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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Signalverarbeitung in einem binauralen Hörgerät mit einem ersten Hörhilfegerät und einem zweiten Hörhilfegerät, wobei das erste Hörhilfegerät ein erstes Mikrofon zur Erzeugung eines ersten Signals und einen ersten Schallerzeuger aufweist, und wobei das zweite Hörhilfegerät ein zweites Mikrofon zur Erzeugung eines zweiten Signals und einen zweiten Schallerzeuger aufweist.
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Ein binaurales Hörgerät umfasst üblicherweise je ein Hörhilfegerät pro Ohr des Benutzers, wobei in jedem der beiden Hörhilfegeräte jeweils ein Mikrofon und ein elektro-akustischer Wandler zur Schallerzeugung angeordnet sind. Aus den Aufnahmesignalen der beiden Mikrofone kann nun aufgrund ihrer Beabstandung eine Richtcharakteristik gebildet werden, wobei für beide Hörhilfegeräte die Richtcharakteristiken im jeweils an den elektro-akustischen Wandler ausgegebenen Ausgabesignal verschieden sein können, um so eine bessere räumliche Wahrnehmung zu erzielen. Unter dem hier und im Folgenden verwendeten Begriff eines Mikrofons ist hierbei sowohl ein einzelnes, dann insbesondere im Wesentlichen omnidirektionales Mikrofon, also ein Einzelmikrofon, zu verstehen, als auch ein Mikrofon, welches eine Mehrzahl von Einzelmikrofonen, insbesondere zwei Einzelmikrofone, umfasst, und welches als solches durch Zusammenschalten der Einzelmikrofone bereits eine Richtcharakteristik aufweist, also ein Richtmikrofon ist. Mit anderen Worten weist in letzterem Fall ein Hörhilfegerät dann ein monaurales Richtmikrofonsystem auf.
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In einer Gesprächssituation mit mehreren Gesprächspartnern, welche den Benutzer eines Hörgeräts in verschiedener Richtung umgeben, kann bei einem merklichen Geräuschpegel in der Umgebung eine Anpassung der binauralen Richtcharakteristik dazu beitragen, die Sprachsignale einzelner Gesprächspartner zu isolieren und somit für den Benutzer des binauralen Hörgeräts das Verständnis des Sprachsignals, welches von einem bestimmten Ziel-Gesprächspartner stammt, zu verbessern. Interferierendes Rauschen in der Nähe des Ziel-Gesprächspartners kann dabei ebenso reduziert werden wie Gesprächsbeiträge anderer Gesprächspartner, falls diese für den Moment nicht als das relevante Nutzsignal identifiziert werden. Dies wird dadurch erreicht, dass die Richtcharakteristik in einem vergleichsweise schmalen Winkelbereich, beispielsweise mit einer totalen Winkelapertur von 90 Grad oder gar nur 45 Grad, in Frontalrichtung des Benutzers ausgerichtet wird.
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Üblicherweise ist für ein Anpassen der binauralen Richtcharakteristik eine präzise Kenntnis der Position der Ziel-Schallquelle bzw. des Ziel-Gesprächspartners, oder gleichbedeutend hierzu, der exakten Richtung erforderlich, aus welcher das Nutzsignal kommt. Für den Betrieb von Hörgeräten wird hierbei meist angenommen, dass die Position der Ziel-Schallquelle in Frontalrichtung, also näherungsweise 0 Grad bezüglich der Blickrichtung des Benutzers gelegen ist. Eine auf 0 Grad ausgerichtete binaurale Richtcharakteristik mit einer Winkelappartur von 90 Grad oder auch nur 45 Grad unterdrückt nun einen Großteil der Hintergrundgeräusche, wodurch zunächst das Signal-Zu-Rausch-Verhältnis für das vom Ziel-Gesprächspartner stammende Nutzsignal verbessert wird. Des Weiteren werden auch Sprachsignale anderer Gesprächspartner außerhalb des Winkelbereichs, in welchem die Richtcharakteristik eine hohe Schallempfindlichkeit aufweist, entsprechend unterdrückt. Eine derartige Hörsituation, welche im Allgemeinen als „Cocktail-Party-Situation” bezeichnet wird kann sich für einen Benutzer eines Hörgeräts immer dann ergeben, wenn ein Gespräch im Beisein anderer Personen, die selbst untereinander Gespräche führen, geführt werden soll.
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In einer normalen Gesprächssituation nimmt sowohl der Gesprächspartner kleine Bewegungen vor, welche in einem Winkelbereich von bis zu 10 oder gar bis zu 20 Grad liegen können. Ebenso kann auch der Benutzer des binauralen Hörgeräts durch seine Gestik im Gespräch natürliche Kopfbewegungen durchführen, welche zu ähnlichen Winkelabweichungen seiner Frontalrichtung bezüglich des Gesprächspartners führen können. Durch diese Bewegungen kann im Gespräch aufgrund der engen Winkelappartur der Richtcharakteristik das Sprachsignal des Gesprächspartners merklich abgeschwächt werden. Da insbesondere Kopfbewegungen des Benutzers des binauralen Hörgeräts während einer Gesprächssituation oftmals rasch und für den Benutzer selbst kaum wahrnehmbar sind, und hierdurch Schwankungen im Signalpegel des binauralen Hörgeräts entsprechend kurzfristig sind, kann die Hörwahrnehmung durch den Benutzer erheblich beeinträchtigt werden, und insbesondere aufgrund der durch die Schwankungen im Schallpegel erforderlichen höheren Konzentration gar als unangenehm empfunden werden.
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Aus der
DE 10 2013 207 149 A1 ist ein Hörhilfesystem mit mindestens zwei Hörhilfegeräten bekannt sowie ein Verfahren zu dessen Betrieb bekannt. Das Höhilfesystem umfasst insbesondere eine Signalverarbeitungsvorrichtung zur Verarbeitung von Audiosignalen und eine Signalverbindung zur Übertragung eines ersten Audiosignals von jedem Hörhilfegerät zu der Signalverarbeitungsvorrichtung. Die Signalverarbeitungsvorrichtung bewertet einen Signalanteil aus der Vorzugsrichtung in Bezug auf den Kopf des Trägers in den ersten Audiosignalen, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung mit den ersten Audiosignalen ein erstes binaurales direktionales Mikrofonsignal erzeugt und dessen Richtcharakteristik in Abhängigkeit von der Bewertung einstellt. Dabei wird vermieden, andere Nutzsignale, z. B. Sprachbeiträge einer Gesprächsrunde, zu unterdrücken.
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In der
EP 2 928 210 A1 wird ein binaurales Hörsystem, umfassend ein linkes und ein rechtes Hörhilfegerät, mit Rauschunterdrückung und mit einer Benutzerschnittstelle vorgeschlagen. Das linke und das rechte Hörhilfegerät umfassen wenigstens zwei Eingangseinheiten, die in einer Anzahl von Frequenzbändern und Zeitinstanzen eine Darstellung eines Eingangssignals in der Zeit-Domäne bereitstellen, und ein Rauschunterdrückungssystem mit einem Mehrkanal-„Beamformer”, welches mit den Eingangseinheiten verbunden ist und ein gerichtetes Signal erzeugt. Der Träger des Hörsystems kann über die Benutzerschnittstelle eine Richtwirkung hinsichtlich eines Zielsignals vorgeben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein binaurales Hörgerät ein Verfahren anzugeben, welches in einer Hörsituation mit einer Haupt-Schallquelle vor einem geräuschhaltigen Hintergrund Schwankungen im Signalpegel aufgrund von Relativbewegungen der Haupt-Schallquelle zu einem Benutzer des binauralen Hörgeräts möglichst schnell und effizient unterbindet.
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Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Signalverarbeitung in einem binauralen Hörgerät mit einem ersten Hörhilfegerät und einem zweiten Hörhilfegerät, wobei das erste Hörhilfegerät ein erstes Mikrofon zur Erzeugung eines ersten Signals und einen ersten Schallerzeuger aufweist, wobei das zweite Hörhilfegerät ein zweites Mikrofon zur Erzeugung eines zweiten Signals und einen zweiten Schallerzeuger aufweist, wobei anhand des ersten Signals und des zweiten Signals wenigstens näherungsweise eine Richtung einer Haupt-Schallquelle ermittelt wird, wobei bei einer Abweichung der Richtung der Haupt-Schallquelle von einer Frontalrichtung des binauralen Hörgerätes das jeweils der Haupt-Schallquelle näher gelegene Hörhilfegerät als lokales Hörhilfegerät und das der Haupt-Schallquelle weiter entfernt gelegene Hörhilfegerät als entferntes Hörhilfegerät definiert werden.
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Hierbei ist vorgesehen, dass im lokalen Hörhilfegerät wenigstens in einem Frequenzband das erste Signal mit wenigstens einem ersten winkelabhängigen Filter, also unter Anwendung eines winkelabhängigen Filterfaktors, gefiltert wird, und hierdurch ein gefiltertes erstes Signal erzeugt wird, anhand des ersten Signals und/oder des zweiten Signals und/oder der Richtung der Haupt-Schallquelle ein Anpassungskoeffizient bestimmt wird, aus dem ersten Signal und dem gefilterten ersten Signal anhand des Anpassungskoeffizienten ein angepasstes erstes Signal erzeugt wird, und aus dem angepassten ersten Signal und dem zweiten Signal eine lokale Richtcharakteristik eines durch den Schallerzeuger des lokalen Hörhilfegeräts auszugebenden Wiedergabesignals bestimmt wird. Vorteilhafte und teils für sich gesehen erfinderische Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche und der nachfolgenden Beschreibung.
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Unter einem wenigstens näherungsweisen Ermitteln der Richtung der Haupt-Schallquelle ist hierbei insbesondere zu verstehen, dass eine Mehrzahl an Winkelbereichen bestimmt oder vorgegeben wird, und dass ermittelt wird, welchem der Winkelbereiche die Richtung der Haupt-Schallquelle zuzuordnen ist. Insbesondere kann hierfür einer der Winkelbereiche der Frontalrichtung des binauralen Hörgeräts zugeordnet werden, und somit einen Nullwinkel der Winkelskala umfassen, welche der Einteilung in die Winkelbereiche zugrunde liegt. Eine Abweichung der Richtung der Haupt-Schallquelle von der Frontalrichtung des binauralen Hörgeräts kann in diesem Fall durch ein Zuordnen der Richtung der Haupt-Schallquelle zu einem anderen Winkelbereich als dem der Frontalrichtung entsprechenden erfolgen. Dabei ist die Frontalrichtung des binauralen Hörgeräts bevorzugt über die Symmetrieebene der beiden Hörhilfegeräte im Betrieb bei einem ordnungsgemäßen Tragen durch den Benutzer zu definieren.
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Insbesondere können hierbei auch ein frontaler Winkelbereich sowie ein rechter bzw. linker Abweichungsbereich definiert werden, sodass die näherungsweise Bestimmung der Richtung der Hauptschallquelle in diesem Fall bedeutet, die Haupt-Schallquelle entweder dem frontalen Winkelbereich oder einem der beiden Abweichungsbereiche zuzuordnen. Unter einer Filterung des ersten Signals mit wenigstens einem winkelabhängigen ersten Filterfaktor ist insbesondere umfasst, in einem betreffenden Frequenzband das erste Signal mit einem winkelabhängigen ersten Filterfaktor zu multiplizieren. Ebenso kann das erste Signal jedoch auch mit einem vektorwertigen Filterfaktor im Zeitbereich oder im Frequenzbereich gefaltet werden, um das erste gefilterte Signal zu erzeugen.
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Für die Bestimmung des Anpassungskoeffizienten in einem Frequenzband ist das erste Signal entweder dem lokalen Hörhilfegerät oder dem entfernten Hörhilfegerät zuzuordnen, und das zweite Signal dem dann verbleibenden Hörhilfegerät zuzuordnen. Der Anpassungskoeffizient in einem lokalen Hörhilfegerät gibt an, ob und gegebenenfalls in welchem Maß im lokalen Hörhilfegerät das erste Signal an das zweite Signal anzupassen ist, indem aus dem ersten Signal und dem ersten gefilterten Signal das erste angepasste Signal erzeugt wird. Hierfür wird das erste angepasste Signal beispielsweise durch eine Mischung des ersten Signals und des ersten gefilterten Signals, z. B. in Form einer gewichteten Summe, gebildet. Insbesondere wird das erste angepasste Signal durch eine konvexe Summe des ersten Signals und des ersten gefilterten Signals mit dem Anpassungskoeffizienten als Konvexitätsparameter gebildet werden. Der Anpassungskoeffizient liegt in diesem Fall zwischen 0 und 1, wobei für einen Wert von 1, entsprechend einer vollständigen Anpassung des ersten Signals, das erste gefilterte Signal direkt weitergegeben wird, während für einen Wert von 0 keine Anpassung erfolgt.
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Der winkelabhängige erste Filterfaktor, mit welchem das erste Signal gefiltert wird, um das erste gefilterte Signal zu erzeugen, trägt hierbei der Tatsache Rechnung, das im Fall einer Abweichung der Richtung der Haupt-Schallquelle von der Frontalrichtung einerseits eine minimale, durch die Laufzeitdifferenz bedingte Zeitverschiebung zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal auftritt. Diese Verschiebung kann zunächst als eine Phasenverschiebung approximiert werden. Zudem treten andererseits im genannten Fall der Winkelabweichung durch den Kopf des Benutzers des binauralen Hörgeräts Abschattungseffekte auf, wodurch das entfernte Hörhilfegerät einen schwächeren Signalpegel aufweist. Durch die Filterung des ersten Signals mit dem ersten Filterfaktor werden die Phasendifferenz und die Lautstärkenunterschiede zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal für die Richtung der Hauptschallquelle kompensiert, wodurch zunächst für die weitere Signalverarbeitung im lokalen Hörhilfegerät aufgrund des angeglichenen Pegels und der angeglichenen Phase im ersten Signal und im zweiten Signal die Haupt-Schallquelle als eine frontale Quelle betrachtet werden kann.
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In einer Hörsituation des Benutzers des binauralen Hörgeräts, in welcher ein Sprachsignal eines Gesprächspartners möglichst klar wiedergegeben werden soll, während Hintergrundgeräusche wie andere Sprachsignale möglichst zu unterdrücken sind, wird die binaurale Richtcharakteristik meist sehr schmal nach vorne hin ausgerichtet, um die unerwünschten Schallsignale durch die geringere Schallempfindlichkeit in jenen Richtungen, welche nicht dem als Nutzsignal betrachteten Sprachsignal des Gesprächspartners entsprechen, zu reduzieren. Dadurch, dass nun die binaurale Richtcharakteristik, also die anhand von Signalanteilen der beiden Mikrofone gebildete Richtcharakteristik im Wiedergabesignal jeweils eines der Schallerzeuger, anhand des ersten angepassten Signals und des zweiten Signals geformt wird, und in den beiden genannten Signalen defakto die Richtungsabweichung der Haupt-Schallquelle von der Frontalrichtung korrigiert wurde, wird ein Sprachsignal eines Gesprächspartners bei Relativbewegungen des Gesprächspartners bezüglich dem Benutzer des binauralen Hörgeräts nicht mehr durch die schmale binaurale Richtcharakteristik abgeschwächt.
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Bei solchen Relativbewegungen, wie sie durch kurzfristige Kopfbewegungen des Benutzers des binauralen Hörgeräts oder durch spontane Gesten des Gesprächspartners entstehen können, wird vereinfacht gesagt der Gesprächspartner durch die Anpassung des ersten Signals an das zweite Signal jeweils immer „in die Frontalrichtung zurückgeholt”. Ein besonderer Vorteil liegt hierbei darin, dass das Anpassen des ersten Signals an das zweite Signal, durch welches die Auswirkungen der Relativbewegungen zwischen dem Benutzer und einem Gesprächspartner korrigiert werden, unabhängig vom Ausbilden der binauralen Richtcharakteristik erfolgen kann, und somit deren Algorithmus nicht beeinflusst.
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Gegebenenfalls ist nach Bildung der binauralen Richtcharakteristik im lokalen Hörgerät aus dem ersten angepassten Signal und dem zweiten Signal das Wiedergabesignal noch entsprechend nachzubearbeiten, um eine möglichst realistische räumliche Wahrnehmung des Signals der Haupt-Schallquelle zu erreichen.
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Bevorzugt werden die näherungsweise Richtung der Haupt-Schallquelle und/oder der Anpassungskoeffizient in wenigstens einem Frequenzband anhand der Signalpegel des ersten Signals und des zweiten Signals ermittelt. Insbesondere kann dies frequenzbandweise erfolgen, wobei für die abschließende Bestimmung der Richtung der Haupt-Schallquelle nur eine Untermenge an Frequenzbändern herangezogen wird. Eine Richtungsbestimmung anhand der Unterschiede des Pegels des ersten Signals und des zweiten Signals lässt sich besonders einfach und schnell realisieren. Insbesondere kann auch der Signalpegel der Summe des ersten Signals und des zweiten Signals herangezogen werden, um gegebenenfalls Phasenauslöschungseffekte mit berücksichtigen zu können.
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Alternativ dazu kann in wenigstens einem Frequenzband der Wert eines winkelabhängigen zweiten Filterfaktors wenigstens für einen linken Abweichungswinkel, einen Nullwinkel und einen rechten Abweichungswinkel vorgegeben werden, aus dem ersten Signal und dem zweiten Signal ein Signal ausgewählt werden, welches zur Ausrichtung mit dem zweiten Filterfaktor zu multiplizieren ist, wodurch jeweils ein ausgerichtetes Signal erzeugt wird, aus der Differenz des ausgerichteten Signals und des jeweils anderen Signals eine winkelabhängige Interferenzleistung ermittelt werden, und aus der Summe des ausgerichteten Signals und des jeweils anderen Signals eine winkelabhängige Gesamtleistung ermittelt werden, aus der winkelabhängigen Interferenzleistung und der winkelabhängigen Gesamtleistung eine normierte winkelabhängige Interferenzleistung ermittelt werden, und anhand eines Vergleichs der normierten winkelabhängigen Interferenzleistungen wenigstens für den linken Abweichungswinkel, den Nullwinkel und den rechten Abweichungswinkel die näherungsweise Richtung der Haupt-Schallquelle und/oder ein Anpassungskoeffizient ermittelt werden.
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Die Vorgabe des zweiten Filterfaktors für einen linken Abweichungswinkel, einen Nullwinkel und einen rechten Abweichungswinkel entspricht dabei der Aufteilung des Raumes in drei Winkelbereiche, wobei die Richtung der Haupt-Schallquelle näherungsweise durch eine Einordnung in einen der drei Winkelbereiche bestimmt wird. Diese Einordnung wird nun wie folgt durchgeführt:
In dem das ausgewählte Signal mit dem zweiten Filterfaktor – jeweils wenigstens für den linken Abweichungswinkel, den Nullwinkel und den rechten Abweichungswinkel – multipliziert wird, wird es entlang des jeweils des anderen Signals ausgerichtet. Diese Ausrichtung erfolgt dabei derart, dass für denjenigen Winkel, welcher als Parameter in den winkelabhängigen zweiten Filterfaktor eingeht, die beiden Signale keinen nennenswerten Phasen- und Lautstärkeunterschiede aufweisen. Bildet man nun aus dem ausgerichteten Signal und dem jeweils anderen Signal die Differenz, so wird ein Schallsignal aus derjenigen Richtung, welche als Winkelparameter in den zweiten Filterfaktor eingeht, näherungsweise ausgelöscht. Für diesen Winkel liegt die winkelabhängige Interferenzleistung nahe Null.
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Um nun die winkelabhängige Interferenzleistung für die drei genannten Winkelbereiche miteinander vergleichen zu können, ist diese vorher noch über die Gesamtleistung zu normieren, welche durch das Summensignal aus dem angepassten Signal und dem jeweils anderen Signal gebildet wird. Die winkelabhängige Interferenzleistung und die winkelabhängige Gesamtleistung sind dabei bevorzugt als Betrag oder Betragsquadrat der Differenz bzw. der Summe des ausgerichteten Signals und des jeweils anderen Signals zu berechnen.
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Die Richtung einer Haupt-Schallquelle kann dann als diejenige Richtung identifiziert werden, in welcher die normierte winkelabhängige Interferenzleistung minimal ist. A priori lässt sich dies auch für mehrere Winkelbereiche als drei durchführen, jedoch ist für die meisten Anwendungszwecke eine Unterscheidung zwischen dem Frontalbereich und zwei links- bzw. rechts symmetrisch verteilten Abweichungsbereichen ausreichend.
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Als weiter vorteilhaft erweist es sich hierbei, wenn in einer Mehrzahl von Frequenzbändern jeweils anhand des Vergleichs der normierten winkelabhängigen Interferenzleistungen wenigstens für den linken Abweichungswinkel, den Nullwinkel und den rechten Abweichungswinkel ein Frequenzband-abhängiger Richtungsparameter bestimmt wird, wobei die näherungsweise Richtung der Haupt-Schallquelle aus den Frequenzband-abhängigen Richtungsparametern ermittelt wird. Dies kann beispielsweise durch einen gegebenenfalls gewichteten Mittelwert der Richtungsparameter erfolgen. Bevorzugt wird die Bestimmung der Richtung der Haupt-Schallquelle nur in denjenigen Frequenzbändern durchgeführt, in welchen eine nennenswerte Richtungsabhängigkeit des Schallsignals der Haupt-Schallquelle zu erwarten ist. Durch das Heranziehen von Richtungsparametern aus mehreren Frequenzbändern können Fehler in der Richtungsbestimmung, welche beispielsweise aufgrund von Fluktuationen entstehen können, ausgeglichen bzw. minimiert werden.
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Bevorzugt weisen hierbei der erste Filterfaktor zur Erzeugung des ersten gefilterten Signals und der zweite Filterfaktor die gleiche Frequenzabhängigkeit bezüglich des jeweiligen Frequenzbands und wenigstens für den linken Abweichungswinkel, den Nullwinkel und den rechten Abweichungswinkel die gleiche Winkelabhängigkeit auf. Dies bedeutet, dass zur Anpassung des ersten Signals an das zweite Signal, also zur winkelabhängigen Ausrichtung, Filterfaktoren mit derselben funktionalen Abhängigkeit verwendet werden, wie zum Ermitteln der Richtung der Haupt-Schallquelle.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird im lokalen Hörhilfegerät in einer Mehrzahl an Frequenzbändern jeweils ein erstes gefiltertes Signal und anhand diesem ein erstes angepasstes Signal erzeugt, wobei mit aufsteigender Frequenz des Frequenzbands zur Erzeugung des ersten gefilterten Signals für den ersten Filterfaktor der Winkel in Richtung der Haupt-Schallquelle jeweils monoton zunimmt. Unter einer monotonen Zunahme ist insbesondere umfasst, dass der Winkel, welcher für den ersten Filterfaktor verwendet wird, für mehrere aufeinanderfolgende Frequenzbänder konstant gewählt werden kann, wobei für eine Gruppe von niedrigen Frequenzbändern ein kleinerer Winkel für den ersten Filterfaktor gewählt wird, und für eine Gruppe von höheren Frequenzbändern ein größerer Winkel für den ersten Filterfaktor gewählt wird. Dies trägt dem Umstand Rechnung, dass die Richtungsabhängigkeit von Signalanteilen in niederen Frequenzbändern üblichermaßen geringer ist, so dass die Notwendigkeit einer winkelabhängigen Anpassung hier nicht so stark zum Tragen kommt wie in höheren Frequenzbändern, in welchen übliche Nutzsignalanteile eine deutlich höhere Richtungsabhängigkeit aufweist, der bevorzugt Rechnung getragen werden sollte.
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Zweckmäßigerweise ist der erste Filterfaktor jeweils vom Betrag ≤ 1. Dies ist insbesondere für den Fall günstig, dass das erste Signal, welches mittels des ersten Filterfaktors an das zweite Signal anzupassen ist, durch das Signal des lokalen Hörhilfegeräts gebildet wird. Das Signal, welches vom Mikrofon des entfernten Hörhilfegerätes aufgezeichnet wird, hat infolge von Abschattungseffekten durch den Kopf des Benutzers einen geringeren Lautstärkenpegel. Dies wird durch einen ersten Filterfaktor repräsentiert, dessen Betrag ≤ 1 gewählt wird. Das erste gefilterte Signal erfährt durch den Filterungsprozess keine Anhebung des Pegels. Die Auswahl, ob als das erste Signal, welches an das zweite Signal anzupassen ist, das Signal des Mikrofons des lokalen Hörhilfegeräts oder das Signal des Mikrofons des entfernen Hörhilfegeräts zu wählen ist, kann dabei insbesondere von der aktuellen Hörsituation abhängig gemacht werden. Gerade in geräuschreicher Umgebung ist bevorzugt das „lokale Signal” an das „entfernte Signal” anzupassen, da durch den Anpassungsprozess in diesem Fall der Pegel vom Signal nicht noch weiter angehoben wird, wodurch Übersättigung vermieden werden kann.
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Als weiter vorteilhaft erweist es sich, wenn im Wiedergabesignal des lokalen Hörgeräts anhand des ersten winkelabhängigen Filterfaktors und/oder des Anpassungskoeffizienten eine Kompensation einer Lautstärke und einer Phasendifferenz vorgenommen wird, wenn das erste Signal durch das Mikrofon des lokalen Hörhilfegeräts erzeugt wird. In diesem Fall der Anpassung wird im lokalen Hörhilfegerät effektiv das „lokale Signal” mit der Phasen- und Lautstärkenreferenz des entfernten Hörhilfegeräts versehen. Für das Wiedergabesignal des lokalen Hörhilfegeräts ist diese Referenzierung auf das entfernte Hörhilfegerät zu kompensieren, um beim Benutzer des Hörhilfegeräts eine möglichst realistische räumliche Wahrnehmung erhalten zu können.
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Die Erfindung nennt weiter ein binaurales Hörgerät mit einem ersten Hörhilfegerät und einem zweiten Hörhilfegerät, wobei das erste Hörhilfegerät ein erstes Mikrofon zur Erzeugung eines ersten Signals und einen ersten Schallerzeuger aufweist, wobei das zweite Hörhilfegerät ein zweites Mikrofon eines zweiten Signals und einen zweiten Schallerzeuger aufweist, und mit wenigstens einer Signalverarbeitungseinheit, welche dazu eingerichtet ist, das vorbeschriebene Verfahren durchzuführen. Die für das Verfahren und seine Weiterbildungen genannten Vorteile können hierbei sinngemäß auf das binaurale Hörgerät übertragen werden.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen jeweils schematisch:
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1a–c in einer Draufsicht einen Benutzer eines binauralen Hörgerätes in einer Gesprächssituation mit einem Gesprächspartner,
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2 in einem Blockdiagram den Ablauf eines Verfahrens zur richtungsabhängigen Anpassung des Signale in einem binauralen Hörgerät für die Gesprächssituation nach 1,
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3 in einem Blockdiagramm eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens nach 2,
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4 in einem Blockdiagramm die näherungsweise Bestimmung der Richtung eines Gesprächspartners über eine winkelabhängige Interferenzleistung, und
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5a–c in einer Draufsicht angepasste Richtcharakteristiken eines binauralen Hörgeräts in der Gesprächssituation nach 1a–c.
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Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Der Einfluss der Bewegungen eines Benutzers des binauralen Hörgeräts in einem Gespräch, oder der Bewegungen seines Gesprächspartners auf den Signalpegel des Sprachsignals des Gesprächspartners ist in 1a bis 1c dargestellt. In 1a ist ein Benutzer 1 eines binauralen Hörgeräts 2 gezeigt, welcher sich in einem Gespräch mit einem Gesprächspartner 4 befindet. Der Gesprächspartner 4 ist dabei in Frontalrichtung 6 des Benutzers 1 positioniert. In Folge der schmalen Richtcharakteristik 8 des binauralen Hörgeräts werden Einwürfe der anderen Gesprächspartner 10 bis 13 von Benutzer 1 kaum wahrgenommen. In 1b hat sich der Haupt-Gesprächspartner 4 des Benutzers 1 leicht zur Seite bewegt, beispielsweise in Folge einer Entlastungsbewegung. Wenn nun der Benutzer 1 der Bewegung des Gesprächspartners 4 nicht direkt mit einer Änderung seiner Blickrichtung, sondern nur mit seinen Augen folgt, hat dies zur Folge, dass das Sprachsignal des Haupt-Gesprächspartners 4 aufgrund seiner Verschiebung innerhalb der Richtcharakteristik 8 des binauralen Hörgeräts 2 leicht abgeschwächt wird. Ähnliches passiert in 1c, in welcher der Benutzer 1 seine Blickrichtung leicht dreht, während der Haupt-Gesprächspartner 4 seine Position beibehält. Auch hier ist die Folge, dass aufgrund der Relativbewegung der Haupt-Gesprächspartner 4 nicht mehr im Zentrum der Richtcharakteristik 8 positioniert ist, sodass sein Sprachsignal eine Abschwächung erfährt.
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In 2 ist schematisch in einem Blockdiagramm der Ablauf eines Verfahrens 20 zur Signalverarbeitung in einem binauralen Hörgerät 2 dargestellt. Das binaurale Hörgerät 2 umfasst ein erstes Hörhilfegerät 22 und ein zweites Hörhilfegerät 24 welche jeweils ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Mikrofon beinhalten. Das Mikrofon des ersten Hörhilfegeräts 22 erzeugt aus Schall ein erstes Signal 26, das Mikrofon des zweiten Hörhilfegeräts 24 erzeugt entsprechend ein zweites Signal 28. Anhand des ersten Signals 26 und des zweiten Signals 28 kann in einer Richtungserkennung 30 festgestellt werden, dass der Gesprächspartner 4 des Benutzers 1 welcher hier die Haupt-Schallquelle 32 bildet, nicht in der Frontalrichtung 6 des Benutzers 1 ausgerichtet ist sondern gegenüber dieser eine gewisse Winkelabweichung 34 aufweist. In Folge dieser Winkelabweichung 34 wird das dem Gesprächspartner 4 näher gelegene zweite Hörhilfegerät 24 als lokales Hörhilfegerät 36 definiert, während das vom Gesprächspartner 4 weiter entfernte erste Hörhilfegerät 22 als entferntes Hörhilfegerät 38 definiert wird. In den einzelnen Frequenzbändern 39 wird nun im lokalen Hörhilfegerät 36 das erste Signal 26 jeweils mit einem ersten Filterfaktor 40 multipliziert, wodurch zunächst ein erstes gefiltertes Signal 42 erzeugt wird.
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In der Richtungserkennung 30 wird anhand der Richtung des Gesprächspartners 4 ein Anpassungskoeffizient 44 bestimmt, und anschließend aus dem ersten Signal 26, dem ersten gefilterten Signal 42 und dem Anpassungskoeffizienten 44 ein erstes angepasstes Signal 46 erzeugt. Das erste angepasste Signal 46 wird dabei beispielsweise als eine gewichtete Überlagerung aus dem ersten gefilterten Signal 42 und dem ersten Signal 26 gebildet, wobei der Anpassungskoeffizient 44 zur Wichtung herangezogen wird. Das erste angepasste Signal 46 und das zweite Signal 28 werden nun dazu verwendet die Richtcharakteristik 48 zu bilden, welche das Wiedergabesignal 50, das über den Schallerzeuger des lokalen Hörhilfegeräts 36 auszugeben ist, im betreffenden Frequenzband aufzuweisen hat.
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In 3 ist eine alternative Ausgestaltung des Verfahrens 20 nach 2 dargestellt. In hier vorliegendem Fall ist das lokale Hörhilfegerät 36 dem ersten Hörhilfegerät 22 zuzuordnen, während das entfernte Hörhilfegerät 38 dem zweiten Hörhilfegerät 24 zuzuordnen ist. Auch hier erfolgt die Anpassung des ersten Signals 26 an das zweite Signal 28, indem das erste Signal 26 frequenzbandweise zunächst mit einem ersten Filterfaktor 40 multipliziert wird, wodurch ein gefiltertes erstes Signal 42 erzeugt wird, welches mittels des Anpassungskoeffizienten 40, welcher in der Richtungserkennung 30 bestimmt wurde, zur Bildung des ersten angepassten Signals 46 herangezogen wird. Dieses erste angepasste Signal 46 geht nun mit dem zweiten Signal 28 als Eingangsgröße in die bildende Richtcharakteristik 48 ein. Da hier als erstes Hörhilfegerät 22 das lokale, dem Gesprächspartner 4 des Benutzers 1 nähere Hörhilfegerät 36 ausgewählt wurde, die Anpassung des ersten Signals 26 jedoch bezüglich der Referenz des entfernten Hörhilfegeräts 38 erfolgt, ist mittels des Anpassungskoeffizienten 44 sowie des ersten Filterfaktors 40 am Wiedergabesignal 50 eine Kompensation 52 der Lautstärke und der Phasendifferenz vorzunehmen, um die räumliche Wahrnehmung möglichst wiederherzustellen.
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In 4 ist in einem Blockdiagramm eine näherungsweise Richtungsbestimmung 30 für das Sprachsignal eines nicht näher dargestellten Gesprächspartners gezeigt. Für den Raum vor dem Benutzer 1 des binauralen Hörgerätes werden ein linker Abweichungswinkel 56a, ein Nullwinkel 56b und ein rechter Abweichungswinkel 56c vorgegeben, wodurch der Raum vor dem Benutzer in drei Winkelbereiche eingeteilt wird. Für den linken Abweichungswinkel 56a, den Nullwinkel 56b und den rechten Abweichungswinkel 56c werden in einem Frequenzband 39 jeweils winkelabhängige zweite Filterparameter 40a, 40b, 40c vorgegeben. Diese können hierbei im jeweiligen Frequenzband 39 dieselbe Winkelabhängigkeit aufweisen wie der erste Filterparameter 40. Aus dem ersten Signal 26 und dem zweiten Signal 28 wird eines, in diesem Fall das erste Signal 26 ausgewählt, welches am jeweils anderen, also hier am zweiten Signal 28 auszurichten ist.
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Hierfür wird zunächst das erste Signal 26 für jeden der genannten Winkel 56a, 56b, 56c mit dem jeweiligen zweiten Filterparameter 40a, 40b, 40c multipliziert, wodurch jeweils ein winkelabhängiges ausgerichtetes Signal 60a, 60b, 60c gebildet wird. Für jeden der genannten Winkel 56a, 56b, 56c wird nun aus dem ausgerichteten Signal 60a, 60b, 60c mit dem zweiten Signal durch Differenz- bzw. Summenbildung eine winkelabhängige Interferenzleistung 62a, 62b, 62c und eine winkelabhängige Gesamtleistung 64a, 64b, 64c gebildet. Die winkelabhängige Interferenzleistung 62a, 62b, 62c wird jeweils durch Division der zugehörigen winkelabhängigen Gesamtleistung 64a, 64b, 64c über diese normiert, wodurch für jeden der Winkel 56a, 56b, 56c aus dem ersten Signal 26 und dem zweiten Signal 28 eine normierte winkelabhängige Interferenzleistung 66a, 66b, 66c gewonnen wird.
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Die normierten winkelabhängigen Interferenzleistungen 66a, 66b, 66c werden nun miteinander verglichen. Die Ausrichtung des ersten Signals 26 am zweiten Signal 28 ist derart, dass ein Schall, welcher jeweils aus der Richtung des für die Ausrichtung verwendeten Winkels 56a, 56b, 56c kommt, aufgrund der Differenzbildung zu keiner nennenswerten winkelabhängigen Interferenzleistung 62a, 62b, 62c führt. Daher kann ein Richtungsparameter 68, welcher zu einer näherungsweisen Richtungsbestimmung für das Sprachsignal des Gesprächspartners herangezogen wird, anhand desjenigen Winkels aus linkem Abweichungswinkel 56a, Nullwinkel 56b und rechtem Abweichungswinkel 56c ermittelt werden, für welchen die normierte winkelabhängige Interferenzleistung 66a, 66b, 66c minimal ist. Der Richtungsparameter 68 kann im betreffenden Frequenzband nun einerseits direkt zur Bestimmung des Anpassungskoeffizienten 44 herangezogen werden, und andererseits können Richtungsparameter 68 mehrerer Frequenzbänder 39 gemittelt werden, um hieraus das Sprachsignal des Gesprächspartners, welches für den Benutzer 1 das Haupt-Schallsignal darstellt, einem der drei genannten Winkel zuzuordnen.
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In 5a–c ist in einer Draufsicht jeweils die Gesprächssituation nach 1a–c sowie die Anpassungen der Richtcharakteristiken 8, 48 an die Bewegungen des Gesprächspartners 4 bzw. an die Bewegungen des Benutzers 1 dargestellt. In 5a steht der Gesprächspartner 4 frontal zum Benutzer, eine Anpassung der Richtcharakteristiken 8 ist nicht nötig. Fin 5b hat der Gesprächspartner 4 eine leichte Seitwärtsbewegung vollzogen. Die lokale Richtcharakteristik 48 des lokalen Hörhilfegeräts 36 folgt dieser Bewegung, während die Richtcharakteristik 8 des entfernten Hörhilfegeräts 38 weiter in Frontalrichtung 6 ausgerichtet bleibt. Hierdurch wird das Sprachsignal des Gesprächspartners von der lokalen Richtcharakteristik 48 weiterhin gut erfasst, während aufgrund der Verschiebung bzgl. der Richtcharakteristik 8 des entfernten Hörhilfegeräts 38 im dessen Wiedergabesignal das Sprachsignal abgeschwächt wird. Eine ähnliche Situation zeigt 5c, in welcher nun der Benutzer 1 leicht seine Frontalrichtung 6 gegenüber dem Gesprächspartner 4 verdreht hat. Die lokale Richtcharakteristik 48 des lokalen Hörhilfegeräts folgt dieser Drehung jedoch nicht, sondern bleibt weiterhin auf den Gesprächspartner 4 ausgerichtet, so dass dessen Sprachsignal keinerlei Abschwächung im Wiedergabesignal des lokalen Hörhilfegeräts 36 wiederfährt.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht durch dieses Ausführungsbeispiel eingeschränkt. Andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Benutzer
- 2
- binaurales Hörgerät
- 4
- Gesprächspartner
- 6
- Frontalrichtung
- 8
- Richtcharakteristik
- 10–13
- Gesprächspartner
- 20
- Verfahren
- 22
- erstes Hörhilfegerät
- 24
- zweites Hörhilfegerät
- 26
- erstes Signal
- 28
- zweites Signal
- 30
- Richtungserkennung
- 32
- Haupt-Schallquelle
- 34
- Winkelabweichung
- 36
- lokales Hörhilfegerät
- 38
- entferntes Hörhilfegerät
- 39
- Frequenzband
- 40
- erster Filterfaktor
- 40a–c
- zweiter Filterfaktor
- 42
- erstes gefiltertes Signal
- 44
- Anpassungskoeffizient
- 46
- erstes angepasstes Signal
- 48
- lokale Richtcharakteristik
- 50
- Wiedergabesignal
- 52
- Kompensation
- 56a
- linker Abweichungswinkel
- 56b
- Nullwinkel
- 56c
- rechter Abweichungswinkel
- 60a–c
- ausgerichtetes Signal
- 62a–c
- winkelabhängige Interferenzleistung
- 64a–c
- winkelabhängige Gesamtleistung
- 66a–c
- normierte winkelabhängige Interferenzleistung
- 68
- Richtungsparameter
