DE602004010317T2

DE602004010317T2 - Verfahren zum Betreiben eines Hörhilfegerätes und Hörhilfegerät

Info

Publication number: DE602004010317T2
Application number: DE602004010317T
Authority: DE
Inventors: Hans-Ueli Roeck
Original assignee: Phonak AG
Current assignee: Sonova Holding AG
Priority date: 2004-02-05
Filing date: 2004-02-05
Publication date: 2008-10-16
Anticipated expiration: 2024-02-06
Also published as: EP1868413B1; US7248710B2; US20050175199A1; DK1439732T3; EP1439732B1; DK1868413T3; DE602004022210D1; EP1439732A3; EP1868413A1; EP1439732A2; DE602004010317D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hörgerätes gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Hörgerät gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 11.
Digitale Hörgeräte können in zwei Klassen eingeteilt werden: Solche mit Algorithmen im Frequenzbereich und solche mit Algorithmen im Zeitbereich. In der erstgenannten Klasse muss eine Umwandlung aus dem Zeitbereich in den Frequenzbereich eines zu verarbeitenden Signals, wie zum Beispiel durch eine schnelle Fourier-Transformation (FFT), durchgeführt werden. Danach wird eine Frequenzbereich-Filterbank für die Verarbeitung des Signals in verschiedenen Frequenzbändern verwendet. Üblicherweise ist die Anzahl der verwendeten Frequenzbänder eher hoch. Im Gegensatz dazu erfolgt in der zweit genannten Klasse keine Umwandlung, sondern eine direkte Verarbeitung eines Eingangssignals wird im Zeitbereich unter Verwendung von Zeitbereich-Filterbanken durchgeführt. Üblicherweise ist die Anzahl der Frequenzbänder, in denen Zeitbereich-Filterbanken eingesetzt werden, deutlich niedriger. Zeitbereich-Filterbanken zeichnen sich auch dadurch aus, dass sie üblicherweise das Eingangssignal entweder Abtastwert für Abtastwert oder im analogen Bereich verarbeiten, indessen Frequenzbereich-Filterbanken bzw. Umwandlungs-basierte Filterbanken üblicherweise eine Anzahl von Abtastwerten in einem Block gleichzeitig, in einem sogenannten Rahmen, verarbeiten. Die Zeit, welche für die Zwischenspeicherung der Abtastwerte für einen solchen Datenblock gebraucht wird, addiert sich zur grösseren Gruppenlaufzeit, welche den Übertragungs-basierten Filterbanken anhaftet.
Diejenigen Hörgeräte mit einem Zeitbereich-Filterbank-Algorithmus neigen dazu, viel einfacher zu sein, und haben einen eher niedrigen Energieverbrauch. Auf der anderen Seite erlauben die Frequenzbereich-Filterbank-Algorithmen eine viel höhere Leistungsfähigkeit. Unglücklicherweise weisen die Frequenzbereich-Algorithmen grössere Gruppenlaufzeiten als die Zeitbereich-Algorithmen auf. Unter dem Begriff „Gruppenlaufzeit" ist die Verzögerung einer Signalwellenfront durch Signalverarbeitungsschritte im Vergleich mit dem unverarbeiteten Signal zu verstehen. Ein nichtverarbeitetes Signal ist deshalb ohne Verzögerung. Während Hörgeräte mit Zeitbereich-Filterbank-Algorithmen üblicherweise eine Gruppenlaufzeit von 0.5 bis 2 ms aufweisen, können die Frequenzbreich-Filterbank-Algorithmen Gruppenlaufzeiten zwischen 5 bis 10 ms haben. Beispiele für vergleichbare im Handel erhältliche Produkte sind CLARO der Firma Phonak AG, NEXUS der Firma Unitron Inc. und CANTA 7 der Firma GN Resound.
Ausserdem ist ein Hörgerät in US-A-4 887 299 offenbart. Das bekannte Hörgerät besteht aus einem Mikrophon, einem Signalverarbeitungsprozessor und einem Lautsprecher, welche miteinander verbunden sind und einen Signalpfad bilden.
Die grössere Gruppenlaufzeit für Frequenzbereich-Filterbank-Algorithmen wird vom Hörgerätebenutzer sehr häufig als Problem eingestuft. Obschon viele Studien zeigen, dass die Wahrnehmbarkeit einer Laufzeit in einem Hörgerät nur allmählich zwischen 1 und ungefähr 12 ms zunimmt, wird in der Regel bemerkt, dass eine geringere Laufzeit vorteilhafter ist.
Für Hörgeräte hat es sich gezeigt, dass diese Laufzeit zwei Haupteinflüsse hat:

– Für ähnliche Übertragungsfunktionen des verarbeiteten verzögerten Signals und des nicht verarbeiteten Signals – welches gemäss der oben erwähnten Definition – durch Knochenübertragung bzw. durch den Luftdurchlass ohne Laufzeit ist, wird dort ein Kammfiltereffekt auftreten, welcher die wahrgenommene Klangfarbe besonders der eigenen Stimme des Hörgerätebenutzers verändert. Dieser Kammfiltereffekt, welcher im Grunde genommen nur eine Amplituden-Funktion ist, wird allerdings sehr schwierig von der weitaus bedeutenderen Wirkung der Übertragungsfunktion des Hörers zu unterscheiden sein, d. h. vom Lautsprecher des Hörgerätes, wenn kein Vergleich möglich ist. Er ist also nur wirksam für Verstärkungen in der Grössenordnung der Amplitude der Luftdurchlass-Übertragungs-Funktion bzw. der Knochenübertragung.
– Das Einführen einer Laufzeit wird ein Ortungsproblem für den Hörgerätebenutzer erzeugen, besonders bei monauralen Anpassungen.

Infolge der starken Wirkung des Hörers auf die Übertragungsfunktion des gesamten Hörgerätes, und der Bedeutung des Kammfiltereffektes nur bei geringen Verstärkungen, kann dies bedenkenlos vernachlässigt werden. Dennoch sind Ortungsprobleme ernst zu nehmen.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Hörgerätes mit einer hohen Leistungsfähigkeit anzugeben, welches nicht die oben erwähnten Nachteile hat.
Diese Zielsetzung wird durch die im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1 und 11 angegebenen Merkmale erreicht. Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie ein Hörgerät sind in weiteren Ansprüchen wiedergegeben.
Die vorliegende Erfindung weist folgende Vorteile auf:
Durch Verarbeiten des Eingangssignals in einem Nebensignalpfad, um ein Nebenpfadausgangssignal zu erhalten, und durch Überlagern des Nebenpfadausgangssignals dem Ausgangssignal des Hauptsignalpfads, wobei eine Gruppenlaufzeit eines durch den Nebensignalpfad wandernden Signals kleiner als eine Gruppenlaufzeit eines durch den Hauptsignalpfad wandernden Signals ist, werden die Ortungsprobleme beseitigt. Gleichzeitig kann das Hörgerät gemäss der vorliegenden Erfindung immer noch eine sehr hohe Leistungsfähigkeit haben. Kurz ausgedrückt, wurde mit der vorliegenden Erfindung ein „Null-Laufzeiten-Hochleistungs"-Hörgerät geschaffen.
Aus der Psychoakustik wissen wir, dass die menschliche Hörrinde nur die erste Wellenfront einer Transiente braucht, um die Richtung des wahrgenommenen Hörereignisses (direction-of-arrival; DOA) eines bestimmten Geräuschs zu bestimmen. Wandreflexionen, welche das Gehirn irreführen könnten, werden vernachlässigt, d. h. wir sind an die Tatsache gewohnt, dass verzögerte Varianten (Reflexionen) eines Geräuschs mit dem Originalsignal vermischt werden und wir nehmen diese nicht mehr als getrennt wahr. Dieser Effekt, nur die erste Wellenfront zu verwenden, ist auch als „Präzedenz-Effekt" bekannt. Für weitere Informationen betreffend des Präzendenz-Effekts, welcher auch „das Gesetz der ersten Wellenfront" genannt wird, wird auf die Publikation von E. Zwicker und H. Fastl mit dem Titel „Psychoakustik – Fakten und Modelle" (2. Ausgabe, Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York, 1999, p. 78, 82 und 311) verwiesen.
Auch im Wissen, dass Transiente, welche für Ortung gebraucht werden, über einen einigermassen hohen Signal-Rausch-Abstand (SNR) zum mittleren Hintergrundrausch-Pegel verfügen, macht es das Verfahren der vorliegenden Erfindung möglich, das korrekte Ortungs-Resultat zu reproduzieren, ohne auf die Vorteile eines im Frequenzbereich angewandten Algorithmus verzichten zu müssen, d. h. auf einen FFT-basierten Algorithmus.
Gemäss der vorliegenden Erfindung, ist ein Nebensignalpfad, welcher eine kleinere Gruppenlaufzeit als der Hauptsignalpfad hat, parallel zum Hauptsignalpfad geschaltet. Die Verstärkung des Nebenpfadsignals ist dadurch nicht grösser als die Verstärkung im Hauptsignalpfad, d. h. die durch die Frequenzbereich-Filterbank erzeugte Verstärkung.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert, die mehrere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zeigen. Es zeigen:
1, schematisch, ein Blockdiagramm eines Hörgerätes gemäss der vorliegenden Erfindung, welches einen Hauptsignalpfad und einen Nebensignalpfad hat,
2., wieder schematisch, ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform des Hörgerätes gemäss der vorliegenden Erfindung,
3, ein Kurvendiagramm, welches Verstärkung des Haupt- und Nebensignalpfads als Funktion eines Eingangspegels bei einem schweren Hörschaden zeigt,
4, ein Kurvendiagramm, welches die Verstärkung des Haupt- und Nebensignalpfads als Funktion eines Eingangspegels bei einem leichten Hörschaden zeigt, und
5, noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, schematisch dargestellt in einem Blockdiagramm eines Hörgeräts, welches mehr als einen Nebensignalpfad hat.
In 1 ist ein Blockdiagramm eines Hörgerätes gemäss der vorliegenden Erfindung dargestellt. Ein akustisches Signal wird über einen Eingangswandler 1 aufgenommen, z. B. über ein Mikrophon, wobei ein elektrisches Signal aus dem akustischen Signal erzeugt wird. Da diese Erfindung insbesondere auf ein digitales Hörgerät abzielt, muss ein Analog-Digital-Wandler vorgesehen sein, um das analoge Ausgangssignal des Eingangswandlers 1 in ein digitales Signal zu konvertieren. Nachdem dies festgehalten ist, wird betont, dass die vorliegende Erfindung nicht nur auf digitale Hörgeräte abzielt, sondern auch sehr gut für die Implementierung in analogen Hörgeräten geeignet ist, ohne den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Offensichtlich ist ein Analog-Digital-Wandler für analoge Hörgeräte nicht notwendig.
Wie in 1 gezeigt wird, besteht das Blockdiagramm für gewöhnlich aus zwei Vorwärts-Signalpfaden, wobei der erste Hauptsignalpfad und der zweite Nebensignalpfad genannt wird. Der Hauptsignalpfad umfasst eine Signalverarbeitungseinheit 2 auf und endet mit einer Additionseinheit 6, welche die beiden Signalpfade vereinigt. Der Nebensignalpfad umfasst eine Verstärkungseinheit 5 auf, welche ausgangsseitig an eine Additionseinheit 6 angeschlossen ist.
In der Signalverarbeitungseinheit 2 des Hauptsignalpfads, wird das Ausgangssignal des Eingangswandlers 1 bzw. des Analog-Digital-Wandlers, gemäss den allgemein bekannten Regeln und Anforderungen der Hörgerätetechnologie verarbeitet. Dies beinhaltet insbesondere die Verwendung einer Anzahl verschiedener Hörprogramme für spezifische akustische Situationen, die automatische Auswahl eines best geeigneten Hörprogramms, vorzugsweise durch Verwendung von Klassifizierern wie beispielsweise in WO 01/20 965 offenbart.
Wie oben erklärt wurde, ist die Verwendung von Frequenzbereich-Filterbanken-Algorithmen im Hauptsignalpfad bezüglich Flexibilität und Qualität der erzielten Resultate im Vergleich mit der Verwendung von Zeitbereich-Filterbanken-Algorithmen überlegen. Dennoch bewirkt die Implementierung von Frequenzbereich-Filterbank-Algorithmen ziemlich hohe Gruppenlaufzeiten aufgrund von umfangreichen Berechnungen in der Verarbeitungseinheit 2, d. h. im Hauptsignalpfad.
Der Nebensignalpfad, wie ihn die vorliegende Erfindung vorschlägt und wie er in 1 dargestellt ist, enthält keine Filterbank und daher gibt es dort keine Gruppenlaufzeit für ein Signal durch diesen Nebensignalpfad. Aufgrund eines vollständigen Fehlens einer Filterbank im Nebensignalpfad, kommt es dort nicht einmal zu einer geringen Gruppenlaufzeit, mit der bei einer Verwendung einer Zeitbereich-Filterbank umgegangen werden muss. Eine angewendete Verstärkung im Nebensignalpfad durch die Verstärkungseinheit 5 ist eine einfache Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie dies in 1 ein vorgegebener Wert G_fix darstellt.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wird die Verstärkung im Nebensignalpfad derart angepasst, dass eine Gesamtverstärkung vom Eingangswandler 1 durch den Nebensignalpfad zum Ausgangswandler 4 ungefähr gleich eins ist.
In einer weiteren Ausführungsform, welche vorteilhafter im Vergleich zu der eben erwähnten ist und welche in 2 dargestellt ist, wird die Verstärkung von einem im Hauptsignalpfad angewendeten vorhandenen Verstärkung-Modell aus berechnet, vorzugsweise in der Signalverarbeitungseinheit 2. Deshalb ist die Signalverarbeitungseinheit 2 mit der Verstärkungseinheit 5 des Nebensignalpfads wirkverbunden. Der Wert für die angewendete Verstärkung in der Verstärkungseinheit 5 wird zum Beispiel als Funktion der im Hauptsignalpfad angewendeten vorhandenen Bandverstärkungen aus berechnet. Dadurch wird mindestens eine Bandverstärkung des Hauptsignalpfades verwendet, um den Wert für die angewendete Verstärkung in der Verstärkungseinheit 5 zu bestimmen.
Eine weitere Ausführungsform besteht in der Kombination und Gewichtung mehrerer Bandverstärkungen des Hauptsignalpfades, um den Wert für die Verstärkung im Nebensignalpfad zu bestimmen. Weiter wird vorgeschlagen, den Wert für die Verstärkung im Nebensignalpfad, die Verstärkungseinheit 10 bis 20 dB tiefer als die Werte für die Verstärkung im Hauptsignalpfad von ungefähr 50 bis 80 dB abzustimmen, aber nur wenige dB tiefer für tiefe Verstärkungs-Werte von ungefähr 0 bis 20 dB. Daher werden für hohe Verstärkungs-Einstellungen im Hauptsignalpfad, wie sie bei schweren Hörschäden notwendig sind, die Wirkungen von Richtungswandlern (beamformers), Rauschunterdrückern, Rückkopplungsunterdrückern und einem ausgeklügelten Verstärkungs-Modell durch den Nebensignalpfad nicht vermindert, wo diejenigen Funktionen nicht implementiert sind. Es ist allerdings zu erwähnen, dass die Endverstärkung des Hauptsignalpfads vorzugsweise angewendet wird, um die Verstärkung für den Nebensignalpfad zu erzielen. Diese Endverstärkung im Hauptpfad kann bereits die Wirkungen beinhalten, z. B. von Rauschunterdrückern, Begrenzern usw., obschon wahrscheinlich mit höherer Auflösung. Desgleichen nehmen Hörgerätebenutzer mit schweren Hörschäden die Gruppenlaufzeit gar nicht mehr wahr.
3 zeigt die Verstärkung als Funktion eines Eingangspegels in Dezibel, um die Einstellung der Verstärkung G_SB im Nebensignalpfad, berechnet von einem oder mehreren Bandverstärkungen des Hauptsignalpfades aus für einen schweren Hörschaden zu illustrieren. Die Verstärkung des Nebensignalpfads hat eine relativ langsame Zeitkonstante verglichen mit der Anstiegzeit der Transiente, d. h. der ersten Wellenfront. Transienten sind daher so schnell, dass sie mit einer linearen Verstärkung behandelt werden. Eigentlich wird eine Transiente vom Hörgerätebenutzer über den Nebensignalpfad ohne oder nur mit extrem geringer Gruppenlaufzeit wahrgenommen. Die Ortung wird daher nicht beeinträchtigt. Darüber hinaus fasst das Gehirn das verzögerte verarbeitete Signal nicht als ein separates Echo auf, sondern verschmelzt es mit dem unverzögerten Signal.
4 zeigt wiederum die Verstärkung als Funktion eines Eingangspegels in Dezibel, um die Einstellung der Verstärkung G_SB im Nebensignalpfad, welche von mehreren Bandverstärkungen des Hauptsignalpfades berechnet wird, für einen milden Hörschaden zu illustrieren. In diesem Fall wird nur eine geringe Verstärkung angewendet. Ein Rückkopplungsunterdrücker (und dessen Wirkung) ist daher nicht notwendig; ebenso haben Richtungsumwandler (beamformers) und Rauschunterdrücker nur eine geringfügige Wirkung. Die Wirkung eines ausgeklügelten Verstärkungs-Modells mit vielen Bändern und hochentwickelter Verstärkungs-Bestimmung ist aufgrund der kleinen Unterschiede zu Frequenz und Eingangspegel nicht so leicht bemerkbar. In diesem Fall kann die Verstärkung im Nebensignalpfad viel näher bei der normalen Verstärkung liegen und ist deshalb sogar bedeutungsvoller. Diese Situation entspricht auch einer durch einen Hörgeräteanpasser vorgesehenen Einstellung, der einem Gerät zuhört und dessen Klangqualität bestimmt.
In der Ausführungsform wie in 2 gezeigt, ist zusätzlich im Nebensignalpfad zwischen der Verstärkungseinheit 5 und der Additionseinheit 6 eine Filtereinheit 7 vorgesehen. Die Filtereinheit 7 weist zum Beispiel einen einfachen Hochpassfilter erster oder zweiter Ordnung auf. Der Filterpol kann dem individuellen Hörschaden des Hörgerätebenutzers angepasst werden. Als Resultat einer solchen Filtereinheit 7 wird der Nebensignalpfad einem einfachen Einkanal-Analog-Hörgerät in Bezug auf Gruppenlaufzeit und Anpassungsmöglichkeit der Verstärkungs-Funktion sehr ähnlich. Nur die Verstärkung selber ist ein bisschen geringer als für vollständige Wiederherstellungen der Lautstärke benötigt wird. In der Tat kann eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Nebensignalpfad haben, verwirklicht durch Verwendung analoger Schaltkreis-Elemente, währenddessen der Hauptsignalpfad durch Verwendung digitaler Schaltkreis-Elemente bzw. durch Verwendung einer digitalen Signalverarbeitungseinheit verwirklicht ist.
Für den Nebenpfad, ist auch eine einfache Zeitbereich-Filterbank in einer digitalen oder analogen Implementierung mit nur wenigen Kanälen denkbar, welche auch nur eine sehr kleine Gruppenlaufzeit aufweist.
Obwohl die Filtereinheit 7 nur in 2 enthalten ist, die einen Nebensignalpfad mit einer anpassbaren Verstärkung zeigt, kann auch eine entsprechende Filtereinheit in die Ausführungsform, welche einen für die Verstärkung voreingestellten Wert aufweist, wie in 1 gezeigt, implementiert werden.
Damit keine übermässig laute Transiente das Hörgerät durchdringen kann, ist eine Begrenzungseinheit 3 vorzusehen, um das von der Additionseinheit 6 her kommende Ausgangssignal, d. h. die Summierung der Signale aus dem Hauptsignalpfad und dem Nebensignalpfad, zu begrenzen. Mit anderen Worten wird die Begrenzungseinheit 3, welcher eine Abtastbasierte-Funktion anhaftet, auch im Nebensignalpfad erkennbar.
Es ist hervorzuheben, dass der Nebensignalpfad berechnungsmässig äusserst einfach ist. Er besteht nur aus der Verstärkereinheit 5 und möglicherweise aus der Filtereinheit 7 im Wesen eines Hochpassfilters erster oder zweiter Ordnung oder einer einfachen Zeitbereich-Filterbank, und der Additionseinheit 6, um die Signale des Nebensignalpfads und des Hauptsignalpfads zu addieren.
5 zeigt schematisch in einem Blockdiagramm eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in welchem zwei weitere Nebensignalpfade vorgesehen sind, wobei jeder der Nebensignalpfade eine weitere Verstärkungseinheit 8 bzw. 9, eine weitere Filtereinheit 12 bzw. 13 und eine Verzögerungseinheit 10 bzw. 11 zusätzlich zur Nebensignaleinheit, die bereits in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen vorgesehen ist. Der Nebensignalpfad und die weiteren Nebensignalpfade sind parallel zu dem Hauptsignalpfad geschaltet, welcher die Signalverarbeitungseinheit 2 umfasst, d. h. das Ausgangssignal des Eingangswandlers 1 wird der Signalverarbeitungseinheit 2, der Verstärkungseinheit 5 als auch den weiteren Verstärkungseinheiten 8 oder 9 zugeführt, und das Ausgangssignal des Hauptsignalpfads, des Nebensignalpfads als auch der weiteren Nebensignalpfade werden addiert, um das Eingangssignal für die Begrenzungseinheit 3 zu bilden.
Indem mehr als ein Nebensignalpfad vorgesehen wird, verstärkt sich die Wirkung des Präzedenz-Effektes, besonders im Falle, wenn das Signal durch die weiteren Nebensignalpfade zusätzlich um ein kleines Mass verzögert wird, zum Beispiel um 1/3 bis 2/3 der Filterbank-Laufzeit des Hauptsignalpfads. Daher wird dort zusätzlich zum Ausgangssignal des Nebensignalpfads, welches keine oder nur wenig Laufzeit hat und zusätzlich zum Ausgangssignal des Hauptsignalpfads, ein drittes, viertes, usw. Ausgangssignal mit einer Laufzeit in einem Bereich zwischen der Null- oder Minimum-Laufzeit und der Maximum-Laufzeit als Ausgangssignal auftreten. Diese „dazwischen-liegenden" Ausgangssignale werden die Wahrnehmung der Lautstärke der ersten Wellenfront (Lautheitsummation) steigern und verstärken daher den Präzedenz-Effekt, während die Amplitude des Ausgangssignals des Nebensignalpfads weit unter dem Ausgangssignal des Hauptsignalpfads gehalten wird.
In allen oben erwähnten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist eine Ruhedetektionseinheit 17 mit gestrichelten Linien dargestellt. Die Ruhedetektionseinheit 17 ist eingangsseitig mit dem Eingangswandler 1 wirkverbunden und ausgangsseitig der Ruhedetektionseinheit 17 mit der Signalverarbeitungseinheit 2 wirkverbunden.
Typische Hörgerätebenutzer sind ältere Leute, welche sich häufig alleine in ihren Altersheimen aufhalten. Daher befinden sie sich bezeichnenderweise häufig in ruhigen Umgebungen. In einer solchen Umgebung ist eine hochentwickelte Verarbeitung, wie sie im Hauptsignalpfad – einschliesslich einer Filterbank, Richtungswandlern (beamformers), Rauschunterdrückern, einem ausgeklügelten Verstärkungs-Modell, einem Klassifizierer usw. – überflüssig. Eine einfache Ruhedetektionseinheit 17 kann dazu verwendet werden, den ganzen Hauptsignalpfad auszuschalten und nur den Nebensignalpfad aktiv zu lassen. Deshalb wird das Ausgangssignal des Eingangswandlers 1 auch in die Ruhedetektionseinheit 17 eingespeist, welche ausgangsseitig mit der Signalverarbeitungseinheit 2 verbunden ist, um Informationen über wesentliche Geräuschaktivitäten auf die Signalverarbeitungseinheit 2 bereitzustellen. Sobald die Geräuschaktivität unter ein vorgegebenes Niveau fällt, kann die Energiezufuhr zur Signalverarbeitungseinheit 2 vermindert werden. Daher verbraucht die Signalverarbeitungseinheit 2 bedeutend weniger Energie, wodurch die Lebensdauer der Batterie erheblich verlängert wird. Alle Zustände innerhalb des Hauptsignalpfads werden eingefroren. Daher wird die Verstärkung in der Verstärkungseinheit 5 im Nebensignalpfad bis auf den für diesen dort benötigten niedrigen Eingangspegel eingefroren, d. h. unterhalb des Kniepunktes. Sobald wieder ein Geräusch auftritt, wird die Ruhedetektionseinheit 17 sofort wieder den Hauptsignalpfad einschalten, zum Beispiel innerhalb des gleichen Rahmens, und alle Zustände werden von dort aus, bevor sie in den Ruhezustand hineingekommen sind, fortgesetzt werden. Die Ruhedetektionseinheit 17 wird einen parametrisierbaren Schwellenwert von vorzugsweise 40 dB und einer Zeitkonstanten beinhalten, so dass nur Ruheperioden von vorzugsweise länger als 5 s zu einem Abschalten des Hauptsignalpfades führen.
Die entsprechende Funktion für eine Ruhedetektionseinheit 17 kann mit einem sogenannten ZASTA(Zero-Attack Short Term Averager)-Schaltkreis, d. h. einem zweifachen Mittelwertbildner mit zum Beispiel 0 s Ansteigzeit und einer festgelegten Abfallzeit von 5 s verwirklicht werden. Die Schaltung kann selbstverständlich auf eine sanfte Art erfolgen, d. h. in der Art, dass kein eventuelles Klickgeräusch durch den Hörgerätenutzer wahrnehmbar ist.
Allerdings wird ausdrücklich betont, dass, obwohl die Verwendung einer Ruhedetektionseinheit 17 in Verbindung mit Ausführungsformen der Erfindung auf den Präzedenz-Effekt bezogen erklärt ist, die Funktionen und die Vorteile durch Verwendung einer Ruhedetektionseinheit 17 in Verbindung mit einem Hauptsignalpfad und einem Nebensignalpfad auch unabhängig von den auf den Präzendenz-Effekt bezogenen Merkmale erreicht werden können. Mit anderen Worten ist es möglich, ein Hörgerät mit einem Hauptsignalpfad, in dem eher viel Verarbeitungsleistung benötigt wird, und einem Nebensignalpfad, in dem eher wenig Verarbeitungsleistung benötigt wird, den Gesamtenergieverbrauch des Hörgerätes erheblich zu vermindern, indem eine einfache Ruhedetektionseinheit 17 zugefügt wird, um den Hauptsignalpfad in dem Sinne zu überwachen, dass der Hauptsignalpfad während geringer akustischer Aktivität in der akustischen Umgebung ausgeschaltet wird. Trotzdem kann dem Hörgerätebenutzer über den Nebensignalpfad ein normaler Höreindruck vermittelt werden, obwohl die Qualität dieses Höreindrucks geringer sein könnte, d. h. ein leichter Fehlsignalpegel aufgrund der fixen Verstärkung. Sobald durch die Ruhedetektionseinheit eine höhere Geräuschaktivität feststellt wird, wird der Hauptsignalpfad wieder eingeschaltet, d. h. die Signalverarbeitungseinheit, in welcher Algorithmen von hoher Qualität und Leistungsfähigkeit verarbeitet werden.
Es wird betont, obwohl ein Lautsprecher vorhanden ist – in der Hörgerätetechnologie häufig auch Hörer genannt – dargestellt in 1, 2, und 5 als Ausgangswandler 4, ist es sehr wohl machbar, dass andere Ausgangswandler verwendet werden können, ohne den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Ein anderer Ausgangswandler könnte für implantierbare Hörgeräte mit zum Beispiel einem direkten Stimulus auf die Nerven des Innerohrs implementiert werden.
Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung sehr gut bei binauralen Hörgeräten eingesetzt werden, welche zwei miteinander durch ein Kabel oder kabellos verbundene Hörgeräteteile aufweisen.
Schliesslich wird ausdrücklich betont, dass das Verfahren und das Hörgerät gemäss der vorliegenden Erfindung nicht nur in Verbindung mit einer Korrektur einer Beeinträchtigung des Hörvermögens eingesetzt werden kann. In der Tat können die offenbarten Techniken sehr gut in Verbindung mit jeder Kommunikationsgerätsart mit Kabel oder kabellos eingesetzt werden. In diesem Sinn muss der Ausdruck „Hörgeräte" als Hörhilfe verstanden werden, sei es durch Einführen in den Gehörgang oder als Implantat für einen Patienten, um eine Beeinträchtigung des Hörvermögens zu korrigieren wie auch jede Kommunikationsgerätsart, welche eingesetzt wird, um das Hören zu erleichtern oder zu verbessern.

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Hörgerätes, umfassend einen Eingangswandler (1), eine Signalverarbeitungseinheit (2) und einen Ausgangswandler (4), wobei das Verfahren die Schritte umfasst, – dass ein akustisches Eingangssignal in ein konvertiertes Eingangssignal konvertiert wird, – dass das konvertierte Eingangssignal in einem Hauptsignalpfad verarbeitet wird, um ein Hauptausgangssignal zu erhalten, und – dass ein Ausgangswandler mit dem Hauptausgangssignal versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, – dass das konvertierte Eingangssignal in einem Nebensignalpfad verarbeitet wird, um ein Nebenpfadausgangssignal zu erhalten, und – dass das Nebenpfadausgangssignal mit dem Hauptausgangssignal überlagert wird, wobei eine Gruppenlaufzeit eines durch den Nebensignalpfad wandernden Signals kleiner ist als die Gruppenlaufzeit eines durch den Hauptsignalpfad wandernden Signals.
Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend den Schritt, dass eine Verstärkung im Nebensignalpfad derart eingestellt wird, dass eine Gesamtverstärkung vom Eingangswandler (1) durch den Nebensignalpfad zum Ausgangswandler (4) ungefähr gleich eins ist.
Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend den Schritt, dass die Verstärkung, die auf das konvertierte Eingangssignal im Nebensignalpfad angewendet wird, in Funktion einer auf das konvertierte Eingangssignal im Hauptsignalpfad angewendeten Verstärkung eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die auf das konvertierte Eingangssignal angewendete Verstärkung im Nebensignalpfad aus mehreren oder allen existierenden Bandverstärkungen berechnet ist, die auf verschiedene Frequenzbänder im Hauptsignalpfad angewendet werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, weiter umfassend den Schritt, dass das Signal im Nebensignalpfad, vorzugsweise durch einen Hochpassfilter oder eine Zeitbereichfilterbank, gefiltert wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, weiter umfassend den Schritt, dass das Hauptausgangssignal vor dem Ausgangswandler (4) limitiert wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, weiter umfassend die Schritte, – dass das konvertierte Eingangssignal in mindestens einem weiteren Nebensignalpfads verarbeitet wird, um mindestens ein weiteres Nebensignalausgangssignal zu generieren, und – dass das mindestens eine weitere Nebenpfadausgangssignal mit dem Hauptausgangssignal überlagert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, weiter umfassend den Schritt, – dass ein Eingangssignal in mindestens einem der weiteren Nebensignalpfade gefiltert wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, weiter umfassend die Schritte, – dass ein Pegel des konvertierten Eingangssignals überwacht wird, – dass die Verarbeitung vom konvertierten Eingangssignal im Hauptsignalpfad, im Fall dass der Pegel des konvertierten Eingangssignals unter einem vorgegebenen Wert ist, ausgeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend die Schritte, – dass ein Pegel des konvertierten Eingangssignals überwacht wird, – dass die Verarbeitung des konvertierten Eingangssignals im Hauptsignalpfad ausgeschaltet wird, im Falle dass der Pegel des konvertierten Eingangssignals unter einem vorgegebenen Wert ist.
Hörgerät, umfassend einen Hauptsignalpfad, umfassend – mindestens einen Eingangswandler (1), um ein akustisches Eingangssignal in ein konvertiertes Eingangssignal zu wandeln, – eine Signalverarbeitungseinheit (2) und – einen Ausgangswandler (4), wobei der mindestens eine Eingangswandler (1) mit dem Ausgangswandler (4) über die Signalverarbeitungseinheit (2) wirkverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Nebensignalpfad vorgesehen ist, der eingangsseitig mit dem konvertierten Eingangssignal beaufschlagt ist und der ausgangsseitig mit einer Additionseinheit (6) wirkverbunden ist, die des Weitern im Hauptsignalpfad zwischen der Signalverarbeitungseinheit (2) und dem Ausgangswandler (4) enthalten ist, wobei der Nebensignalpfad eine Verstärkungseinheit (5) umfasst, wobei eine Zeitverzögerung eines durch den Nebensignalpfad wandernden Signals kleiner ist als eine Zeitverzögerung eines durch den Hauptsignalpfad wandernden Signals.
Hörgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebensignalpfad weiter eine Filtereinheit (7) umfasst, vorzugsweise vom Typ Hochpassfilter oder eine Zeitbereichsfilterbank.
Hörgerät nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptsignalpfad weiter eine Begrenzungseinheit (3) umfasst, die zwischen der Additionseinheit (6) und dem Ausgangswandler (4) angeordnet ist.
Hörgerät nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungseinheit (5) mit der Signalverarbeitungseinheit (2) wirkverbunden ist.
Hörgerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wert für die Verstärkung, der in der Verstärkungseinheit (5) eingestellt ist, in Funktion einer Verstärkung im Hauptsignalpfad einstellbar ist.
Hörgerät nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Nebensignalpfade vorgesehen sind, wobei jeder eine weitere Verstärkungseinheit (8, 9) und eine Verzögerungseinheit (10, 11) umfasst, wobei das konvertierte Eingangssignal der Verzögerungseinheit (10, 11) über die weitere Verstärkungseinheit (8, 9) beaufschlagt ist, wobei der Ausgang der Verzögerungseinheit (10, 11) mit der Additionseinheit (6), falls notwendig über weitere Additionseinheiten (14, 15, 16) wirkverbunden ist.
Hörgerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der weiteren Nebensignalpfade eine weitere Filtereinheit (12, 13) zwischen der Additionseinheit (6) und der entsprechenden weiteren Verstärkungseinheit (8, 9) umfasst.
Hörgerät nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der weiteren Verstärkungseinheiten (8, 9) mit der Signalverarbeitungseinheit (2) wirkverbunden ist.
Hörgerät nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ruhedetektionseinheit (17) vorgesehen ist, der das konvertierte Eingangssignal beaufschlagt ist und die eingangsseitig mit der Signalverarbeitungseinheit (2) wirkverbunden ist.