EP0535425A2 - Method for amplifying an acoustic signal for the hard of hearing and device for carrying out the method - Google Patents

Abstract

The acoustic signals are amplified by transformation of signals which are not audible to the hard of hearing into the audible range in such a manner that the apparent loudness during the listening is equal in persons with normal hearing and in persons who are hard of hearing. The device contains an analysis section with a stage (5) for loudness estimation, with a stage (10) for individual adaptation to a person hard of hearing and with a stage (11) for determining the gain factors (G1...n). <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verstärkung von akustischen Signalen für Hörbehinderte durch Transformation von für den Hörbehinderten nicht hörbaren Signalen in den hörbaren Bereich.The present invention relates to a method for amplifying acoustic signals for the hearing impaired by transforming signals that are not audible for the hearing impaired into the audible range.

Bei heute gebräuchlichen Hörgeräten werden die für den Hörbehinderten nicht hörbaren Signale pauschal in den hörbaren Bereich transformiert, was zur Folge hat, dass auch die als störend empfundenen Hintergrund- und Nebengeräusche verstärkt werden, und zwar in einer Weise, die vom Hörbehinderten als äusserst störend und lästig empfunden wird. Es ist zwar bekannt, gewisse Frequenzen durch wahlweise einschaltbare Filter teilweise auszufiltern, trotzdem kann aber vielen hörbehinderten Personen mit den kommerziell erhältlichen Hörgeräten oft nur schlecht oder gar nicht geholfen werden.With today's hearing aids, the signals that are not audible for the hearing impaired are transformed into the audible range, which means that the background and secondary noises that are perceived as disturbing are also amplified, in a way that the hearing impaired as extremely disturbing and annoying. Although it is known to partially filter out certain frequencies by means of filters which can optionally be switched on, many hearing-impaired people can often only be poorly or not at all helped with the commercially available hearing aids.

Dies liegt neben den schon genannten Mängeln auch an den noch mangelhaften Erkenntnissen über die Funktionsweise des Gehörs, vor allem des geschädigten Gehörs, und am Mangel an technischen Möglichkeiten, ein dem Restgehör einer Person entsprechendes Hörgerät herzustellen.In addition to the shortcomings already mentioned, this is also due to the still inadequate knowledge about the functioning of the hearing, especially the damaged hearing, and the lack of technical possibilities for producing a hearing aid corresponding to the residual hearing of a person.

Die Symptome eines teilweisen Hörverlusts sind vielfältig, es seien hier die folgenden genannt: Verminderte Intensitätsauflösung, verminderte Frequenzselektivität, verminderte Zeitauflösung, verminderte Störgeräuschtoleranz, und als schwerste Folge, die reduzierte Sprachdiskriminationsfähigkeit.The symptoms of partial hearing loss are varied, the following may be mentioned here: reduced intensity resolution, reduced frequency selectivity, reduced time resolution, reduced noise tolerance, and, as the most serious consequence, reduced speech discrimination ability.

Durch die Erfindung soll nun ein Verfahren angegeben werden, mit dessen Hilfe die Funktionsfähigkeit von Hörgeräten ganz entscheidend verbessert werden kann.The invention is now intended to provide a method by means of which the functionality of hearing aids can be significantly improved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Transformation in den hörbaren Bereich auf eine solche Weise erfolgt, dass die beim Hören empfundene Lautheit bei normalhörenden und bei hörbehinderten Personen gleich ist.According to the invention, this object is achieved in that the transformation into the audible range takes place in such a way that the loudness felt during hearing is the same for people with normal hearing and for people with hearing impairment.

Theoretische Untersuchungen und praktische Versuche haben ergeben, dass die subjektiv empfundene Lautheit ein besonders gut geeignetes Kriterium für die Festlegung der Verstärkungsfaktoren eines Hörgeräts ist. Da die Lautheit von der Frequenz und vom Schallpegel abhängig ist, erfolgt also beim erfindungsgemässen Verfahren eine frequenz- und intensitätsabhängige Verstärkung.Theoretical studies and practical tests have shown that the subjectively perceived loudness is a particularly well-suited criterion for determining the amplification factors of a hearing aid. Since the loudness is dependent on the frequency and on the sound level, the method according to the invention is therefore frequency and intensity-dependent amplification.

Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens mit einer Verstärkungsstufe zur Verstärkung der akustischen Signale. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine Stufe zur Analyse der genannten Signale und zur Bestimmung der Verstärkungsfaktoren der Verstärkungsstufe, in welcher anhand eines Vergleichs von Messungen an normalhörenden und an hörbehinderten Personen eine Berechnung des Hörverlusts für verschiedene Frequenzen in Abhängigkeit des Schallpegels erfolgt.The invention further relates to a device for performing the above method with an amplification stage for amplifying the acoustic signals. The inventive The device is characterized by a stage for analyzing the signals mentioned and for determining the amplification factors of the amplification stage, in which the hearing loss is calculated for different frequencies as a function of the sound level by comparing measurements on people with normal hearing and hearing impaired people.

Die Analysestufe dient also dazu, eine Funktion zu bestimmen, die für jeden Schallpegel bei einer bestimmten Frequenz diejenige Verstärkung angibt, mit der ein Signal verstärkt werden muss, damit die hörbehinderte Person die gleiche Lautheit empfindet wie normalhörende Personen.The analysis stage is therefore used to determine a function which, for each sound level at a certain frequency, indicates the amplification with which a signal must be amplified so that the hearing-impaired person experiences the same loudness as normal hearing people.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnungen näher erläutert; es zeigt:

Fig. 1

ein Diagramm einer gemessenen Lautheitsfunktion bei einer normalhörenden und bei einer hörbehinderten Person,

Fig. 2

ein Diagramm der für einen bestimmten Ton erforderlichen Verstärkung, damit dieser bei einer normalhörenden und bei einer hörbehinderten Person die gleiche Lautheit hervorruft,

Fig. 3

ein Diagramm von Kurven gleicher Lautheit bei normalhörenden Personen,

Fig. 4

ein Diagramm von Kurven gleicher Lautheit bei einer hörbehinderten Person,

Fig. 5

ein Blockdiagramm der Signalverarbeitung,

Fig. 6

ein Blockdiagramm des Analyseteils der Signalverarbeitung von Fig. 5; und

Fig. 7-13

Diagramme zur Funktionserläuterung.

In the following the invention is explained in more detail using an exemplary embodiment and the drawings; it shows:

Fig. 1

a diagram of a measured loudness function in a person with normal hearing and in a hearing impaired person,

Fig. 2

a diagram of the amplification required for a particular tone so that it produces the same loudness in a person with normal hearing and in a hearing impaired person,

Fig. 3

a diagram of curves of equal loudness in people with normal hearing,

Fig. 4

a diagram of curves of equal loudness in a hearing impaired person,

Fig. 5

a block diagram of the signal processing,

Fig. 6

a block diagram of the analysis part of the signal processing of Fig. 5; and

Fig. 7-13

Diagrams to explain the functions.

Wie schon erwähnt wurde, werden für den Hörbehinderten nicht hörbare Signale, insbesondere Sprachinformationen, in der Weise in den hörbaren Bereich transformiert, dass die empfundene Lautheit bei normalhörenden und bei hörbehinderten Personen die gleiche ist. Für einfache Signale, wie Sinustöne oder schmalbandiges oder weisses Rauschen ist die Bestimmung relativ einfach und entsprechende Methoden sind bekannt (E. Zwicker: "Phsychoakustik", Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 1982). Für komplexere Signale, wie Sprache, ist die Lautheitsbestimmung schwieriger und vor allem mathematisch aufwendig.As already mentioned, signals that are not audible for the hearing impaired, in particular voice information, are transformed into the audible range in such a way that the perceived loudness is the same for people with normal hearing and for people with hearing impairment. For simple signals, such as sine tones or narrow-band or white noise, the determination is relatively simple and corresponding methods are known (E. Zwicker: "Psychoacoustics", Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 1982). For more complex signals, such as speech, the loudness determination is more difficult and, above all, mathematically complex.

Zur Lautheitsbestimmung wird zuerst eine sogenannte Hörfeldskalierung durchgeführt (J.B. Allen, J.L. Hall, P.S. Jeng: "Loudness growth in ½-octave bands (LGOB) - A procedure for the assessment of loudness", J. Acoustic Society Am., 88/2: 745-753, 1990; R.H. Margolis: "Magnitude estimation of loudness III: Performance of selected hearing aid users", J. Speech and Hearing Res. 28: 411-420, 1985). Dies erfolgt durch Versuche an einer normalhörenden und an der jeweiligen hörbehinderten Person.To determine loudness, a so-called auditory field scaling is first carried out (JB Allen, JL Hall, PS Jeng: "Loudness growth in ½-octave bands (LGOB) - A procedure for the assessment of loudness", J. Acoustic Society Am., 88/2: 745-753, 1990; RH Margolis: "Magnitude estimation of loudness III: Performance of selected hearing aid users", J. Speech and Hearing Res. 28: 411-420, 1985). This is done by testing a person with normal hearing and the person with hearing impairment.

Zuerst werden bei einer bestimmten Testfrequenz f_t die Hörschwelle und die Grenze der unbehaglichen Lautstärke gemessen und dann werden der Versuchsperson kurze Töne mit zufällig wechselndem Schallpegel (dB SPL) innerhalb der gemessenen Dynamik angeboten. Nach jedem Ton muss die Versuchsperson die Lautheit auf einer kontinuierlichen Skala von "sehr leise" über "leise", "mittel", "laut" bis "sehr laut" beurteilen. Diesen Attributen der Lautheitsempfindung werden gemäss Fig. 1 zur mathematischen Handhabung Werte zwischen 0 und 100 zugeordnet. Die Messungen werden bei verschiedenen Frequenzen von 250 bis 5000 Hz durchgeführt. Die Skalierungen weisen naturgemäss bei jeder Versuchsperson eine Streuung auf; in Fig. 1 sind jeweils die Meridianwerte von 4 Skalierungen angegeben. Zu diesen gemittelten Messwerten wird eine Regressfunktion bestimmt, welche eine gute Korrelation ergibt.First, the hearing threshold and the limit of the uncomfortable volume are measured at a certain test frequency f _t, and then the test subject is offered short tones with a randomly changing sound level (dB SPL) within the measured dynamic range. After each tone, the test subject has to assess the loudness on a continuous scale from "very quiet" to "quiet", "medium", "loud" to "very loud". According to FIG. 1, these attributes of the loudness perception are assigned values between 0 and 100 for mathematical handling. The measurements are carried out at different frequencies from 250 to 5000 Hz. The scales naturally show a scatter in each test subject; 1 each shows the meridian values of 4 scalings. For these averaged measured values, a regression function is determined, which gives a good correlation.

Für das Verfahren wurde eine Funktion der folgenden Form verwendet:

${\text{SL}}_{\text{N}}{\text{(L,f)=A}}_{\text{N}}{\text{(f)+B}}_{\text{N}}\text{(f)·L² Formel (1)}$

In dieser Formel bezeichnet L den Schallpegel (dB SPL) als Variable; SL_N(L,f) die skalierte Lautheit von normalhörenden Personen in Funktion von Schallpegel und Frequenz und A_N(f), B_N(f) die Parameter der Regressfunktion für normalhörende Personen, wobei A und B frequenzabhängig sind. Jede andere gut korrelierende Regressfunktion kann ebenfalls verwendet werden, wobei sich dann die nachfolgenden Funktionen entsprechend der gewählten Funktion ändern.A function of the following form was used for the procedure:

${\text{SL}}_{\text{N}}{\text{(L, f) = A}}_{\text{N}}{\text{(f) + B}}_{\text{N}}\text{(f) · L² formula (1)}$

In this formula, L denotes the sound level (dB SPL) as a variable; SL _N (L, f) the scaled loudness of people with normal hearing as a function of sound level and frequency and A _N (f), B _N (f) the parameters of the regress function for people with normal hearing, where A and B are frequency-dependent. Any other good Correlating regress function can also be used, in which case the subsequent functions change according to the selected function.

Die gleiche Messungen werden auch mit hörbehinderten Personen durchgeführt und man erhält die skalierte Lautheit SL_P (L,f) für die hörbehinderte Person:

${\text{SL}}_{\text{P}}{\text{(L,f)=A}}_{\text{P}}{\text{(f)+B}}_{\text{P}}\text{(f)·L² Formel (2)}$

Analog zu Formel (1) bezeichnen A_P(f) und B_P(f) die Parameter der Regressfunktion für hörbehinderte Personen. In Fig. 1 gibt die linke, gestrichelte Kurve die skalierte Lautheit SL_N für normalhörende Personen und die rechte, voll ausgezogene Kurve die skalierte Lautheit SL_P für eine hörbehinderte Person wieder, und zwar für eine Testfrequenz f_t von 3000 Hz. Die beiden Lautheitskurven weisen naturgemäss einen gegenseitigen Abstand auf, der den Hörverlust HV der hörbehinderten Person gegenüber einer normalhörenden angibt. Dieser Hörverlust ist von der Frequenz und vom Schallpegel abhängig; in Fig. 1 sind die Hörverlustwerte HV bei der Testfrequenz f_t = 3000 Hz für die beiden Schallpegelwerte 20dB und 60 dB eingetragen.The same measurements are also carried out with hearing impaired people and the scaled loudness SL _P (L, f) is obtained for the hearing impaired person:

${\text{SL}}_{\text{P}}{\text{(L, f) = A}}_{\text{P}}{\text{(f) + B}}_{\text{P}}\text{(f) · L² formula (2)}$

Analogous to formula (1), A _P (f) and B _P (f) denote the parameters of the regress function for hearing impaired people. In Fig. 1, the left dashed curve shows the scaled loudness SL _N for people with normal hearing and the right, fully drawn curve shows the scaled loudness SL _P for a hearing impaired person, specifically for a test frequency f _t of 3000 Hz. The two loudness curves naturally have a mutual distance which indicates the hearing loss HV of the hearing-impaired person compared to a person with normal hearing. This hearing loss depends on the frequency and the sound level; 1 shows the hearing loss values HV at the test frequency f _t = 3000 Hz for the two sound level values 20dB and 60 dB.

Der Hörverlust HV kann somit durch Vergleiche der Messungen von normalhörenden und hörbehinderten Personen für jede Messfrequenz in Abhangigkeit des Schallpegels berechnet werden.The hearing loss HV can thus be calculated by comparing the measurements of people with normal hearing and hearing impairments for each measurement frequency as a function of the sound level.

Der Hörverlust HV ist im allgemeinen vom Schallpegel abhängig, so dass zur Kompensation des Hörverlusts eine schallpegelabhängige Verstärkung (Kompression) nötig ist.The hearing loss HV is generally dependent on the sound level, so that a sound level-dependent amplification (compression) is necessary to compensate for the hearing loss.

Die Formel für die Berechnung des Hörverlusts HV

liefert eine Funktion, welche für jeden Schallpegel L bei der Frequenz f die erforderliche Verstärkung angibt, mit der ein sinusförmiges Signal verstärkt werden muss, damit die hörbehinderte Person die gleiche Lautheit empfindet wie normalhörende Personen (Fig. 2).The formula for calculating HV hearing loss

provides a function which, for each sound level L at frequency f, indicates the required amplification with which a sinusoidal signal must be amplified so that the hearing-impaired person experiences the same loudness as normal hearing people (FIG. 2).

Die Fig. 3 und 4 zeigen die Ergebnisse der Lautheitsmessung von Fig. 1 in einer Frequenz- Schallpegel-Darstellung, Fig. 3 für normalhörende Personen und Fig. 4 für eine hörbehinderte Person. Die verschiedenen Kurven sind Kurven gleicher Lautheit ähnlich den sogenannten Isophonen, wobei die Beschriftung der Kurven jedoch nicht Phon ist sondern der skalierten Lautheit entspricht. Die Umrechung von der skalierten Lautheit in Phon wurde und wird hier nicht durchgeführt. Entsprechend wird im weiteren der Ausdruck Isophone für Kurven gleicher skalierter Lautheit verwendet.3 and 4 show the results of the loudness measurement of FIG. 1 in a frequency-sound level representation, FIG. 3 for people with normal hearing and FIG. 4 for a person with hearing impairment. The different curves are curves of the same loudness similar to the so-called isophones, but the labeling of the curves is not phono but corresponds to the scaled loudness. The conversion from scaled loudness to phon was and is not carried out here. Accordingly, the expression isophone is used below for curves with the same scaled loudness.

Die Funktion gemäss Formel (3) wird nun zur Bestimmung einer frequenz- und intensitätsabhängigen Verstärkung verwendet, um sowohl für sinusförmige als auch für komplexere Signale bei normalhörenden und bei hörbehinderten Personen die gleiche Lautheitsempfindung zu erzielen. Die Signalverarbeitung ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt.The function according to formula (3) is now used to determine a frequency- and intensity-dependent gain in order to achieve the same loudness perception for sinusoidal as well as for more complex signals in people with normal hearing and hearing impaired people. The signal processing is shown in FIGS. 5 and 6.

Gemäss Fig. 5 wird das Eingangssignal in einer Eingangsstufe 1 tiefpassgefiltert und digitalisiert und anschliessend einer Blockbildungsstufe 2 zugeführt, in welcher der Signalverlauf zusätzlich mit einem Hanning-Window gewichtet wird. Diese Blockbildung ist erforderlich, um ein Spektrum zu erhalten, oder mit anderen Worten, um das Signal aus dem Zeitbereich in den Frequenzbereich transformieren zu können. In der Blockbildungsstufe 2 wird das Signal wie erwähnt mit einer Fensterfunktion multipliziert. Das Hanning-Window ist nun eine solche Fensterfunktion, und zwar eine kosinusförmige, die gegenüber einer rechteckigen Fensterfunktion den Vorteil besitzt, dass das Spektrum praktisch nicht verschmiert wird. In Fig. 7 ist ein Block der Länge T des Signals im Zeitbereich nach der Multiplikation mit dem Hanning-Window dargestellt.5, the input signal is low-pass filtered and digitized in an input stage 1 and then fed to a block formation stage 2, in which the signal curve is additionally weighted with a Hanning window. This block formation is necessary in order to obtain a spectrum, or in other words in order to be able to transform the signal from the time domain into the frequency domain. In block formation stage 2, the signal is multiplied by a window function, as mentioned. The hanning window is now such a window function, specifically a cosine-shaped one, which has the advantage over a rectangular window function that the spectrum is practically not smeared. FIG. 7 shows a block of length T of the signal in the time domain after the multiplication by the Hanning window.

Das in Fig. 7 dargestellte Zeitsignal wird nun in einer Transformationsstufe 3 vom Zeitbereich mit einer diskreten Fouriertransformation (DFT, FFT) in den Frequenzbereich transformiert und aus dem dabei entstehenden Kurzzeitspektrum wird in einem Analyseblock 4 eine Schätzung der Lautheit errechnet. Die Real- und Imaginärteile des durch die Fouriertransformation erhaltenen Spektrums sind mit Re_1...n beziehungsweise Im_1...n bezeichnet. Dabei gibt n die Anzahl der Frequenzlinien im Frequenzbereich an. Die Grösse von n ist durch die gewählte Fouriertransformation bestimmt; bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde n = 64 gewählt.The time signal shown in FIG. 7 is now transformed in a transformation stage 3 from the time domain with a discrete Fourier transform (DFT, FFT) into the frequency domain and the resulting short-term spectrum is transformed into one Analysis block 4 calculates an estimate of the loudness. The real and imaginary parts of the spectrum obtained by the Fourier transformation are designated Re _{1 ... n} and Im _{1 ... n} , respectively. N indicates the number of frequency lines in the frequency range. The size of n is determined by the selected Fourier transformation; in the exemplary embodiment described here, n = 64 was chosen.

Im Analyseblock 4, welcher in Fig. 6 im Detail dargestellt ist, wird das Amplitudenspektrum des Eingangssignals durch das Amplitudenspektrum eines reinen Sinustons ersetzt. Frequenz und Amplitude dieses Sinustons werden so berechnet, dass die Lautheit des Sinustons der Lautheit des Eingangssignals entspricht. Die Frequenz wird berechnet als "Schwerpunkt" des Energiespektrums. Der Lautheitsbildung des Gehörs wird Rechnung getragen durch Umwandlung der Frequenz f in die Tonheit z in Bark (E. Zwicker: "Psychoakustik", Springer Verlag Berlin, Heidelberg, New York; 1982) nach folgender Formel (f in Kilohertz):

Für die Tonheit z_s des spektralen "Schwerpunkts" gilt:

und für die Energie E_i pro Tonheit

wobei

und

mit i=1...n. Die Indices mo und mu sind Ober- und Untergrenzen von Spektralbändern oder Frequenzgruppen. Formel 6 berechnet also die in eine Frequenzgruppe gehörende Energie; Fig. 8 illustriert Formel (6). Als Näherung für die Berechnung nach Formel (6) gilt, dass die Frequenzgruppenbandbreite 20% der Mittenfrequenz (nach dem schon zitierten Buch von E. Zwicker) beträgt. Aus Formel (5) erhält man den "Schwerpunkt" in Bark und mit Formel (4) erfolgt die Umrechung in die Frequenz f_s des spektralen "Schwerpunkts" in kHz (iterative Berechnung).In analysis block 4, which is shown in detail in FIG. 6, the amplitude spectrum of the input signal is replaced by the amplitude spectrum of a pure sine tone. The frequency and amplitude of this sine tone are calculated so that the loudness of the sine tone corresponds to the loudness of the input signal. The frequency is calculated as the "center of gravity" of the energy spectrum. The loudness formation of the hearing is taken into account by converting the frequency f into the tone z in Bark (E. Zwicker: "Psychoacoustics", Springer Verlag Berlin, Heidelberg, New York; 1982) according to the following formula (f in kilohertz):

The following applies to the tonality z _{s of} the spectral "center of gravity":

and for the energy E _i per tonality

in which

and

with i = 1 ... n. The indices mo and mu are upper and lower limits of spectral bands or frequency groups. Formula 6 therefore calculates the energy belonging to a frequency group; 8 illustrates formula (6). As an approximation for the calculation according to formula (6), the frequency group bandwidth is 20% of the center frequency (according to the book by E. Zwicker already cited). The "center of gravity" in Bark is obtained from formula (5) and the formula (4) is used to convert the frequency f _{s of} the spectral "center of gravity" into kHz (iterative calculation).

Die Energie E_s , die der Sinuston bei der Frequenz f_s haben muss (E_s = Energie des äquivalenten Sinustons bei der Frequenz des spektralen "Schwerpunkts"), ist eine Funktion der Gesamtenergie E_tot (E_tot = Gesamtenergie im Frequenzbereich) im Kurzzeitspektrum des Eingangssignals.

${\text{E}}_{\text{s}}{\text{= F(E}}_{\text{tot}}\text{) Formel (7)}$

Die Funktion F in Formel (7) ist abhängig von den spektralen Eigenschaften des Eingangssignals, wobei für sinusförmige Signale natürlich gilt:

${\text{E}}_{\text{s}}{\text{= E}}_{\text{tot}}\text{ Formel (9)}$

Diese Formel ist auch für Sprachsignale brauchbar. Für gleichmässig anregendes Rauschen findet man eine Messung in dem schon zitierten Buch von E. Zwicker.The energy E _s that the sine tone must have at the frequency f _s (E _s = energy of the equivalent sine tone at the frequency of the spectral "center of gravity") is a function of the total energy E _tot (E _tot = total energy in the frequency domain) in the short-term spectrum of the input signal.

${\text{E}}_{\text{s}}{\text{= F (E}}_{\text{dead}}\text{) Formula (7)}$

The function F in formula (7) depends on the spectral properties of the input signal, whereby of course for sinusoidal signals:

${\text{E}}_{\text{s}}{\text{= E}}_{\text{dead}}\text{Formula (9)}$

This formula is also useful for speech signals. For evenly stimulating noise, a measurement can be found in the book by E. Zwicker already cited.

Aus der Energie E_s des äquivalenten Sinustons wird nun der Schallpegel L_s des äquivalenten Sinutons bestimmt:

${\text{L}}_{\text{s}}{\text{= 10log(E}}_{\text{s}}\text{) Formel (10)}$

Alle diese Berechnungen erfolgen in einer Lautheitsschätzungsstufe 5, an deren Ausgang die Frequenz f_s des spektralen "Schwerpunkts" und der Schallpegel L_s des äquivalenten Sinustons erhältlich sind. Mit den Angaben f_s und L_s ist es nun möglich, mit Hilfe der anhand von Fig. 1 beschriebenen Messungen mit normalhörenden Personen, in einer Stufe die zugehörigen Isophone R_1...n (Kurven gleicher Lautheit) zu berechnen. Dazu wird L_s in Formel (1) eingesetzt, wodurch man die skalierte Lautheit SL(L_s, f_s) erhält. Um R_1...n zu erhalten, löst man Formel (1) nach L auf und setzt die berechnete skalierte Lautheit und die entsprechende Frequenz ein.The sound level L _s of the equivalent sine tone is now determined from the energy E _{s of} the equivalent sine tone:

${\text{L}}_{\text{s}}{\text{= 10log (E}}_{\text{s}}\text{) Formula (10)}$

All these calculations are carried out in a loudness estimation stage 5, at the output of which the frequency f _{s of} the spectral "center of gravity" and the sound level L _{s of} the equivalent sine tone can be obtained. With the information f _s and L _s it is now possible to calculate the associated isophones R _{1 ... n} (curves of the same loudness) in one step using the measurements described with reference to FIG. 1 with people with normal hearing. For this purpose, L _{s is used} in formula (1), whereby the receives scaled loudness SL (L _s , f _s ). To get R _{1 ... n} , solve formula (1) according to L and use the calculated scaled loudness and the corresponding frequency.

Für den Zusammenhang zwischen den effektiven Schallpegelwerten, die bei der Messung verwendet werden, und den Zahlenwerten im Frequenzbereich gilt folgende Ueberlegung: Ein sinusförmiges Signal am Eingang des Systems muss entsprechend der Funktion des Hörverlusts nach Formel (3) verstärkt werden. Im Frequenzbereich sind die Zahlen nun so normiert, dass der aus der Gesamtenergie E_tot berechnete Schallpegel L_s für ein sinusförmiges Signal gerade dem Schallpegel L_tot entspricht. Daher kann die Formel (10) auch auf folgende Weise angeschrieben werden:

${\text{L}}_{\text{tot}}{\text{= 10log(E}}_{\text{tot}}\text{) Formel (11)}$

Die Formel (11) stellt also den Zusammenhang zwischen den Messungen einerseits und den im Frequenzbereich benutzten Zahlenwerten andererseits her.The following consideration applies to the relationship between the effective sound level values used in the measurement and the numerical values in the frequency range: A sinusoidal signal at the input of the system must be amplified according to the function of the hearing loss according to formula (3). In the frequency domain, the numbers are now standardized so that the sound level L _s calculated from the total energy E _tot for a sinusoidal signal corresponds exactly to the sound level L _tot . Formula (10) can therefore also be written in the following way:

${\text{L}}_{\text{dead}}{\text{= 10log (E}}_{\text{dead}}\text{) Formula (11)}$

Formula (11) thus establishes the relationship between the measurements on the one hand and the numerical values used in the frequency domain on the other.

Wie Fig. 6 weiter zu entnehmen ist, wird parallel zur Bestimmung der Isophone die in der spektralen Energieverteilung steckende Information berechnet. Letzteres erfolgt durch eine starke Glättung des in einer Stufe 7 berechneten logarithmischen Amplitudenspektrums in einer Glättungsstufe 8. Dabei interessiert nur die grobe Verteilung der Energie, also die Frage, ob es sich um ein flaches, ansteigendes oder abfallendes Spektrum handelt. Bei dieser Glättung werden die Amplituden A_i des logarithmischen Amplitudenspektrums durch den Mittelwert der benachbarten Amplituden A_i-m bis A_i+m ersetzt.As can also be seen in FIG. 6, the information contained in the spectral energy distribution is calculated in parallel with the determination of the isophones. The latter is done by a strong smoothing of the logarithmic amplitude spectrum calculated in a stage 7 in a smoothing stage 8. Only the rough distribution of the energy, ie the Question whether it is a flat, rising or falling spectrum. In this smoothing, the amplitudes A _{i of} the logarithmic amplitude spectrum are replaced by the mean of the neighboring amplitudes A _im to A _{i + m} .

Für das geglättete logarithmische Amplitudenspektrum A $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{'}}{\text{i}}$

gilt folgende Formel

mit

Dabei wird m so gewählt, dass die Formantstruktur des Spektrums nicht mehr erkennbar ist (bei n=64 ist für m ein Wert zwischen 20 und 40 sinnvoll).For the smoothed logarithmic amplitude spectrum A $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{'}}{\text{i}}$

the following formula applies

With

Here, m is chosen so that the formant structure of the spectrum is no longer recognizable (if n = 64, a value between 20 and 40 makes sense for m).

Das geglättete Spektrum A $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{'}}{\text{i}}$

wird nun in einer Korrekturstufe 9 um eine Konstante ΔK korrigiert, und zwar gemäss Fig. 9 derart, dass die Amplitude bei der Frequenz f_s des Schwerpunkts gerade die gleiche Energie hat wie die berechnete Energie E_s des Schwerpunkts. Für die Korrekturkonstante ΔK und für das korrigierte geglättete logische Amplitudenspektrum S_i gelten folgende Formeln:

Gemäss Fig. 6 stehen für die weitere Bearbeitung zwei Funktionen zur Verfügung, und zwar einerseits die Isopone R_1...n und andererseits das um ΔK korrigierte stark geglättete Spektrum S_1...n . Beide Funktionen, die gemäss Fig. 9 bei der Frequenz f_s des Schwerpunkts den gleichen Wert haben, werden einer Stufe 10 zugeführt, in welcher eine individuelle Anpassung an die hörbehinderte Person erfolgt. Durch Versuche mit der hörbehinderten Person wird eine Konstante ermittelt, mit welcher der Einfluss von R_1...n und S_1...n auf die nachfolgende Verstärkungsberechnung bestimmt werden kann.The smoothed spectrum A $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{'}}{\text{i}}$

is now corrected in a correction stage 9 by a constant ΔK, in accordance with FIG. 9 such that the amplitude at the frequency f _{s of} the center of gravity has exactly the same energy as the calculated energy E _{s of} the center of gravity. The following formulas apply to the correction constant ΔK and for the corrected smoothed logical amplitude spectrum S _i :

According to FIG. 6, two functions are available for further processing, on the one hand the isopones R _{1 ... n} and on the other hand the strongly smoothed spectrum S _{1 ... n} corrected by ΔK. Both functions, which according to FIG. 9 have the same value at the frequency f _{s of} the center of gravity, are fed to a stage 10, in which an individual adaptation to the hearing impaired person takes place. Experiments with the hearing-impaired person determine a constant with which the influence of R _{1 ... n} and S _{1 ... n} on the subsequent gain calculation can be determined.

Für die äquivalenten Schallpegel L_i zur Steuerung der Verstärkung gilt:

${\text{L}}_{\text{i}}{\text{=R}}_{\text{i}}{\text{+α(S}}_{\text{i}}{\text{-R}}_{\text{i}}\text{) i=1...n, 0≦α≦1 Formel (16)}$

Die Bestimmung der Verstärkungsfaktoren in einer Stufe 11 erfolgt mit Hilfe der Funktion (3).The following applies to the equivalent sound level L _i for controlling the amplification:

${\text{L}}_{\text{i}}{\text{= R}}_{\text{i}}{\text{+ α (p}}_{\text{i}}{\text{-R}}_{\text{i}}\text{) i = 1 ... n, 0 ≦ α ≦ 1 formula (16)}$

The determination of the amplification factors in a stage 11 takes place with the help of function (3).

Zur Erhöhung des Schallpegels eines sinusförmigen Signals um 1dB muss E_tot im Frequenzbereich um 1dB erhöht werden. Dies erreicht man durch Multiplikation des Spektrums (Real- und Imaginärteile) mit

so dass sich die Verstärkungsfaktoren direkt aus der Formel (3) in dB ergeben (0dB = Verstärkung 1). Nach der Umrechnung in lineare Faktoren wird das Eingangsspektrum mit diesen Faktoren G multipliziert, was in einer Modifikationsstufe 12 (Fig. 5) erfolgt. Es werden Real- und Imaginärteil je mit dem gleichen Faktor multipliziert, so dass nur das Amplitudenspektrum verändert wird, das Phasenspektrum aber gleich bleibt.To increase the sound level of a sinusoidal signal by 1dB, E _tot must be increased by 1dB in the frequency range. This can be achieved by multiplying the spectrum (real and imaginary parts) by

so that the gain factors result directly from the formula (3) in dB (0dB = gain 1). After the conversion into linear factors, the input spectrum is multiplied by these factors G, which is done in a modification stage 12 (FIG. 5). The real and imaginary parts are multiplied by the same factor, so that only the amplitude spectrum is changed, but the phase spectrum remains the same.

Fig. 10 zeigt die Verstärkungsfaktoren für die beiden Grenzwerten α=0 und α=1. Wird α=0 gewählt, dann wird L_i=R_i . Damit erreicht man, da R eine Isophone ist, dass die Verstärkungsfaktoren G_i so festgelegt werden, dass die in dB angegebenen Differenzen des geglätteten logarithmischen Eingangsamplitudenspektrums A $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{'}}{\text{i}}$

und der Isophone R_i gleich gross sind wie die Differenzen des modifizierten Eingangsspektrums und der entsprechenden Isophone der hörbehinderten Person. (Die Berechnung des modifizierten Amplitudenspektrums ist für die Verarbeitung nicht nötig und wird auch nicht durchgeführt; sie dient hier lediglich der Illustration). Mit dieser Wahl von α wird sichergestellt, dass diejenigen Anteile des Signals, welche am meisten zur Lautheitsbildung beitragen, richtig, oder mit anderen Worten, so verstärkt werden, dass die hörbehinderte Person den gleichen Lautheitseindruck hat wie eine normalhörende Person.10 shows the gain factors for the two limit values α = 0 and α = 1. If α = 0 is selected, then L _i = R _i . Since R is an isophone, the gain factors G _i are determined in such a way that the differences in dB of the smoothed logarithmic input amplitude spectrum A $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{'}}{\text{i}}$

and the isophone R _{i are the} same size as the differences in the modified input spectrum and the corresponding isophones of the hearing impaired person. (The calculation of the modified amplitude spectrum is not necessary for processing and is also not carried out; it is only used for illustration purposes). This choice of α ensures that those parts of the signal which contribute most to the loudness formation are amplified correctly, or in other words so that the hearing impaired person has the same loudness impression as a normal hearing person.

Wird α=1 gewählt, dann wird L_i=S_i. Dadurch werden diejenigen Signalanteile verstärkt, welche zur Bildung der Lautheit nur wenig beitragen, und zwar soweit, dass sie für den Hörbehinderten hörbar werden, aber nicht zu einer wesentlichen Erhöhung der Lautheit führen. Letzteres lässt sich den Fig. 11 und 12 entnehmen, von denen Fig. 11 ein Originalspektrum mit Isophonen normalhörender Personen und Fig. 12 ein modifiziertes Sepktrum mit Isophonen einer hörbehinderten Person zeigt. Mit α kann eingestellt werden, wie stark diejenigen spektralen Anteile verstärkt werden sollen, die weit entfernt von der Schwerpunktfrequenz liegen.If α = 1 is selected, then L _i = S _i . This amplifies those signal components that contribute little to the formation of loudness, to the extent that they can be heard by the hearing impaired, but do not lead to a significant increase in loudness. The latter can be seen in FIGS. 11 and 12, of which FIG. 11 shows an original spectrum with isophones of people with normal hearing and FIG. 12 shows a modified spectrum with isophones of a hearing-impaired person. With α you can set how much those spectral components that are far from the center of gravity should be amplified.

Das in der Funktionsstufe 12 modifizierte Spektrum wird nun in einem Funktionsblock 13 mit einer inversen Fouriertransformation in den Zeitbereich zurücktransformiert. Fig. 13 zeigt das Zeitsignal nach der Verarbeitung. Die verarbeiteten Blöcke gemäss Fig. 13 werden in einer Rekonstruktionsstufe 14 überlappend addiert. Die Signalverarbeitung erfolgt nach dem Overlap-Add-Algorithmus von Allen (J.B. Allen: "Short Term Spectral Analysis, Synthesis and Modification by Discrete Fourier Transform", IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing, Vol. ASSP-25, 235-238, 1977), wodurch man wieder ein kontinuierliches Zeitsignal erhält. Letzteres wird in einer Ausgangsstufe 15 über einen D/A-Wandler und Tiefpassfilter in ein akustisches Signal umgewandelt, welches an das Trommelfell der hörbehinderten Person geführt ist und somit das Eingangssignal für deren Ohr bildet.The spectrum modified in the function stage 12 is then transformed back into the time domain in a function block 13 with an inverse Fourier transformation. 13 shows the time signal after processing. The processed blocks according to FIG. 13 are added overlapping in a reconstruction stage 14. The signal processing is carried out according to Allen's overlap-add algorithm (JB Allen: "Short Term Spectral Analysis, Synthesis and Modification by Discrete Fourier Transform", IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing, Vol. ASSP-25, 235- 238, 1977), whereby a continuous time signal is obtained again. The latter is converted in an output stage 15 via a D / A converter and low-pass filter into an acoustic signal which is directed to the eardrum of the hearing-impaired person and thus forms the input signal for their ear.

Claims (20)

Verfahren zur Verstärkung von akustischen Signalen für Hörbehinderte durch Transformation von für den Hörbehinderten nicht hörbaren Signalen in den hörbaren Bereich, dadurch gekennzeichnet, dass die Transformation in den hörbaren Bereich auf eine solche Weise erfolgt, dass die beim Hören empfundene Lautheit (L) bei normalhörenden und hörbehinderten Personen gleich ist.Method for amplifying acoustic signals for the hearing impaired by transforming signals that are not audible for the hearing impaired into the audible range, characterized in that the transformation into the audible range is carried out in such a way that the loudness (L) felt during hearing in normal hearing and hearing impaired people. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lautheit bei normalhörenden Personen und der hörbehinderten Person gemessen und daraus der Hörverlust (HV) bestimmt wird, und dass dieser Hörverlust zur Bestimmung der notwendigen Verstärkung verwendet wird.A method according to claim 1, characterized in that the loudness is measured in people with normal hearing and the hearing impaired person and the hearing loss (HV) is determined therefrom, and that this hearing loss is used to determine the necessary amplification. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung der Lautheit mittels einer Lautheitsskalierung mit Schmalbandsignalen erfolgt, wobei der Versuchsperson bei verschiedenen Testfrequenzen (f_t) kurze Töne mit wechselndem Schallpegel (L) angeboten und von dieser nach ihrer Lautheit beurteilt wird.A method according to claim 2, characterized in that the loudness is measured by means of loudness scaling with narrowband signals, the subject being offered short tones with changing sound levels (L) at different test frequencies (f _t ) and assessed by them according to their loudness. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zu den skalierten Messwerten eine Regressfunktion (SL_N, SL_P) für die skalierte Lautheit mit guten Korrelationseigenschaften bestimmt wird, und dass deren Parameter für die Bestimmung des Hörverlusts (HV) in Funktion des Schallpegels (L) und der Frequenz (f) verwendet werden.A method according to claim 3, characterized in that a regression function (SL _N , SL _P ) for the scaled loudness with good correlation properties is determined for the scaled measured values, and that its parameters for determining the hearing loss (HV) as a function of the sound level (L ) and the frequency (f) can be used. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das akustische Signal digitalisiert und blockweise vom Zeitbereich in den Frequenzbereich transformiert wird, und dass aus dem dadurch entstehenden Kurzzeitspektrum eine Schätzung der Lautheit erfolgt.A method according to claim 4, characterized in that the acoustic signal is digitized and transformed block by block from the time domain into the frequency domain, and that the resulting short-term spectrum is used to estimate the loudness. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Lautheitsschätzung ein äquivalentes Spektrum berechnet wird, welches aus einer Frequenzlinie (f_s) mit einer entsprechenden Energie (E_s) besteht, und aus dieser die Energie des äquivalenten Tons bei der genannten Frequenz darstellenden Amplitude der Schallpegel (L_s ) berechnet wird, wobei letzterer dem Zehnfachen des Zehnerlogarithmus der genannten Energie entspricht.A method according to claim 5, characterized in that an equivalent spectrum is calculated for loudness estimation, which consists of a frequency line (f _s ) with a corresponding energy (E _s ), and from which the amplitude of the equivalent tone at said frequency representing Sound level (L _s ) is calculated, the latter corresponding to ten times the log of ten of the energy mentioned. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Frequenz (f_s) als Schwerpunkt eines Energiespektums berechnet wird, dessen Bandbreite einige, vorzugsweise 10 bis 25%, der Mittenfrequenz dieses Spektrums beträgt.A method according to claim 6, characterized in that said frequency (f _s ) is calculated as the center of gravity of an energy spectrum whose bandwidth is a few, preferably 10 to 25%, of the center frequency of this spectrum. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Frequenzwert (f_s) und aus dem entsprechenden Schallpegel (L_s) die dazugehörige Isophone (R_i) berechnet, und dass die in der spektralen Energieverteilung des Amplitudenspektrums des Kurzzeitspektrums enthaltene Information bestimmt wird, wobei letzteres durch eine Glättung des Amplitudenspektrums erfolgt, und dass die Isophone und die genannte Information zur Steuerung der Verstärkungsfaktoren verwendet werden.Method according to Claim 6 or 7, characterized in that the associated isophones (R _i ) are calculated from the frequency value (f _s ) and from the corresponding sound level (L _s ), and that the information contained in the spectral energy distribution of the amplitude spectrum determines the short-term spectrum , the latter being done by smoothing the amplitude spectrum, and that the isophones and the information mentioned are used to control the amplification factors. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das geglättete Spektrum um eine Konstante (ΔK) so korrigiert wird, dass die Amplitude bei der Frequenz (f_s ) des Schwerpunkts die gleiche Energie hat wie dessen berechnete Energie (E_s), und dass das so korrigierte geglättete Spektrum (S_i) zusammen mit der Isophone (R_i) zur Steuerung der Verstärkungsfaktoren verwendet wird.A method according to claim 8, characterized in that the smoothed spectrum is corrected by a constant (ΔK) so that the amplitude at the frequency (f _s ) of the center of gravity has the same energy as its calculated energy (E _s ), and that so corrected smoothed spectrum (S _i ) is used together with the isophone (R _i ) to control the amplification factors. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass durch Versuche mit der hörbehinderten Person ein individuell einstellbarer Faktor (α) mit einem Wert zwischen null und eins ermittelt und zur Steuerung des Einflusses der Isophone (R_i) und des korrigierten, geglätteten Spektrums (S_i) auf die Verstärkungsfaktoren verwendet wird.A method according to claim 9, characterized in that an individually adjustable factor (α) with a value between zero and one is determined by tests with the hearing-impaired person and for controlling the influence of the isophones (R _i ) and the corrected, smoothed spectrum (S _i ) is used on the amplification factors. Verfahren nach Anspruch 10, daduch gekennzeichnet, dass im Frequenzbereich das Amplitudenspektrum des Kurzzeitspektrums muliplikativ mit den Verstärkungsfaktoren (G_i) verändert wird, und dass dabei das Phasenspektrum erhalten bleibt.A method according to claim 10, characterized in that in the frequency domain the amplitude spectrum of the short-term spectrum is changed multiplicatively with the amplification factors (G _i ), and that the phase spectrum is retained. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Verstärkungsstufe zur Verstärkung der akustischen Signale, gekennzeichnet durch eine Stufe (4) zur Analyse der genannten Signale und zur Bestimmung der Verstärkungsfaktoren (G_i ) der Verstärkungsstufe, in welcher anhand eines Vergleichs von Messungen an normalhörenden und an hörbehinderten Personen eine Berechnung des Hörverlust (HV) für verschiedene Frequenzen (f) in Abhängigkeit des Schallpegels (L) erfolgt.Apparatus for carrying out the method according to claim 1, having an amplification stage for amplifying the acoustic signals, characterized by a stage (4) for analyzing the said signals and for determining the amplification factors (G _i ) of the amplification stage, in which a comparison of measurements is carried out People with normal hearing and those with hearing impairments are calculated for different hearing loss (HV) depending on the sound level (L). Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Eingangsstufe (1) für die akustischen Signale, in welcher eine Filterung und eine Digitalisierung der Signale erfolgt.Apparatus according to claim 12, characterized by an input stage (1) for the acoustic signals, in which the signals are filtered and digitized. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingangsstufe (1) eine Blockbildungsstufe (2) zur Multiplikation des digitalisierten Signals mit einer Fensterfunktion, vorzugsweise mit einem sogenannten Hanning-Window, nachgeschaltet ist.Device according to Claim 13, characterized in that the input stage (1) is followed by a block formation stage (2) for multiplying the digitized signal by a window function, preferably by a so-called Hanning window. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Blockbildungsstufe (2) eine Transformationsstufe (3) zur Transformation des Ausgangssignals der Blockbildungsstufe vom Zeit- in den Frequenzbereich nachgeschaltet ist, und dass die Ausgangssignale der Transformationsstufe der Analysestufe (4) zugeführt sind.Apparatus according to claim 14, characterized in that the block formation stage (2) is followed by a transformation stage (3) for transforming the output signal of the block formation stage from the time domain to the frequency domain, and in that the output signals are fed to the transformation stage of the analysis stage (4). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Analysestufe (4) eine Funktionsstufe (5) zur Lautheitsschätzung aufweist, durch welche die Berechnung eines äquivalenten, aus einer Frequenzlinie einer bestimmten Frequenz (f_s) und einer bestimmten Energie (E_s) bestehenden Spektrums erfolgt.Device according to one of claims 12 to 15, characterized in that the analysis stage (4) has a function stage (5) for loudness estimation, by which the calculation of an equivalent, from a frequency line of a certain frequency (f _s ) and a certain energy (E _s ) existing spectrum takes place. Vorrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Funktionsstufe (7, 8) zur Berechnung des Amplitudenspektrums (A_i) des Kurzzeitspektrums des Eingangssignals der Analysestufe (4) und zu dessen Glättung, und durch Mittel (9) zur Korrektur des geglätteten Amplitudenspektrums (A $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{'}}{\text{i}}$

) mit einer Konstanten (ΔK), wobei diese Korrektur so erfolgt, dass die Amplitude bei der Frequenz (f_s) der genannten Frequenzlinie die gleiche Energie aufweist wie deren berechnete Amplitude (E_s), welche die Energie eines äquivalenten Tons bei der genannten Frequenz darstellt.Apparatus according to claim 16, characterized by a function stage (7, 8) for calculating the amplitude spectrum (A _i ) of the short-term spectrum of the input signal of the analysis stage (4) and for smoothing it, and by means (9) for correcting the smoothed amplitude spectrum (A $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{'}}{\text{i}}$

) with a constant (ΔK), this correction being carried out in such a way that the amplitude at the frequency (f _s ) of the said frequency line has the same energy as its calculated amplitude (E _s ), which is the energy of an equivalent tone at the said frequency represents. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass in der Stufe (5) zur Lautheitsschätzung aus der die Energie (E_s) des äquivalenten Tons bei der genannten Frequenz (f_s) darstellenden Amplitude eine Berechnung des Schallpegels (L_s) erfolgt, und dass eine Funktionsstufe (6) zur Berechnung der Isophone (R_i) aus dem Schallpegel und der genannten Frequenz vorgesehen ist.Apparatus according to claim 17, characterized in that in the stage (5) for loudness estimation from the amplitude representing the energy (E _s ) of the equivalent sound at said frequency (f _s ) the sound level (L _s ) is calculated, and that a function stage (6) for calculating the isophones (R _i ) from the sound level and the frequency mentioned is provided. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Isophone (R_i) und das korrigierte, geglättete Amplitudenspektrum (S_i) einer gemeinsamen Stufe (11) zur Bestimmung der Verstärkungsfaktoren (G_i) zugeführt sind.Device according to claim 18, characterized in that the isophones (R _i ) and the corrected, smoothed amplitude spectrum (S _i ) are fed to a common stage (11) for determining the gain factors (G _i ). Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Einfluss der Isophone (R_i) und des korrigierten, geglätteten Amplitudenspektrums (S_i) auf die Verstärkungsfaktoren (G_i) durch einen anhand von Versuchen mit der hörbehinderten Person individuell einstellbaren Faktor (α) gesteuert ist.Device according to Claim 19, characterized in that the influence of the isophones (R _i ) and the corrected, smoothed amplitude spectrum (S _i ) on the amplification factors (G _i ) is controlled by a factor (α) which can be individually adjusted on the basis of tests with the hearing-impaired person is.

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