EP1530402B1 - Verfahren zur Adaption eines Hörgeräts unter Berücksichtigung der Kopfposition und entsprechendes Hörgerät - Google Patents

Verfahren zur Adaption eines Hörgeräts unter Berücksichtigung der Kopfposition und entsprechendes Hörgerät Download PDF

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EP1530402B1
EP1530402B1 EP04024545A EP04024545A EP1530402B1 EP 1530402 B1 EP1530402 B1 EP 1530402B1 EP 04024545 A EP04024545 A EP 04024545A EP 04024545 A EP04024545 A EP 04024545A EP 1530402 B1 EP1530402 B1 EP 1530402B1
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acoustic signal
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Josef Chalupper
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Sivantos GmbH
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Siemens Audioligische Technik GmbH
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    • H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
    • H04R25/40—Arrangements for obtaining a desired directivity characteristic
    • H04R25/407—Circuits for combining signals of a plurality of transducers
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    • H04R2225/00—Details of deaf aids covered by H04R25/00, not provided for in any of its subgroups
    • H04R2225/43—Signal processing in hearing aids to enhance the speech intelligibility

Definitions

  • the present invention relates to a hearing device which is adaptable to the spatial direction of an incoming sound signal, comprising a plurality of microphones for receiving input signals and a computing device for calculating at least one direction from which a predeterminable sound signal arrives. Moreover, the present invention relates to a corresponding method for adapting a hearing device to at least one spatial direction of the sound incidence.
  • BSS blind source separation
  • a portable sound reproduction device for generating a three-dimensional sound impression For example, a portable sound reproduction device for generating a three-dimensional sound impression is known.
  • a device for determining the head orientation is integrated in a portable sound reproduction device, in particular headphones or a helmet with integrated sound generators.
  • the virtual sound waves do not follow the head movements of the listener and the artificially created three-dimensional ones Sound perception corresponds to natural sound perception in real stationary sound sources.
  • WO 99/43185 A a binaural digital hearing aid system.
  • the hearing aids used in this case each have a transmission device for wireless transmission.
  • the object of the present invention is therefore to be able to perform source separation despite head movements in a reasonable time frame in hearing aids.
  • this object is achieved by a hearing device that can be adapted to the spatial direction of an incoming sound signal, with a plurality of microphones for receiving input signals, and a computing device for calculating at least one direction, from which a predeterminable one Sound signal arrives, based on the input signals and a position determining device for determining the current position of the head of the hearing aid wearer, so that with the help of the position of the head to be calculated in the computing device at least one direction can be influenced.
  • the invention provides a method for adapting a hearing device to at least one spatial direction of a sound signal arriving at the hearing aid by recording a plurality of microphone input signals, calculating the at least one direction from which a predeterminable sound signal arrives based on the microphone input signals, changing the position of the head of the hearing aid wearer and determining the current position of the head of the hearing aid wearer and influencing the calculated or to be calculated at least one direction from which the sound signal arrives, based on the current position of the head.
  • the blind source separation can also be used in hearing aids, which can be increased dramatically in certain situations, the speech intelligibility.
  • the hearing device preferably has a transmission device for the wireless transmission of the head position to the second hearing device.
  • a transmission device for the wireless transmission of the head position to the second hearing device.
  • the transmission device is provided in many cases with binaural supply anyway in the hearing aid.
  • the position determining device can be designed so that the position of the head is determined based on the geomagnetic field. This has the advantage that not only a relative but also an absolute position of the head could be determined.
  • the position-determining device can be configured such that the head position is determined with the aid of an acceleration sensor. This has the advantage that a common technology with robust components can be used.
  • a head movement in the adapted state of the hearing aid is taken into account.
  • the current head position is already taken into account during the adaptation process in the hearing device. As a result, the time for adjusting the hearing device can be further reduced.
  • a hearing aid as shown in the drawing has a plurality of microphones M1, Mn.
  • the signals of the microphones are recorded by a preprocessing unit VV.
  • a position determination unit PB also supplies the current head position to the preprocessing unit VV.
  • the preprocessed signals of the preprocessing unit VV are forwarded in parallel to an adaptive processing and demixing unit VE.
  • the unit VE supplies the signals of the various sources Q1, Qk.
  • the head position of the position determination unit PB can also be supplied to the processing and demixing unit VE.
  • head trackers use the earth's magnetic field for position determination, commercially available.
  • the head tracker constantly passes on the current head position to the preprocessing unit VV.
  • this information is preferably also transmitted wirelessly to the hearing device on the other side of the head.
  • the current position is offset with the microphone signals such that in the case of a head movement, the change in direction of the microphones due to the head movement is considered so that no new adaptation must be performed as long as the external speakers or sound sources do not change their positions , If the head movement already takes place during the adaptation, the head movement must be registered accordingly. In this case, the adaptation process must take into account the time dependency of the signals.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hörgerät, das an die räumliche Richtung eines eintreffenden Schallsignals adaptierbar ist, mit mehreren Mikrofonen zum Aufnehmen von Eingangssignalen und einer Recheneinrichtung zum Berechnen mindestens einer Richtung, aus der ein vorgebbares Schallsignal eintrifft. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Verfahren zum Adaptieren eines Hörgeräts an mindestens eine räumliche Richtung des Schalleinfalls.
  • Mit den bekannten Methoden zur "blinden Quellentrennung" (blind source separation, BSS) können mehrere, gleichzeitig sprechende, räumlich verteilte Sprecher getrennt und einer davon zur Verbesserung seiner Verständlichkeit hervorgehoben werden. Die BSS, mit der aus einer Signalmischung die vom Hörgeräteträger gewünschte Nutzschallquelle hervorgehoben werden kann, ist in dem Dokument EP 1 017 253 A2 näher beschrieben. Diese oder ähnliche Methoden benötigen jedoch eine Adaptionszeit von mehreren Sekunden, bis die Richtungen der Sprecher zuverlässig geschätzt sind. Auf Grund von unvermeidbaren Kopfbewegungen, die jedes Mal eine erneute Adaption bedingen, sind diese Algorithmen deshalb derzeit für Hörgeräte nur bedingt geeignet.
  • Aus der Druckschrift DE 101 48 006 A1 ist eine tragbare Schallwiedergabeeinriehtung zur Erzeugung eines dreidimensionalen Höreindrucks bekannt. Zur Erfassung von Bewegung und Orientierung eines Kopfes wird in einer tragbaren Schallwiedergabeeinrichtung, insbesondere Kopfhörer oder Helm mit integrierten Schallgebern, eine Einrichtung zur Kopforientierungsbestimmung integriert. Damit folgen die virtuellen Schallwellen den Kopfbewegungen des Hörers nicht und die künstlich hervorgerufene dreidimensionale Schallwahrnehmung entspricht der natürlichen Schallwahrnehmung bei realen ortsfesten Schallquellen.
  • Weiterhin beschreibt die Druckschrift WO 99/43185 A ein binaurales digitales Hörhilfesystem. Die dabei verwendeten Hörgeräte weisen jeweils eine Übertragungseinrichtung zur drahtlosen Übertragung auf.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Quellentrennung trotz Kopfbewegungen in einem vertretbaren Zeitrahmen in Hörgeräten durchführen zu können.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Hörgerät, das an die räumliche Richtung eines eintreffenden Schallsignals adaptierbar ist, mit mehreren Mikrofonen zum Aufnehmen von Eingangssignalen und einer Recheneinrichtung zum Berechnen mindestens einer Richtung, aus der ein vorgebbares Schallsignal eintrifft, anhand der Eingangssignale sowie einer Positionsbestimmungseinrichtung zur Bestimmung der aktuellen Position des Kopfes des Hörgerätträgers, so dass mit Hilfe der Position des Kopfes die in der Recheneinrichtung zu berechnende mindestens eine Richtung beeinflussbar ist.
  • Darüber hinaus ist erfindungsgemäß vorgesehen ein Verfahren zum Adaptieren eines Hörgeräts an mindestens eine räumliche Richtung eines auf das Hörgerät eintreffenden Schallsignals durch Aufnehmen mehrerer Mikrofoneingangssignale, Berechnen der mindestens einen Richtung, aus der ein vorgebbares Schallsignal eintrifft anhand der Mikrofoneingangssignale, Ändern der Position des Kopfes des Hörgeräteträgers sowie Bestimmen der aktuellen Position des Kopfes des Hörgeräteträgers und Beeinflussen der berechneten oder zu berechnenden mindestens einen Richtung, aus der das Schallsignal eintrifft, anhand der aktuellen Position des Kopfes.
  • Durch die Vermeidung eines erneuten Adaptionsprozesses nach einer Kopfbewegung kann die blinde Quellentrennung auch in Hörgeräten genutzt werden, wodurch in bestimmten Situationen die Sprachverständlichkeit drastisch erhöht werden kann.
  • Vorzugsweise besitzt das Hörgerät bei binauraler Versorgung eine Übertragungseinrichtung zum drahtlosen Übertragen der Kopfposition an das zweite Hörgerät. Damit genügt es, wenn ein Hörgerät mit einer Positionsbestimmungseinrichtung zur Bestimmung der Kopfposition ausgestattet ist. Die Übertragungseinrichtung ist in vielen Fällen bei binauraler Versorgung ohnehin im Hörgerät vorgesehen.
  • Die Positionsbestimmungseinrichtung kann so gestaltet sein, dass die Position des Kopfes anhand des Erdmagnetfeldes ermittelt wird. Dies hat den Vorteil, dass nicht nur eine relative sondern auch eine absolute Position des Kopfes bestimmt werden könnte.
  • Alternativ kann die Positionsbestimmungseinrichtung so ausgestaltet sein, dass die Kopfposition mit Hilfe eines Beschleunigungssensors ermittelt wird. Dies hat den Vorteil, dass eine gängige Technologie mit robusten Bauelementen verwendet werden kann.
  • Bei einer einfachen Ausgestaltung der Erfindung wird eine Kopfbewegung im adaptierten Zustand des Hörgeräts berücksichtigt. Bei einer Weiterentwicklung wird die aktuelle Kopfposition bereits während des Adaptionsprozesses im Hörgerät mit berücksichtigt. Dadurch kann die Zeit zur Einstellung des Hörgeräts weiter reduziert werden.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, die ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Hörgeräts zeigt.
  • Das nachfolgende näher beschriebene Ausführungsbeispiel stellt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
  • Ein Hörgerät gemäß der Darstellung in der Zeichnung verfügt über mehrere Mikrofone M1, Mn. Die Signale der Mikrofone werden von einer Vorverarbeitungseinheit VV aufgenommen. Eine Positionsbestimmungseinheit PB liefert die aktuelle Kopfposition ebenfalls an die Vorverarbeitungseinheit VV. Die vorverarbeiteten Signale der Vorverarbeitungseinheit VV werden parallel an eine adaptive Verarbeitungs- und Entmischeinheit VE weitergeleitet. Als Resultat liefert die Einheit VE die Signale der verschiedenen Quellen Q1, Qk. Alternativ oder zusätzlich kann die Kopfposition von der Positionsbestimmungseinheit PB auch an die Verarbeitungs- und Entmischeinheit VE geliefert werden.
  • Als Positionsbestimmungseinrichtung PB sind sogenannte "Head Tracker", die beispielsweise das Erdmagnetfeld zur Positionsbestimmung nutzen, kommerziell erhältlich. Im Einsatzfall gibt der Head Tracker ständig die aktuelle Kopfposition an die Vorverarbeitungseinheit VV weiter. Vorzugsweise wird bei binauraler Versorgung diese Information drahtlos auch an das Hörgerät an der anderen Kopfseite übertragen.
  • In der Vorverarbeitungseinheit VV wird die aktuelle Position mit den Mikrofonsignalen derart verrechnet, dass im Falle einer Kopfbewegung die Richtungsänderung der Mikrofone auf Grund der Kopfbewegung so berücksichtigt wird, dass keine neue Adaption durchgeführt werden muss, solange die externen Sprecher bzw. Schallquellen ihre Positionen nicht ändern. Falls die Kopfbewegung bereits während der Adaption stattfindet, muss die Kopfbewegung entsprechend zeitlich registriert werden. In diesem Fall ist beim Adaptionsvorgang die Zeitabhängigkeit der Signale zu berücksichtigen.

Claims (10)

  1. Hörgerät, das an die räumliche Richtung eines eintreffenden Schallsignals adaptierbar ist, mit
    - mehreren Mikrofonen (M1, Mn) zum Aufnehmen von Eingangssignalen und
    - einer Recheneinrichtung (VV, VE) zum Berechnen mindestens einer Richtung, aus der ein vorgebbares Schallsignal eintrifft, anhand der Eingangssignale,
    gekennzeichnet durch
    - eine Positionsbestimmungseinrichtung (PB) zur Bestimmung der aktuellen Position des Kopfes des Hörgerätträgers, so dass die Position des Kopfes in der Recheneinrichtung (VV, VE) für die Berechnung der mindestens einen Richtung berücksichtigbar ist.
  2. Hörgerät nach Anspruch 1, das eine Übertragungseinrichtung zum drahtlosen Übertragen der Kopfposition an ein weiteres Hörgerät bei binauraler Versorgung aufweist.
  3. Hörgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei mit der Positionsbestimmungseinrichtung (PB) die Position des Kopfes anhand des Erdmagnetfeldes ermittelbar ist.
  4. Hörgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Positionsbestimmungseinrichtung (PB) über einen Beschleunigungssensor zur Bestimmung der Position des Kopfes verfügt.
  5. Hörgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine aktualisierte Kopfposition auch während einer Adaptionsphase, in der sich das Hörgerät auf die mindestens eine Richtung des Schalleinfalls adaptiert, berücksichtigbar ist.
  6. Verfahren zum Adaptieren eines Hörgeräts an mindestens eine räumliche Richtung eines auf das Hörgerät eintreffenden Schallsignals durch
    - Aufnehmen mehrerer Mikrofoneingangssignale und
    - Berechnen der mindestens einen Richtung, aus der ein vorgebbares Schallsignal eintrifft anhand der Mikrofoneingangssignale,
    gekennzeichnet durch
    - Bestimmen der aktuellen Position des Kopfes des Hörgeräteträgers und
    - Berücksichtigen der aktuellen Position des Kopfes beim Berechnen der mindestens einen aktuellen Richtung, aus der das Schallsignal eintrifft.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Kopfposition an ein weiteres Hörgerät bei binauraler Versorgung drahtlos übertragen wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Position des Kopfes anhand des Erdmagnetfelds ermittelt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Position des Kopfes mit Hilfe eines Beschleunigungssensors ermittelt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei eine aktualisierte Kopfposition auch während einer Adaptionsphase, in der sich das Hörgerät auf die mindestens eine Richtung des Schalleinfalls adaptiert, berücksichtigt wird.
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