DE19611980C1 - Verstärkerschaltung für Hörgeräte - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verstärkerschaltung für Hörgeräte, insbesondere für solche, bei denen eine digi­ tale Signalaufbereitung erfolgt nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Anders als das menschliche Gehör sind Signalaufbereitungsvor­ richtungen, auch in digitalen Hörgeräten, nicht in der Lage, Geräusche von Sprache zu unterscheiden. Eine Person mit ge­ sundem Gehör kann den Lärm im Hintergrund, z. B. Musik in ei­ ner Gaststätte, problemlos unterdrücken, bzw. "überhören", und sich somit auf den Inhalt eines Gesprächs konzentrieren. Bei Hörgeräteträgern hingegen erfolgt in der gleichen Situa­ tion die Geräuschpegelanpassung mittels des Lautstärkereg­ lers, worunter allerdings auch die Verständlichkeit gespro­ chener, an den Hörgeräteträger adressierter Worte leidet. Es kommt daher immer wieder vor, daß ein Hörgeräteträger nicht alle Teile eines Gesprächs einwandfrei versteht und somit bei seinem Gegenüber nachfragen muß. Dies wird vom Hörgeräteträ­ ger häufig als lästig empfunden und deshalb unterlassen.

Aus DE 42 27 826 A1 ist ein digitales Verarbeitungsgerät für akustische Signale bekannt, das einen Akustiksignal- Speicherabschnitt zum Speichern eines digitalen akustischen Signals, einen Akustikabschnitt zum Verbessern der Fre­ quenzcharakteristik von Sprache und eine Vorrichtung zur Nie­ dergeschwindigkeit-Tonwiedergabe aufweist, um die gespeicher­ te Sprache mit reduzierter Geschwindigkeit wiederzugeben.

Aus EP 0 681 411 A1 ist ein programmierbares Hörgerät be­ kannt, das unter Berücksichtigung audiometrischer Daten, hör­ gerätespezifischer Kennwerte und vorgebbarer Algorithmen, welche auf Datenspeichern abgespeichert werden können, den wechselnden Umgebungssituationen anpaßbar ist. Das Hörgerät beinhaltet außerdem eine Signalanalyse, die in Abhängigkeit von der die jeweilige Umgebungssituation kennzeichnenden Ein­ gangsgrößen Steuersignale bestimmt und eine Datenverarbei­ tungseinheit, die aus den Daten der Datenspeicher und aus den Steuersignalen der Signalanalyse Hörgeräteeinstelldaten für das Verstärker- und Übertragungsteil bereitstellt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Verstärkerschaltung für ein Hörgerät anzubieten, welche die Möglichkeit bietet, daß der Hörgeräteträger einzelne Ge­ sprächsabschnitte abrufen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beansprucht. Die Verstärkerschaltung in der vorliegenden Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die digital zwischengespeicherten akustischen Eingangssignale auf Wiederabruf bereitstehen, wodurch sich die Möglichkeit bie­ tet, diese erneut zu hören bzw. diese hierfür sogar gesondert aufzubereiten (z. B. mit höchster Lautstärke), wobei hierbei die Verstärkerschaltung lernfähig ausgestaltet wird, derart, daß häufig auftretende, unsauber empfangene Signale, welche durch den Anwender, zwecks besserer Verständlichkeit, wieder­ holt abgerufen wurden, mittels Referenzsignalen abgleichbar sind.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Verstärkerschaltung eine Wort-Daten-Bank besitzt, die Signalpegel, die beispielsweise einem Pegelspektrum nicht exakt zugeordnet werden können, bzw. Signalbänder, die z. B. unsauber aufgezeichnet wurden und dadurch nicht klar defi­ niert werden können, mit den gespeicherten Informationen der Wort-Daten-Bank vergleicht und gegebenenfalls durch diese er­ setzt. Hierdurch wird es z. B. möglich, bei Kommunikation in einer Fremdsprache, zusätzliche, die Kommunikation unnötig erschwerende, Sprachbarrieren, die auf einer landestypischen Aussprache beruhen, zu minimieren. Auch ist es denkbar, die Wort-Daten-Bank mit z. B. einem Sprachwortschatz zu versehen, derart, daß der Bediener wählen kann, welche Aussprache für ihn die Erkennung des und Zuordnung zu dem ursprünglich ge­ sprochenen Wort erleichtert.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Signalaufbereitung, Speicherung und/oder Signalausgabe nach dem FIFO-Prinzip, d. h., daß die Signale, die zuerst in dem Speicherelement aufgezeichnet wurden, als erste zur Aus­ gabe gelangen. Durch Anwendung dieses Prinzips wird der Zeit­ bedarf für die Abfrage klein gehalten.

Um den Anforderungen aus dem Hörgerätebau, kleine Komponen­ ten, mit geringer Leistungsaufnahme einzusetzen zu genügen, können Registerelemente, wie z. B. Schieberegister als "FIFO- Speicherelemente" Verwendung finden. Da diese als Ergänzung zur bestehenden Verstärkerschaltung eingesetzt werden, können prinzipiell auch bestehende Verstärkerschaltungen nachgerü­ stet werden.

Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung der Verstär­ kerschaltung liegen während des Signalabrufs ausschließlich die Ausgangssignale des Speicherelements am Eingang des Ver­ stärkers. Dies reduziert die mögliche Beeinträchtigung der Wiedergabequalität durch akustische Signale, die gleichzeitig über das Mikrofon aufgenommen werden. Auch ist denkbar, daß der gesamte Signalaufnahmebereich, d. h. insbesondere das Mi­ krofon, während des Abspielens von der Verstärkereinheit ab­ geschaltet wird. Hierdurch kann ein Überschreiben des Spei­ chers vermieden werden.

Alternativ hierzu ist denkbar, daß während des Abhörvorgangs der Signalpfad zwischen Mikrofon und Speicherelement bestehen bleibt und lediglich eine Umschaltung des Ausgangs vom "regulären" Signalpfad zu dem Speicherelementausgang erfolgt. Dies gewährleistet, daß parallel zum Abfragevorgang eine Signalaufzeichnung erfolgt. Hierdurch können weitere Informa­ tionsdefizite des Hörgeräteträgers reduziert werden.

Da während des Abrufens der aufgezeichneten Signale sich der Nutzer auf diese konzentriert, besteht die Gefahr, daß weite­ re, in der Zwischenzeit gesprochene Worte, nicht verstanden werden. Zweckmäßigerweise ist daher die Verstärkerschaltung gemäß Patentanspruch 7 derart ausgestaltet, daß ein Aufzeich­ nen erfolgen kann, für die Dauer in der ein Abruf einer vor­ gespeicherten Information erfolgt. Dies könnte z. B. solange fortgeführt werden, bis eine Sprechpause eintritt und der Nutzer im Besitz der vollständigen im Verlauf des Gesprächs gegebenen Information ist, ohne ein einziges Mal nachgefragt zu haben.

Da - wie bereits eingangs erwähnt - Hörgeräteparameterein­ stellungen einen Kompromiß zwischen optimaler Sprachwiederga­ be und Hintergrundunterdrückung darstellen, kann es erforder­ lich sein, daß, der besseren Verständlichkeit wegen, beim Wiederabrufen der im Speicher abgelegten Signale eine Ände­ rung der Parameter erfolgt. Diese Parameter können z. B. sein die Verstärkung einzelner Frequenzbänder bzw. die Unterdrückung anderer, um das gewünschte Signal aus dem Signalgemisch herauszufiltern. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß z. B. ein gewünschtes Wortsegment theoretisch so häufig wiedergegeben werden kann, bis es, nach entsprechender Veränderung der kor­ respondierenden Parameter, verständlich wird.

Eine besondere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verstär­ kerschaltung sieht vor, daß bereits beim erstmaligen Abfragen der gespeicherten Sequenz eine z. B. automatische Ausgangspe­ gelerhöhung erfolgt. Dies ist insofern vorteilhaft, da der Signalpegel im Moment der Aufzeichnung vom Hörgeräteträger als nicht verständlich mitunter als zu leise erkannt wurde. Es entfällt somit mitunter eine nochmalige Wiederholung, die erforderlich sein könnte, wenn der Hörgeräteträger die Pege­ lanpassung selbst und insbesondere manuell vornehmen müßte.

Um die Verständlichkeit von Sprachsequenzen bei der Wiederga­ be zu erhöhen, ist vorgesehen, den Ausgangssignalpegel zu filtern, wodurch eine verbesserte Wahrnehmung verschiedener Frequenzbänder erreicht wird.

Eine weitere Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Ver­ stärkerschaltung sieht vor, daß bei wiederholtem Abrufen eine sukzessive Änderung der Parametereinstellungen erfolgt. Somit wird dem Bedürfnis des Hörgeräteträgers Rechnung getragen, daß, aufgrund des erneuten Wiederholens, die Verständigkeit beim vorherigen Abruf der Sequenz als nicht ausreichend er­ achtet wurde.

Hierbei ist vorgesehen, daß die Inkremente, d. h. die Schritt­ weiten der Parametereinstellungen von dem Nutzer vorgegeben werden und somit hörgeräteträgerindividuell ablegbar sind.

Situationsbedingt kann es erforderlich sein, daß unterschied­ lich lange Sequenzen vom Hörgeräteträger angefordert werden.

Da es aber nicht immer notwendig ist, daß sich ein Hörgerä­ teträger die vollständig im FIFO-Speicher abgelegte Sequenz anhört, wenn nur ein Wort nicht verstanden wurde, ist es ge­ mäß einer weiteren Ausgestaltung zweckmäßig, daß unterschied­ liche Fenster für Aufnahme und Abfrage vorgesehen sind. Diese sind insbesondere variabel auszugestalten, um eine einsatzbe­ reichspezifische Anpassung jederzeit vornehmen zu können. Auch ist es vorteilhaft, wenn der Hörgeräteträger verschiede­ ne direkt abrufbare Zeitfenster ablegt, um einen direkten Ab­ ruf der entsprechenden Zeitfenster vorzunehmen.

Um die Verarbeitung der Parameter bzw. Einstellung der Fen­ ster schnell vornehmen zu können, ist es zweckmäßig, daß der Inhalt des FIFO-Speichers beim erstmaligen Abruf in eine wei­ tere Speichereinrichtung übertragen wird.

Der Gegenstand von Anspruch 16 erlaubt während des Abfrage­ vorganges ein Vor- und Rückspulen, um gezielt an die ge­ wünschte Information zu kommen.

Die Steuerung des Hörgerätes und insbesondere das wiederholte Abrufen ist über ein Bedienteil durchführbar. Vorzugsweise ist dieses Bedienteil von der Verstärkerschaltung getrennt, wodurch eine Ausgestaltung als Fernbedienung, die von dem Nutzer in einer Tasche mitgeführt werden kann, möglich ist. Eine derartige Ausgestaltung gewährleistet, daß das Abfragen diskret erfolgen kann.

Zweckmäßigerweise ist eine Bearbeitung der Verstärkungspara­ meter einer abgelegten Sequenz mittels in das Bedienteil in­ tegrierter Regel- und/oder Steuerelementen vorzusehen.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:

Fig. 1 einen Prinzipschaltplan der erfindungsgemäßen Ver­ stärkerschaltung mit Speicherelement und Bedien­ teil;

Fig. 2a eine schematische Darstellung eines als Schiebere­ gister dargestellten Aufnahmefensters, welches mit einem Signalblock S₁ belegt ist;

Fig. 2b ein Aufnahmefenster nach Fig. 2a, wobei weitere Sig­ nalblöcke S₂-S₇ abgelegt sind;

Fig. 2c ein weiteres Aufnahmefenster, bei dem die gesamte Kapazität mit Signalblöcken S₁-Sn belegt ist wo­ bei n eine natürliche Zahl ist;

Fig. 3a ein mit Signalblöcken S₅-S₁₇ belegtes Aufnahmefen­ ster;

Fig. 3b ein schematisch dargestelltes Abfragefenster;

Fig. 3c ein auf das Aufnahmefenster nach Fig. 3a aufgelegtes Abfragefenster nach Fig. 3b, bei dem die Sig­ nalblöcke S₅-S₉ selektiert wurden;

Fig. 3d eine weitere Darstellung gemäß Fig. 3c, bei der das Abfragefenster einen anderen, insbesondere größeren Ausschnitt aus den im Registerelement abgelegten Speicherblöcken freigibt.

Fig. 1 zeigt die Verstärkerschaltung 1, bestehend aus dem Mi­ krofon 2, dem Hörer 3, dem Analog-/Digital-Umsetzer 4, einem Verstärker 5, den Speicher- und Signalaufbereitungselementen 6 und 7, dem Umschalter 8, dem Bedienelement 9 sowie den Sig­ nalleitungen A-E.

Bei dem Mikrofon 2 handelt es sich um ein gebräuchliches Signalaufnahmeelement, wie es bereits aus den Hörgerätebau bekannt ist. Es werden hiermit lediglich akustische Signale in Form von Schallwellen eingefangen und in elektrische Sig­ nale umgewandelt. Diese analogen elektrischen Signale werden durch den Analog-/Digital-Umsetzer 4 in korrespondierende di­ gitale Signalsequenzen umgesetzt und an seinen Ausgängen zur Verfügung gestellt.

Im Verstärker 5 erfolgt die Bearbeitung des Signals hinsicht­ lich Parametern, wie z. B. Verstärkung, Filterung etc. und die Ausgabe als Signalpegel am Ausgang. Der mit diesem Ausgang in Verbindung stehende Hörer 3 nimmt eine Umwandlung der vom Verstärker 5 übertragenen Signale in akustische Signale, d. h. Schwingungen vor, wodurch die vom Mikrofon 2 aufgefangene Se­ quenz wieder als akustisches Signal vom Hörgeräteträger wahr­ nehmbar ist.

Das Speicherelement 6 dient der Ablage und Bereithaltung der auf Wiederabruf zu haltenden Signalsequenz. Das weitere Spei­ cherelement 11 übernimmt den Speicherinhalt des Speicher­ elements 6 sobald die in diesem abgelegte Sequenz abgerufen wird. Hierdurch steht das Speicherelement 6 zur Aufzeichnung neuer Sequenzen bereit.

Das Signalaufbereitungselement 7, welches auch in das Ver­ stärkerelement 5 integriert ausgebildet sein kann, dient ei­ ner z. B. bandselektiven Aufbereitung der angefragten Sig­ nalsequenz. Der Umschalter 8 bewirkt ein Umschalten zwischen den Signalpfaden bei "regulärem" Hörbetrieb und Abfragemodus. Das Bedienteil 9 dient der Steuerung und Vorwahl von Parame­ tern für die Abfrage als auch als allgemeines Bedienteil für den regulären Hörbetrieb. Die Signalpfade A-E sind rein schematischer Natur und geben einen Überblick, welche Elemen­ te bzw. Komponenten der Verstärkerschaltung z. B. durch das Bedienteil 9 angesteuert werden können.

In der Umrandung 10 sind die wesentlichen Bestandteile eines Hörgerätes ohne Wiederholfunktion eingefaßt. Insbesondere wird hieraus ersichtlich, daß der Schaltungsteil für die Wie­ derholoption theoretisch in bestehende Schaltungen integriert bzw. an bestehenden Hörgeräten nachgerüstet werden kann.

Fig. 2a-2c zeigen den prinzipiellen Speicherablauf bei Ein­ satz eines Linksschieberegisters beliebiger Größe als FIFO- Speicher, wobei die Zeichen S₁ bis S_n Signalsequenzen dar­ stellen.

In Fig. 2a befindet sich, nach dem Einschalten des Hörgeräts im Speicher ganz rechts, die Sequenz S₁. In Fig. 2b wurde die Sequenz S₁ durch die nachfolgend aufgenommenen Signale S₂ bis S₇ nach links verschoben. Fig. 2c zeigt das am linken Ende des Schieberegisters befindliche Element S₁ und die nachfolgenden Elemente S₂ bis S_n, wobei bei Abfrage das Element S₁ vor dem Element S₂ abgefragt wird, wodurch der Bedingung eines FIFO- Speicherelementes (first in, first out) Rechnung getragen wird.

Fig. 3a zeigt ein Aufnahmefenster 12 mit begrenzter Kapazität, im vorliegenden Fall für dreizehn exemplarische Sequenzen. Die Sequenzen 1-4 sind aus dem Register bereits wieder her­ ausgeschoben worden, weil deren Aufzeichnung schon zu lange zurück liegt.

In Fig. 3b ist in schematischer Darstellungsweise ein Abfrage­ fenster 13 bestimmter Größe dargestellt. Fig. 3c zeigt das auf das vom Aufnahmezeitfenster 12 vorgegebene Sequenzband aufge­ legte Abfragefenster 13 gemäß Fig. 3b, in dem die Sequenzen 5-9 abgefragt werden und die Sequenzen 1-4 bereits aus dem Speicherbereich ausgeschoben wurden. Die nicht angefragten Bereiche des Speichers sind durch eine gestrichelte Linie dargestellt.

Fig. 3d zeigt ein Aufnahmefenster 12 anderer Länge, auf das ein Abfragefenster 13 mit ebenfalls anderer Länge als in Fig. 3a, 3b aufgelegt wurde, wobei die abgefragte Sequenz im mittleren Bereich des Registers liegt. Auch hier zeigt die gestrichelte Linie die nicht angefragte Sequenz, hier S₁-S₁₀ und S₁₈-S₂₆.

Im "regulären" Hörgerätebetrieb funktioniert die Verstärker­ schaltung 1 wie die eines regulären digitalen Hörgerätes, dessen Bestandteile durch die Umrandung 10 eingefaßt sind. In diesem Fall gelangt ein vom Mikrofon 2 empfangenes Signal auf den Analog-/Digital-Umsetzer 4, um über den Schalter 8, der in diesem Fall lediglich eine leitende Verbindung darstellt in das Verstärkerelement 5 und wird mittels des Hörers 3 in der Regel direkt in den Hörgang des Nutzers ausgegeben. Im Vergleich zum regulären digitalen Hörgerät wird darüber hin­ aus das digitale Ausgangssignal aus dem Analog-/Digital- Umsetzer 4 über den Signalpfad A auf das Speicherelement 6 gespeichert.

Sofern ein Anwender mittels des Bedienelementes 9 ein Wieder­ holen anfragt, wird über den Signalpfad D der Umschalter 8 auf den Signalpfad B gelegt. Desweiteren wird über Signalpfa­ de C und C′ die Ansteuerung des Speicherelementes 6 und des Signalaufbereitungselementes 7 vorgenommen, so daß die zur Wiederholung angeforderten Signale über den Signalpfad B und den in aktivierter Stellung befindlichen Umschalter 8 auf das Verstärkerelement 5 geschaltet werden. Nun hat der Nutzer die Möglichkeit, durch entsprechende Veränderung der Regelglieder durch das Bedienelement 9, im Verstärkerelement 5 und Signal­ aufbereitungselement 7 über Signalpfad E die Einstellungen der Parameter anzupassen. Desweiteren ist Fig. 1 zu entnehmen, daß für die Dauer des Abrufens der im Speicher abgelegten Signale eine Speicherung von derweil vom Mikrofon 2 auf den Analog-/Digital-Umsetzer 4 geführten Signale über den Signal­ pfad 10 prinzipiell möglich ist.

Claims (18)

1. Verstärkerschaltung für Hörgeräte, insbesondere für solche, bei denen eine digitale Signalaufbereitung erfolgt, wobei die Verstärkerschaltung einen mit einem Zeitfenster versehenen Schaltungsteil aufweist, der die in der Zeitdauer des Zeit­ fensters empfangenen akustischen Eingangssignale in einem Speicherelement digital zwischenspeichert und für Wiederabruf bereithält, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstär­ kerschaltung (1) "lernfähig" ist, wodurch zu häufig auftre­ tenden, unsauber empfangenen Signalen korrespondierende Refe­ renzsignale auf Abruf gehalten werden und eine simultane Kor­ rektur aktivierbar ist.

2. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstär­ kerschaltung (1) eine Wort-Daten-Bank aufweist, die aufgezeichnete Signalpegel bzw. Signalbänder mit den in der Wort-Daten-Bank gespeicherten Informationen vergleicht und ge­ gebenenfalls durch diese ersetzt.

3. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiche­ rung der akustischen Signale nach dem FIFO-Prinzip erfolgt.

4. Verstärkerschaltung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Speicher­ element (6) mindestens ein Registerelement vorgesehen ist.

5. Verstärkerschaltung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Abruf der gespeicherten Signale Signale nur über das Speicherelement (6) am Verstärker (5) anstehen.

6. Verstärkerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schalt­ einrichtung (8) zum Umschalten zwischen dem im regulären Hör­ betrieb aktiven Signalpfad und dem Ausgang des Speicherele­ ments (6) vorgesehen ist.

7. Verstärkerschaltung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstär­ kerschaltung (1) parallel Signaleingangspegel aufzeichnen und abgespeicherte Signalpegel wiedergeben kann.

8. Verstärkerschaltung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Inhalt des Zeitfensters der erfaßten Sequenz hinsichtlich mindestens eines Einstellparameters veränderbar ist.

9. Verstärkerschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Abruf ei­ ne Ausgangspegelerhöhung erfolgt.

10. Verstärkerschaltung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Abruf ei­ ne unterschiedliche Filterung der abgerufenen Sequenz er­ folgt.

11. Verstärkerschaltung nach einem der Ansprüche 8-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Parametereinstellung sukzessive erfolgt.

12. Verstärkerschaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Inkremen­ te der sukzessiven Parameteränderung einstellbar sind.

13. Verstärkerschaltung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Auf­ nahme und Abfrage ein Aufnahme-(12) sowie Abfragefenster (13) vorgesehen sind.

14. Verstärkerschaltung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahme- und/oder Abfragezeitfenster (12, 13) variabel einstellbar ist.

15. Verstärkerschaltung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Speichereinrichtung (11) vorgesehen ist, in die der Inhalt des Zeitfensters bei Abruf übertragen wird.

16. Verstärkerschaltung nach einem der Ansprüche 13-15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verschie­ ben von Abfrage-(13) zu Aufnahmefenster (12) vorgesehen ist.

17. Verstärkerschaltung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abruf über ein Bedienteil (9) durchführbar ist, welches von der Verstärkerschaltung (1) getrennt, insbesondere als Fernbedie­ nung, vorgesehen ist.

18. Verstärkerschaltung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedien­ teil (9) zusätzlich zur Bearbeitung der Parameter dient.