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WO2009016012A1 - Hörvorrichtung gesteuert durch ein perzeptives modell und entsprechendes verfahren - Google Patents

Hörvorrichtung gesteuert durch ein perzeptives modell und entsprechendes verfahren Download PDF

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Publication number
WO2009016012A1
WO2009016012A1 PCT/EP2008/058960 EP2008058960W WO2009016012A1 WO 2009016012 A1 WO2009016012 A1 WO 2009016012A1 EP 2008058960 W EP2008058960 W EP 2008058960W WO 2009016012 A1 WO2009016012 A1 WO 2009016012A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
hearing
signal
psychoacoustic
processing
signal processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2008/058960
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Fröhlich
Matthias Latzel
Henning Puder
Andre Steinbuss
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
Siemens Medical Instruments Pte Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=39816812&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=WO2009016012(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Siemens Medical Instruments Pte Ltd filed Critical Siemens Medical Instruments Pte Ltd
Priority to EP08786017.7A priority Critical patent/EP2070384B1/de
Priority to DK08786017.7T priority patent/DK2070384T3/da
Priority to US12/516,861 priority patent/US20100098276A1/en
Publication of WO2009016012A1 publication Critical patent/WO2009016012A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
    • H04R25/70—Adaptation of deaf aid to hearing loss, e.g. initial electronic fitting

Definitions

  • the present invention relates to a hearing device with a signal processing device for processing an input signal to an output signal and a modeling device in which a perceptive model is implemented in order to generate a psychoacoustic value for driving the signal processing device. Moreover, the present invention relates to a corresponding method for operating a hearing device.
  • the term hearing device is understood here in particular to be worn on the ear device, such as a hearing aid, a headset, headphones and the like.
  • Hearing aids are portable hearing aids that are used to care for the hearing impaired.
  • different types of hearing aids such as behind-the-ear hearing aids (BTE), behind-the-ear hearing aids with external handset (RIC: RECEIVER IN THE CANAL) and in-the-ear hearing aids ( IdO), eg Concha hearing aids or canal hearing aids (ITE, CIC) are also provided.
  • BTE behind-the-ear hearing aids
  • RIC behind-the-ear hearing aids with external handset
  • IdO in-the-ear hearing aids
  • ITE Concha hearing aids or canal hearing aids
  • CIC Canal hearing aids
  • the hearing aids listed by way of example are worn on the outer ear or in the ear canal.
  • bone conduction hearing aids, implantable or vibrotactile hearing aids are also available on the market. The stimulation of the damaged hearing takes place either mechanically or electrically.
  • Hearing aids have in principle as essential components an input transducer, an amplifier and an output transducer.
  • the input transducer is usually a sound receiver, z. As a microphone, and / or an electromagnetic receiver, for. B. an induction coil.
  • the output transducer is usually used as an electroacoustic transducer, z. As miniature speaker, or as an electromechanical transducer, z. B. Kno- chen effets Anlagener, realized.
  • the amplifier is usually integrated in a signal processing unit. This basic structure is shown in FIG. 1 using the example of a behind-the-ear hearing device. In a hearing aid housing 1 for carrying behind the ear, one or more microphones 2 for receiving the sound from the environment are installed.
  • a signal processing unit 3 which is also integrated in the hearing aid housing 1, processes the microphone signals and amplifies them.
  • the output signal of the signal processing unit 3 is transmitted to a loudspeaker or earpiece 4, which outputs an acoustic signal.
  • the sound is optionally transmitted via a sound tube, which is fixed with an earmold in the ear canal, to the eardrum of the device carrier.
  • the power supply of the hearing device and in particular of the signal processing unit 3 is carried out by a likewise integrated into the hearing aid housing 1 battery. 5
  • the nature of the hearing aid supply provides a pre-setting of the hearing system to be adapted on the basis of hearing loss.
  • the further course of the hearing aid adaptation is characterized by fine adjustment steps based on the reports of the hearing aid wearer.
  • the hearing care professional attempts to transfer the subjective hearing impressions of the hearing impaired to technical parameters of the hearing system.
  • hearing devices or hearing systems are used so far with a variety of measures.
  • potentiometers on hearing systems are used, with which the hearing-impaired person has the opportunity to adjust a psycho-acoustic dimension (loudness) independently of the situation.
  • multi-memory devices which give the hearing aid wearer the possibility, depending on the acoustic situation, of an alternative configuration of the hearing aid. System to load.
  • classifiers which classify the acoustic environment and automatically adapt the parameterization of the hearing system based on a logic dictated by the manufacturer.
  • learning hearing aids are also known which automatically adjust their parameterization within the scope of predetermined tolerances on the basis of user changes.
  • document US 2002/0111745 A1 discloses a portable hearing aid system.
  • parameters of a hearing response can be obtained by audiometer.
  • a response prediction is used to perform a basic setting of a hearing aid.
  • document EP 0 661 905 A2 describes a generic method for adapting a hearing device and a corresponding hearing device.
  • a perceptive model is used to obtain a psychoacoustic variable, in particular loudness, on the one hand for a norm group and on the other hand for a single individual.
  • setting data are determined, with which the signal transmission to a hearing device is designed or adjusted ex situ or conducted in situ.
  • the object of the present invention is to make the adaptation of a hearing device as simple as possible and to propose a corresponding hearing device and a related method.
  • a hearing device having a signal processing device for processing an input signal to an output signal, a modeling device in which a perceptive model is implemented to generate a psychoacoustic value for driving the signal processing device, wherein the modeling device images a hearing loss Data are input and the perceptive model of the data and the output signal wins the psychoacoustic value for the control of the signal processing device.
  • the data representing the hearing loss may in particular be audiogram data.
  • the invention provides a method for operating a hearing device by processing an input signal to an output signal in the hearing device, obtaining a psychoacoustic value by means of a perceptive model and controlling or regulating the processing of the input signal on the basis of the psychoacoustic value, wherein the perceptive model hearing loss imaging data, in particular audiogram data, and the hearing aid output signal obtains the psychoacoustic value for controlling or regulating the processing.
  • the modeling device preferably receives level information and / or classification information relating to the input signal for generating the control signal.
  • the perceptive model can be parameterized according to the current hearing situation.
  • the signal processing can thus be parameterized in an advantageous manner.
  • the output signal of the signal processing device can be transmitted to the modeling device indirectly via a receiver and a probe microphone of the hearing device. In this way, the transfer function of the handset or loudspeaker of the hearing device for the control of the signal processing device can be taken into account.
  • the acoustic output signal of the hearing aid can be suitably modeled and supplied to the psychoacoustic model in digital form.
  • the psychoacoustic value may relate to loudness, pleasantriness, sharpness, roughness, or hearing effort.
  • any other psychoacoustic dimensions can also be used to adapt or control the hearing device.
  • the hearing device can always be adapted individually to the current hearing situation.
  • the one or more parameters relate, for example, to the amplification, the compression, the directional microphone characteristic or the noise suppression of the hearing device.
  • the modeling device obtains a plurality of psychoacoustic values and in each case compares them with desired values, and then combines the corresponding difference values weighted into an error variable, wherein the signal processing device is controlled or regulated such that the error magnitude is minimized.
  • the setpoint values can be changed by the user via a potentiometer of the hearing device or a remote control of the hearing device.
  • the setpoints are often specified by the audiologist, possibly also in multi-program devices.
  • FIG. 1 shows the basic structure of a hearing aid according to the prior art
  • FIG. 2 shows a block diagram of a hearing aid according to the invention.
  • a hearing device is equipped with at least one microphone 10, which supplies an input signal for a signal processing unit 11.
  • the output signal of the signal processing unit 11 is supplied to a loudspeaker or earphone 12.
  • the signal processing unit 11 can be parameterized in a known manner, for example with regard to amplification, filtering. Parameterization or programming takes place, for example, as part of an adaptation.
  • a modeling device 13 is used for automatic parameterization of the signal processing unit 11.
  • the modeling device 13 has a perceptive model, which is explained in greater detail below. In principle, the perceptive model serves to convert the output signal of the hearing device into a subjective perceptual dimension (eg loudness).
  • This psychoacoustic variable is then used to drive the signal processing unit 11.
  • the output signal of the signal processing unit 11 is picked up and made available to the modeling device 13.
  • the transfer function of the handset 12 is disregarded.
  • the transfer function of the listener and the subsequent acoustic Coupling can be modeled. If one also wants to take this transfer function into account in gaining the psychoacoustic variable, it is necessary, for example, to introduce a probe microphone 14 for the measurement into the ear canal in order to precisely measure the actual sound situation in front of the eardrum.
  • the alternative tap of the output signal is shown in dashed lines in FIG.
  • the probe microphone 14 can also be used to somewhat adjust the simple tap of the output signal of the signal processing unit 11. For this purpose, a single measurement with the probe microphone is sufficient so that the difference between the two taps can be determined and taken into account in the model of the modeling device. It is then possible to continue working with this corrected model without continuing to use the probe microphone 14.
  • the perceptive model in the modeling device 13 is individualized in that the hearing loss, for. B. described by the audiogram of the hearing impaired, is provided via a programming socket 15 of the modeling device 13.
  • the modeling device 13 now generates a control signal S for the signal processing unit 11 on the basis of the perceptual model and the audiogram on the basis of the output signal from the signal processing unit 11 or the probe microphone 14, so that it is correspondingly parameterized.
  • the modeling device 13 is supplied by a level meter 16 with a level signal from the input signal of the signal processing unit 11.
  • a classifier 17 classifies the input signal and supplies the modeling device 13 with a corresponding classification signal.
  • Input level signal and / or the classification signal can be obtained by the modeling 13 a differentiated control signal S.
  • the signals of the optional level meter 16 and the optional classifier instead of the modeling device 13 of the signal processing unit 11 supplied.
  • the above-described problem of the simplified adaptation of a hearing device or a hearing device is thus solved by implementing a single, perceptive model of hearing impairment in addition to the various algorithms on the chip of a hearing aid.
  • the computing effort for the modeling is therefore lower, which is why the circuit shown by way of example in FIG. 2 can also be implemented in a hearing aid, which is hardly possible in the methods according to the cited document EP 0 661 905 A2.
  • Perceptual models that are suitable for implementation are already known, for example, under the names "PEMO-Q, PHAQM, MCHI.” Necessary quantities for processing the models are usually information on the hearing loss (audiofluorometric hearing loss) as well as on "Audiostream", d. H. a listener edition.
  • perceptive models provide information about psychoacoustic dimensions such as loudness, pleasantness, sharpness and roughness.
  • psychoacoustic variables such as loudness, pleasantness, sharpness and roughness.
  • other psychoacoustic variables are conceivable, such.
  • listening effort subjective speech intelligibility or transmission quality.
  • the perceptual model implemented on the output side several psychoacoustic parameters can also be obtained from the audio stream in conjunction with the audiofacial hearing loss. If one of the parameters falls below a previously defined level, the parameters of the hearing system are automatically adjusted so as not to fall below the specified minimum value, for example for the loudness. Analogous to this example, the other psychoacoustic parameters mentioned can also be automatically optimized by: Parameters such as gain, compression, directional characteristics, noise removal, etc. are tracked automatically. The number of parameters to be tracked is not necessarily limited.
  • an optimization of a composite of selected characteristic variables is constantly carried out and the parameters are correspondingly continuously adjusted adaptively.
  • the loudness is kept in a predetermined setting range. This is possible, for example, by establishing a common error function from the weighted characteristics according to the following equation:
  • LH, LH_opt loudness, or optimal loudness (1st parameter)
  • HA, HA_opt listening effort or optimal listening effort
  • the aim now is to continuously adaptively adjust the parameters to be optimized (gain, compression, directional microphone, noise removal, etc.) based on the minimization of this error function.
  • Weighting can take into account the importance of the parameter in the optimization. In the special case that only one parameter is to be optimized, its weight must be set to one and those of the other parameters to zero. The sum of all weights always returns the value 1.
  • the adaptation according to the invention can also be carried out in multi-memory devices.
  • different programs of a hearing aid could be designed to maximize the psychoacoustical dimension "comfort" in the basic program and to minimize another dimension such as "listening effort" in another program.
  • the user can switch between the different operating modes via a suitable operating element, such as a push button on the hearing system, a remote control, voice control, etc.
  • the switching of the operating modes can also be done automatically.
  • the hearing aid for a certain period on the switching behavior of the hearing aid wearer in various operating modes such.
  • the hearing device registers certain characteristics of the input signal (eg level, degree of modulation, pitch, formand, etc.) at the switching times and thus links the switching behavior with the characteristic of the input signal so trained learning function can do that
  • Hearing after a learning period automatically switch the operating modes depending on the input signal and the requirements of the hearing aid wearer.
  • threshold values can be adjusted with respect to the psychoacoustic parameters via a potentiometer or a remote control in finer granularity.
  • These thresholds can be
  • the user can be set directly by the user by means of a suitable input medium or readjusted individually automatically via a learning algorithm.
  • the currently classified acoustic situation can be used for tracking.
  • the weighting can be drawn more towards minimum listening effort, whereas in the listening situation "music” the optimization with regard to maximum sound quality is in the foreground.
  • a history of the acoustic situations from a datalogging can also be used for updating the parameterization of the hearing system.
  • the method according to the invention is implemented in a hearing aid.
  • the method it is also conceivable to implement the method on a further device with which the necessary data is exchanged.
  • the data exchange may be wireless.
  • an automatic control of a hearing system by psychoacoustic parameters and not by statistical, pre-optimized settings of a situation detection unit is thus possible.
  • a basic setting of the hearing systems is dispensed with using a prescriptive fitting formula, since the hearing system or the hearing device adaptively tracks all parameters in order to optimize the result of the perceptual model.
  • the hearing system has the objective of optimally providing for individual hearing loss, whereas previous pre-optimized approaches satisfy the individual hearing impaired only on average.
  • that would be Use of the present invention also conceivable in normal hearing, so that they could benefit, for example, from an adaptive hearing protection in noisy or acoustically difficult environments.

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Abstract

Die Anpassung einer Hörvorrichtung an einen individuellen Nutzer soll vereinfacht werden. Daher wird eine Hörvorrichtung mit einer Signalverarbeitungseinrichtung (11) zur Verarbeitung eines Eingangssignals zu einem Ausgangssignal und einer Modelliereinrichtung (13), in der ein perzeptives Modell (MOD) implementiert ist, um einen psychoakustischen Wert zur Ansteuerung der Signalverarbeitungseinrichtung (11) zu erzeugen, vorgeschlagen. In die Modelliereinrichtung (13) werden einen Hörverlust abbildende Daten, insbesondere Audiogrammdaten eingegeben, und das perzeptive Modell gewinnt aus den Daten und dem Ausgangssignal den psychoakustischen Wert für die Ansteuerung der Signalverarbeitungseinrichtung (11). Somit kann eine Anpassung der Hörvorrichtung allein durch Eingabe eines Audiogramms oder entsprechende Daten erfolgen.

Description

Beschreibung
Hörvorrichtung gesteuert durch ein perzeptives Modell und entsprechendes Verfahren
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hörvorrichtung mit einer Signalverarbeitungseinrichtung zur Verarbeitung eines Eingangssignals zu einem Ausgangssignal und einer Modelliereinrichtung, in der ein perzeptives Modell implementiert ist, um einen psychoakustischen Wert zur Ansteuerung der Signalverarbeitungseinrichtung zu erzeugen. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben einer Hörvorrichtung. Unter dem Begriff Hörvorrichtung wird hier insbesondere ein am Ohr tragbares Gerät, wie beispielsweise ein Hörgerät, ein Headset, Kopfhörer und dergleichen verstanden.
Hörgeräte sind tragbare Hörvorrichtungen, die zur Versorgung von Schwerhörenden dienen. Um den zahlreichen individuellen Bedürfnissen entgegenzukommen, werden unterschiedliche Bauformen von Hörgeräten wie Hinter-dem-Ohr-Hörgeräte (HdO) , Hinter-dem Ohr-Hörgeräte mit externem Hörer (RIC: RECEIVER IN THE CANAL) und In-dem-Ohr-Hörgeräte (IdO), z.B. auch Concha- Hörgeräte oder Kanal-Hörgeräte (ITE, CIC), bereitgestellt. Die beispielhaft aufgeführten Hörgeräte werden am Außenohr oder im Gehörgang getragen. Darüber hinaus stehen auf dem Markt aber auch Knochenleitungshörhilfen, implantierbare oder vibrotaktile Hörhilfen zur Verfügung. Dabei erfolgt die Stimulation des geschädigten Gehörs entweder mechanisch oder e- lektrisch.
Hörgeräte besitzen prinzipiell als wesentliche Komponenten einen Eingangswandler, einen Verstärker und einen Ausgangswandler. Der Eingangswandler ist in der Regel ein Schallemp- fänger, z. B. ein Mikrofon, und/oder ein elektromagnetischer Empfänger, z. B. eine Induktionsspule. Der Ausgangswandler ist meist als elektroakustischer Wandler, z. B. Miniaturlautsprecher, oder als elektromechanischer Wandler, z. B. Kno- chenleitungshörer, realisiert. Der Verstärker ist üblicherweise in eine Signalverarbeitungseinheit integriert. Dieser prinzipielle Aufbau ist in FIG 1 am Beispiel eines Hinter- dem-Ohr-Hörgeräts dargestellt. In ein Hörgerätegehäuse 1 zum Tragen hinter dem Ohr sind ein oder mehrere Mikrofone 2 zur Aufnahme des Schalls aus der Umgebung eingebaut. Eine Signalverarbeitungseinheit 3, die ebenfalls in das Hörgerätegehäuse 1 integriert ist, verarbeitet die Mikrofonsignale und verstärkt sie. Das Ausgangssignal der Signalverarbeitungseinheit 3 wird an einen Lautsprecher bzw. Hörer 4 übertragen, der ein akustisches Signal ausgibt. Der Schall wird gegebenenfalls über einen Schallschlauch, der mit einer Otoplastik im Gehörgang fixiert ist, zum Trommelfell des Geräteträgers übertragen. Die Stromversorgung des Hörgeräts und insbesondere die der Signalverarbeitungseinheit 3 erfolgt durch eine ebenfalls ins Hörgerätegehäuse 1 integrierte Batterie 5.
Das Wesen der Hörgeräteversorgung sieht eine Voreinstellung des anzupassenden Hörsystems auf der Basis des Hörverlusts vor. Der weitere Verlauf der Hörgeräteanpassung ist geprägt von Feinanpassungsschritten auf Basis der Erfahrungsberichte des Hörgeräteträgers. In Abhängigkeit von der beschriebenen Situation versucht der Hörgeräteakustiker dann die subjektiven Höreindrücke des Schwerhörigen auf technische Parameter des Hörsystems zu übertragen. In der Regel ist es jedoch nicht möglich, die Parametrierung eines Hörsystems derart zu gestalten, dass das Hörsystem in allen Situationen den individuellen Hörwünschen des Schwerhörigen entspricht.
Die Anpassung von Hörvorrichtungen bzw. Hörsystemen erfolgt bislang mit unterschiedlichsten Maßnahmen. So werden beispielsweise Potentiometer an Hörsystemen verwendet, mit denen der Schwerhörige die Möglichkeit hat, eine psychoakustische Dimension (Lautheit) in Abhängigkeit von der Situation selb- ständig anzupassen. Darüber hinaus ist auch die Verwendung von so genannten Multi-Memory-Geräten bekannt, die dem Hörgeräteträger die Möglichkeit geben, in Abhängigkeit von der a- kustischen Situation eine alternative Konfiguration des Hör- Systems zu laden. In den Hörsystemen können aber auch Klassi- fikatoren implementiert sein, die die akustische Umgebung klassifizieren und anhand einer vom Hersteller vorgegebenen Logik automatisch die Parametrierung des Hörsystems anpassen. Darüber hinaus sind auch lernende Hörgeräte bekannt, die auf Basis von Benutzeränderungen selbstständig ihre Parametrisie- rung im Rahmen vorgegebener Toleranzen anpassen.
Ferner offenbart die Druckschrift US 2002/0111745 Al ein tragbares Höranalysesystem. Dabei können Parameter einer Hörantwort durch Audiometer gewonnen werden. Eine Antwortvorhersage wird benutzt, um eine Grundeinstellung eines Hörgeräts durchzuführen .
Des Weiteren beschreibt die Druckschrift EP 0 661 905 A2 ein gattungsgemäßes Verfahren zur Anpassung eines Hörgeräts und ein entsprechendes Hörgerät. Mit einem perzeptiven Modell wird eine psychoakustische Größe, insbesondere die Lautheit, einerseits für eine Norm-Personengruppe und andererseits für ein einzelnes Individuum gewonnen. Auf der Grundlage der Differenz der beiden psychoakustischen Größen werden Stellangaben ermittelt, womit die Signalübertragung an einem Hörgerät ex situ konzipiert oder eingestellt wird bzw. in situ geführt wird.
Aus der Druckschrift DE 103 08 483 Al ist ein Verfahren zur automatischen Stärkungseinstellung bekannt. Insbesondere soll die Sprachverständlichkeit bei Versorgung mit einem Hörhilfegerät verbessert werden. Daher erfolgt während des Betriebs eine automatische Einstellung der Verstärkung in Abhängigkeit der ermittelten Signalpegel und der Signalfrequenz. Dabei erfolgt die Ermittlung von Verstärkungsparametern unter Einbeziehung eines Lautheitsmodells sowie eines Sprachverständ- lichkeitsmodells .
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Anpassung einer Hörvorrichtung möglichst einfach zu gestalten und eine entsprechende Hörvorrichtung sowie ein diesbezügliches Verfahren vorzuschlagen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Hörvor- richtung mit einer Signalverarbeitungseinrichtung zur Verarbeitung eines Eingangssignals zu einem Ausgangssignal, einer Modelliereinrichtung, in der ein perzeptives Modell implementiert ist, um einen psychoakustischen Wert zur Ansteuerung der Signalverarbeitungseinrichtung zu erzeugen, wobei in die Modelliereinrichtung einen Hörverlust abbildende Daten eingebbar sind und das perzeptive Modell aus den Daten und dem Ausgangssignal den psychoakustischen Wert für die Ansteuerung der Signalverarbeitungseinrichtung gewinnt. Die den Hörverlust abbildenden Daten können insbesondere Audiogrammdaten sein.
Weiterhin wird erfindungsgemäß bereitgestellt ein Verfahren zum Betreiben einer Hörvorrichtung durch Verarbeiten eines Eingangssignals zu einem Ausgangssignal in der Hörvorrich- tung, Gewinnen eines psychoakustischen Werts mit Hilfe eines perzeptiven Modells und Steuern oder Regeln des Verarbeitens des Eingangssignals anhand des psychoakustischen Werts, wobei das perzeptive Modell aus einen Hörverlust abbildenden Daten, insbesondere Audiogrammdaten, und dem Ausgangssignal des Hör- gerätes den psychoakustischen Wert für das Steuern oder Regeln des Verarbeitens gewinnt.
In vorteilhafter Weise ist es somit möglich, mit einem psychoakustischen Modell einer Hörschädigung Nenngrößen zu er- mittein, die die Signalverarbeitung steuern bzw. regeln.
Vorzugsweise erhält die Modelliereinrichtung zur Erzeugung des Steuersignals eine Pegelinformation und/oder eine Klassifikationsinformation bezüglich des Eingangssignals. Hiermit lässt sich das perzeptive Modell entsprechend der aktuellen Hörsituation parametrisieren . In Wechselwirkung mit dem psychoakustischen Modell lässt sich somit die Signalverarbeitung in vorteilhafter Weise parametrisieren. Das Ausgangssignal der Signalverarbeitungseinrichtung kann indirekt über einen Hörer und ein Sondenmikrofon der Hörvorrichtung zur Modelliereinrichtung übertragen werden. Auf die- se Weise kann auch die Übertragungsfunktion des Hörers bzw. Lautsprechers der Hörvorrichtung für die Steuerung der Signalverarbeitungseinrichtung berücksichtigt werden. Alternativ kann das akustische Ausgangssignal des Hörgerätes in geeigneter Weise modelliert werden und dem psychoakustischen Modell in digitaler Form zugeführt werden.
Insbesondere kann der psychoakustische Wert die Lautheit, Angenehmheit, Schärfe, Rauhigkeit oder die Höranstrengung betreffen. Grundsätzlich können natürlich auch beliebige an- dere psychoakustische Dimensionen zur Anpassung bzw. Steuerung der Hörvorrichtung herangezogen werden.
Besonders vorteilhaft ist das ständige Nachführen eines oder mehrerer Parameter der Signalverarbeitungseinrichtung durch die Modelliereinrichtung. Dadurch kann die Hörvorrichtung stets individuell an die aktuelle Hörsituation angepasst werden. Dabei betreffen der oder die mehreren Parameter beispielsweise die Verstärkung, die Kompression, die Richtmikrofoncharakteristik oder die Störgeräuschbefreiung der Hörvor- richtung.
Eine weitere, besonders hervorzuhebende Ausführungsform besteht darin, dass mit der Modelliereinrichtung mehrere psychoakustische Werte gewonnen und jeweils mit Sollwerten ver- glichen werden, und anschließend die entsprechenden Differenzwerte gewichtet zu einer Fehlergröße zusammengefasst werden, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung derart gesteuert oder geregelt wird, dass die Fehlergröße minimiert wird. Auf diese Weise wird ein mehrdimensionaler Raum an psycho- akustischen Größen zur Steuerung bzw. Regelung der Hörvorrichtung eingesetzt. Dabei können die Sollwerte über ein Potentiometer der Hörvorrichtung oder eine Fernbedienung der Hörvorrichtung durch den Benutzer verändert werden. Alterna- tiv werden die Sollwerte vom Audiologen vorgegeben, gegebenenfalls auch in Multi-Programm-Geräten .
Die vorliegende Erfindung ist anhand der beigefügten Zeich- nungen näher erläutert, in denen zeigen:
FIG 1 den prinzipiellen Aufbau eines Hörgeräts gemäß dem Stand der Technik und
FIG 2 ein Blockschaltdiagramm eines erfindungsgemäßen Hörgeräts .
Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfin- düng dar.
Entsprechend dem Beispiel von FIG 2 ist ein erfindungsgemäßes Hörgerät mit mindestens einem Mikrofon 10 ausgestattet, das ein Eingangssignal für eine Signalverarbeitungseinheit 11 liefert. Das Ausgangssignal der Signalverarbeitungseinheit 11 wird einem Lautsprecher bzw. Hörer 12 zugeführt. Die Signalverarbeitungseinheit 11 ist in bekannter Weise beispielsweise hinsichtlich Verstärkung, Filterung etc. parametrierbar . Die Parametrierung bzw. Programmierung erfolgt beispielsweise im Rahmen einer Anpassung. Im vorliegenden Beispiel dient eine Modelliereinrichtung 13 zum automatischen Parametrieren der Signalverarbeitungseinheit 11. Die Modelliereinrichtung 13 verfügt über ein perzeptives Modell, das unten näher erläutert wird. Grundsätzlich dient das perzeptive Modell dazu, das Ausgangssignal des Hörgeräts in eine subjektive Wahrnehmungsdimension (z. B. Lautheit) umzusetzen. Diese psychoakus- tische Größe wird dann dazu verwendet, die Signalverarbeitungseinheit 11 anzusteuern. Im einfachsten Fall wird daher das Ausgangssignal der Signalverarbeitungseinheit 11 abge- griffen und der Modelliereinrichtung 13 zur Verfügung gestellt. Dabei bleibt jedoch die Übertragungsfunktion des Hörers 12 unberücksichtigt. In erster Näherung kann die Übertragungsfunktion des Hörers und der nachfolgenden akustischen Ankopplung modelliert werden. Will man diese Übertragungsfunktion bei der Gewinnung der psychoakustischen Größe ebenfalls berücksichtigen, so muss beispielsweise in den Ohrkanal ein Sondenmikrofon 14 für die Messung eingeführt werden, um die tatsächliche Schallsituation vor dem Trommelfell exakt zu vermessen. Der alternative Abgriff des Ausgangssignals ist in FIG 2 gestrichelt eingezeichnet.
Das Sondenmikrofon 14 kann auch dazu verwendet werden, um den einfachen Abgriff des Ausgangssignals der Signalverarbeitungseinheit 11 gewissermaßen zu justieren. Hierzu genügt eine einmalige Messung mit dem Sondenmikrofon, so dass der Unterschied zwischen beiden Abgriffen festgestellt und im Modell der Modelliereinrichtung berücksichtigt werden kann. Mit diesem korrigierten Modell kann dann anschließend weitergearbeitet werden, ohne das Sondenmikrofon 14 weiter zu gebrauchen .
Das perzeptive Modell in der Modelliereinrichtung 13 wird da- durch individualisiert, dass der Hörverlust, z. B. beschrieben durch das Audiogramm des Schwerhörenden, über eine Programmierbuchse 15 der Modelliereinrichtung 13 zur Verfügung gestellt wird. Die Modelliereinrichtung 13 generiert nun anhand des perzeptiven Modells und des Audiogramms auf der Ba- sis des Ausgangssignals von der Signalverarbeitungseinheit 11 oder dem Sondenmikrofon 14 ein Steuersignal S für die Signalverarbeitungseinheit 11, so dass diese entsprechend paramet- riert wird.
Optional kann vorgesehen sein, dass die Modelliereinrichtung 13 von einem Pegelmesser 16 mit einem Pegelsignal von dem Eingangssignal der Signalverarbeitungseinheit 11 versorgt wird. Alternativ oder zusätzlich klassifiziert ein Klassifi- kator 17 das Eingangssignal und liefert der Modelliereinrich- tung 13 ein entsprechendes Klassifikationssignal. Mit dem
Eingangspegelsignal und/oder dem Klassifikationssignal lässt sich durch die Modelliereinrichtung 13 ein differenzierteres Steuersignal S gewinnen. Alternativ werden die Signale des optionalen Pegelmessers 16 bzw. des optionalen Klassifikators an Stelle der Modelliereinrichtung 13 der Signalverarbeitungseinheit 11 zugeführt.
Erfindungsgemäß ist somit das oben geschilderte Problem der vereinfachten Anpassung einer Hörvorrichtung bzw. eines Hörgeräts dadurch gelöst, dass zusätzlich zu den vielfältigen Algorithmen auf dem Chip eines Hörgeräts ein einziges perzep- tives Modell einer Hörschädigung implementiert wird. Der Re- chenaufwand für die Modellierung ist somit geringer, weshalb die in FIG 2 beispielhaft dargestellte Schaltung auch in einem Hörgerät implementiert werden kann, was bei den Verfahren gemäß der genannten Druckschrift EP 0 661 905 A2 kaum möglich ist .
Perzeptive Modelle, die sich für die Implementierung eignen, sind bereits beispielsweise unter den Namen „PEMO-Q, PHAQM, MCHI" bekannt. Notwendige Größen für eine Prozessierung der Modelle sind in der Regel Angaben über den Hörverlust (tonau- diometrischer Hörverlust) sowie ein „Audiostream", d. h. eine Hörerausgabe .
Auf der Basis dieser Daten liefern also perzeptive Modelle Angaben über psychoakustische Dimensionen wie beispielsweise Lautheit, Angenehmheit, Schärfe und Rauhigkeit. Darüber hinaus sind auch weitere psychoakustische Größen denkbar, wie z. B. Höranstrengung, subjektive Sprachverständlichkeit oder Übertragungsqualität .
Mit dem ausgangsseitig implementierten perzeptiven Modell können aus dem Audiostream in Verbindung mit dem tonaudiomet- rischen Hörverlust auch mehrere psychoakustische Kenngrößen gewonnen werden. Sinkt eine der Kenngrößen unter ein zuvor definiertes Maß, werden die Parameter des Hörsystems automa- tisch nachgeführt, um das festgelegte Mindestmaß, beispielsweise für die Lautheit, nicht zu unterschreiten. Analog zu diesem Beispiel können auch die weiteren genannten psycho- akustischen Kenngrößen automatisch optimiert werden, indem Parameter wie die Verstärkung, Kompression, Richtcharakteristik, Störgeräuschbefreiung usw. automatisch nachgeführt werden. Die Anzahl der nachzuführenden Parameter ist dabei nicht notwendigerweise begrenzt.
Gemäß einem weiterentwickelten Ausführungsbeispiel wird ständig eine Optimierung eines Verbundes von ausgewählten Kenngrößen durchgeführt und die Parameter werden entsprechend fortdauernd adaptiv angepasst. So wird beispielsweise die Lautheit in einem vorgegebenen Stellbereich gehalten. Dies ist beispielsweise durch Aufstellen einer gemeinsamen Fehlerfunktion aus den gewichteten Kenngrößen gemäß nachfolgender Gleichung möglich:
error(t)= gl* (LH (t) -LH_opt) Λ2 + g2* (HA (t) -HA_opt) + g3* ...
Dabei bedeuten:
LH, LH_opt : Lautheit, bzw. optimale Lautheit (1. Kenngrö- ße)
HA, HA_opt : Höranstrengung bzw. optimale Höranstrengung
(2. Kenngröße) gl, g2, g3, ... individuelle Gewichtung des Beitrags dieser
Kenngrößen zum Gesamtfehler (t) : akt. Zeitpunkt
Ziel ist es nun, basierend auf der Minimierung dieser Fehlerfunktion die zu optimierenden Parameter (Verstärkung, Kompression, Richtmikrofon, Störgeräuschbefreiung etc.) ständig adaptiv nachzuführen. Mit der Gewichtung kann die Wichtigkeit der Kenngröße bei der Optimierung berücksichtigt werden. Im Sonderfall, dass nur eine Kenngröße optimiert werden soll, ist deren Gewicht auf eins und die der anderen Kenngrößen auf Null zu setzen. Die Summe aller Gewichte ergibt immer den Wert 1.
Existiert eine analytische Beschreibung der Kenngrößen in Abhängigkeit der zu optimierenden Parameter, können direkt be- kannte Optimierungsverfahren (z. B. LMS, RLS) genutzt werden, die Ableitungen der Kenngrößen nach den zu optimierenden Parametern nutzen. Ansonsten kann der Fehler auch direkt für jeden Parameter an dicht benachbarten Werten bestimmt werden und so die Richtung der bevorzugten Parameteränderung bestimmt werden.
Die erfindungsgemäße Anpassung kann auch bei Multi-Memory- Geräten durchgeführt werden. In diesem Fall könnten unter- schiedliche Programme eines Hörgeräts dahingehend angelegt werden, dass im Basisprogramm jeweils die psychoakustische Dimension „Angenehmheit" maximiert wird und in einem weiteren Programm eine andere Dimension wie „Höranstrengung" minimiert wird. Damit ist es nicht notwendig, jeweils andere Programme zu laden, sondern lediglich die Parametrierung der psycho- akustischen Kontrolleinheit anzupassen. Der Benutzer kann in diesem Beispiel zwischen den unterschiedlichen Betriebsmodi über ein geeignetes Bedienelement, wie beispielsweise einem Druckknopf an dem Hörsystem, eine Fernbedienung, Voice Control etc. wechseln.
Die Umschaltung der Betriebsmodi kann auch automatisch erfolgen. Dazu muss das Hörgerät für einen gewissen Zeitraum auf das Umschaltverhalten des Hörgeräteträgers in verschiedenen Betriebsmodi wie z. B. „Höranstrengung" trainiert werden, wobei das Hörgerät zusätzlich bestimmte Eigenheiten des Eingangssignals (z. B. Pegel, Modulationsgrad, Pitch, Formanden, ...) zu den Umschaltzeitpunkten registriert und damit das Umschaltverhalten mit der Charakteristik des Eingangssignals verknüpft. Mit der so antrainierten Lernfunktion kann das
Hörgerät nach einer Lernperiode automatisch die Betriebsmodi abhängig vom Eingangssignal und den Anforderungen des Hörgeräteträgers umschalten.
Neben dem Wechsel zwischen diskreten Betriebsmodi ist ferner denkbar, Schwellwerte bezüglich der psychoakustischen Parameter über ein Potentiometer oder eine Fernbedienung in feinerer Granularität nachzuführen. Diese Schwellwerte können ei- nerseits vom Benutzer mittels eines geeigneten Eingabemediums direkt eingestellt werden oder über einen Lernalgorithmus individuell automatisch nachjustiert werden.
Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es möglich, für das Nachführen der Parametrierung des Hörsystems weitere Kenngrößen hinzuzuziehen, wie dies oben im Zusammenhang mit FIG 2 bereits angedeutet wurde. So kann beispielsweise die aktuell klassifizierte akustische Situation für die Nachführung verwendet werden. Insbesondere kann in einer erkannten Situation „Sprache in Störgeräusch" die Gewichtung stärker in Richtung minimale Höranstrengung gezogen werden, wohingegen in der Hörsituation „Musik" die Optimierung hinsichtlich maximaler Klanggüte im Vordergrund steht.
Des Weiteren kann auch eine Historie der akustischen Situationen aus einem Datalogging für das Nachführen der Parametrierung des Hörsystems herangezogen werden.
In dem obigen Beispiel ist das erfindungsgemäße Verfahren in einem Hörgerät implementiert. Es ist aber ebenfalls denkbar, das Verfahren auf einem weiteren Gerät zu implementieren, mit dem die notwendigen Daten ausgetauscht werden. Neben einer kabelgebundenen Lösung erfolgt der Datenaustausch gegebenen- falls drahtlos.
Mit der vorliegenden Erfindung ist somit eine automatische Steuerung eines Hörsystems durch psychoakustische Kenngrößen und nicht anhand statistischer, voroptimierter Einstellungen einer Situationserkennungseinheit möglich. Daraus ergeben sich mehrere Vorteile. Zum einen entfällt eine Grundeinstellung der Hörsysteme anhand einer präskriptiven Anpassformel, da das Hörsystem bzw. die Hörvorrichtung alle Parameter adaptiv nachführt, um das Ergebnis des perzeptiven Modells zu op- timieren. Darüber hinaus verfolgt das Hörsystem jeweils das Ziel den indivduellen Hörverlust optimal zu versorgen, wogegen bisherige voroptimierte Ansätze den individuellen Schwerhörigen nur im Mittel zufrieden stellen. Prinzipiell wäre der Einsatz der vorliegenden Erfindung auch bei Normalhörenden denkbar, so dass sie beispielsweise von einem adaptiven Gehörschutz in lauten oder akustisch schwierigen Umgebungen profitieren könnten.

Claims

Patentansprüche
1. Hörvorrichtung mit
— einer Signalverarbeitungseinrichtung (11) zur Verarbeitung eines Eingangssignals zu einem Ausgangssignal,
— einer Modelliereinrichtung (13), in der ein perzeptives Modell (MOD) implementiert ist, um einen psychoakustischen Wert zur Ansteuerung der Signalverarbeitungseinrichtung
(11) mittels eines Steuersignals (S) zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass
- in die Modelliereinrichtung (13) einen Hörverlust abgebildete Daten eingebbar sind und
- das perzeptive Modell (MOD) aus den Daten und dem Ausgangssignal den psychoakustischen Wert für die Ansteuerung der Signalverarbeitungseinrichtung (11) gewinnt.
2. Hörvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die den Hörverlust abbildenden Daten Audiogrammdaten umfassen.
3. Hörvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Modelliereinrichtung (13) zur Erzeugung des Steuersignals (S) ein Pegelsignal und/oder ein Klassifikationssignal bezüglich des Eingangssignals erhält.
4. Hörvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das Ausgangssignal der Signalverarbeitungseinrichtung (11) indirekt über einen Hörer (12) und ein Sondenmikrofon (14) der Hörvorrichtung zur Modelliereinrichtung (13) übertragen wird.
5. Hörvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der psychoakustische Wert die Lautheit, Angenehmheit, Schärfe, Rauhigkeit oder die Höranstrengung betrifft.
6. Hörvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei einer oder mehrere Parameter der Signalverarbeitungseinrichtung (11) ständig durch die Modelliereinrichtung (13) nachgeführt werden.
7. Hörvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der oder einer der mehreren Parameter die Verstärkung, die Kompression, die Richtmikrofoncharakteristik oder die Störgeräuschbefreiung der Hörvorrichtung betrifft.
8. Hörvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mit der Modelliereinrichtung (13) mehrere psychoakusti- sche Werte gewonnen und jeweils mit Sollwerten verglichen werden, und anschließend die entsprechenden Differenzwerte gewichtet zu einer Fehlergröße zusammengefasst werden, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung (11) derart gesteuert oder geregelt wird, dass die Fehlergröße minimiert wird.
9. Hörvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Sollwerte über ein Potentiometer der Hörvorrichtung oder eine Fernbedienung der Hörvorrichtung veränderbar sind.
10. Verfahren zum Betreiben einer Hörvorrichtung durch
- Verarbeiten eines Eingangssignals zu einem Ausgangssignal in der Hörvorrichtung,
- Gewinnen eines psychoakustischen Werts mit Hilfe eines perzeptiven Modells (MOD) und
- Steuern oder Regeln des Verarbeitens des Eingangssignals anhand des psychoakustischen Werts, dadurch gekennzeichnet, dass
- das perzeptive Modell (MOD) aus einen Hörverlust abbildenden Daten und dem Ausgangssignal den psychoakustischen Wert für das Steuern oder Regeln des Verarbeitens gewinnt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die den Hörverlust abbildenden Daten Audiogrammdaten umfassen.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei zum Steuern o- der Regeln des Verarbeitens zusätzlich ein Pegelsignal und/oder ein Klassifikationssignal bezüglich des Eingangssignals herangezogen wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das Ausgangssignal indirekt über einen Hörer (12) und ein Sondenmikrofon (14) dem perzeptiven Modell (MOD) zur Verfügung gestellt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei der psychoakustische Wert die Lautheit, Angenehmheit, Schärfe, Rauhigkeit oder die Höranstrengung betrifft.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei einer oder mehrere Parameter für das Verarbeiten mit Hilfe des psy- choakustischen Werts nachgeführt werden.
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei der oder einer der meh- reren Parameter die Verstärkung, die Kompression, die Richtmikrofoncharakteristik oder die Störgeräuschbefreiung der Hörvorrichtung betrifft.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, wobei mit dem perzeptiven Modell (MOD) mehrere psychoakustische Werte gewonnen und jeweils mit Sollwerten verglichen werden, und anschließend die entsprechenden Differenzwerte gewichtet zu einer Fehlergröße zusammengefasst werden, wobei das Verarbeiten derart gesteuert oder geregelt wird, dass die Fehlergröße minimiert wird.
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