EP0712263B1 - Programmable hearing aid - Google Patents

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EP0712263B1
EP0712263B1 EP19940117797 EP94117797A EP0712263B1 EP 0712263 B1 EP0712263 B1 EP 0712263B1 EP 19940117797 EP19940117797 EP 19940117797 EP 94117797 A EP94117797 A EP 94117797A EP 0712263 B1 EP0712263 B1 EP 0712263B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hearing aid
signals
aid according
neural structure
hearing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Revoked
Application number
EP19940117797
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German (de)
French (fr)
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EP0712263A1 (en
Inventor
Oliver Dipl.-Ing. Weinfurtner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sivantos GmbH
Original Assignee
Siemens Audioligische Technik GmbH
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Filing date
Publication date
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Application filed by Siemens Audioligische Technik GmbH filed Critical Siemens Audioligische Technik GmbH
Priority to DK94117797T priority Critical patent/DK0712263T3/en
Priority to EP19940117797 priority patent/EP0712263B1/en
Priority to DE59410236T priority patent/DE59410236D1/en
Publication of EP0712263A1 publication Critical patent/EP0712263A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0712263B1 publication Critical patent/EP0712263B1/en
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Revoked legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
    • H04R25/50—Customised settings for obtaining desired overall acoustical characteristics
    • H04R25/505—Customised settings for obtaining desired overall acoustical characteristics using digital signal processing
    • H04R25/507—Customised settings for obtaining desired overall acoustical characteristics using digital signal processing implemented by neural network or fuzzy logic
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2225/00—Details of deaf aids covered by H04R25/00, not provided for in any of its subgroups
    • H04R2225/41—Detection or adaptation of hearing aid parameters or programs to listening situation, e.g. pub, forest
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
    • H04R25/70—Adaptation of deaf aid to hearing loss, e.g. initial electronic fitting

Definitions

  • the invention relates to a programmable hearing aid with an amplifier and transmission part which can be adjusted in terms of its transmission properties between the microphone and the listener to different transmission characteristics.
  • a programmable hearing aid is known with an amplifier and transmission part which can be adjusted in terms of its transmission properties between the microphone and the listener to different transmission characteristics.
  • Several different transmission functions are stored in a memory of a control unit and can be selected by a user to adapt the hearing aid to an acoustic environment.
  • a simulator is known from EP 0 540 168 A2 in which the properties of a device to be controlled, e.g. for water supply, are modeled.
  • the simulator comprises a neural network which can be learned in relation to a real control parameter of the simulated device. This improves the quality of the simulation of the real device.
  • a solar-powered battery charger for rechargeable hearing aid batteries is known from US Pat. No. 5,253,300. Contacts on the charger and on the housing of the hearing aid allow recharging without removing the batteries from the hearing aid housing possible.
  • One embodiment of the charger comprises a device that monitors the state of charge of the battery.
  • EP-A-0 064 042 eight parameter sets for different transmission characteristics for different environmental situations are stored in a hearing device memory.
  • the various parameter sets for the eight stored programs can be called up one after the other by pressing a switch.
  • a control unit controls a signal processor connected between the microphone and the handset, which then sets a first transmission function intended for an intended environmental situation.
  • the stored signal transmission programs can only be called up one after the other via the switch until, in the opinion of the hearing device wearer, the transmission function that is just right for the given environmental situation has been found.
  • EP-B-0 064 042 an automatic switchover to another transfer function should also be provided if the user comes from a noisy environment to a quiet environment, for example, or vice versa.
  • this switchover should take place cyclically like the manual switchover. If you want to set other than the stored transfer functions, the non-volatile memory must be erased by an external programming unit and re-programmed by this. In this way, it is also possible to adapt the programmable hearing aid to changing hearing damage.
  • a plurality of parameter sets so-called hearing situations, which can be selected by the user, are generally stored.
  • Each of these parameter sets represents the sensibly coordinated setting of all signal processing parameters for a specific acoustic situation, e.g. at rest, i.e. without disturbing background noise or a conversation situation with low-frequency noise, etc.
  • the hearing aid wearer selects the desired situation by pressing a button on the hearing aid.
  • the object of the invention is to provide a hearing aid which is characterized by a control system which enables the desired automatic or largely automatic adaptation dependent on input or measurement signals.
  • this object is achieved in a programmable hearing device of the type mentioned at the outset by a neural structure which is associated with the signal path from the microphone to the listener and to which a data carrier is assigned, signals being tapped from the signal path from one or more tapping points and fed to a module for signal processing and the processed signals can be fed to the neural structure, which generates control signals for the automatic signal-dependent selection of hearing situations stored in the data memory.
  • the neural structure forms a controller for the automatic signal-dependent selection of hearing situations stored in the data memory.
  • An essential feature of the hearing device according to the invention is therefore a controller based on the principle of the neural structures for the automatic signal-dependent selection of hearing situations or for setting individual signal processing parameters in the hearing device. This basic principle allows any selection behavior to be set. Analog circuit technology lends itself to the implementation of the principle of neural structures in terms of circuitry.
  • the hearing aid 1 shown schematically in FIG. 1, records 2 sound signals via a microphone. This acoustic information is converted into electrical signals in the microphone. After signal processing in an amplification and transmission part 4, the electrical signal is fed to a receiver 3 as an output converter.
  • signals 8 are tapped from the signal path of the hearing device 1 between its microphone 2 and its receiver 3 at certain, desired tapping points. These signals 8 are fed to a neural structure 5 arranged next to the signal path in the hearing aid.
  • the signals 8 first arrive at a module 9 for signal processing and from its outputs processed signals 10, 10 ', 10 '' of the neural structure 5.
  • a data carrier 6 is assigned to the neural structure 5, in which configuration information of the neural structure is stored. Taking into account the configuration information of the data carrier 6, the neural structure 5 generates control signals 11 from the processed signals 10, 10 ′, 10 ′′, which can be fed to the amplifier and transmission part 4 in order to adapt its transmission characteristics.
  • These control signals 11 can be used to select parameters of the amplifier and transmission part stored in a data memory 12 assigned to the signal path of the hearing aid or to change the amplifier and transmission characteristics to the amplifier and transmission part 4.
  • 7 signals are tapped from the signal path of the hearing aid at all relevant points or tapping points and processed in a suitable manner. These processed signals and any other system information, e.g. whether microphone or telephone operation is desired are added to the "Neural Structure" block.
  • the outputs of the controller are signals which effect the setting of the listening situations or which represent the setting variables of individual signal processing parameters.
  • the behavior of the controller does not necessarily have to be unchangeable (i.e. completely described by the hardware structure), but can be configurable (e.g. by programming). Configuration information of the controller can be stored in a memory in the hearing aid.
  • the neural structure 5 forms a controller for the automatic setting of individual signal processing parameters of the amplifier and transmission part 4.
  • means 13 are provided for detecting system states of the hearing aid 1, the output signals 14 of which can be fed to the module 9 for signal processing and / or the neural structure 5, these output signals being able to be taken into account when generating the control signals 11.
  • Control elements which can be actuated by the hearing aid wearer such as switches, buttons, potentiometers or the like, can be provided as means 13 for detecting system states of the hearing aid 1.
  • the hearing aid can e.g. be equipped with a situation switch which enables the hearing aid wearer - as described at the beginning of EP-B-0 064 042 - to choose a stored transmission function which he thinks is suitable for the given environmental situation.
  • the hearing aid can e.g. have a switch for switching from microphone operation to telephone coil operation.
  • the hearing aid regularly has a volume control with which the hearing impaired influences the volume.
  • the hearing device can also be characterized in that a device 15 which monitors the state of charge of the hearing device battery, not shown, is additionally provided as a means for detecting system states of the hearing device 1. Thereafter, it is possible that the respective state of charge of the hearing aid battery is also taken into account when generating the output signals 11 of the neural structure 5 or the controller, which can also be determined for individual hearing situations and / or signal processing parameters.
  • the signals 8 are tapped from the signal paths formed by the individual channels.
  • the signals 8 from the signal paths and the output signals 14 of the means 13, 13 'for detecting system states of the hearing aid e.g. by rectification, the formation of suitable temporal averages, and possibly prepared from their derivatives.
  • signal processing - module 9 at least one input variable, e.g.
  • the signals 14 can also be fed directly to the neural structure (FIG. 2).
  • Neural structures consist of many similar elements or neurons 19. The function of the neural structure as a whole essentially depends on the way in which these neurons are interconnected.
  • the course of the output function W represents a step function at the threshold value s.
  • the output function W has a continuous course around the threshold value s.
  • FIG. 5b shows a continuous, so-called sigmoid curve of the output variable with limitation to a maximum and a minimum output value.
  • FIG. 5c shows a linear course in the transition area.
  • the signals which are processed by the neural structure can be designed as voltage signals, current signals or as frequency-variable pulse signals.
  • the signal may have to be converted into a continuous current or voltage signal and back again at some points in the neural structure with the aid of suitable circuits.
  • FIG. 6 shows the exemplary connection of three neurons 19 to the typical structure of a single-layer feedback network with the inputs e i (t) and the outputs a j (t + ⁇ T).
  • Figure 7 shows an example of the structure of a multilayer feedback-free network.
  • the function of the neural structure is to use one or the other network structure. Mixed forms of both structures are also possible.
  • the function of a neural structure as a whole is essentially determined by the network structure and by the weighting functions of the input signals on each neuron 19. These parameters can be permanently set through the implementation in terms of circuitry if constant behavior is desired. If, on the other hand, a change in behavior should be possible, some or all of these parameters must be programmable. Their respective values must then be stored in a configuration memory or data carrier 6. The individual memory elements can be arranged in a concentrated form or locally assigned to the respective neuron.
  • the stored parameters can be modified either by external programming of the memory elements and / or by an algorithm implemented in the circuit. Modification is also possible here while the neural structure is in operation.
  • Figure 8 shows an example of the circuitry implementation of a single-layer feedback network.
  • Amplifiers 24 with complementary outputs act as threshold elements.
  • the connections (synapses) between the outputs and inputs of the neurons are weighted using the guide values R ij .
  • the output signals of the amplifiers and thus the neural structure are the voltage signals U i .
  • E1 to e4 denote the inputs of the circuit and a1 to a4 denote inverting and non-inverting outputs of the circuit.
  • FIG. 9 shows a possible circuit implementation of a synapse (weighted input of a neuron) with a programmable connection strength.
  • connection strengths +1, -1 and 0 are possible and the signals to be transmitted from this synapse can only assume the logical values 0 and 1.
  • output a is independent of input e; the synapse therefore represents an interruption (connection strength 0).
  • the memory cell 25 is programmed to close the switch and the memory cell 26 to open the associated switch, then a current flows from output a (logic 1) when the input is logic 1, and no current (logic 0) if the input is logic 0.
  • the synapse acts as a connection of strength +1. If both memory cells 25, 26 are programmed inversely for this purpose, the inverse logic behavior results. The synapse then acts as a connection of strength -1. V dd indicates the circuit connection to the supply voltage in the drawing.
  • FIG. 10 shows a possible implementation of a programmable synapse with variable connection strength. It works on the principle of the multiplier.
  • the strength of the synaptic connection is stored as the difference between two analog voltage values on two capacitors 29, 30.
  • the controller 5, which is arranged next to the signal path from the microphone 2 to the receiver 3, has additional functional parts comprises, which operate according to a fuzzy logic system 20.
  • the fuzzy logic system 20 has components for fuzzification 21 and for inference formation 22 and, furthermore, an assigned decision means component 23 is designed as a neural structure.
  • the hearing aid in addition to its signal path (not shown here) from the microphone via the amplifier and transmission part to the listener, the hearing aid has a controller 5 as a neural structure with a data carrier 6 for configuration information of the controller and a signal conditioning unit 9. Signals 8 from signal path of the hearing aid are fed to signal processing unit 9.
  • the controller 5 comprises a fuzzy logic system 20 which is subdivided into a component for fuzzification 21 and a component for inference formation 22.
  • the processed signals 10, 10 ', 10''of the signal processing 9 and optionally signals 14 of the fuzzification component 21 are supplied.
  • the inference formation component 22 is connected downstream of the fuzzification component 21.
  • the further decision means component 23 of the controller 5 is then designed as a neural structure. All three components 21, 22, 23 are exchanging information with the data carrier 6.
  • the generated control signals 11 form, for example, selection signals for individual listening situations and / or signal processing parameters.
  • a further advantageous realization of the controller with a combination of the principles of the neural structures and the fuzzy logic can consist in that the implementation of the rules, which determine the regulation or selection behavior of the fuzzy logic part, is realized with the aid of a neural structure ,

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Description

Die Erfindung betrifft ein programmierbares Hörgerät mit einem in seinen Übertragungseigenschaften zwischen Mikrofon und Hörer auf verschiedene Übertragungscharakteristika einstellbaren Verstärker- und Übertragungsteil.The invention relates to a programmable hearing aid with an amplifier and transmission part which can be adjusted in terms of its transmission properties between the microphone and the listener to different transmission characteristics.

Aus der WO 91-08654 ist ein programmierbares Hörgerät mit einem in seinen Übertragungseigenschaften zwischen Mikrofon und Hörer auf verschiedene Übertragungscharakteristika einstellbaren Verstärker- und Übertragungsteil bekannt. Mehrere unterschiedliche Übertragungsfunktionen sind in einem Speicher einer Steuereinheit hinterlegt und können von einem Benutzer ausgewählt werden zur Anpassung des Hörgerätes an eine akustische Umgebung.From WO 91-08654 a programmable hearing aid is known with an amplifier and transmission part which can be adjusted in terms of its transmission properties between the microphone and the listener to different transmission characteristics. Several different transmission functions are stored in a memory of a control unit and can be selected by a user to adapt the hearing aid to an acoustic environment.

Aus der EP 0 540 168 A2 ist ein Simulator bekannt, bei dem Eigenschaften eines zu regelnden Gerätes, z.B. zur Wasserversorgung, modelliert werden. Der Simulator umfasst ein neuronales Netz, welches in Bezug auf einen realen Regelungsparameter des simulierten Gerätes lernfähig ist. Dadurch wird die Qualität der Simulation des realen Gerätes verbessert.A simulator is known from EP 0 540 168 A2 in which the properties of a device to be controlled, e.g. for water supply, are modeled. The simulator comprises a neural network which can be learned in relation to a real control parameter of the simulated device. This improves the quality of the simulation of the real device.

Aus der US 5,101,361 ist eine analoge Hardware eines lernfähigen neuronalen Netzwerks bekannt, bei dem eine Anzahl programmierbarer Widerstands-Speicherelemente als synaptische Verbindungselemente dienen, die einen einstellbaren, gewichteten Pfad zwischen den Neuronen bilden. Die Patentschrift offenbart eine Implementierung des Delta-Backpropagation-Algorithmus in analoger VLSI-Technologie.From US 5,101,361 an analog hardware of a learnable neural network is known, in which a number of programmable resistance memory elements serve as synaptic connection elements, which form an adjustable, weighted path between the neurons. The patent discloses an implementation of the delta back propagation algorithm in analog VLSI technology.

Aus der US 5,253,300 ist ein solar betriebenes Batterieladegerät für wiederaufladbare Hörgeräte-Batterien bekannt. Durch Kontakte am Ladegerät und am Gehäuse des Hörgerätes ist ein Wiederaufladen ohne Entnahme der Batterien aus dem Hörgeräte-Gehäuse möglich. Eine Ausführungsform des Ladegerätes umfasst eine den Ladezustand der Batterie überwachende Einrichtung.A solar-powered battery charger for rechargeable hearing aid batteries is known from US Pat. No. 5,253,300. Contacts on the charger and on the housing of the hearing aid allow recharging without removing the batteries from the hearing aid housing possible. One embodiment of the charger comprises a device that monitors the state of charge of the battery.

In ELEKTRONIK, Bd. 41, Nr. 2, 21. Januar 1992 GERMANY, Seiten 100-101, G. Trautzl "NEURONALE NETZE UNTERSTÜTZEN FUZZY LOGIK TOOL" wird eine Datenverarbeitungsanlage beschrieben, durch die mit Hilfe neuronaler Netze automatisch Fuzzy-Logik-Regeln generiert werden können. Es erfolgt somit eine Verknüpfung verschiedener künstlicher Intelligenzen.In ELEKTRONIK, Vol. 41, No. 2, January 21, 1992 GERMANY, pages 100-101, G. Trautzl "NEURONAL NETWORK SUPPORT FUZZY LOGIK TOOL" describes a data processing system by means of which neural networks automatically fuzzy logic rules can be generated. There is thus a link between various artificial intelligences.

Bei einem aus der EP-A-0 064 042 bekannten Hörgerät sind in einem Hörgerätespeicher acht Parametersätze für unterschiedliche Übertragungscharakteristika für verschiedene Umgebungssituationen abgespeichert. Durch Betätigen eines Schalters können nacheinander die verschiedenen Parametersätze für die acht gespeicherten Programme abgerufen werden. Eine Steuereinheit steuert einen zwischen Mikrofon und Hörer eingeschalteten Signalprozessor, der dann eine erste, für eine vorgesehene Umgebungssituation bestimmte Übertragungsfunktion einstellt. Über den Schalter können jedoch die gespeicherten Signalübertragungsprogramme nur nacheinander abgerufen werden, bis nach Meinung des Hörgeräteträgers die gerade zur gegebenen Umgebungssituation passende Übertragungsfunktion gefunden ist. Andererseits soll nach der EP-B-0 064 042 auch ein automatisches Umschalten auf eine andere Übertragungsfunktion vorgesehen sein, wenn der Benutzer z.B. von einer geräuschvollen Umgebung in eine ruhige Umgebung kommt oder umgekehrt. Ohne daß für die automatische Umschaltung eine Lösung angegeben ist, soll diese Umschaltung wie die manuelle Umschaltung zyklisch erfolgen. Möchte man andere als die gespeicherten Übertragungsfunktionen einstellen, dann muß der nicht flüchtige Speicher durch eine externe Programmiereinheit gelöscht und durch diese erneut programmiert werden. Auf diese Weise ist auch eine Anpassung des programmierbaren Hörgerätes an eine sich ändernde Gehörschädigung möglich.In a hearing device known from EP-A-0 064 042, eight parameter sets for different transmission characteristics for different environmental situations are stored in a hearing device memory. The various parameter sets for the eight stored programs can be called up one after the other by pressing a switch. A control unit controls a signal processor connected between the microphone and the handset, which then sets a first transmission function intended for an intended environmental situation. However, the stored signal transmission programs can only be called up one after the other via the switch until, in the opinion of the hearing device wearer, the transmission function that is just right for the given environmental situation has been found. On the other hand, according to EP-B-0 064 042, an automatic switchover to another transfer function should also be provided if the user comes from a noisy environment to a quiet environment, for example, or vice versa. Without a solution being specified for the automatic switchover, this switchover should take place cyclically like the manual switchover. If you want to set other than the stored transfer functions, the non-volatile memory must be erased by an external programming unit and re-programmed by this. In this way, it is also possible to adapt the programmable hearing aid to changing hearing damage.

In dem bekannten programmierbaren Hörgerät werden demnach im allgemeinen mehrere vom Benutzer wählbare Parametersätze, sogenannte Hörsituationen, abgespeichert. Jeder dieser Parametersätze stellt die sinnvoll aufeinander abgestimmte Einstellung aller Signalverarbeitungsparameter für eine bestimmte akustische Situation dar, z.B. in Ruhe, d.h. ohne störende Hintergrundgeräusche oder Gesprächssituation mit tieffrequentem Störgeräusch usw. Der Hörgeräteträger wählt die jeweils gewünschte Situation durch Betätigen einer Taste am Hörgerät aus.Accordingly, in the known programmable hearing aid, a plurality of parameter sets, so-called hearing situations, which can be selected by the user, are generally stored. Each of these parameter sets represents the sensibly coordinated setting of all signal processing parameters for a specific acoustic situation, e.g. at rest, i.e. without disturbing background noise or a conversation situation with low-frequency noise, etc. The hearing aid wearer selects the desired situation by pressing a button on the hearing aid.

Wünschenswert ist nun eine weitgehend automatische Auswahl der jeweils nötigen Hörsituation oder das automatische Einstellen einzelner Signalverarbeitungsparameter durch Auswertung des Signals nach vorzugebenden Regeln.A largely automatic selection of the hearing situation required in each case or the automatic setting of individual signal processing parameters by evaluating the signal according to rules to be specified is now desirable.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Hörgerät zu schaffen, das sich durch ein Regelungssystem auszeichnet, das die gewünschte automatische oder weitgehend automatische, von Eingangs- oder Meßsignalen abhängige Anpassung ermöglicht.The object of the invention is to provide a hearing aid which is characterized by a control system which enables the desired automatic or largely automatic adaptation dependent on input or measurement signals.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem programmierbaren Hörgerät der eingangs genannten Art gelöst durch eine dem Signalpfad vom Mikrofon zum Hörer nebengeordnete neuronale Struktur, der ein Datenträger zugeordnet ist, wobei aus dem Signalpfad aus einer oder mehreren Abgriffstellen Signale abgegriffen und einem Modul zur Signalaufbereitung zugeführt werden und wobei die aufbereiteten Signale der neuronalen Struktur zuführbar sind, welche Steuersignale erzeugt zur automatischen signalabhängigen Auswahl von im Datenspeicher abgelegten Hörsituationen.According to the invention, this object is achieved in a programmable hearing device of the type mentioned at the outset by a neural structure which is associated with the signal path from the microphone to the listener and to which a data carrier is assigned, signals being tapped from the signal path from one or more tapping points and fed to a module for signal processing and the processed signals can be fed to the neural structure, which generates control signals for the automatic signal-dependent selection of hearing situations stored in the data memory.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung bildet die neuronale Struktur einen Controller zur automatischen signalabhängigen Auswahl von im Datenspeicher abgelegten Hörsituationen. Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Hörgerätes ist damit ein Controller, basierend auf dem Prinzip der neuronalen Strukturen, zur automatischen signalabhängigen Auswahl von Hörsituationen oder zur Einstellung von einzelnen Signalverarbeitungsparametern im Hörgerät. Dieses Grundprinzip erlaubt es, eine beliebiges Auswahlverhalten einzustellen. Für die schaltungstechnische Realisierung des Prinzips der neuronalen Strukturen bietet sich die analoge Schaltungstechnik an.In an advantageous embodiment of the invention, the neural structure forms a controller for the automatic signal-dependent selection of hearing situations stored in the data memory. An essential feature of the hearing device according to the invention is therefore a controller based on the principle of the neural structures for the automatic signal-dependent selection of hearing situations or for setting individual signal processing parameters in the hearing device. This basic principle allows any selection behavior to be set. Analog circuit technology lends itself to the implementation of the principle of neural structures in terms of circuitry.

Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind durch die Patentansprüche gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are characterized by the claims.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.Further advantages and details of the invention are explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the figures.

Es zeigen:

  • Figur 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Hörgerätes,
  • Figur 2 ein Blockschaltbild eines Controllers nach dem Prinzip einer neuronalen Struktur eines Hörgerätes gemäß Figur 1,
  • Figur 3 ein Modul zur Signalaufbereitung nach Figur 1,
  • Figur 4 ein Blockschaltbild eines einzelnen Neurons,
  • Figuren 5a, 5b, 5c Beispiele für mögliche Schwellenwertverläufe der Ausgabefunktion W gemäß Figur 4,
  • Figur 6 ein einlagiges, rückgekoppeltes Netz mit beispielhafter Verschaltung von drei Neuronen,
  • Figur 7 ein mehrlagiges, rückkopplungsfreies Netz mit beispielhafter Verschaltung von elf Neuronen in drei Lagen,
  • Figur 8 ein Schaltungsbeispiel für die schaltungstechnische Realisierung eines einlagigen rückgekoppelten Netzes gemäß Figur 6,
  • Figur 9 eine mögliche Schaltung zur Realisierung einer Synapse mit programmierbarer Verbindungsstärke,
  • Figur 10 eine Ausführung einer Schaltung für eine Synapse mit programmierbarer variabler Verbindungsstärke,
  • Figur 11 ein Ausführungsbeispiel einer dem nicht gezeichneten Signalpfad zwischen Mikrofon und Hörer eines Hörgerätes nebengeordneten neuronalen Struktur, welche mit einem Fuzzy-Logik-System kombiniert ist.
Show it:
  • FIG. 1 shows a block diagram of a hearing aid according to the invention,
  • FIG. 2 shows a block diagram of a controller based on the principle of a neural structure of a hearing aid according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a module for signal processing according to FIG. 1,
  • FIG. 4 shows a block diagram of an individual neuron,
  • FIGS. 5a, 5b, 5c examples of possible threshold value profiles of the output function W according to FIG. 4,
  • FIG. 6 shows a single-layer, feedback network with an exemplary connection of three neurons,
  • FIG. 7 shows a multi-layer, feedback-free network with exemplary connection of eleven neurons in three layers,
  • 8 shows a circuit example for the implementation of a single-layer feedback network according to FIG. 6,
  • FIG. 9 shows a possible circuit for realizing a synapse with programmable connection strength,
  • FIG. 10 shows an embodiment of a circuit for a synapse with programmable variable connection strength,
  • FIG. 11 shows an exemplary embodiment of a neural structure which is adjacent to the signal path (not shown) between the microphone and the receiver of a hearing device and which is combined with a fuzzy logic system.

Das in Figur 1 schematisch dargestellte erfindungsgemäße Hörgerät 1 nimmt über ein Mikrofon 2 Schallsignale auf. Diese akustische Information wird im Mikrofon in elektrische Signale umgesetzt. Nach einer Signalbearbeitung in einem Verstärkungs- und Übertragungsteil 4 wird das elektrische Signal einem Hörer 3 als Ausgangswandler zugeführt.The hearing aid 1 according to the invention, shown schematically in FIG. 1, records 2 sound signals via a microphone. This acoustic information is converted into electrical signals in the microphone. After signal processing in an amplification and transmission part 4, the electrical signal is fed to a receiver 3 as an output converter.

Um ein zusätzliches Mikrofon oder einen sonstigen Sensor zu erübrigen, werden aus dem Signalpfad des Hörgerätes 1 zwischen seinem Mikrofon 2 und seinem Hörer 3 an bestimmten, gewünschten Abgriffstellen 7 Signale 8 abgegriffen. Diese Signale 8 werden einer im Hörgerät zum Signalpfad nebengeordneten neuronalen Struktur 5 zugeführt. Dabei gelangen die Signale 8 zuerst zu einem Modul 9 zur Signalaufbereitung und von dessen Ausgängen werden aufbereitete Signale 10, 10', 10'' der neuronalen Struktur 5 zugeführt. Der neuronalen Struktur 5 ist ein Datenträger 6 zugeordnet, in dem Konfigurationsinformation der neuronalen Struktur abgespeichert ist. Unter Berücksichtigung der Konfigurationsinformation des Datenträgers 6 erzeugt die neuronale Struktur 5 aus den aufbereiteten Signalen 10, 10', 10'' Steuersignale 11, welche dem Verstärker- und Übertragungsteil 4 zur Anpassung seiner Übertragungscharakteristika zuführbar sind. Dabei können diese Steuersignale 11 zur Auswahl von in einem dem Signalpfad des Hörgerätes zugeordneten Datenspeicher 12 gespeicherte Parameter des Verstärker- und Übertragungsteils dienen oder zur Veränderung der Verstärker- und Übertragungscharakteristik an das Verstärker- und Übertragungsteil 4 abgegeben werden.In order to eliminate the need for an additional microphone or another sensor, signals 8 are tapped from the signal path of the hearing device 1 between its microphone 2 and its receiver 3 at certain, desired tapping points. These signals 8 are fed to a neural structure 5 arranged next to the signal path in the hearing aid. The signals 8 first arrive at a module 9 for signal processing and from its outputs processed signals 10, 10 ', 10 '' of the neural structure 5. A data carrier 6 is assigned to the neural structure 5, in which configuration information of the neural structure is stored. Taking into account the configuration information of the data carrier 6, the neural structure 5 generates control signals 11 from the processed signals 10, 10 ′, 10 ″, which can be fed to the amplifier and transmission part 4 in order to adapt its transmission characteristics. These control signals 11 can be used to select parameters of the amplifier and transmission part stored in a data memory 12 assigned to the signal path of the hearing aid or to change the amplifier and transmission characteristics to the amplifier and transmission part 4.

Wie auch Figur 2 zur Struktur eines Controllers zeigt, werden aus dem Signalpfad des Hörgerätes an allen relevanten Punkten bzw. Abgriffstellen 7 Signale abgegriffen und in geeigneter Weise aufbereitet. Diese aufbereiteten Signale sowie eventuelle weitere Systeminformationen, z.B. ob Mikrofon- oder Telefonbetrieb gewünscht ist, werden dem Block "Neuronale Struktur" zugeführt. Die Ausgänge des Controllers sind Signale, welche die Einstellung der Hörsituationen bewirken oder die Einstellgrößen einzelner Signalverarbeitungsparameter repräsentieren. Dabei muß das Verhalten des Controllers nicht notwendigerweise unveränderlich (also durch die Hardware-Struktur vollständig beschrieben) sein, sondern kann konfigurierbar sein (z.B. durch Programmierung). In einem Speicher im Hörgerät kann Konfigurationsinformation des Controllers abgespeichert sein.As also shown in FIG. 2 for the structure of a controller, 7 signals are tapped from the signal path of the hearing aid at all relevant points or tapping points and processed in a suitable manner. These processed signals and any other system information, e.g. whether microphone or telephone operation is desired are added to the "Neural Structure" block. The outputs of the controller are signals which effect the setting of the listening situations or which represent the setting variables of individual signal processing parameters. The behavior of the controller does not necessarily have to be unchangeable (i.e. completely described by the hardware structure), but can be configurable (e.g. by programming). Configuration information of the controller can be stored in a memory in the hearing aid.

Nach einer ersten Ausführung bildet danach die neuronale Struktur 5 zusammen mit dem Modul 9 zur Aufbereitung der Signale und dem Datenträger 6 einen Controller zur automatischen signalabhängigen Auswahl von im Datenspeicher 12 abgelegten Hörsituationen.According to a first embodiment, the neural structure 5, together with the module 9 for processing the signals and the data carrier 6, then forms a controller for the automatic signal-dependent selection of hearing situations stored in the data memory 12.

Nach einer zweiten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die neuronale Struktur 5 einen Controller zur automatischen Einstellung einzelner Signalverarbeitungsparameter des Verstärker- und Übertragungsteils 4 bildet.According to a second embodiment it is provided that the neural structure 5 forms a controller for the automatic setting of individual signal processing parameters of the amplifier and transmission part 4.

In weiterer Ausbildung des Hörgerätes nach der Erfindung sind Mittel 13 zur Erfassung von Systemzuständen des Hörgerätes 1 vorgesehen, deren Ausgangssignale 14 dem Modul 9 zur Signalaufbereitung und/oder der neuronalen Struktur 5 zuführbar sind, wobei diese Ausgangssignale bei der Erzeugung der Steuersignale 11 berücksichtigbar sind.In a further embodiment of the hearing aid according to the invention, means 13 are provided for detecting system states of the hearing aid 1, the output signals 14 of which can be fed to the module 9 for signal processing and / or the neural structure 5, these output signals being able to be taken into account when generating the control signals 11.

Als Mittel 13 zur Erfassung von Systemzuständen des Hörgerätes 1 können vom Hörgeräteträger betätigbare Steuerelemente, wie Schalter, Taster, Potentiometer od.dgl., vorgesehen sein. Danach kann das Hörgerät z.B. mit einem Situationsumschalter ausgerüstet sein, der es dem Hörgeräteträger - wie eingangs zur EP-B-0 064 042 beschrieben - ermöglicht, eine seiner Meinung nach zur gegebenen Umgebungssituation passende gespeicherte Übertragungsfunktion zu wählen. Andererseits kann das Hörgerät z.B. einen Schalter zum Umschalten von Mikrofonbetrieb auf Telefonspulenbetrieb aufweisen. Des weiteren besitzt das Hörgerät regelmäßig einen Lautstärkeregler, mit dem der Hörbehinderte die Lautstärke beeinflußt.Control elements which can be actuated by the hearing aid wearer, such as switches, buttons, potentiometers or the like, can be provided as means 13 for detecting system states of the hearing aid 1. Then the hearing aid can e.g. be equipped with a situation switch which enables the hearing aid wearer - as described at the beginning of EP-B-0 064 042 - to choose a stored transmission function which he thinks is suitable for the given environmental situation. On the other hand, the hearing aid can e.g. have a switch for switching from microphone operation to telephone coil operation. Furthermore, the hearing aid regularly has a volume control with which the hearing impaired influences the volume.

Schließlich kann sich das Hörgerät noch dadurch auszeichnen, daß zusätzlich als Mittel zur Erfassung von Systemzuständen des Hörgerätes 1 eine den Ladezustand der nicht dargestellten Hörgerätebatterie überwachende Einrichtung 15 vorgesehen ist. Danach ist es möglich, daß der jeweilige Ladezustand der Hörgerätebatterie ebenfalls Berücksichtigung bei der Erzeugung der Ausgangssignale 11 der neuronalen Struktur 5 bzw. des Controllers findet, die für einzelnen Hörsituationen und/oder Signalverarbeitungsparameter mit bestimmbar sind.Finally, the hearing device can also be characterized in that a device 15 which monitors the state of charge of the hearing device battery, not shown, is additionally provided as a means for detecting system states of the hearing device 1. Thereafter, it is possible that the respective state of charge of the hearing aid battery is also taken into account when generating the output signals 11 of the neural structure 5 or the controller, which can also be determined for individual hearing situations and / or signal processing parameters.

Bei den bekannten sogenannten Mehrkanalgeräten, d.h. bei Hörgeräten mit mehreren Frequenzkanälen, werden nach der Erfindung die Signale 8 aus den von den einzelnen Kanälen gebildeten Signalpfaden abgegriffen. Wie in Figur 3 gezeigt ist, werden die Signale 8 aus den Signalpfaden und die Ausgangssignale 14 der Mittel 13, 13' zur Erfassung von Systemzuständen des Hörgerätes z.B. durch Gleichrichtung, Bildung geeigneter zeitlicher Mittelwerte sowie.eventuell von deren Ableitungen aufbereitet. In der Signalaufbereitung - Modul 9 - werden aus wenigstens einer Eingangsgröße, z.B. Signale 8, 14, durch eine Komponente 16 zur Gleichrichtung und/oder eine Komponente 17 zur Mittelwertbildung (Bildung eines zeitlichen Mittelwertes) und/oder eine Komponente 18 zur zeitlichen Ableitung (Ableitungsblock d/dt) aus den Signalen 8, 14 aufbereitete Signale 10, 10', 10'' gewonnen, die der neuronalen Struktur 5 zugeführt werden. Gleichermaßen können die Signale 14 auch direkt der neuronalen Struktur zugeführt werden (Figur 2).In the known so-called multi-channel devices, i.e. in hearing aids with several frequency channels, according to the invention the signals 8 are tapped from the signal paths formed by the individual channels. As shown in Figure 3, the signals 8 from the signal paths and the output signals 14 of the means 13, 13 'for detecting system states of the hearing aid e.g. by rectification, the formation of suitable temporal averages, and possibly prepared from their derivatives. In signal processing - module 9 - at least one input variable, e.g. Signals 8, 14, signals 10 processed by a component 16 for rectification and / or a component 17 for averaging (forming a time average) and / or a component 18 for time derivation (derivation block d / dt) from the signals 8, 14, 10 ', 10' 'which are fed to the neural structure 5. Likewise, the signals 14 can also be fed directly to the neural structure (FIG. 2).

Anhand der Figuren 4-10 werden Beispiele zur Realisierung der neuronalen Struktur beschrieben.Examples for realizing the neural structure are described with reference to FIGS. 4-10.

Neuronale Strukturen bestehen aus vielen gleichartigen Elementen bzw. Neuronen 19. Die Funktion der neuronalen Struktur als Ganzes hängt im wesentlichen von der Art der Verschaltung dieser Neuronen untereinander ab.Neural structures consist of many similar elements or neurons 19. The function of the neural structure as a whole essentially depends on the way in which these neurons are interconnected.

Figur 4 zeigt das Blockschaltbild eines einzelnen Neurons 19. Das Neuron erzeugt das Ausgangssignal aj(t+ΔT) zum Zeitpunkt t+ΔT aus theoretisch beliebig vielen Eingangssignalen ei(t) zum Zeitpunkt t. Seine Funktion läßt sich in drei Grundfunktionen zerlegen:

  • Propagierungsfunktion U:u (t) =Σei (t) *wi Die Ausgangsgröße dieser Funktion ist die Summe aller, jeweils mit dem individuellen Faktor wi multiplizierten Eingangssignale.
  • Aktivierungsfunktion V:v(t)=f(u(t)) Im allgemeinen Fall geht in die Ausgangsgröße auch deren eigene Vorgeschichte ein. In vielen Fällen kann hierauf jedoch verzichtet werden. v(t) zum Zeitpunkt t=t0 ist dann nur noch eine Funktion von u(t) zum Zeitpunkt t=t0.
  • Ausgangsfunktion W:w(t) Sie nimmt eine Schwellenwertbildung vor. Dabei sind gemäß Figur 5 zwei grundsätzliche Arten der Schwellenwertbildung möglich.
FIG. 4 shows the block diagram of an individual neuron 19. The neuron generates the output signal a j (t + ΔT) at the time t + ΔT from theoretically any number of input signals e i (t) at the time t. Its function can be broken down into three basic functions:
  • Propagation function U: u (t) = Σe i (t) * w i The output variable of this function is the sum of all input signals multiplied by the individual factor w i .
  • Activation function V: v (t) = f (u (t)) In the general case, the output quantity also includes its own history. In many cases, however, this can be dispensed with. v (t) at time t = t 0 is then only a function of u (t) at time t = t 0 .
  • Output function W: w (t) It creates a threshold value. According to FIG. 5, two basic types of threshold value formation are possible.

Nach Figur 5a stellt der Verlauf der Ausgabefunktion W eine Sprungfunktion am Schwellenwert s dar.According to FIG. 5a, the course of the output function W represents a step function at the threshold value s.

Nach den Figuren 5b und 5c besitzt die Ausgab efunktion W einen stetigen Verlauf um den Schwellenwert s. In Figur 5b ist ein stetiger, sogenannter sigmoider Verlauf der Ausgangsgröße mit Begrenzung auf einen maximalen und einen minimalen Ausgangswert dargestellt. Eine häufig verwendete Kennlinie ist hierbei das Sigmoid: w(t )=1/(1+exp(-(v(t)-s))). Figur 5c zeigt einen linearen Verlauf im Übergangsbereich.According to FIGS. 5b and 5c, the output function W has a continuous course around the threshold value s. FIG. 5b shows a continuous, so-called sigmoid curve of the output variable with limitation to a maximum and a minimum output value. A frequently used characteristic is the sigmoid: w (t) = 1 / (1 + exp (- (v (t) -s))). FIG. 5c shows a linear course in the transition area.

Die Signale, welche von der neuronalen Struktur verarbeitet werden, können als Spannungssignale, Stromsignale oder als frequenzvariable Impulssignale ausgeführt sein. Im letzteren Fall muß das Signal eventuell an manchen Stellen der neuronalen Struktur mit Hilfe geeigneter Schaltungen in ein kontinuierliches Strom- oder Spannungssignal und wieder zurück umgewandelt werden.The signals which are processed by the neural structure can be designed as voltage signals, current signals or as frequency-variable pulse signals. In the latter case, the signal may have to be converted into a continuous current or voltage signal and back again at some points in the neural structure with the aid of suitable circuits.

Figur 6 zeigt die beispielhafte Verschaltung von drei Neuronen 19 zur typischen Struktur eines einlagigen rückgekoppelten Netzes mit den Eingängen ei(t) und den Ausgängen aj(t+ΔT).FIG. 6 shows the exemplary connection of three neurons 19 to the typical structure of a single-layer feedback network with the inputs e i (t) and the outputs a j (t + ΔT).

Figur 7 zeigt beispielhaft die Struktur eines mehrlagigen rückkopplungsfreien Netzes. Je nach zu implementierender Funktion der neuronalen Struktur ist die eine oder andere Netzstruktur anzuwenden. Auch Mischformen aus beiden Strukturen sind dabei möglich.Figure 7 shows an example of the structure of a multilayer feedback-free network. Depending on the one to be implemented The function of the neural structure is to use one or the other network structure. Mixed forms of both structures are also possible.

Die Funktion einer neuronalen Struktur im Ganzen wird im wesentlichen von der Netzstruktur und von den Gewichtungsfunktionen der Eingangssignale an jedem Neuron 19 bestimmt. Diese Parameter können durch die schaltungstechnische Realisierung fest eingestellt werden, wenn ein immer gleichbleibendes Verhalten erwünscht ist. Soll dagegen eine Veränderung des Verhaltens möglich sein, so sind einige oder alle dieser Parameter programmierbar auszuführen. Ihre jeweiligen Werte müssen dann in einem Konfigurationsspeicher bzw. Datenträger 6 gespeichert werden. Hierbei können die einzelnen Speicherelemente in konzentrierter Form angeordnet sein oder lokal dem jeweiligen Neuron zugeordnet sein.The function of a neural structure as a whole is essentially determined by the network structure and by the weighting functions of the input signals on each neuron 19. These parameters can be permanently set through the implementation in terms of circuitry if constant behavior is desired. If, on the other hand, a change in behavior should be possible, some or all of these parameters must be programmable. Their respective values must then be stored in a configuration memory or data carrier 6. The individual memory elements can be arranged in a concentrated form or locally assigned to the respective neuron.

Die Modifikation der gespeicherten Parameter kann entweder durch externes Programmieren der Speicherelemente geschehen und/oder durch einen in der Schaltung implementierten Algorithmus. Hierbei ist auch die Modifikation während des laufenden Betriebs der neuronalen Struktur möglich.The stored parameters can be modified either by external programming of the memory elements and / or by an algorithm implemented in the circuit. Modification is also possible here while the neural structure is in operation.

Figur 8 zeigt ein Beispiel für die schaltungstechnische Realisierung eines einlagigen rückgekoppelten Netzes. Als Schwellenelemente wirken Verstärker 24 mit komplementären Ausgängen. Die Gewichtung der Verbindungen (Synapsen) zwischen den Aus- und Eingängen der Neuronen erfolgt über die Leitwerte Rij. Die Addition der Eingangssignale für jedes Neuron (Ströme Iij=Ui/Rij) geschieht in den Schaltungsknoten am Eingang eines jeden Verstärkers. Die Ausgangssignale der Verstärker und damit der neuronalen Struktur sind die Spannungssignale Ui. Mit e1 bis e4 sind die Eingänge der Schaltung und mit a1 bis a4 sind invertierende und nichtinvertierende Ausgänge der Schaltung bezeichnet.Figure 8 shows an example of the circuitry implementation of a single-layer feedback network. Amplifiers 24 with complementary outputs act as threshold elements. The connections (synapses) between the outputs and inputs of the neurons are weighted using the guide values R ij . The addition of the input signals for each neuron (currents I ij = U i / R ij ) takes place in the circuit nodes at the input of each amplifier. The output signals of the amplifiers and thus the neural structure are the voltage signals U i . E1 to e4 denote the inputs of the circuit and a1 to a4 denote inverting and non-inverting outputs of the circuit.

Figur 9 zeigt eine mögliche schaltungstechnische Realisierung einer Synapse (gewichteter Eingang eines Neurons) mit programmierbarer Verbindungsstärke. Hierbei sind nur die Verbindungsstärken +1, -1 und 0 möglich und die von dieser Synapse zu übertragenden Signale können nur die logischen Werte 0 und 1 annehmen. Sind beide Speicherzellen 25, 26 so programmiert, daß sie den jeweiligen zugehörigen Schalttransistor 27 bzw. 28 sperren, so ist der Ausgang a unabhängig vom Eingang e; die Synapse stellt also eine Unterbrechung dar (Verbindungsstärke 0). Ist dagegen die Speicherzelle 25 so programmiert, daß sie den Schalter schließt und die Speicherzelle 26 so, daß sie den zugehörigen Schalter öffnet, so fließt aus dem Ausgang a dann ein Strom (logisch 1), wenn der Eingang logisch 1 ist, und kein Strom (logisch 0), wenn der Eingang logisch 0 ist. Die Synapse wirkt also als Verbindung der Stärke +1. Sind beide Speicherzellen 25, 26 hierzu invers programmiert, so ergibt sich das inverse logische Verhalten. Die Synapse wirkt dann als Verbindung der Stärke -1. Vdd gibt in der Zeichnung den Schaltungsanschluß zur Versorgungsspannung an.FIG. 9 shows a possible circuit implementation of a synapse (weighted input of a neuron) with a programmable connection strength. Here only the connection strengths +1, -1 and 0 are possible and the signals to be transmitted from this synapse can only assume the logical values 0 and 1. If both memory cells 25, 26 are programmed so that they block the respective associated switching transistor 27 or 28, output a is independent of input e; the synapse therefore represents an interruption (connection strength 0). If, on the other hand, the memory cell 25 is programmed to close the switch and the memory cell 26 to open the associated switch, then a current flows from output a (logic 1) when the input is logic 1, and no current (logic 0) if the input is logic 0. So the synapse acts as a connection of strength +1. If both memory cells 25, 26 are programmed inversely for this purpose, the inverse logic behavior results. The synapse then acts as a connection of strength -1. V dd indicates the circuit connection to the supply voltage in the drawing.

Figur 10 zeigt eine mögliche Realisierung einer programmierbaren Synapse mit variabler Verbindungsstärke. Sie arbeitet nach dem Prinzip des Multiplizierers. Die Stärke der synaptischen Verbindung wird als Differenz zweier analoger Spannungswerte auf zwei Kapazitäten 29, 30 gespeichert. Das Ausgangssignal (Strom Iout) ergibt sich als Produkt des Eingangssignals (Spannung Vin) multipliziert mit der auf den Kapazitäten gespeicherten Spannungsdifferenz (VW=VW+-VW-). Werden die Spannungen VW+ und VW- auf den Floating Gates von entsprechenden EEPROM-Transistoren gespeichert, so ist auch eine dauerhafte Speicherung der Synapsenstärke möglich.FIG. 10 shows a possible implementation of a programmable synapse with variable connection strength. It works on the principle of the multiplier. The strength of the synaptic connection is stored as the difference between two analog voltage values on two capacitors 29, 30. The output signal (current I out ) is the product of the input signal (voltage V in ) multiplied by the voltage difference stored on the capacitors (V W = V W + -V W- ). If the voltages V W + and V W- are stored on the floating gates of corresponding EEPROM transistors, permanent storage of the synapse strength is also possible.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der dem Signalpfad vom Mikrofon 2 zum Hörer 3 nebengeordnete Controller 5 zusätzliche Funktionsteile umfaßt, welche nach einem Fuzzy-Logik-System 20 arbeiten. Gemäß Figur 11 weist das Fuzzy-Logik-System 20 Komponenten zur Fuzzyfizierung 21 und zur Inferenzbildung 22 auf und ferner ist eine zugeordnete Entscheidungsmittelkomponente 23 als neuronale Struktur ausgebildet. Nach dem im Blockschaltbild gezeichneten Ausführungsbeispiel weist das Hörgerät - neben seinem hier nicht dargestellten Signalpfad vom Mikrofon über das Verstärker- und Übertragungsteil zum Hörer - einen Controller 5 als neuronale Struktur mit einem Datenträger 6 für Konfigurationsinformation des Controllers sowie eine Signalaufbereitung 9 auf. Der Signalaufbereitung 9 werden Signale 8 aus dem Signalpfad des Hörgerätes zugeführt. Von den Mitteln 13, 13' ausgehende Signale 14 über den Systemzustand des Hörgerätes können der Signalaufbereitung 9 und/oder dem Controller 5 zugeführt werden. Der Controller 5 umfaßt ein Fuzzy-Logik-System 20, welches sich in eine Komponente zur Fuzzyfizierung 21 und in eine Komponente zur Inferenzbildung 22 unterteilt. Dabei werden die aufbereiteten Signale 10, 10', 10'' der Signalaufbereitung 9 und gegebenenfalls Signale 14 der Fuzzyfizierungskomponente 21 zugeführt. Der Fuzzyfizierungskomponente 21 nachgeschaltet ist die Inferenzbildungskomponente 22. Die weitere Entscheidungsmittelkomponente 23 des Controllers 5 ist dann als neuronale Struktur ausgebildet. Alle drei Komponenten 21, 22, 23 stehen in Informationsaustausch zum Datenträger 6. Die erzeugten Steuersignale 11 bilden z.B. Auswahlsignale für einzelne Hörsituationen und/oder Signalverarbeitungsparameter.An advantageous further development of the invention is characterized in that the controller 5, which is arranged next to the signal path from the microphone 2 to the receiver 3, has additional functional parts comprises, which operate according to a fuzzy logic system 20. According to FIG. 11, the fuzzy logic system 20 has components for fuzzification 21 and for inference formation 22 and, furthermore, an assigned decision means component 23 is designed as a neural structure. According to the exemplary embodiment shown in the block diagram, in addition to its signal path (not shown here) from the microphone via the amplifier and transmission part to the listener, the hearing aid has a controller 5 as a neural structure with a data carrier 6 for configuration information of the controller and a signal conditioning unit 9. Signals 8 from signal path of the hearing aid are fed to signal processing unit 9. Signals 14 emanating from the means 13, 13 'about the system state of the hearing aid can be fed to the signal processor 9 and / or the controller 5. The controller 5 comprises a fuzzy logic system 20 which is subdivided into a component for fuzzification 21 and a component for inference formation 22. The processed signals 10, 10 ', 10''of the signal processing 9 and optionally signals 14 of the fuzzification component 21 are supplied. The inference formation component 22 is connected downstream of the fuzzification component 21. The further decision means component 23 of the controller 5 is then designed as a neural structure. All three components 21, 22, 23 are exchanging information with the data carrier 6. The generated control signals 11 form, for example, selection signals for individual listening situations and / or signal processing parameters.

Eine weitere vorteilhafte Realisierung des Controllers mit einer Kombination der Prinzipien der neuronalen Strukturen und der Fuzzy-Logik kann darin bestehen, daß die Implementierung der Regeln, welche das Regel- oder Auswahlverhalten des Fuzzy-Logik-Teils bestimmen, mit Hilfe einer neuronalen Struktur realisiert wird.A further advantageous realization of the controller with a combination of the principles of the neural structures and the fuzzy logic can consist in that the implementation of the rules, which determine the regulation or selection behavior of the fuzzy logic part, is realized with the aid of a neural structure ,

Die prinzipielle Funktionsweise sowie eine mögliche schaltungstechnische Realisierung der Blöcke Fuzzyfizierung und Inferenzbildung ist in der europäischen Patentanmeldung 94104619.5 beschrieben. Die neuronale Struktur zur 1-aus-N-Auswahl entspricht dabei prinzipiell der in der älteren Anmeldung beschriebenen Struktur, ist jedoch vorteilhafter gelöst.The principle of operation as well as a possible circuit implementation of the blocks fuzzification and inference formation is described in the European patent application 94104619.5. The neural structure for 1-out-of-N selection corresponds in principle to the structure described in the earlier application, but is more advantageously solved.

Wesentliche Vorteile der Erfindung ergeben sich in einer besseren Anpassung des Hörgerätes an den Hörschaden durch fortlaufende signalabhängige Einstellung von Signalverarbeitungsparametern sowie durch die Entlastung des Hörgeräteträgers wegen der automatischen Auswahl von Signalverarbeitungsparametern oder Sätzen von Signalverarbeitungsparametern (Hörsituationen).Significant advantages of the invention result in a better adaptation of the hearing aid to the hearing damage through continuous signal-dependent setting of signal processing parameters and by relieving the burden on the hearing aid wearer due to the automatic selection of signal processing parameters or sets of signal processing parameters (hearing situations).

Claims (14)

  1. Programmable hearing aid (1) with an amplification and transmission component (4), the transmission properties of which can be adjusted between microphone (2) and receiver (3) to different transmission characteristics, characterised by a neural structure (5) parallel to the signal path from the microphone to the receiver, a data medium (6) being assigned to the said structure, with signals (8) being tapped from the signal path from one or more tapping points (7) and supplied to a module (9) for signal processing, and it being possible to supply the processed signals (10, 10', 10") to the neural structure (5), which generates control signals (11) for the automatic signal-dependent selection of hearing situations stored in a data memory (12) assigned to the signal path.
  2. Hearing aid according to Claim 1, characterised in that the neural structure (5) forms, together with the module (9) for processing the signals and the data medium (6), a controller for automatic adjustment of individual signal processing parameters of the amplifier and transmission component (4).
  3. Hearing aid according to Claim 1 or 2, characterised in that means (13) for recording system states of the hearing aid (1) are provided, the output signals (14) of which can be supplied to the module (9) for signal processing and/or to the neural structure (5), it being possible to take these output signals into account when generating the control signals (11).
  4. Hearing aid according to Claim 3, characterised in that control elements, for example switches, pushbuttons and potentiometers, which can be actuated by the hearing aid wearer are provided as means (13) of recording system states of the hearing aid (1).
  5. Hearing aid according to Claim 3, characterised in that a device (15) which monitors the discharge degree of the hearing aid battery is provided as means (13, 13') for recording system states of the hearing aid (1).
  6. Hearing aid according to one of Claims 1 to 5, characterised in that the module (9) for signal processing contains components for rectification (16) and/or for averaging (17) and/or for time derivation (18).
  7. Hearing aid according to one of Claims 1 to 6, characterised in that in the case of a hearing aid with a plurality of frequency channels tapping points (7) are provided for the signals (8) in the individual channels.
  8. Hearing aid according to Claim 1, characterised in that configuration information of the controller is stored in the data medium (6) which is assigned to the neural structure (5).
  9. Hearing aid according to Claim 1, characterised in that the controller parallel to the signal path from the microphone to the receiver includes additional functional devices (20) which work on the principle of fuzzy logic.
  10. Hearing aid according to Claim 9, characterised in that the fuzzy logic system (20) has components for fuzzification (21) and for inference formation (22), an assigned decision-making component (23) being formed as a neural structure.
  11. Hearing aid according to one of Claims 1 to 10, characterised in that the neural structure (5) is implemented either as a single-layer feedback network (Figure 6) or as a multi-layer feedback-free network (Figure 7) or as a hybrid form of both network structures.
  12. Hearing aid according to one of Claims 1 to 11, characterised in that the weighting functions at the input of all neurons are permanently predetermined by the circuit structure.
  13. Hearing aid according to one of Claims 1 to 11, characterised in that the weighting functions at the input of all neurons are executed on a programmable basis by an external controller, the programming data being stored in a shared data medium (6) or the respective programming data being stored in individual memory modules assigned to the neurons.
  14. Hearing aid according to one of Claims 1 to 11, characterised in that the weighting function at the input of all neurons can be modified by an algorithm implemented in the circuit structure at particular moments in time or continually.
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