CH692882A5 - Hörgerät mit verschiedenen Baugruppen zur Aufnahme, Weiterverarbeitung sowie Anpassung eines Schallsignals an das Hörvermögen eines Schwerhörigen. - Google Patents

Description

  



  Die Erfindung betrifft ein Hörgerät mit verschiedenen Baugruppen zur Aufnahme, Weiterverarbeitung sowie Anpassung eines Schallsignals an das Hörvermögen eines Schwerhörigen, wobei in dem Hörgerät eine digitale Signalverarbeitung vornehmbar ist, mit den weiteren Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1. 



  Bei extrem geringer Resthörigkeit eines Hörgeräteträgers ist das Hörvermögen meist derart ausgebildet, dass es in einem Frequenzbereich zwischen 1 kHz und 2 kHz einen Hochtonsteilabfall geben kann. In diesem Hochtonsteilabfall ist der Bereich zwischen der Hörschwelle und der Unbehaglichkeitsschwelle sehr schmal, sodass selbst bei sehr hoher Verstärkung eines Audiosignals der für die Spracherkennung wichtige Bereich nicht befriedigend wahrgenommen werden kann. Andererseits ist zu befürchten, dass die Verstärkung zu hoch ist und hierbei die Unbehaglichkeitsschwelle überschritten wird. Die Dynamik des Hörfeldes ist bei einem Normalhörenden ca. 100 dB und kann bei Schwerhörigen bis zu 10 dB zurückgehen.

   Die bisherigen Versuche, im Bereich des Hörfeldes eine Verstärkungsanpassung herbeizuführen, waren auf Grund der hohen Verstärkungen begleitet von unangenehmen Nebeneffekten z.B. von rückkopplungsbedingten Pfeiftönen oder anderweitigen akustischen Störungen. 



  Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zu Grunde, ein Hörgerät mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, dass bei digitaler Signalverarbeitung eine wirkungsvolle Verstärkung ohne störende Nebeneffekte auch im Bereich des eingeengten Hörfeldes gewährleistet wird. 



  Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Hörgeräts ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 bis 12. Eine zu Patentanspruch 1 alternative nebengeordnete Lösung der Aufgabe ergibt sich aus dem Patentanspruch 13. 



  Gemäss der Erfindung wird vorgeschlagen, dass ein Pufferspeicher vorgesehen ist, der einen bestimmten Frequenzbereich in einen anderen Frequenzbereich verschiebt bzw. abbildet. Dabei weist der Pufferspeicher einzelne Speichersegmente zur Aufnahme von Informationen auf und die Ein- und Auslesefrequenz des Pufferspeichers unterscheidet sich um einen bestimmten Faktor. Ein Schallsignal, das in dem vom Schwerhörigen nicht mehr wahrnehmbaren Frequenzbereich liegt, wird also in einem von diesem gut wahrnehmbaren, insbesondere niederen Frequenzbereich verschoben. Der Schwerhörige kann also trotz des ursprünglich hochfrequenten Audiosignals die Information dennoch wahrnehmen. 



  Ferner ist es zweckmässigerweise vorgesehen, dass die Ein- und Auslesefrequenz in einem rationalen Verhältnis zueinander stehen. Dies ergibt sich durch entsprechende Festlegung der Ein- sowie der Auslesefrequenz. Beispielsweise kann das Verhältnis von Ein- zu Auslesefrequenz 3/2 betragen, womit die Eingangsfrequenz zur Ausgangsfrequenz um 3/2 reduziert wird. 



  Die Verschiebung des Frequenzbereichs erfolgt vorzugsweise um einen oder mehrere Oktavschritte. Einer klanglichen Verzerrung oder Störung des Audiosignals wird damit entgegengewirkt. 



  Ferner kann es vorgesehen sein, dass die Audioinformation im Pufferspeicher höchstens um eine Zeit von 25 ms, insbesondere von 25 ms, zwischengespeichert wird, da sich andernfalls eine Erniedrigung der Sprachverständlichkeit ergeben würde. Diese zwischengespeicherte Zeit entspricht der Zeit, die die Information zwischen dem jeweiligen Einlesen und Auslesen im Pufferspeicher verbleibt. Eine längere zwischengespeicherte Zeit würde zwischen dem Einlesen und Auslesen ein Echo ergeben, was die Sprachverständlichkeit reduzieren würde. 



  Eine weitere Ausführungsform besteht darin, dass man dem Pufferspeicher einen Hochpass vorschaltet, da bei der Auswahl von höheren Frequenzen im Bereich des Pufferspeichers geringere Störeffekte auftreten. Die Ausfilterung der tiefen Frequenzen hat den Vorteil, dass die auftretenden Spannungssprünge im Bereich des Einlesens und Auslesens klein bleiben. 



  Vorteilhafterweise kann eine Frequenzverschiebung für verschiedene Frequenzbänder im zugeordneten Pufferspeicher bandselektiv erfolgen. Beispielsweise wird in einem Frequenzbereich eine Verschiebung um eine Oktave, in einem anderen Frequenzbereich eine Verschiebung um nur eine halbe Oktave vorgenommen. Dadurch wird mit Vorteil erreicht, dass der jeweilige mehr oder weniger wahrnehmbare Frequenzbereich in den für den Schwerhörigen optimalen Frequenzbereich verschoben wird. 



  Um die Störungen bei der Frequenzverschiebung zu minimieren, wird vorzugsweise an Stellen gleicher Signalhöhe ein- und ausgelesen. Auf diese Art werden negative Beeinflussungen auf Grund auftretender Spannungssprünge zusätzlich vermieden. 



  Ferner können zwei Pufferspeicher vorgesehen sein, die beispielsweise parallel zueinander geschaltet sind, wobei der eine Pufferspeicher zunächst vollgeschrieben und analysiert wird und der andere Pufferspeicher dann so gesteuert wird, dass das Ein- und Auslesen an Stellen gleicher Signalhöhe stattfindet. Stellen gleicher Signalhöhe sind beispielsweise die Nulldurchgänge oder Stellen gleicher erster Ableitung der Schallwelle. 



  Eine vorteilhafte Signalverarbeitung kann auch in der Überlagerung des verschobenen Frequenzbereichs mit dem Grundsignal liegen. Die in den vorhergehenden Ansprüchen beschriebene Fre quenzverschiebung wird dabei also lediglich unterstützend bei der Signalbearbeitung in einem Hörgerät eingesetzt, wobei das Grundsignal erhalten bleibt. Sofern dieses Signal zum Originalsignal hinzugemischt wird, sollte die Verschiebung lediglich um einen Oktavschritt oder um mehrere Oktavschritte vorgenommen werden, da es andernfalls zu Beeinträchtigungen des Sprachverständnisses kommen könnte. 



  Der Pufferspeicher ist als Ringpuffer ausgebildet. Vorteilhafterweise weist der Ringpuffer Ein- und Auslesezeiger auf, wobei die Frequenzverschiebung durch das Verhältnis der Anzahl von Ein- zu Auslesezeigern festgelegt wird. Somit gehen im Ringpuffer keine Daten verloren, denn sämtliche Informationen, die über die Einlesezeiger in den Ringpuffer fliessen, werden über die Auslesezeiger wieder ausgegeben. Ausserdem ist es möglich, durch die Anzahl von Ein- und Auslesezeigern eine exakte Frequenzanpassung vorzunehmen. 



  Schliesslich kann am Hörgerät eine Schnittstelle für eine externe Programmiereinheit angebracht sein, um eine Konfiguration und die Eingabe von Ein- und Ausgabegeschwindigkeit vorzunehmen. Dazu schliesst sich an die Schnittstelle eine Steuereinheit an, welche direkt mit dem Ringpuffer versehen ist. 



  Die Steuereinheit steuert also mit den eingegebenen Informationen die Arbeitsweise des Ringpuffers. Mithilfe dieser Anordnung ist es also möglich, die Wirkungsweise des Ringpuffers flexibel einzustellen. 



  Es ist auch möglich, zwischen Steuereinheit und Schnittstelle ein Speichermittel zu schalten, welches die über die externe Programmiereinheit eingegebenen Informationen abspeichert und bei Bedarf an die Steuereinheit weitergibt. 



  Eine zweite Möglichkeit der Frequenzverschiebung arbeitet mittels Fouriertransformation, die eine Verschiebung von Spektrallinien mit äquidistanten Frequenzabständen erzeugt. 



  Bei einer solchen Transformation sind alle Spektrallinien z.B. 400 Hz voneinander entfernt. 



  Vorteilhafterweise handelt es sich bei der Fouriertransformation um eine diskrete Fouriertransformation oder auch eine Fast-Fouriertransformation. 



  Die Erfindung ist anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigen: 
 
   Fig. 1 ein stark vereinfachtes Prinzipschaltbild des erfindungsgemässen Hörhilfegerätes, 
   Fig. 2 die Darstellung der Signalwelle vor dem Hochpass (Fig. 2a) sowie nach dem Hochpass (Fig. 2b) 
   Fig. 3 eine Signalwelle mit sich entsprechenden Ein- sowie Auslesestellen a bzw. b. 
 



  Das in Fig. 1 schematisch dargestellte erfindungsgemässe Hörgerät 1 nimmt über ein Mikrofon 5 Schallsignale auf. Diese Schallsignale werden im Mikrofon 5 in elektrische Signale umgewandelt. In einem sich dem Mikrofon 5 nicht näher dargestellten anschliessenden Verstärker werden die elektrischen Ausgangssignale des Mikrofons 5 verstärkt. Daran anschliessend werden die so aufbereiteten Signale in einem A/D-Wandler 2 in digitale Form umgewandelt. An den A/D-Wandler 2 schliesst sich ein Ringpuffer 3 an, der einen bestimmten Frequenzbereich in einen anderen Frequenzbereich verschiebt bzw. abbildet. Der Ringpuffer 3 weist einzelne Speichersegmente 4 auf, die der Aufnahme von Informationen dienen. Ferner sind in dem beispielhaft dargestellten Ringpuffer 3 zwei Einlesezeiger 8 sowie drei Auslesezeiger 9 angeordnet.

   Dabei legt das Verhältnis der Anzahl von Ein- 8 zu Auslesezeiger 9 die Grösse der Frequenzverschiebung fest. Die Ein- und Auslesefrequenz des Ringpuffers 3 unterscheiden sich dabei um einen bestimmten Faktor. Ferner stehen die Ein- und Auslesefrequenz zueinander in einem rationalen Verhältnis, das in dem vorliegenden Beispiel 3/2 beträgt. Der Ringpuffer 3 ist dabei so ausgelegt, dass keine Daten verloren gehen. An den Ringpuffer 3 schliesst sich ein D/A-Wandler 7 an, um die verschobenen digitalen Frequenzen wieder in analoge Signale umzuwandeln. Die elektrisch-akustische Wandlung der Signale erfolgt schliesslich im Hörer 6. Der D/A-Wandler 7 kann zusammen mit dem Hörer 6 auch durch einen digitalen Schallwandler ersetzt werden, der ohne explizite Analogwandlung arbeitet. Das Hörgerät 1 wird von einer Batterie 10 betrieben. 



  Die Verschiebung des Frequenzbereichs erfolgt vorzugsweise um mindestens einen Oktavschritt, sodass eine möglichst verzerrungsfreie Wiedergabe des Audiosignals gewährleistet ist. 



  Das Audiosignal im Ringpuffer 3 wird höchstens um eine Zeit von 23 ms bis 28 ms, insbesondere von 25 ms, zwischengespeichert, um ein Echo zwischen den Ein- und Auslesezeigern zu vermeiden, was die Sprachverständlichkeit ansonsten erheblich verschlechtern würde. Diese zwischengespeicherte Zeit entspricht der Zeit zwischen einem Einlesezeiger 8 und einem Auslesezeiger 9 des Ringpuffers 3. 



  Es ist auch möglich, vor den Ringpuffer 3 einen - in der Zeichnung nicht näher dargestellten - Hochpass vorzuschalten, um die tiefen Frequenzen auszufiltern. In den Fig. 2a und 2b ist die Wirkung des Hochpasses veranschaulicht. Ein hoher Spannungssprung 12, wie er in Fig. 2a dargestellt ist, kann durch die Herausfilterung der tiefen Frequenzen nicht mehr stattfinden. Es kann höchstens noch ein Spannungssprung 11, wie er in Fig. 2b dargestellt ist, auftreten. Dadurch wird die Sprachverständlichkeit weniger beeinträchtigt. 



  Eine noch weiter optimierte Frequenzanpassung wird dadurch erreicht, dass die Frequenzverschiebung für verschiedene Fre quenzbänder in jeweils zugeordneten Pufferspeichern bandselektiv erfolgt. 



  Zur Vermeidung von negativen Beeinflussungen hinsichtlich auftretender Sprünge kann noch zusätzlich zu dem ersten Ringpuffer 3 ein weiterer Ringpuffer vorgesehen sein, der so eingestellt ist, dass das Ein- und Auslesen an Stellen gleicher Signalhöhe a bzw. b stattfindet. Solche Stellen gleicher Signalhöhe a bzw. b sind zur Verdeutlichung in Fig. 3 dargestellt. 



  Eine Ausführungsform der Frequenzanpassung könnte darin bestehen, den verschobenen Frequenzbereich mit dem ursprünglichen Grundsignal zu überlagern, sodass die spezielle Signalverarbeitung lediglich unterstützend zum Grundsignal vorgenommen wird. 



  Damit die Funktionsart des Ringpuffers 3 flexibel eingestellt werden kann, ist am Hörgerät 1 eine Schnittstelle 15 vorgesehen, um Informationen (Konfiguration, Ein- und Auslesegeschwindigkeit) von einer externen Programmiereinheit an ein Speichermittel 14 zu liefern. Diese gespeicherten Informationen stellen schliesslich über eine Steuereinheit 13 die gewünschte Wirkungsweise des Ringpuffers 3 ein. 



  An Stelle des in Fig. 1 dargestellten Ringpuffers 3 kann auch beispielsweise eine Recheneinheit zur Durchführung einer Fouriertransformation vorgesehen sein, die eine Verschiebung von Spektrallinien mit äquidistanten Frequenzabständen erzeugt. Dabei kann es sich entweder um eine diskrete Fouriertransformation oder um eine Fast-Fouriertransformation handeln.

Claims (15)

1. Hörgerät mit verschiedenen Baugruppen zur Aufnahme, Weiterverarbeitung sowie Anpassung eines Schallsignals an das Hörvermögen eines Schwerhörigen, wobei in dem Hörgerät eine digitale Signalverarbeitung vornehmbar ist und ein Pufferspeicher mit einzelnen Speichersegmenten zur Aufnahme von Informationen vorgesehen ist, der einen bestimmten Frequenzbereich in einen anderen Frequenzbereich verschiebt bzw.

abbildet und sich die Einlese- und Auslesefrequenz des Pufferspeichers um einen bestimmten Faktor unterscheidet, dadurch gekennzeichnet, dass der Pufferspeicher als Ringpuffer (3) für Audioinformation ausgebildet ist und mehrere Einlesezeiger und/oder mehrere Auslesezeiger zum Einlesen und/oder Auslesen von Informationen in und/oder aus mehreren Speichersegmenten aufweist, wobei beim Vorhandensein mehrerer Auslesezeiger eine Addition der von den Auslesezeigern ausgelesenen Audioinformationen erfolgt.

2. Hörgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlesefrequenz und Auslesefrequenz zueinander in einem rationalen Verhältnis stehen.

3. Hörgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung des Frequenzbereichs um mindestens einen Oktavschritt erfolgt.

4.

Hörgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Audioinformation im Pufferspeicher höchstens um eine Zeit von 23 ms bis 28 ms, insbesondere von 25 ms, zwischenspeicherbar ist.

5. Hörgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Pufferspeicher ein Hochpass-Filter vorgeschaltet ist.

6. Hörgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Frequenzverschiebung in unterschiedlichen Frequenzbändern in zugeordneten Pufferspeichern bandselektiv erfolgt.

7. Hörgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an Stellen gleicher Signalhöhe (a, b) ein- und ausgelesen wird.

8.

Hörgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Pufferspeicher zunächst vollschreibbar ist und ein weiterer Pufferspeicher vorgesehen ist, der so steuerbar ist, dass das Ein- und Auslesen an Stellen gleicher Signalhöhe (a, b) stattfindet.

9. Hörgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der verschobene Frequenzbereich mit dem Grundsignal überlagerbar ist.

10. Hörgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringpuffer (3) sowohl Einlese- (8) als auch Auslesezeiger (9) aufweist und das Verhältnis der Anzahl von Einlesezeiger (8) zu Auslesezeiger (9) oder umgekehrt die Verschiebung des Frequenzbereichs festlegt.

11.

Hörgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (13) mit dem Ringpuffer (3) verbunden ist und über eine Schnittstelle (15) für eine externe Programmiereinheit programmierbar ist.

12. Hörgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuereinheit (13) ein Speichermittel (14) vorgeschaltet ist, an welches sich die Schnittstelle (15) für eine externe Programmiereinheit anschliesst.

13. Hörgerät mit verschiedenen Baugruppen zur Aufnahme, Weiterverarbeitung sowie Anpassung eines Schallsignals an das Hörvermögen eines Schwerhörigen, wobei in dem Hörgerät eine digitale Signalverarbeitung vornehmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Fouriertransformation eine Verschiebung von Spektrallinien mit äquidistanten Frequenzabständen erzeugbar ist.

14.

Hörgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Fouriertransformation um eine diskrete Fouriertransformation handelt.

15. Hörgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Fouriertransformation um eine Fast-Fouriertransformation handelt.