingangswandler (2) und einen elektro-akustischen Ausgangswandler (6) aufweist, wobei durch den ersten Eingangswandler (1) aus einem Umgebungsschall (12) ein erstes Eingangssignal (14) erzeugt wird, wobei das erste Eingangssignal (14) und/oder ein aus dem ersten Eingangssignal (14) abgeleitetes erstes Zwischensignal in eine Mehrzahl an Frequenzbändern (24a-z) zerlegt wird, und wobei aus dem ersten Eingangssignal (14) bzw. dem ersten Zwischensignal mittels einer frequenzselektiven Signalverarbeitung (28) ein Ausgangssignal (18) erzeugt wird. Hierbei ist vorgesehen, dass eine relevante Untermenge (25) von Frequenzbändern (24a-z) aus der besagten Mehrzahl (23) derart bestimmt wird, dass in jedem Frequenzband (24c-x) der relevanten Untermenge (25) ein aus dem Ausgangssignal (18) durch den Ausgangswandler (6) erzeugter Ausgangsschall (20) einen Beitrag liefert, welcher oberhalb einer vorgegebenen oder gewünschten Schwelle liegt, dass weiter anhand von Signalanteilen (26c-x) des ersten Eingangssignals (14) bzw. des ersten Zwischensignals nur in den Frequenzbändern (24c-x) der relevanten Untermenge (25) ein Aktivierungskriterium (34) für ein Aktivierung eines Teilalgorithmus (32) zur besagten Signalverarbeitung (28) überprüft wird, und dass besagter Teilalgorithmus (32) in Abhängigkeit des Aktivierungskriteriums (34) auf das erste Eingangssignal (14) bzw. das erste Zwischensignal angewandt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Hörinstruments, welches wenigstens einen akusto-elektrischen ersten Eingangswandler und einen elektro-akustischen Ausgangs-wandler aufweist, wobei durch den ersten Eingangswandler aus einem Umgebungsschall ein erstes Eingangssignal erzeugt wird, wobei das erste Eingangssignal und/oder ein aus dem ersten Eingangssignal abgeleitetes erstes Zwischensignal in eine Mehrzahl an Frequenzbändern zerlegt wird, und wobei aus dem ersten Eingangssignal bzw. dem ersten Zwischensignal mittels einer frequenzselektiven Signalverarbeitung ein Ausgangssignal erzeugt wird.
  • Als Hörinstrument wird allgemein ein elektronisches Gerät bezeichnet, dass das Hörvermögen einer das Hörinstrument tragenden Person (die nachfolgend als "Träger" oder "Benutzer" bezeichnet ist) unterstützt. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Hörinstrumente, die dazu eingerichtet sind, einen Hörverlust eines hörgeschädigten Nutzers ganz oder teilweise zu kompensieren. Ein solches Hörinstrument wird auch als "Hörgerät" bezeichnet. Daneben gibt es Hörinstrumente, die das Hörvermögen von normalhörenden Nutzern schützen oder verbessern, zum Beispiel in komplexen Hörsituationen ein verbessertes Sprachverständnis ermöglichen sollen, oder auch in Form von Kommunikationsgeräten (also etwa Headsets o.ä., ggf. mit Ohrstöpsel-förmigen Kopfhörern).
  • Hörinstrumente im Allgemeinen, und Hörgeräte im Speziellen, sind meist dazu ausgebildet, am Kopf und hier insbesondere ihn oder an einem Ohr des Benutzers getragen zu werden, insbesondere als Hinter-dem-Ohr-Geräte (nach dem englischen Begriff "behind the ear" auch als BTE-Geräte bezeichnet) oder In-dem-Ohr-Geräte (nach dem englischen Begriff "in the ear" auch als ITE-Geräte bezeichnet). Im Hinblick auf ihre interne Struktur weisen Hörinstrumente regelmäßig mindestens einen (akusto-elektrischen) Eingangswandler, eine Signalverarbeitungseinrichtung (Signalprozessor) und einen Ausgangswandler auf. Im Betrieb des Hörinstruments nimmt der oder jeder Eingangswandler einen Umgebungsschall auf und wandelt diesen Umgebungsschall in ein entsprechendes elektrisches Eingangssignal um. In der Signalverarbeitungseinrichtung wird das oder jedes Eingangssignal verarbeitet (d. h. hinsichtlich seiner Schallinformation modifiziert), um insbesondere das Hörvermögen des Nutzers zu unterstützen, also besonders bevorzugt um einen Hörverlust des Nutzers auszugleichen. Die Signalverarbeitungseinrichtung gibt ein entsprechend verarbeitetes Audiosignal als Ausgangssignal an den Ausgangswandler aus, welcher das Ausgangssignal in ein Ausgangsschallsignal umwandelt. Das Ausgangsschallsignal kann dabei in einem Luftschall bestehen, welcher in den Gehörgang des Nutzers abgegeben wird (ggf. über einen Schallschlauch, wie bei einem BTE-Gerät, oder durch entsprechende Positionierung des Hörinstruments im Gehörgang). Das Ausgangsschallsignal kann auch in den Schädelknochen des Nutzers abgegeben werden.
  • Viele Teilalgorithmen im Rahmen der besagten Signalverarbeitung, also bspw. eine Rauschunterdrückung oder eine Richtmikrofonie (letztere in Verbindung mit einem zweiten Eingangssignal des Hörinstrumentes) werden dabei abhängig von einem Aktivierungskriterium auf das erste Eingangssignal angewandt: Ist das Aktivierungskriterium erfüllt, welches für sich genommen wiederum die Überprüfung bestimmter Merkmale von Signalanteilen des ersten Eingangssignals beinhaltet, so wird der betreffende Teilalgorithmus entsprechend angewandt.
  • Hierbei wird oft versucht, die Signalverarbeitung im Rahmen der audiologischen Notwendigkeiten des Benutzers möglichst zurückhaltend einzusetzen. Dies ist insbesondere vor dem Hintergrund wichtig, da die Signalverarbeitung oftmals dazu führt, dass ein realistischer Höreindruck beeinträchtigt wird, z.B. beim räumlichen Hörvermögen, oder auch durch Artefakte, welche durch die Signalverarbeitung entstehen können.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Steuerung der Anwendung einer Signalverarbeitung auf ein Eingangssignal eines Hörinstruments zu verbessern.
  • Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb eines Hörinstruments, welches wenigstens einen akusto-elektrischen ersten Eingangswandler und einen elektro-akustischen Ausgangswandler aufweist, wobei durch den ersten Eingangswandler aus einem Umgebungsschall ein erstes Eingangssignal erzeugt wird, wobei das erste Eingangssignal und/oder ein aus dem ersten Eingangssignal abgeleitetes erstes Zwischensignal in eine Mehrzahl an Frequenzbändern zerlegt wird, und wobei aus dem ersten Eingangssignal bzw. dem ersten Zwischensignal mittels einer frequenzselektiven Signalverarbeitung ein Ausgangssignal erzeugt wird.
  • Verfahrensgemäß ist hierbei vorgesehen, dass eine relevante Untermenge von Frequenzbändern aus der besagten Mehrzahl derart bestimmt wird, dass in jedem Frequenzband der relevanten Untermenge ein aus dem Ausgangssignal durch den Ausgangswandler erzeugter Ausgangsschall einen Beitrag liefert, welcher oberhalb einer vorgegebenen und/oder gewünschten Schwelle liegt, dass weiter anhand von Signalanteilen des ersten Eingangssignals bzw. des ersten Zwischensignals nur in den Frequenzbändern der relevanten Untermenge ein Aktivierungskriterium für ein Aktivierung eines Teilalgorithmus zur besagten Signalverarbeitung überprüft wird, und dass besagter Teilalgorithmus in Abhängigkeit des Aktivierungskriteriums auf das erste Eingangssignal bzw. das erste Zwischensignal angewandt wird. Vorteilhafte und teils für sich gesehen erfinderische Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche und der nachfolgenden Beschreibung.
  • Das Hörinstrument kann, wie eingangs beschrieben, dazu eingerichtet sein, das Hörvermögen eines Benutzers zu unterstützen, und insbesondere als Hörgerät "im engeren Sinn" (also zur Versorgung einer Hörschwäche) ausgebildet sein.
  • Unter einem akusto-elektrischen Eingangswandler ist hierbei insbesondere jedwede Vorrichtung umfasst, welche 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. Im Betrieb des Hörinstruments nimmt der oder jeder Eingangswandler einen Umgebungsschall auf und wandelt diesen Umgebungsschall in ein entsprechendes elektrisches Eingangssignal um, dessen Strom- und/oder Spannungsschwankungen bevorzugt Informationen zu den in der Luft durch den Umgebungsschall hervorgerufenen Oszillationen des Luftdrucks tragen.
  • Als elektro-akustischer Ausgangswandler ist dabei jedwede Vorrichtung umfasst, welche dazu vorgesehen und eingerichtet ist, ein elektrisches Signal in ein entsprechendes Schallsignal umzuwandeln, wobei Spannungs- und/oder Stromschwankungen im elektrischen Signal in entsprechende Amplitudenschwankungen des Schallsignals umgesetzt werden, also insbesondere ein Lautsprecher, ein sog. Balanced Metal Case Receiver, aber auch ein Knochenleithörer
  • Der Begriff eines aus dem ersten Eingangssignal abgeleiteten ersten Zwischensignals umfasst dabei bevorzugt, dass die Signalanteile des ersten Eingangssignals unmittelbar in das erste Zwischensignal eingehen, und somit insbesondere das erste Eingangssignal nicht lediglich für eine Erzeugung von Steuerparametern o.ä. verwendet werden, welche auf Signalanteile anderer Signale angewandt werden.
  • Das erste Eingangssignal (oder besagtes erstes Zwischensignal) wird nun, bevorzugt mittels einer entsprechenden Analyse-Filterbank, in eine Mehrzahl an Frequenzbändern zerlegt, um die Signalanteile des ersten Eingangssignals (bzw. des ersten Zwischensignals) frequenzbandspezifisch zu verarbeiten, bevorzugt in Abhängigkeit der audiologischen Anforderungen des Benutzers. Mittels dieser frequenzselektiven Verarbeitung der Signalanteile des ersten Eingangssignals bzw. Zwischensignals wird nun ein Ausgangssignal erzeugt, welches durch den Ausgangswandler in einen Ausgangsschall umgewandelt wird, wobei bevorzugt die Spannungsschwankungen des Ausgangssignals in entsprechende Luftdruck-Oszillationen im Ausgangsschall umgesetzt werden.
  • Es wird nun also aus der Mehrzahl an Frequenzbändern, welche für die frequenzselektive Signalverarbeitung erzeugt wurde, eine relevante Untermenge bestimmt. Diese relevante Untermenge an Frequenzbändern zeichnet sich dadurch aus, dass die Beiträge, welche in diesen Frequenzbändern im Ausgangsschall vorliegen, der durch den Ausgangswandler aus dem Ausgangssignal erzeugt wird, oberhalb einer gewünschten oder vorgegebenen Schwelle liegen (also etwa einem Mindestpegel in dB o.ä.). Mit anderen Worten werden diejenigen Frequenzbänder als relevante Untermenge gewählt, in welchen die frequenzselektive Signalverarbeitung tatsächlich zu relevanten Beiträge im Ausgangsschall führt, da je nach Anpassung des Hörinstrumentes, oder aber auch nach dem jeweiligem Algorithmus in einer gegebenen Hörsituation, bestimmte Frequenzbänder, insbesondere an einem der Ränder (oder an beiden Rändern) des übertragenen Frequenzspektrums keinerlei nennenswerte (also insbesondere keine wahrnehmbare) Verstärkung wiederfahren.
  • Das Ermitteln der relevanten Untermenge kann dabei insbesondere statisch in Abhängigkeit einer Kenntnis der Signalverstärkungen in den einzelnen Frequenzbändern erfolgen. Bevorzugt wird für das Bestimmen der relevanten Untermenge eine Anpassungsformel einer frequenzbandweisen Anpassung des Hörinstrumentes herangezogen. Insbesondere kann bei einer "offenen Anpassung" bei einem Hörinstrument mit einem großen Ventilationskanal ("Vent"), welche etwa zur Vermeidung von Okklusion im Gehäuse des Hörinstruments vorgesehen sein kann, und den vom Hörinstrument verschlossenen Bereich des Gehörgangs mit dem freien Außenbereich verbindet, die Signalverstärkung niedriger Frequenzbänder von 0 Hz bis zu 500 Hz, bevorzugt bis zu 1000 Hz, besonders bevorzugt bis zu 1500 Hz ausgesetzt oder weitgehend ausgesetzt sein (also etwa gegenüber den am stärksten verstärkten Bändern etwa grundsätzlich bevorzugt mindestens 10 dB, besonders bevorzugt mindestens 20 dB geringer ausfallen).
  • Die relevante Untermenge an Frequenzbändern wird nun dazu verwendet, ein Aktivierungskriterium für ein Aktivierung eines Teilalgorithmus zur besagten Signalverarbeitung nur bzw. höchstens in den Frequenzbändern der relevanten Untermenge zu überprüfen, und insbesondere keine solche Überprüfung in denjenigen Frequenzbändern durchzuführen, welche nicht der relevanten Untermenge angehören. Der Teilalgorithmus wird dann in Abhängigkeit des Aktivierungskriteriums auf das erste Eingangssignal bzw. das von diesem abgeleitete, erste Zwischensignal angewandt.
  • Hierdurch kann also verhindert werden, dass ein Teilalgorithmus der Signalverarbeitung, welcher bevorzugt eine frequenzbandweise Verstärkung, und/oder eine frequenzbandweise Kompression, und/oder eine Rauschunterdrückung umfasst, anhand von solchen Schallereignissen dynamisch aktiviert wird, welche letztendlich keinen Beitrag zum vom Hörinstrument erzeugten Ausgangsschall liefern.
  • Liegt beispielsweise außerhalb der relevanten Frequenzbänder (d.h., der Frequenzbänder der relevanten Untermenge) ein erhebliches Störgeräusch vor (etwa ein niederfrequentes Brummen), welches durch das Hörinstrument also gar nicht weiter (oder nicht in hörbarem Umfang) übertragen wird, so wird ein Algorithmus einer Rauschunterdrückung durch das beschriebene Verfahren auch nicht aktiviert, da dieser das Brummen angesichts der fehlenden Signalverstärkung im Frequenzbereich des Brummens nicht oder nicht zufriedenstellend korrigieren könnte, jedoch möglicherweise mit anderen Problemen (wie etwa Artefakten) einherginge, welche nun so vermieden werden. Erst wenn etwa ein solches Störgeräusch in den Frequenzbändern der relevanten Untermenge liegt (und also auch hinreichend durch das Hörinstrument übertragen wird, und dadurch erst nennenswert korrigierbar wird), wird bevorzugt ein Teilalgorithmus für eine entsprechende Rauschunterdrückung aktiviert.
  • Bevorzugt kann für das Bestimmen der relevanten Untermenge frequenzbandweise alternativ oder zusätzlich ein Verstärkungswert von Signalbeiträgen des ersten Eingangssignals bzw. des ersten Zwischensignals im jeweiligen Frequenzband ermittelt werden. Die relevante Untermenge wird dann bevorzugt von denjenigen Frequenzbändern gebildet, für welche der Verstärkungswert einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, welcher in bevorzugt in Abhängigkeit von der besagten Schwelle für den Beitrag im Ausgangsschall zu wählen ist.
  • Vorteilhafterweise wird hierfür zum Bestimmen des Verstärkungswertes frequenzbandweise das erste Eingangssignal mit dem Ausgangssignal verglichen, und/oder eine entlang eines Signalpfades vom ersten Eingangswandler zum Ausgangswandler angewandte Signalverstärkung nachverfolgt, wobei also der Verstärkungswert mit einem von der besagten Schwelle abhängigen ersten Grenzwert verglichen wird. Mit anderen Worten wird hierbei also verfolgt, welche Signalverstärkung entlang des gesamten Signalpfades vom ersten Eingangswandler zum Ausgangswandler für jedes Frequenzband "aufläuft", und diese kumulierte Signalverstärkung sämtlicher Teilalgorithmen der Signalverarbeitung im Frequenzband mit dem ersten Grenzwert verglichen, welcher auf der Ebene der Signalverstärkung den relevanten Beitrag im Ausgangsschall repräsentiert.
  • Zweckmäßigerweise wird für das Bestimmen der relevanten Untermenge eine von einem Benutzer getroffene Einstellung einer Signalverstärkung berücksichtigt. Dies kann insbesondere derart erfolgen, dass eine entlang des gesamten Signalpfades aufgelaufene Signalverstärkung instantan um den Wert einer vom Benutzer getroffenen Einstellung korrigiert wird.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird zum Überprüfen des Aktivierungskriteriums aus den Signalanteilen des ersten Eingangssignals bzw. des ersten Zwischensignals in den Frequenzbändern der relevanten Untermenge eine Kenngröße ermittelt, welche Aufschluss über einen Rauschanteil in besagten Frequenzbändern liefert. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass über die Kenngröße eine Abschätzung für den Rauschanteil in den "relevanten" Frequenzbändern der relevanten Untermenge getroffen wird. Günstigerweise wird hierbei die besagte Kenngröße mit einem Rausch-Grenzwert verglichen, welcher einer Obergrenze für einen zulässigen Rauschanteil in besagten Frequenzbändern entspricht, wobei das Aktivierungskriterium für die Aktivierung des Teilalgorithmus als erfüllt gilt, wenn der Rausch-Grenzwert überschritten wird.
  • Insbesondere kann im Fall, dass auf einen hohen Rauschanteil in den relevanten Frequenzbändern geschlossen wird, anhand der Kenngröße ein Teilalgorithmus für eine Rauschunterdrückung aktiviert werden. Bevorzugt wird dabei als Kenngröße ein Signal-zu-Rausch-Verhältnis ("Signal-to-Noise Ratio", SNR) der Signalanteile in den Frequenzbändern der relevanten Untermenge ermittelt. Dies kann über Abschätzungen eines Rauschanteils und ggf. eines Nutzsignalanteils erfolgen, welche etwa aus dem mittelfristigen (z.B. über mehrere Frames oder mehrere zehn Frames hinweg) statistischen Verhalten der jeweiligen Signalanteile ermittelt werden können.
  • In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung wird durch einen akusto-elektrischen zweiten Eingangswandler des Hörinstrumentes aus dem Umgebungsschall ein zweites Eingangssignal erzeugt, wobei das Ausgangssignal zusätzlich aus einer frequenzselektiven Signalverarbeitung des zweiten Eingangssignals erzeugt wird, und wobei der Teilalgorithmus eine Richtmikrofonie des ersten Eingangssignals bzw. des ersten Zwischensignals und des zweiten Eingangssignals und/oder eines vom zweiten Eingangssignal abgeleiteten zweiten Zwischensignals umfasst. Insbesondere umfasst dies, dass das Aktivierungskriterium dazu genutzt wird, eine direktionale Rauschunterdrückung zu aktivieren. Viele Hörinstrumente, insbesondere Hörgeräte zur Versorgung einer Hörschwäche, weisen oftmals mehr als einen Eingangswandler auf, um eine direktionale Signalverarbeitung zu ermöglichen. In der genannten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird diese direktionale Signalverarbeitung in beschriebener Weise abhängig vom Aktivierungskriterium in den relevanten Frequenzbändern aktiviert.
  • Bevorzugt wird hierbei das Aktivierungskriterium auch anhand von Signalanteilen des zweiten Eingangssignals bzw. des zweiten Zwischensignals nur in den Frequenzbändern der relevanten Untermenge überprüft. Dies umfasst insbesondere, dass etwa aus dem ersten und zweiten Eingangssignal ein vorläufiges Richtsignal gebildet wird, dessen Signalanteile in den relevanten Frequenzbändern auf das Aktivierungskriterium hin überprüft werden können. Ist das Aktivierungskriterium erfüllt (also wird auf die Aktivierung des Teilalgorithmus entschieden), so kann bei einer Richtmikrofonie als zu aktivierender Teilalgorithmus das Richtsignal direkt zum Ausgangssignal weiterverarbeitet werden.
  • Die Erfindung nennt weiter ein Hörinstrument, umfassend wenigstens einen akusto-elektrischen ersten Eingangswandler, einen elektro-akustischen Ausgangswandler, und eine Signalverarbeitungseinrichtung, wobei das Hörinstrument zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.
  • Das erfindungsgemäße Hörinstrument teilt die Vorzüge des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die für das Verfahren und für seine Weiterbildungen angegebenen Vorteile können dabei sinngemäß auf das Hörinstrument übertragen werden.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen jeweils schematisch:
    • Fig. 1
    in einem Blockschaltbild ein Hörinstrument mit einer frequenzbandweisen Signalverarbeitung,
    Fig. 2
    in einem Blockschaltbild eine frequenzselektive Aktivierung eines Teilalgorithmus der Signalverarbeitung nach Fig. 1.
  • 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 einen akusto-elektrischen ersten Eingangswandler 2 und einen akusto-elektrischen zweiten Eingangswandler 4 sowie einen elektro-akustischen Ausgangswandler 6 und eine Signalverarbeitungseinrichtung 8 aufweist. Der erste Eingangswandler 2 und der zweite Eingangswandler 4 sind vorliegend als ein erstes bzw. zweites Mikrofon 3, 5 ausgestaltet. Der Ausgangswandler 6 ist als ein Lautsprecher 7 ausgestaltet. Die Signalverarbeitungseinrichtung 8 umfasst wenigstens einen Signalprozessor 9 (gestrichelt eingezeichnet). Das Hörinstrument 1 ist vorliegend als ein Hörgerät 10 ausgebildet, welches dazu eingerichtet ist, eine Hörschwäche eines nicht näher dargestellten Benutzers zu versorgen, also wenigstens teilweise zu kompensieren bzw. zu korrigieren.
  • Zu diesem Zweck wird aus einem Umgebungsschall 12 durch das erste Mikrofon 3 ein erstes Eingangssignal 14 erzeugt, und durch das zweite Mikrofon 5 ein zweites Eingangssignal 16. Das erste Eingangssignal 14 und das zweite Eingangssignal 16 werden in der Signalverarbeitungseinheit 8 zusammen zu einem Ausgangssignal 18 weiterverarbeitet, und dabei insbesondere frequenzbandspezifisch verstärkt. Das Ausgangssignal 18 wird durch den Lautsprecher 7 in einen Ausgangsschall 20 umgewandelt, welcher in einen Gehörgang (nicht dargestellt) des Benutzers abgegeben bzw. geführt wird. In einem Gehäuse 11 des Hörgerätes 10 ist zudem ein Ventilationskanal 13 (sog. "Vent"; gestrichelt eingezeichnet) eingebracht. Dieser soll angesichts des weitgehenden Verschlusses des Gehörgangs durch das Gehäuse 11 für einen besseren Druckausgleich sorgen.
  • Die in der Signalverarbeitungseinrichtung 8 erfolgende Signalverarbeitung des ersten und des zweiten Eingangssignals 14, 16 zum Ausgangssignal 18 wird hierbei einerseits, wie bereits erwähnt, in Abhängigkeit der audiologischen Anforderungen des Benutzers durchgeführt, sodass z.B. wichtige Frequenzbänder, in welchen ein Hörverlust des Benutzers besonders ausgeprägt ist, im Allgemeinen meist mehr verstärkt werden als diejenigen Frequenzbereiche, in welchen der Hörverlust nur gering ist. Andererseits finden dabei konkrete Teilalgorithmen der Signalverarbeitung wie z.B. Rauschunterdrückung oder auch Richtmikrofonie, also die Bildung eines Richtsignals aus dem ersten und dem zweiten Eingangssignal 14, 16, ihre Anwendung in einer noch zu beschreibenden Abhängigkeit von konkreten akustischen Merkmalen im Umgebungsschall 12. Dies bedeutet insbesondere, dass ein betreffender Teilalgorithmus nur dann angewandt wird, wenn die für die Anwendung als erforderlich erachteten Merkmale im Umgebungsschall 12 in ausreichendem Maße vorliegen.
  • Dieser Zusammenhang zwischen den Merkmalen des Umgebungsschalls 12 und der Anwendung eines Teilalgorithmus der Signalverarbeitung in der Signalverarbeitungseinrichtung 8 wird nun anhand von Figur 2 verdeutlicht. In Figur 2 ist schematisch in einem Blockdiagramm ein Verfahren dargestellt, anhand dessen eine Anwendung eines Teilalgorithmus in der Signalverarbeitung des Hörgerätes 10 nach Figur 1 gesteuert wird. Hierbei sei angemerkt, dass das Hörgerät 10 vorliegend durch ein sog. ITE-Gerät ("In The Ear") gegeben ist. Es könnte jedoch ebenso gut als ein BTE-Gerät ("Behind The Ear"), ein CIC-Gerät ("Completely In the Canal") oder ein RIC-Gerät ("Receiver In the Canal") ausgebildet sein.
  • Das vom erste Mikrofon 3 erzeugte erste Eingangssignal 14 wird in der Signalverarbeitungseinrichtung 8 durch eine erste Analysefilterbank 22 in eine Mehrzahl 23 an Frequenzbändern 24a-z zerlegt. Entsprechende Signalanteile 26a-z des ersten Eingangssignals 14 werden in der Signalverarbeitungseinrichtung 8 nun einer Analyse 27 unterzogen und abhängig von der Analyse 27 der jeweils vorgesehenen Signalverarbeitung 28 unterworfen. Die Signalanteile 26a-z werden dabei u.a. frequenzabhängig durch die Anwendung entsprechender Verstärkungsfaktoren Ga-Gz verstärkt, und überdies auch frequenzbandabhängig komprimiert (d.h., die Verstärkungsfaktoren Ga-Gz werden in Abhängigkeit der Dynamik der Signalanteile 26a-z nahezu instantan angepasst). Die aus der Signalverarbeitung 28 resultierenden verarbeiteten Signalanteile 29a-z werden durch eine erste Synthesefilterbank 30 zum Ausgangssignal 18 zusammengefasst.
  • In der Signalverarbeitung 28 kommt dabei insbesondere ein Teilalgorithmus 32 zum Einsatz, welcher z.B. gegeben sein kann durch die bereits beschriebene, frequenzbandabhängige Verstärkung mittels der Verstärkungsfaktoren Ga-Gz, einer Rauschunterdrückung, oder auch einer Richtmikrofonie mit Signalanteilen des zweiten Eingangssignals 16, wobei diese Richtmikrofonie auch als direktionale Rauschunterdrückung eingesetzt sein kann. Der Teilalgorithmus 32 soll dabei jedoch in Abhängigkeit der im ersten Eingangssignal 14 enthaltenen akustischen Situation nur in jenen Situationen, insbesondere Hörsituationen, eingesetzt werden, in welchen durch seine Anwendung auf die entsprechenden Signalanteile 26a-z eine Verbesserung des Hörvermögens bzw. -empfindens für den Benutzer des Hörgerätes 10 zu erwarten ist.
  • Dies bedeute insbesondere, dass z.B. eine Rauschunterdrückung nicht permanent angewandt wird, da Algorithmen zur Rauschunterdrückung bspw. unerwünschte Artefakte im Ausgangssignal erzeugen können, sondern lediglich dann, wenn dies angesichts der akustischen Information, welche im ersten Eingangssignal 14 über die Umgebungssituation enthalten ist, als sinnvoll erscheint (also eine lärmige Umgebung reich an Störgeräuschen angenommen bzw. erkannt wird). Ebenfalls wird etwa eine direktionale Verarbeitung des ersten und des zweiten Eingangssignals 14, 16 zur Bildung eines Richtsignals bzw. eine Verstärkung einer Richtwirkung eines solchen Richtsignals nur dann angewandt, wenn dies angesichts der akustischen Analyse des ersten (und ggf. zweiten) Eingangssignals 14 (bzw. 16) als sinnvoll erscheint, da Richtmikrofonie grundsätzlich dazu geeignet ist, das räumliche Hörempfinden zu stören, sodass etwa Schallquellen ggf. nicht mehr korrekt lokalisiert werden könnten.
  • Aus diesem Grund wird in noch zu beschreibender Weise für eine Anwendung des Teilalgorithmus 32 der Signalverarbeitung 28 ein Aktivierungskriterium 34 überprüft, welches sicherstellen soll, dass in der jeweils vorliegenden Umgebungssituation mit ihren akustischen Begebenheiten die Anwendung des Teilalgorithmus 32 für den Benutzer, auch und insbesondere in Anbetracht seiner individuellen audiologischen Anforderungen, die Vorteile der Anwendung mögliche Nachteile (wie etwa die oben erwähnten) überwiegen.
  • Hierbei ist es jedoch so, dass in bestimmten der Frequenzbänder 24a-z die Signalverarbeitung derart ist, dass diese im Ausgangssignal 18 keine nennenswerten Beiträge liefern. Dies kann z.B. daran liegen, dass für einen besonders großen Ventilationskanal 13 ein hoher Anteil an Direktschall in niederen Frequenzbändern durch den besagten Ventilationskanal 13 in den Gehörgang (und somit zum Trommelfell) gelangt, und sich somit der besagte Direktschall mit verstärkten Signalanteilen in den niederen Frequenzbändern überlagern und dadurch unter Umständen möglicherweise zu unerwünschten Kammfiltereffekten führen könnte. Auch erfolgt oftmals oberhalb von 8 kHz oder 10 kHz keine nennenswerte Verstärkung der betreffenden Signalbeiträge, da die betreffenden Frequenzbänder für die Sprachverständlichkeit i.Allg. keine Relevanz mehr besitzen.
  • Somit könnte das Aktivierungskriterium 34 ggf. Signalanteile 26a-z des ersten Eingangssignals 14 bewerten, deren Entsprechungen im Ausgangsschall 20 keinen nennenswerten (also insbesondere keinen für den Benutzer ohne Aufwand wahrnehmbaren) Beitrag zu einem Gesamtschall (nicht dargestellt) liefern, welcher das Trommelfell (nicht dargestellt) erreicht. Der Gesamtschall umfasst dabei insbesondere zusätzlich zum Ausgangsschall 20 auch einen Anteil an Direktschall, welcher durch den Ventilationskanal 13 in den Gehörgang gelangt. Hierdurch könnte ggf. eine Verschlechterung der Klangqualität oder des räumlichen Hörempfindens infolge der Anwendung des Teilalgorithmus 32 auf die Signalanteile 26a-z des ersten Eingangssignals 14 bewirkt werden, obwohl der Teilalgorithmus 32 in bestimmten Fällen lediglich infolge von solchen Signalanteilen 26a-z angewandt wird, deren Beiträge im Ausgangsschall 20 gar nicht zu hören sind.
  • Um dies zu verhindern, wird aus den Frequenzbändern 24a-z der besagten Mehrzahl 23 eine relevante Untermenge 25 an Frequenzbändern 24b-x bestimmt, welche in relevantem Ausmaß zum Ausgangsschall 20 beitragen. Dies kann beispielsweise statisch anhand einer Anpassungsformel des Hörgerätes 10 erfolgen, welche einen Aufschluss darüber gibt, welche Ziel-Verstärkungswerte bevorzugt für bestimmte frequenzbandweise Eingangspegel zu erreichen sind, und welche insofern auch eine Information über diejenigen der Frequenzbänder 24a-z liefert, die infolge der Anpassung grundsätzlich keinen nennenswerten Beitrag zum Ausgangsschall 20 leisten werden.
  • Insbesondere können anhand der Anpassungsformel auch frequenzbandweise Basis-Verstärkungswerte für jeweilige Pegelwerte im betreffenden Frequenzband vorgegeben sein, sodass die besagte relevante Untermenge 25 (der für den Ausgangsschall 20 "relevanten Frequenzbänder") in Kenntnis solcher Basis-Verstärkungswerte anhand der Signalanteile 26a-z (z.B. aus deren jeweiligen Signalpegeln) in den einzelnen Frequenzbändern 24a-z ermittelt werden kann. Überdies kann auch eine Benutzereingabe (nicht dargestellt) die Verstärkungsfaktoren Ga-Gz frequenzselektiv oder breitbandig verändern, sodass in einer konkreten Situation (also für eine gegebene Menge an Signalanteilen 26a-z) eine Veränderung der Signalpegel und somit der jeweiligen Beiträge zum Ausgangsschall 20 mit dieser Benutzereingabe einhergeht (bezogen auf den Zustand vor der Benutzereingabe).
  • Eine effiziente Weise, dies alles zu berücksichtigen und die relevante Untermenge 25 der "relevanten Frequenzbänder" zu ermitteln ist, dass für jedes Frequenzband 24a-z die gesamte Signalverstärkung entlang eines Signalpfades vom ersten Mikrofon 3 (ggf. inklusive dessen Eingangs-Kennlinie und Vorverstärkung) bis hin zum Lautsprecher 7 (ggf. inklusive dessen Ausgangs-Kennlinie) verfolgt, und hierdurch in jedem Frequenzband einen Verstärkungswert Ga`-Gz` ermittelt, welcher also die gesamte Signalverstärkung entlang des beschriebenen Signalpfads wiedergibt. Der Verstärkungswert Ga`-Gz umfasst dabei den jeweiligen Verstärkungsfaktor Ga-Gz aus dem Teilalgorithmus 32, und ggf. noch weitere Verstärkungsfaktoren anderer Teilalgorithmen (nicht dargestellt) der Signalverarbeitung 28 (sowie ggf. die o.g. Kennlinien). Bevorzugt erfolgt hierbei für die Bildung der Verstärkungswerte Ga`-Gz` eine zeitliche Glättung der (instantanen) Verstärkungsfaktoren Ga-Gz (und ggf. weiterer Verstärkungsfaktoren aus anderen Teilalgorithmen), um eine Abhängigkeit der "relevanten Frequenzbänder (also der relevanten Untermenge 25) von Pegelspitzen zu vermeiden.
  • Die Verstärkungswerte Ga`-Gz`, welche in beschriebenem Ausmaß von der Anpassungsformel und ggf. einer Benutzereingabe beeinflusst sind und weiter durch die im betreffenden Moment vorliegenden Signalanteile 26a-z, werden nun mit einem ersten Grenzwert 36 verglichen. Bei einem Überschreiten des ersten Grenzwertes 36 durch den jeweiligen Verstärkungswert Ga`-Gz` wird das zugehörige Frequenzband 24a-z der relevanten Untermenge 25 zugeordnet, andernfalls nicht. Der erste Grenzwert 36 ist dabei bevorzugt so zu wählen, dass eine Signalverstärkung mit dem entsprechenden Verstärkungswert zu einem Beitrag im Ausgangsschall führt, welcher oberhalb einer gewünschten, bevorzugt vom Umgebungsschall und/oder dem am Trommelfell ankommenden Direktschall abhängigen Schwelle liegt.
  • Im vorliegenden Fall werden die Frequenzbänder 24c-24x als die relevante Untermenge 25 ermittelt, d.h., die Frequenzbänder 24a-b und 24y-z liefern keine relevanten Beiträge zum Ausgangsschall 20 (im Verhältnis zum Umgebungsschall bzw. zum Direktschall am Trommelfell).
  • Über die Frequenzbänder 24c-24x der relevanten Menge 25 wird nun für das Aktivierungskriterium 34 aus den jeweiligen Signalanteilen 26c-26x eine Kenngröße 38 ermittelt, welche Aufschluss über einen Rauschanteil (insbesondere in den besagten Frequenzbändern 24c-24x bzw. in deren Gesamtheit) liefert. Die Kenngröße 38 ist hierbei gegeben durch das breitbandige SNR 40 in den besagten Frequenzbändern 24c-24x.
  • Das SNR 40 wird anschließend verglichen mit einem Rausch-Grenzwert 42, und im Falle einer Überschreitung des besagten Rausch-Grenzwertes 42 durch das SNR 40 wird darauf geschlossen, dass der Rauschanteil in den relevanten Frequenzbändern 24c-24x so hoch ist, dass die Vorteile des Teilalgorithmus 32 hinsichtlich der Verbesserung des SNR 40 nun seine Nachteile bei der Klangqualität (z.B. hinsichtlich Artefakten) überwiegt, und eine Aktivierung des Teilalgorithmus 32 daher gerechtfertigt ist. Der Teilalgorithmus 32 wird daher angewandt auf die Signalanteile 26a-26z (also zumindest potentiell auch auf die Signalanteile 26a-b, 26y-z der Frequenzbänder 24a-b, 24y-z, welche nicht Teil der relevante Untermenge 25 sind).
  • Die verarbeiteten Signalanteile 29a-29z, welche aus der infolge der beschriebenen Aktivierung auch den Teilalgorithmus 32 umfassenden Signalverarbeitung 28 hervorgehen, werden nun an der Synthesefilterbank 30 zum Ausgangssignal 18 zusammengefasst.
  • Insbesondere kann der Teilalgorithmus 32, welcher durch die beschriebene Aktivierung 34 aktiviert wird, auch das zweite Eingangssignal 16, und somit bspw. als Richtmikrofonie ausgestaltet sein. Insbesondere kann das Aktivierungskriterium 34 auch Signalanteile des zweiten Eingangssignals 16 heranziehen (jeweils nicht dargestellt).
  • 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
    erster Eingangswandler
    3
    erstes Mikrofon
    4
    zweiter Eingangswandler
    5
    zweites Mikrofon
    6
    Ausgangswandler
    7
    Lautsprecher
    8
    Signalverarbeitungseinrichtung
    9
    Signalprozessor
    10
    Hörgerät
    11
    Gehäuse
    12
    Umgebungsschall
    13
    Ventilationskanal
    14
    erstes Eingangssignal
    16
    zweites Eingangssignal
    18
    Ausgangssignal
    20
    Ausgangsschall
    22
    erste Analysefilterbank
    23
    Mehrzahl (an Frequenzbändern)
    24a-z
    Frequenzbänder
    25
    relevante Untermenge (der Mehrzahl an Frequenzbändern)
    26a-z
    Signalanteile
    27
    Analyse
    28
    Signalverarbeitung
    29a-z
    verarbeitete Signalanteile
    30
    erste Synthesefilterbank
    32
    Teilalgorithmus
    34
    Aktivierungskriterium
    36
    erster Grenzwert
    38
    Kenngröße
    40
    SNR
    42
    Rausch-Grenzwert
    Ga-Gz
    Verstärkungsfaktor
    Ga`-Gz`
    Verstärkungswert

Claims (12)

  1. Verfahren zum Betrieb eines Hörinstruments (1), welches wenigstens einen akusto-elektrischen ersten Eingangswandler (2) und einen elektro-akustischen Ausgangswandler (6) aufweist,
    - wobei durch den ersten Eingangswandler (1) aus einem Umgebungsschall (12) ein erstes Eingangssignal (14) erzeugt wird,
    - wobei das erste Eingangssignal (14) und/oder ein aus dem ersten Eingangssignal (14) abgeleitetes erstes Zwischensignal in eine Mehrzahl an Frequenzbändern (24a-z) zerlegt wird,
    - wobei aus dem ersten Eingangssignal (14) bzw. dem ersten Zwischensignal mittels einer frequenzselektiven Signalverarbeitung (28) ein Ausgangssignal (18) erzeugt wird,
    - wobei eine relevante Untermenge (25) von Frequenzbändern (24a-z) aus der besagten Mehrzahl (23) derart bestimmt wird, dass in jedem Frequenzband (24c-x) der relevanten Untermenge (25) ein aus dem Ausgangssignal (18) durch den Ausgangswandler (6) erzeugter Ausgangsschall (20) einen Beitrag liefert, welcher oberhalb einer vorgegebenen oder gewünschten Schwelle liegt,
    - wobei anhand von Signalanteilen (26c-x) des ersten Eingangssignals (14) bzw. des ersten Zwischensignals nur in den Frequenzbändern (24c-x) der relevanten Untermenge (25) ein Aktivierungskriterium (34) für ein Aktivierung eines Teilalgorithmus (32) zur besagten Signalverarbeitung (28) überprüft wird, und
    - wobei besagter Teilalgorithmus (32) in Abhängigkeit des Aktivierungskriteriums (34) auf das erste Eingangssignal (14) bzw. das erste Zwischensignal angewandt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    wobei für das Bestimmen der relevanten Untermenge (25) eine Anpassungsformel einer frequenzbandweisen Anpassung des Hörinstrumentes (1) herangezogen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
    wobei für das Bestimmen der relevanten Untermenge (25) frequenzbandweise ein Verstärkungswert (Ga`-Gz`) von Signalbeiträgen (26a-z) des ersten Eingangssignals (14) bzw. des ersten Zwischensignals im jeweiligen Frequenzband (24a-z) herangezogen wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    wobei zum Bestimmen des Verstärkungswertes (Ga`-Gz`) frequenzbandweise das erste Eingangssignal (14) mit dem Ausgangssignal (18) verglichen wird, und/oder eine entlang eines Signalpfades vom ersten Eingangswandler (2) zum Ausgangwandler (6) angewandte Signalverstärkung nachverfolgt wird, und
    wobei der Verstärkungswert (Ga`-Gz`) mit einem von der besagten Schwelle abhängigen ersten Grenzwert (36) verglichen wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche wobei für das Bestimmen der relevanten Untermenge (25) eine von einem Benutzer des Hörinstrumentes (1) getroffene Einstellung einer Signalverstärkung berücksichtigt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei zum Überprüfen des Aktivierungskriteriums (34) aus den Signalanteilen (26c-x) des ersten Eingangssignals (14) bzw. des ersten Zwischensignals in den Frequenzbändern (24c-x) der relevanten Untermenge (25) eine Kenngröße (38) ermittelt wird, welche Aufschluss über einen Rauschanteil in besagten Frequenzbändern (24c-x) liefert.
  7. Verfahren nach Anspruch 6,
    wobei als Kenngröße (38) ein Signal-zu-Rausch-Verhältnis (40) der Signalanteile (26c-x) in den Frequenzbändern (24c-x) der relevanten Untermenge (25) ermittelt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder Anspruch 7,
    wobei die besagte Kenngröße (38) mit einem Rausch-Grenzwert (42) verglichen wird, welcher einer Obergrenze für einen zulässigen Rauschanteil entspricht, und wobei das Aktivierungskriterium (34) für die Aktivierung des Teilalgorithmus (32) als erfüllt gilt, wenn der Rausch-Grenzwert (42) überschritten wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei durch einen akusto-elektrischen zweiten Eingangswandler (4) des Hörinstrumentes (1) aus dem Umgebungsschall (12) ein zweites Eingangssignal (16) erzeugt wird,
    wobei das Ausgangssignal (18) zusätzlich aus einer frequenzselektiven Signalverarbeitung des zweiten Eingangssignals (16) erzeugt wird, und
    wobei der Teilalgorithmus (32) eine Richtmikrofonie des ersten Eingangssignals (14) bzw. des ersten Zwischensignals und des zweiten Eingangssignals (16) und/oder eines vom zweiten Eingangssignal (16) abgeleiteten zweiten Zwischensignals umfasst.
  10. Verfahren nach Anspruch 9,
    wobei das Aktivierungskriterium (34) auch anhand von Signalanteilen des zweiten Eingangssignals (16) bzw. des zweiten Zwischensignals nur in den Frequenzbändern (24c-x) der relevanten Untermenge (25) überprüft wird.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei der Teilalgorithmus (32)
    - eine frequenzbandweise Verstärkung, und/oder
    - eine frequenzbandweise Kompression, und/oder
    - eine Rauschunterdrückung
    umfasst.
  12. Hörinstrument (1), umfassend wenigstens einen akusto-elektrischen ersten Eingangswandler (2), einen elektro-akustischen Ausgangswandler (6), und eine Signalverarbeitungseinrichtung (8),
    wobei das Hörinstrument (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.
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