EP1207718A2 - Method for the fitting of hearing aids, device therefor and hearing aid - Google Patents
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- EP1207718A2 EP1207718A2 EP01128611A EP01128611A EP1207718A2 EP 1207718 A2 EP1207718 A2 EP 1207718A2 EP 01128611 A EP01128611 A EP 01128611A EP 01128611 A EP01128611 A EP 01128611A EP 1207718 A2 EP1207718 A2 EP 1207718A2
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- 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
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- H04R25/50—Customised settings for obtaining desired overall acoustical characteristics
- H04R25/505—Customised settings for obtaining desired overall acoustical characteristics using digital signal processing
Definitions
- the present invention relates to a method according to the The preamble of claim 1, an apparatus according to that of claim 23 and a hearing aid according to claim 39.
- a psycho-acoustic perceptual quantity becomes one Size understood, which is non-linear, through individual laws perception, from physical-acoustic Variables such as frequency spectrum, sound pressure level, phase position, Course of time, etc.
- Hearing aids known to date change physical, acoustic Signal sizes such that a hearing aid hearing impaired individual hears better.
- the adaptation the hearing aid is done by setting physical Transmission quantities, such as frequency-dependent amplification, Level limitation etc. until the individual with the Satisfied hearing aid within the possibilities presented is.
- Preferred embodiment variants of the method according to the invention are specified in claims 2 to 22 of the invention Device in claims 24 to 38 and of the hearing aid according to the invention in claim 40.
- the device according to the invention can designed as a fitting device separately from the hearing aid his. However, it also includes adjustment measures on the hearing aid the perceived size taken into account for the individual correct.
- inventive device defined in the claims, the inventive method and the inventive Hearing aids are then, for example, based on Figures explained.
- the loudness "L” is a psycho-acoustic quantity, which indicates how “loud” an individual is at presented acoustic Signal senses.
- Loudness has its own unit of measurement; a sinusoidal 1kHz frequency signal at a sound pressure level of 40dB-SPL, produces a loudness of 1 "Sone". A sine of same frequency with a level of 50dB-SPL is exactly double perceived so loud; the corresponding loudness is so 2 sone.
- the present invention has as its object propose a method and suitable devices for this, with which a hearing aid to be adapted to an individual can be adjusted so that the acoustic perception of the individual at least in the first approximation of that one Norm, namely the normal hearing.
- the procedure according to the invention can certainly also for the consideration of other psychoacoustic Sizes are used, such as for the consideration of the size "masking behavior in the Time domain and / or in the frequency domain ".
- the norm, N is used to determine a psycho-acoustic perception variable, in particular the loudness L N , by means of standardized acoustic signals A o and compared with the values of this variable, corresponding to L I of an individual, with the same acoustic signals A o . From the difference corresponding to ⁇ L NI , setting data are determined which act directly on a hearing aid or on the basis of which, manually, a hearing aid is set. L I is determined on the individual without a hearing aid or with a hearing aid that has not yet been adapted, possibly progressively adapted.
- the loudness itself is a variable, which in turn is of depends on several variables.
- this is the number Measurements that must be made on an individual to get even approximate information, with the interventions on the hearing aid, for everyone in a natural environment occurring broadband signals that are desired To be able to correct perception, great.
- the correlation between recorded size differences Interventions in the transmission behavior of a hearing aid ambiguous and extremely complex.
- a quantifying model of the Perception size, especially loudness used.
- a model is intended to be used with all types of acoustic signals can be received; at least approximate results the corresponding size sought.
- the model can be identified, that is valid for the individual. The identification should be able to be canceled if the model is in predeterminable Extent is identified.
- Such a quantifying model of a psycho-acoustic Perception size does not have to be closed mathematical expression can be given, but may well be defined by a multidimensional table from where with the prevailing frequency and sound level ratios a real acoustic signal as a variable the perceived size can be called up.
- the band-specific, mean sound pressure levels S k form the model variables defining a presented acoustic signal, which determine the current spectral power density distribution.
- the spectral width of the considered critical bands CB k , the linear approximation of the loudness perception, ⁇ k , and the hearing threshold T k are parameters of the model or the mathematical simulation function according to (1).
- the model parameters ⁇ k , T k and CB k have been determined using the standard N, ie for people with normal hearing.
- the curve L kN represents the loudness curve of the standard as a function of the sound level S k of an acoustic signal presented in a respective critical band k, recorded as explained with reference to FIG. 1.
- a sinusoidal signal or a narrowband noise signal is presented.
- the parameter ⁇ N represents the slope of a linear approximation or regression line of this course L kN at higher sound levels, ie at sound pressure levels from 40 to 120 dB SPL, where the acoustic useful signals also predominantly occur. This is also referred to below as "large signal behavior".
- this increase can be assumed to be the same, ⁇ N , in each of the frequency bands.
- the hearing threshold T kN In contrast to the parameter ⁇ N , the hearing threshold T kN also differs in the norm and in a first approximation in every critical frequency band CB kN and is not a priori identical to the 0dB sound pressure level.
- the typical hearing threshold curve of the standard is precisely defined by ISO R226 (1961).
- Leijon has described a procedure that allows the further band-specific coefficients or model parameters ⁇ kI and CB kI to be estimated from the hearing thresholds T kI of individuals.
- the estimation errors are usually large when considering individual cases. Nevertheless, when identifying individual loudness models, it is possible to start with estimated parameters, for example those estimated from diagnostic information. This drastically reduces the effort and the burden on the individual.
- the loudness L recorded with a category scaling according to FIG. 1, is plotted in FIG. 3 as a function of the mean sound pressure level in dB-SPL for a sinusoidal or narrow-band signal of the frequency f k in a critical band of the number k considered ,
- the loudness L N of the standard increases non-linearly with the signal level in the selected representation, the gradient curve is in a first approximation for normal hearing people for all critical bands with the regression line with the gradient ⁇ N entered on the curve N in FIG. 3 reproduced in [categories per dB-SPL].
- model parameter ⁇ N corresponds to a nonlinear amplification, the same for normal hearing people in every critical band, but to be determined for individuals with ⁇ kI in every frequency band. Due to the straight line with the slope ⁇ k , the non-linear loudness function in band k is approximated by a regression line.
- L kI typically denotes the course of the loudness L I of the hearing impaired in a band k.
- the curve of a hearing impaired person has a larger offset to the zero point and is steeper than the curve of the norm.
- the larger offset corresponds to an increased hearing threshold T kI
- the phenomenon of the fundamentally steeper loudness curve is referred to as loudness recruitment and corresponds to an increased ⁇ parameter.
- the width of the respective critical bands CB kI it can be stated that the presence of several such bands only becomes effective when psycho-acoustic processing of broadband audio signals, i.e. broadband signals, the spectrum of which is at least two adjacent critical bands. In hearing impaired people, a widening of the critical bands is typically noticeable, whereby primarily the loudness summation is impaired even after (1).
- individual I as shown, for example via headphones, electrically or by means of an electrical-acoustic transducer, is supplied with narrow-band norm-acoustic norm signals A ok lying in the frequency bands CB Nk .
- the individual I evaluates and quantifies the perceived loudness, L S (A ok ).
- the associated standard bandwidth CB kN and the parameter ⁇ N are provided on the output side via a selection unit 7 from a standard storage unit 9.
- the electrical signal S e (A ok ) corresponding to the sound pressure level of the signal A ok is fed together with the associated bandwidth CB kN to a computing unit 11 which, according to the preferred mathematical loudness model according to (1), calculates a loudness value L '(A ok ) , namely from S e , CB kN , ⁇ N and, as previously mentioned, predetermined hearing threshold value T kI stored in a memory unit 13.
- loudness L 'the computing unit 11 calculates on the basis of these predetermined parameters. Based on the use of the hearing threshold T kI of the individual and the parameter ⁇ N of the standard, a loudness value L 'is determined on the computing unit 11 at the given sound level, corresponding to S e of the signal A ok , as it corresponds to a scaling function N', which is determined by the Regression line with ⁇ N and the hearing threshold T kI is defined in a first approximation.
- this loudness value L ' is compared at a comparison unit 15 with the loudness value L I by the input unit 5.
- the difference .DELTA. (L ', L I ) appearing on the output side of the comparison unit 15 acts on an incrementing unit 17.
- the output of the incrementing unit 17 is superimposed on a superposition unit 19 with the ⁇ N parameter supplied to the computing unit 11 by the storage unit 9 with the correct sign.
- the incrementing unit 17 thus increments the signal corresponding to ⁇ N by increments ⁇ according to the number of increments n until the difference appearing on the output side of the comparison unit 15 reaches or falls below a predeterminable minimum dimension.
- the output signal of the comparison unit 15 in FIG. 4 is compared on a comparator unit 21 with an adjustable signal ⁇ r in accordance with a predeterminable, maximum error - as an abort criterion.
- the parameter ⁇ kI of the individual is thus found with the required accuracy corresponding to ⁇ r in the critical frequency band k considered.
- the process is optimally short or only as long as necessary.
- Fig. 6a analogous to Fig. 5, the scaling function N of the norm and I of a hearing impaired individual is shown again.
- an amplification G x must therefore be provided on the hearing device so that the individual perceives the loudness L x with the hearing device as the norm N. 6a, depending on various, for example, entered sound pressure levels S kx , a plurality of amplification values G x to be provided on the hearing aid are entered.
- FIG. 6b shows the gain curve resulting from the considerations of FIG. 6a as a function of S k , as can be realized on a transmission channel on the hearing aid corresponding to the critical frequency band k, as shown in FIG. 6c.
- the non-linear gain curve G k (S k ) shown in FIG. 6b is determined heuristically and schematically from the parameters T kI and ⁇ kI and the differences T kN -T kI and n ⁇ as determined with reference to FIGS. 4 and 5.
- the described procedure is optimally used in every critical one Frequency band k repeated. It has to be critical Frequency band and approximation with a regression line only presented a norm-acoustic signal to the individual become; more can be checked if necessary of the regression lines found are used.
- the model according to (1) which is preferably used becomes arbitrarily more precise (1 *) by using ⁇ k (S k ) instead of the level-independent parameters ⁇ k .
- ⁇ k is replaced by ⁇ k (S k ).
- FIG. 8 shows the scaling curve N of the norm and of an individual I in analogy to FIG. 5.
- the scaling curve N is sound pressure level-dependent slope parameter ⁇ N (S k) is approximated, ie by a polygon of support values S k of the curve N.
- This sound pressure level dependent parameter ⁇ N (S k) are assumed to be known by they can be easily determined from the known scaling curves N of the standard at the given support values S kx .
- a set of sound pressure level-dependent slope parameters ⁇ N (S k ) is stored in the memory unit 9.
- the individual I is again presented with normacoustic, narrow-band signals lying in the respective critical bands, but, in contrast to the procedure according to FIG. 4, per critical frequency band at different sound pressure levels S kx .
- the storage unit 9 supplies the bandwidth CB kN associated with the critical frequency band under consideration and the set of ⁇ parameters dependent on sound pressure level to the computing unit 11, in addition to the previously determined, individual, band-specific hearing threshold T kI .
- the frequency of the norm acoustic signal determines the critical frequency band k under consideration, and the values relevant for this are retrieved from the memory unit 9 accordingly.
- the sequence F of the following sound pressure level values S kx is preferably further stored in a memory device 10. As soon as the individual loudness perception values are recorded and stored in the storage unit 6, the sequence of the stored sound pressure level values S kx is also fed from the storage unit 10 to the computing unit 11, with which the latter, according to FIG.
- the width of the critical bands CB k becomes relevant for the loudness perception of the individual if the presented normacoustic signals have spectra that lie in two or more critical frequency bands, because loudness summation according to (1) or (1 *) then occurs ,
- frequency bands CB k and CB k + 1 for example critical frequencies for the standard N, are drawn in over the frequency axis f.
- the partially broadened, corresponding bands are entered for an individual I.
- the nonlinear reinforcements found so far have been channel-specific or band-specific with reference to the critical ones Bandwidths of the standard determined.
- the critical bandwidths of the individual is from Fig. 9a it can be seen that, for example, the hatched area ⁇ f in the individual falls within the broadened critical band k, while in the norm it falls in the band k + 1. This means but that, with the previous reference to the critical bandwidths the standard, signals e.g. in the hatched frequency range ⁇ f in the individual must be corrected for gain.
- FIG. 10 shows a further development as a function block signal flow diagram in which the parameters ⁇ k and CB k can be determined using a single method. Not only is one critical band after the other examined in accordance with FIGS. 4 and 7, but also, with broadband acoustic signals, the loudness summation is recorded and the width of the individual critical bands is thus also determined as a variable by optimization.
- the simulation model parameters of the standard namely ⁇ N , CB kN , are stored in a memory unit 41 and, in a preferred embodiment, not the hearing thresholds T kN of the standard, but rather the hearing thresholds T kI of the individual to be examined, determined beforehand by audiometry and taken from a memory unit 43.
- An individual is acoustically presented with signals A ⁇ k by a generator that is no longer shown here.
- the electrical signals corresponding to them in FIG. 10, also designated A ⁇ k are fed to a frequency-selective power measurement unit 45.
- the channel-specific average powers are determined on the unit 45 in accordance with the critical frequency bands of the standard, frequency-selective, and a set of such power values S ⁇ k is output on the output side.
- These signals are stored in a memory unit 47 in a channel-specific manner and specifically for the signal A ⁇ k (A No.) that is presented in each case.
- the computing module 53 calculates the loudness L 'according to (1) from the norm parameters ⁇ N , CB kN and the individual hearing threshold values T kI , taking into account the loudness summation , which would result for the norm if the latter had hearing thresholds (T kI ) such as the individual.
- the calculated value L ' N is stored in a storage unit 55 on the output side of the computing module 53.
- Each of the presented broadband ( ⁇ k) signals A ⁇ k is assessed or categorized by the individual in terms of loudness perception, the evaluation signal L I , again assigned to the respective presented acoustic signals A ⁇ k , stored in a storage unit 57. Both when determining L ' N and when determining L I , the loudness summation is taken into account arithmetically or by the individual due to the broadbandness ⁇ k of the signals A ⁇ k presented.
- the corresponding number of values L ' N is stored in the storage unit 55, as is the corresponding number L I values in the storage unit 57.
- the parameter modification unit 49 varies the start values ⁇ N , CB kN , but not the T kI values, for all critical frequency bands, while simultaneously recalculating the updated L ' N value until the difference signal ⁇ (L' N , L I ) runs within a predeterminable minimum course, which is checked on the unit 61.
- the standard parameters ⁇ N and CB kN entered as start values taking into account the signals S ⁇ k corresponding to the channel-specific sound pressure values retrieved from memory 47, are varied according to predetermined search algorithms until a maximum permissible deviation between the L ' N and the L I course has been reached.
- ⁇ and CB values on the output side of the modification unit 49 correspond to those which, used in (1), result in loudness values corresponding optimally with the individually perceived values L I for the acoustic signals A ⁇ k presented: by varying the standard parameters, the individual values in turn became individual determined.
- Control variables are determined from the parameter values present on the output side of the modification unit 49 when the search is terminated and their difference from the start values ⁇ N and CB kN in order to set the amplification functions on the frequency-selective channels of the hearing aid corresponding to the critical frequency bands.
- Solution parameter sets excluded from the outset can be, for example, only extremely difficult or unrealizable gain curves on the respective Channels of the hearing aid could lead through appropriate Specifications on the modification unit 49 from the outset be excluded.
- a shortening of the search process can also be achieved, for example for hearing-impaired individuals, by replacing the standard parameters ⁇ N or CB kN with the ⁇ kI or CB kI values estimated from the individual hearing thresholds T kI for hearing impaired people as search starting values in the Storage unit 41 are stored, especially if the hearing loss of the individual is determined from the outset.
- the arithmetic unit 51 can also do the mentioned Include storage devices integrated in terms of hardware; is its delimitation shown in dashed lines in FIG. 10 to understand, for example, including in particular the computing module 53 and the coefficient modification unit 49.
- the previously described procedure according to FIGS. 4, 7 and 10 are primarily suitable for the setting of a hearing aid ex situ.
- the determined manipulated variables may well be direct electronically transmitted to a hearing aid in situ, whereby but the real benefit of in situ adjustment, namely the consideration of the fundamental hearing impairment through a hearing aid, is not considered: First all manipulated variables are determined without a hearing aid, and then, without further acoustic signal presentation, its Setting made.
- the acoustic signals A ⁇ k are fed to the hearing aid system HG with transducers 63 and 65 on the input and output sides and individual I, the latter loading the perceived L I values into the memory 57 with the evaluation unit 5.
- the L I value is stored in the memory 57 for each presented standard-acoustic, broadband signal A ⁇ k .
- the loudness values L ' N are initially determined on the computing module 53 according to (1) or (1 *), as was explained with reference to FIG. 10 , calculated and, specifically assigned to the presented signals A ⁇ k , stored in the memory unit 55.
- the standard parameters from the memory unit 41 are then modified, as described, until they, when used in (1) or (1 *), give L ' N values with predeterminable accuracy corresponding to the L I values in memory 57.
- L ' N L I for all A. .delta..sub.k ,
- the hearing aid HG has a number k o frequency-selective transmission channels K between the converter 63 and converter 65.
- Actuators for the transmission behavior of the channels are connected to an actuating unit 70 via a corresponding interface. The latter are fed the initial manipulated variables SG o previously determined as optimal.
- the changed parameters ⁇ ' Nk , CB' Nk have been determined for a predetermined number of presented normacoustic, broadband signals A ⁇ k by means of the computing module 53 and the modification unit 49, by means of which, according to FIG. 8, the Scaling curves N 'have been adapted to those of the individual I with a hearing aid HG that has not yet been adjusted, the parameter changes found act ⁇ ⁇ k , ⁇ ⁇ CB k , ⁇ ⁇ T k or the parameters ⁇ N , T kN , CB kN and ⁇ kI , T kI , CB kI via the manipulated variable control unit 70 in such a way that it controls the hearing aid in such a way that its channel-specific frequency and amplitude transmission behavior for the signals A ⁇ k , on the output side, produce the correction loudness L Kor .
- the loudness behavior of the hearing aid forms the intrinsic, i.e. "own” loudness perception of the individual that of the norm, the loudness perception of the individual with hearing aid becomes or is the same as that of the norm, based on that of the standard, can be specified.
- Fig. 12a) and b) are two basic implementation variants of a hearing aid according to the invention, using simplified signal flow function block diagrams, which are "ex situ”, but preferably “in situ” as described can be put.
- the hearing aid should, when optimally set, transmit received acoustic signals with the correction loudness L Kor to its output, so that the system hearing aid and individual has a perception that is equal to that of the standard or ( ⁇ L in Fig. 12a) deviates from this by a predeterminable amount.
- channels 1 to k o are provided on a hearing aid according to the invention, followed by an acoustic-electrical input converter 63, each assigned to a critical frequency band CB kN .
- the entirety of these transmission channels forms the signal transmission unit of the hearing aid.
- the frequency selectivity for channels 1 to k o is implemented by filter 64.
- Each channel also has a signal processing unit 66, for example with multipliers or programmable amplifiers.
- the non-linear, band- or channel-specific amplifications described above are implemented on the units 66.
- All signal processing units 66 act on the output side to a summation unit 68, which in turn is on the output side to the electrical-acoustic output transducer 65 of the hearing aid acts. Until then, the two versions are correct according to FIGS. 12a) and 12b).
- the converted acoustic input signals present on the output side of the converter 63 are converted into their frequency spectrum at a unit 64a.
- the aforementioned channel-specific correction parameters and the corresponding correction loudness L KOR are converted into actuating signals SG 66 on the computing unit 53 ', with which the units 66 are set.
- the values .DELTA.SG supplied to the hearing aid according to FIG. 12a) according to FIG. 11 therefore essentially correspond to the channel-specific correction parameters in this embodiment variant.
- the hearing aid transmits the input signals mentioned with the correction loudness L KOR .
- the system individual with hearing aid thus perceives the required loudness, be it preferably the same as the standard or in this respect in a predetermined ratio.
- a controller 116 compares the loudness values L N and L I determined by standard and individual modeling and, channel-specifically, the parameters of the standard model and the individual model and, on the output side, sends control signals SG 66 to the transmission units 66 in accordance with the determined differences, such that the modeled loudness L I becomes equal to the currently required standard loudness L N.
- controller 116 In contrast to the correction model variant of FIG. 12a), controller 116 first determines the necessary correction loudness L KOR in accordance with FIG. 12b).
- FIG. 11 An embodiment of a hearing aid according to the invention, combined from the procedure according to FIG. 11 and the structure 12a) is shown in FIG. It is for the same Function blocks have the same position symbols as in Fig. 11 and 12 used. For reasons of clarity, only one Channel X of the hearing aid shown.
- Switching unit 81 according to the storage unit (41, 43, 44) Fig. 11, shown here as a unit, with the unit 49.
- a switching unit 80 is in the position shown, i.e. is open, a switchover unit 84 is also initially effective in the position shown.
- the arrangement works exactly as shown in FIG. 11 and explained in this context.
- the determined parameter changes ⁇ k , ⁇ CB k , ⁇ T k , which convert the individual loudness model (I) into the standard loudness model (N), when the hearing aid is put into operation by switching over the switching unit 80 in the storage unit 41 ', 43', 44 'acting in the same way as the storage unit 41, 43, 44 is loaded.
- the switching unit 81 is switched to the output of the last-mentioned storage unit.
- the modification unit 49 is deactivated (DIS), so that it directly supplies the data from the storage unit 41 'to 44' unmodified and permanently to the computing unit 53c.
- the switchover unit 84 is switched over so that the output on the arithmetic unit 53c, now acting as arithmetic unit 53 'according to FIG. 12a), acts via the manipulated variable control unit 70a on the transmission path with the units 66 of the hearing aid.
- the ⁇ Z k parameters ⁇ k , ⁇ CB k , ⁇ T k act together with L KOR on the manipulated variable control unit 70a.
- the loudness model arithmetic unit 53c integrated in the hearing aid is initially used to determine the model parameter changes ⁇ k , ⁇ CB k , ⁇ T k required for correction and then, in operation, to guide the transmission manipulated variables of the hearing aid in a time-variable manner - in accordance with the current acoustic signals Relationships - used.
- the determination of the correction loudness model parameters on the hearing aid and thus the necessary manipulated variables for generally non-linear channel-specific amplifications, e.g. for the hearing impaired, allows different target functions, or the loudness requirements can be used as a target function, as mentioned, with different sets of correction loudness model parameters and therefore manipulated variables ⁇ SG 66 can be achieved.
- the hearing aid optimally set the gain frequency selective, i.e. in certain transmission channels, raised, the correction loudness changes.
- FIG. 14 shows that in addition to the precautions of FIG. 11 measures to be taken; the same functional blocks which already listed in FIG. 11 and thus explained, have the same item numbers.
- a sound sensation structured according to specific categories can also be numerically scaled, for example according to the criteria known from Nielsen. 14 and 11, after hearing device HG has been set by finding a correction parameter set ( ⁇ k , ⁇ CB k , ⁇ T k ) such that the individual with the hearing device has at least approximately the same loudness perception as the norm, the individual states: for example, in the case of the same broadband norm-acoustic signals A ⁇ k presented , on a sound scaling unit 90. A numerical value is assigned to each sound category on the unit 90.
- the individually quantified sound sensation KL I is compared with the sound sensation KL N of the norm, for example, which is statistically determined for the same acoustic signals A ⁇ k . These are stored in a memory unit 94 so that they can be called up.
- 14 becomes a sound characterization unit according to FIG 96, for example between comparison unit 59 and parameter modification incrementing unit 49, activated, which the parameter modification on the unit 49 in limited in their degree of freedom, i.e. one or more of the mentioned parameters, regardless of the minimum at unit 59 received difference, changed and constant.
- the sound characterization unit 96 is preferably connected to an expert database, shown schematically at 98 in FIG. 14, to which the information relating to individual sound sensitivity deviation from the norm is supplied.
- Information for example, is stored in the expert database 98 "shrill at A ⁇ k is the result of too much amplification in channels No. ."
- a specific constellation of simultaneously prevailing correction coefficients ⁇ k , ⁇ CB k and ⁇ T k in a critical frequency band k can be regarded as a band-specific state vector Z k ( ⁇ k , ⁇ CB k , ⁇ T k ) of the correction loudness model.
- the entirety of all band-specific state vectors Z k forms the band-specific state space, which is three-dimensional in the case considered here.
- Band-specific state vectors Z k are primarily responsible for every sound feature that can occur during sound scaling, with "shrill” and "muffled” in high-frequency critical bands. This expert knowledge must be stored as rules in the sound characterization unit 96 or the expert system 98.
- band-specific correction state vectors Z k which give the individual a sense of loudness with the hearing aid essentially the same as that of the standard, as described above, have been found, then a changed state vector Z ' k must be sought in at least one of the critical bands to change the sound.
- a changed state vector Z ' k When changing the one band-specific state vector, it must either be changed further so that the loudness remains the same, or at least one other band-specific state vector must also be changed.
- the parameters of the correction loudness model on the hearing device thus result, based on the parameters of the standard, from a first incremental change “ ⁇ ” for conforming loudness adjustment and from second incremental changes ⁇ for sound matching.
- FIG. 12b again in functional block representation, is Hearing aid according to the invention according to FIG. 12b) (model difference variant) presented in a form as is preferred is realized. To make the overview easier the same reference numerals used as for the hearing aid according to FIG. 12b) were used.
- the output signal of the input converter 63 of the hearing aid is subjected to a time / frequency transformation at a transformation unit TFT 110.
- the resulting signal in the frequency domain, is transmitted in the multi-channel time-variant loudness filter unit 112 with the channels 66 to the frequency / time domain FTT transformation unit 114 and from there, in the time domain, to the output converter 65, for example a loudspeaker or another stimulus transducer for the Individual.
- the standard loudness L N is calculated from the input signal in the frequency domain and the standard model parameters in accordance with Z kN .
- the individual loudness L I is calculated analogously on the output side of the loudness filter 112.
- the loudness values L N and L I are supplied to the controller unit 116.
- the individual Loudness corrected to the standard loudness by the isophones of an individual are brought into line with those of the norm.
- the objective function "standard loudness" and possibly also achieved sound perception optimization language is understandable not yet optimal. This is due to the masking behavior of human hearing, which in a damaged individual hearing is different from the norm.
- the frequency masking phenomenon states that soft tones in close frequency neighborhood of loud tones faded out will not contribute to loudness perception.
- the intelligibility is to be further increased, then it must ensure that those spectral components, that are unmasked in the standard, i.e. perceived, also if individual hearing is damaged are perceived, the latter mostly through a distinguishes widened masking behavior. With the injured Hearing components were usually masked, which are unmasked in the standard hearing.
- the input signal of the hearing aid is in the frequency range supplied to a standard masking model unit 118a, where the input signal is masked as with the Standard. How the masking model is determined will be shown later explained.
- the output signal of the hearing aid in the frequency domain is analog, supplied to the individual masking model unit 118b, whereupon the output signal of the hearing aid the masking model of the intrinsic individual.
- the input and output signals masked with the N and I models are supplied to the masking controller 122 and compared it. In function of the comparison results Controller 122 accesses a masking filter in a regulatory sense 124 until the mask "hearing aid transmission and individual "are aligned with those of the norm is.
- the multichannel time-variable loudness filter 112 is followed by the likewise multichannel time-variable masking filter 124, which, as mentioned, is set in function of the difference determined at the masking controller 122 such that the norm-masked input signal at unit 118a equals the "individual + hearing aid" -masked output signal at unit 118b will. If the transmission behavior of the hearing aid has now been changed via the masking controller 122 and the masking filter unit 124, the correction loudness L KOR of the transmission no longer corresponds to the required one, and the loudness controller 116 adjusts the manipulated variables on the multi-channel time-variable loudness filter 112, that the controller 116 again determines the same loudness L I , L N.
- Masking correction via controller 122 and loudness tracking via controller 116 are thus carried out iteratively, the loudness model used, defined by the state vectors Z LN , Z LI , remaining unchanged. It is only when both the loudness controller 116 and the masking controller 122 that the iterative matching of the filters 112 and 124 achieves the same within narrow tolerances, is the transmitted signal at the frequency / time transformation unit 114 converted back into the time domain and to the individual transfer.
- the frequency masking model is parameterized by state vectors Z FMN or Z FMI .
- a masking curve F fx is assigned to each frequency component in accordance with its loudness. Only the level components that exceed the masking limits, corresponding to the F f functions, contribute to the sound and loudness perception of the broadband signal presented, for example with the frequency components f 1 -f 3 .
- the norm perceives a loudness to which the unmasked components L f1N -L f3N contribute.
- the slopes m unN and m obN of the masking curves F f are essentially independent of frequency and level if, as shown, the frequency scaling takes place in "bark", according to E. Zwicker (in critical bands).
- the masking curves F f are broadened as far as the gradients m are concerned, and they are also raised.
- the frequency masking behavior of the standard N is again shown in dashed lines in characteristic I of FIG. 17.
- the total masking limit FMG formed by all frequency-specific masking characteristic curves F f naturally also varies over the entire frequency spectrum, with which the filter 126 or the channel-specific filter must be guided in a time-variable manner.
- the frequency masking model for the standard is known from E. Zwicker or from ISO / MPEG according to the literature reference below.
- the applicable individual frequency masking model with FMG I must first be determined in order to be able to carry out the individually necessary correction, as shown schematically with the unmasking filter 126 in FIG. 17.
- frequency components which according to the frequency masking model of the norm be masked, so don't contribute to loudness at all not taken into account, i.e. not broadcast.
- Narrow band noise R o preferably centered with respect to the center frequency f o of a critical frequency band CB k of the standard or, if already determined as described above, the individual, is presented to the individual via headphones or, and preferably, via the already loudness-optimized hearing aid.
- a sinusoidal signal preferably at the center frequency f o , is added to the noise R o , as are sinusoidal signals at f un and f ob above and below the noise spectrum. These test sinus signals are added sequentially in time. By varying the amplitude of the signals to f un , f o and f ob , it is determined when the individual to whom the noise R o is presented perceives a change in this noise.
- the corresponding perception limits determine three points of the frequency masking behavior F foI of the individual.
- certain estimates are preferably used in advance in order to shorten the investigation process.
- the masking at the center frequency f o is initially estimated to be -6dB for the hearing impaired.
- the frequencies f un and f ob are chosen to be offset by one to three critical bandwidths with respect to f o . This procedure is preferably carried out at two to three different center frequencies f o , distributed over the hearing range of the individual, in order to determine FMG I , the frequency masking model of the individual or its parameters, such as in particular m obf , m unf .
- FIG. 19 schematically shows the experimental setup for determining the frequency masking behavior of an individual according to FIG. 18.
- noise center frequency f o noise bandwidth B and the average noise power A N are set.
- the output signal of the noise generator 128 is superimposed on a superposition unit 130 with the respective test sinusoidal signals, which are set on a sine generator 132.
- Amplitude A S , frequency f S can be set on the test sine generator 132.
- the test sine generator 132 is preferably operated in a clocked manner, for which purpose it is activated cyclically, for example via a clock generator 134.
- the superimposition signal is fed to the individual via an amplifier 136 via calibrated headphones or, and preferably, directly via the hearing aid according to FIG. 16, which is still to be optimized with regard to frequency masking.
- the noise signals R o are presented to the individual, for example every second, and the respective test sinusoidal signal TS is added to one of the noise packets.
- the individual is asked whether and, if so, which of the noise packages sounds different from the others. If all noise packets sound the same to the individual, the amplitude of the test signal TS is increased until the corresponding noise packet is perceived differently from the others, then the associated point A W is found on the frequency masking characteristic FMG I according to FIG. 18.
- the unmasking model according to block 126 of FIG. 17 can be determined from the masking model of the individual determined in this way and the known standard.
- the TARGET masking is actually at block 118a calculated according to the acoustic signal presented and, via masking controller 122, filter 124 in FIG Signal transmission path adjusted until the masking on it and on the individual - model on 118b - the same Result delivers, as from the leadership masking model in block 118a required.
- changes with frequency masking correction generally also the loudness transmission, so that loudness control and frequency masking control alternately until both are made Only then will criteria be met with the required accuracy via block 114, the "quasi currently" acoustic signal is present Signal converted back into the time domain and the individual transmitted.
- the frequency / time inverse transformation unit 114 (Wigner inverse transformation or Wigner synthesis) is an analog to Buffer 140 acting spectrum / time buffer 142 upstream.
- a further computing device 53 ′ b determines the time image of the L I values determined on the basis of the spectra. This time image is compared with the time image of the L N values at controller 116a, and the comparison result is used to control a multi-channel loudness filter unit 112a with controlled, time-variable dispersion (phase shift, time delay).
- the filter 112a thus ensures that the temporal correction loudness image of the transmission with the loudness image of the individual corresponds to that of the norm.
- the 142 respectively stored spectra in the buffers 140, the total of signals over a predetermined time period, for example from 20 to 100 msec depict, time and frequency masking model computers for the standard 118 'a and the individual 118' are further b supplied to the are parameterized with the norm and individual parameters or state vectors, Z FM , Z TM . Both frequency masking model F N , analogous to FIG. 16, and time masking model T M are implemented therein.
- the outputs of the computers 118 ' a , 118' b act on a masking controller unit 122a, the latter acting on the multi-channel unmasking filter 124a, which can now also be used to control the dispersion in a time-variable manner in addition to 124 from FIG. 16.
- Driving the loudness filter 112a and the masking correction filter 124a is preferably carried out alternately until both assigned controllers 116a and 122a Detect predetermined minimum deviation criteria. First then the spectra in the buffer unit 142 are correct Time sequence on unit 114 converted back into the time domain and transmitted to the individual wearing the hearing aid.
- 21 shows a hearing device structure in the case of loudness correction, Frequency masking correction and time masking correction on signals converted into the frequency range.
- a technically possibly simpler design variant 22 consistently takes time phenomena in signals into account in the time domain and phenomena related to frequency response Signals in the frequency domain. This is done before the time / frequency transformation unit 110, which according to the execution 16 preferably shows an instantaneous spectrum transformation executes a time mask correction unit, as shown schematically 141 upstream or, if necessary also as a supplement or replacement, between reverse transformation unit 114 and output transducer 65, such as speakers, Stimulator, e.g. an electrode stimulated cochlear Implant.
- the time mask correction unit designated 140 in FIG. 22 is shown in more detail in FIG. it includes a time-loudness model unit 142 on which, preferably as a performance integral, the course of the loudness over the Time of the acoustic input signal is tracked. Analogous is in another time-loudness model unit 142 instantaneous loudness of the signal in the time range before it Conversion determined at the time / frequency transformation unit 110.
- the loudness curves in the time of the input signal mentioned and the output signal mentioned are on compared to a (simplified) time-loudness controller 144, and on a filter unit 146, namely essentially a gain control unit GK, the loudness of the output signal, considered over time, that of the input signal equalized.
- the input signal is used to carry out the time masking correction fed to a time buffer unit 148, according to which W. Verhelst, M. Roelands, "An overlap-add technique based on waveform similarity ... ", ICASSP 93, pp. 554-557, 1993, WSOLA algorithms or, according to E. Moulines, F. Charpentier, "Pitch Synchronous Waveform Processing Techniques for Text to Speech Synthesis Using Diphones ", Speech Communication Vol. 9 (5/6), pp. 453-467, 1990, PSOLA algorithms used become.
- a standard time masking model unit 150 N the standard time masking to be described is modeled on the input signals, on the further unit 150 I , on the output signals of the time buffer unit 148, the individual time masking.
- the time maskings modeled on the signals on the input and output sides of the time buffer unit 148 are compared on a time masking control unit 152, and in accordance with the comparison result, the signal output on the time buffer unit 148 is time-controlled via the algorithms mentioned, preferably used, ie the transmission via the time buffer 148 controlled time-variable expansion factor or delay.
- the time masking behavior of the standard is again from E. Zwicker known.
- the time masking behavior of an individual is to be explained with reference to FIG. 24.
- a second acoustic signal A 2 which is subsequently presented, is only perceived if its level is above the time masking limit TMG N shown in broken lines.
- TMG N time masking limit
- FIG. 24 shows the time masking limit profile ZMG of, for example, a hearing-impaired individual under representation I with the same, schematically represented acoustic signals A 1 and A 2 . It can be seen that the second in the time signal A 2 is not perceptible when the hearing impaired may.
- the dot-time masking behavior TMG N assumed for example, of the curve N is again shown in dash-dotted lines in the course of I. From the difference it can be seen that a time masking correction basically involves either delaying the second signal A 2 on the individual - using the hearing aid - until his individual time masking limit has dropped sufficiently, or the signal A 2 to be strengthened in such a way that the individual is also above his time masking limit.
- the perceived area of the signal A 2 is designated L in the course of N, the last-mentioned procedure on the individual reveals that A 2 must be amplified so that, in the best case, the same perceived area L is above the individual's time masking limit.
- the decay time T at the time masking TMG limit N to the standard is essentially independent of the level or loudness of the time masking triggering signal, as shown in FIG. 24 of A 1. This also applies to hearing impaired people, so that in most cases it is sufficient to determine the decay time T AI of the time masking limit TMG I regardless of the level.
- the individual time masking limit decay time T AI 25 to determine the individual time masking limit decay time T AI, the individual is presented with a click-free and click-free narrow-band noise signal R o . After exposure of the noise signal R o a test sinusoidal signal with Gaussian wrap-around him will be presented after a set interval T Paus. A point corresponding to A ZM of the individual time masking limit TMG I is determined by varying the envelope amplitude and / or the pause time T Paus . Further changes in the pause time and / or the envelope amplitude of the test signal determine two or more points of the individual time masking limit.
- test sine generator 132 which emits a Gauss-encased sine signal. The individual is asked at which pair of values T Paus and amplitude of the Gauss envelope the test signal after the noise signal is currently being perceived.
- the individual masking behavior can also be estimated from diagnostic data, which results in a significant reduction in the time for the identification of the individual time masking model TMG I.
- the essential parameter of this model is the decay time T AN or T AI .
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem
Oberbegriff von Anspruch 1, eine Vorrichtung nach demjenigen
von Anspruch 23 sowie ein Hörgerät nach Anspruch 39.The present invention relates to a method according to the
The preamble of
Unter einer psycho-akustischen Wahrnehmungsgrösse wird eine Grösse verstanden, welche nichtlinear, durch individuelle Gesetzmässigkeiten der Wahrnehmung, aus physikalisch-akustischen Grössen, wie Frequenzspektrum, Schalldruckpegel, Phasenlage, Zeitverlauf etc., gebildet werden.A psycho-acoustic perceptual quantity becomes one Size understood, which is non-linear, through individual laws perception, from physical-acoustic Variables such as frequency spectrum, sound pressure level, phase position, Course of time, etc.
Bis heute bekannte Hörgeräte verändern physikalische, akustische Signalgrössen so, dass ein mit dem Hörgerät ausgestattetes, gehörgeschädigtes Individuum verbessert hört. Die Anpassung des Hörgerätes erfolgt dabei durch Einstellung physikalischer Uebertragungsgrössen, wie von frequenzabhängiger Verstärkung, Pegelbegrenzung etc., bis das Individuum mit dem Hörgerät im Rahmen der dargebotenen Möglichkeiten befriedigt ist.Hearing aids known to date change physical, acoustic Signal sizes such that a hearing aid hearing impaired individual hears better. The adaptation the hearing aid is done by setting physical Transmission quantities, such as frequency-dependent amplification, Level limitation etc. until the individual with the Satisfied hearing aid within the possibilities presented is.
Obwohl es bekannt ist, wozu auf die angefügten Literaturstellen verwiesen sei, dass die menschliche akustische Wahrnehmung komplexen psycho-akustisch individuellen Bewertungen folgt, wurden diese bekannten Phänomene zur Optimierung eines Hörgerätes bis anhin nicht ausgenutzt.Although it is known what for the attached references be referenced that human acoustic perception complex psycho-acoustic individual assessments followed, these known phenomena were used to optimize a Hearing aid has not been used so far.
Damit konnten mit vorbekannten Hörgeräten, im wesentlichen nur gemittelt über alle in der Praxis vorkommenden akustischen Reizsignale, befriedigende Korrekturen vorgenommen werden; gegenseitige Beeinflussungen von Signalgrössen der akustischen Reizsignale konnten, wenn überhaupt, nur unbefriedigend berücksichtigt werden. Nichtlineare Phänomene der psycho-akustischen Wahrnehmung, wie insbesondere Lautheit mit Lautheitssummation, Frequenz- und Zeitmaskierung, blieben unberücksichtigt.This allowed essentially with previously known hearing aids only averaged over all acoustic in practice Stimulus signals, satisfactory corrections are made; mutual influences of signal sizes of the acoustic If at all, stimulus signals could only be unsatisfactory be taken into account. Nonlinear phenomena of the psycho-acoustic perception, such as using loudness in particular Loudness summation, frequency and time masking were not taken into account.
Aus der EP-A-0 535 425 ist es bekannt, eine psycho-akustische Wahrnehmungsgrösse, nämlich die Lautheit, bei verschiedenen, einzelnen Testfrequenzen sowohl an einer Norm wie auch bei einer hörbehinderten Person, einem Individuum, zu quantifizieren. Durch Vergleich ergibt sich der individuelle Hörverlust. An einem Hörgerät wird aus einem momentan auftretenden, beliebig breitbandigen akustischen Signal ein "Ersatz"-Sinuston gebildet, mit einer Frequenz und Amplitude, die Funktion der Gesamtenergie des momentan auftretenden akustischen Signales sind. Der Schallpegel des Ersatztones wird als "Lautheit" bezeichnet. Es wird weiter das Spektrum des akustischen Tones geglättet, kategorisiert und so korrigiert, dass es die gleiche Energie aufweist wie der "Ersatz"-Sinuston. In Funktion der an der Norm bei diskreten Frequenzen quantifizierten Lautheit sowie des korrigierten geglätteten Spektrums wird die Anpassung des Hörgerätes vorgenommen.From EP-A-0 535 425 it is known to be a psycho-acoustic Perceptual magnitude, namely the loudness, at different, individual test frequencies both on a standard and on a hearing impaired person, an individual quantify. The individual results by comparison Hearing loss. On a hearing aid, one becomes momentarily occurring, any broadband acoustic signal "Replacement" sinusoid formed, with a frequency and amplitude, the function of the total energy of the currently occurring acoustic signals. The sound level of the replacement sound is called "loudness". The spectrum continues of the acoustic sound smoothed, categorized and so corrected that it has the same energy as the "Substitute" -Sinuston. As a function of the norm at discrete Frequencies quantified loudness as well as the corrected smoothed spectrum is the adjustment of the hearing aid performed.
Ausgehend von einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung bzw. einem Hörgerät letztgenannter Art setzt sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe, eine individuelle Gehörkorrektur unter weitgehenderer Berücksichtigung der psycho-akustischen Wahrnehmung zu realisieren.Starting from a method or a device or a hearing aid of the latter type is the present one Invention to task, an individual hearing correction under more extensive consideration of the psycho-acoustic To realize perception.
Dies wird an einem Verfahren eingangs genannter Art bei dessen
Ausführung nach dem Kennzeichen von Anspruch 1 erreicht,
bei einer Vorrichtung obgenannter Art bei deren Realisierung
nach dem Kennzeichen von Anspruch 23 bzw. bei einem Hörgerät
nach dem Wortlaut von Anspruch 39.This is demonstrated by a method of the type mentioned at the outset
Execution according to the characteristic of
Bevorzugte Ausführungsvarianten des erfindungsgemässen Verfahrens
sind in den Ansprüchen 2 bis 22 spezifiziert, der erfindungsgemässen
Vorrichtung in den Ansprüchen 24 bis 38 und
des erfindungsgemässen Hörgerätes in Anspruch 40.Preferred embodiment variants of the method according to the invention
are specified in
Wie ersichtlich werden wird, kann die erfindungsgemässe Vorrichtung als Anpassgerät separat vom Hörgerät konzipiert sein. Sie umfasst aber auch Stellvorkehrungen am Hörgerät, um die berücksichtigte Wahrnehmungsgrösse für das Individuum zu korrigieren.As will be seen, the device according to the invention can designed as a fitting device separately from the hearing aid his. However, it also includes adjustment measures on the hearing aid the perceived size taken into account for the individual correct.
Die in den Ansprüchen definierte erfindungsgemässe Vorrichtung, das erfindungsgemässe Verfahren und das erfindungsgemässe Hörgerät werden anschliessend beispielsweise anhand von Figuren erläutert.The inventive device defined in the claims, the inventive method and the inventive Hearing aids are then, for example, based on Figures explained.
Es zeigen:
- Fig. 1
- schematisch, eine Quantifizierungseinheit zur Quantifizierung einer individuell wahrgenommenen, psycho-akustischen Wahrnehmungsgrösse;
- Fig. 2
- schematisch, in Form eines Blockdiagrammes, ein grundsätzliches Vorgehen;
- Fig. 3
- in Abhängigkeit des Schallpegels, die wahrgenommene Lautheit der Norm (N) sowie eines schwerhörigen Individuums (I) in einem kritischen Frequenzband k;
- Fig. 4
- in Form eines Funktionsblock-Signalflussdiagrammes, eine erste Ausführungsvariante einer erfindungsgemässen Vorrichtung, nach dem erfindungsgemässen Verfahren arbeitend, womit erfindungsgemäss Stellgrössen für die Uebertragung eines Hörgerätes ermittelt werden;
- Fig. 5
- anhand einer Darstellung analog zu Fig. 3, eine vereinfachte graphische Darstellung des mit der Vorrichtung gemäss Fig. 4 vorgenommenen erfindungsgemässen Vorgehens;
- Fig. 6a
- vereinfacht, das Vorgehen nach Fig. 5, mit in
- Fig. 6b
- vereinfachter Darstellung des resultierenden Verstärkungsverlaufes in einem betrachteten kritischen Frequenzband, einzustellen am Uebertragungsverhalten eines erfindungsgemässen Hörgerätes, das in
- Fig. 6c
- in seinem prinzipiellen Aufbau betreffs Uebertragungsstrecke dargestellt ist;
- Fig. 7
- eine ausgehend von der Anordnung nach Fig. 4 weiterentwickelte Anordnung, bei der das in Fig. 4 implementierte Lautheitsmodell verfeinert implementiert ist;
- Fig. 8
- in Analogie zu Fig. 5, graphisch vereinfacht, das Verarbeitungsvorgehen an der Vorrichtung gemäss Fig. 7;
- Fig. 9
- über der Frequenzachse, schematisch, kritische Frequenzbänder der Norm und beispielsweise eines Individuums (a) mit einer beispielsweise resultierenden Korrekturverstärkungsfunktion (b), schallpegel- und frequenzabhängig, für einen einem betrachteten kritischen Frequenzband entsprechenden Hörgerät-Uebertragungskanal;
- Fig. 10
- analog zur Darstellung der Vorrichtung nach Fig. 4, deren Weiterentwicklung zur Mitberücksichtigung beim Individuum bezüglich der Norm veränderter kritischer Frequenzbandbreiten;
- Fig. 11
- in Analogie zur Darstellung von Fig. 10, eine erfindungsgemässe Vorrichtung, mittels welcher "in situ" ein erfindungsgemässes Hörgerät betreffs Uebertragungsverhalten eingestellt wird;
- Fig.12a) und b)
- je in Form eines Funktionsblock-Signalflussdiagrammes, die Struktur erfindungsgemässer Hörgeräte, woran die Uebertragung einer psycho-akustischen Grösse korrigierend gesteuert wird, insbesondere die Lautheitsübertragung;
- Fig. 13
- eine Ausführungsvariante eines erfindungsgemässen Hörgerätes, woran die Vorkehrungen der Vorrichtung nach Fig. 11 sowie diejenigen nach Fig. 12a) kombiniert am Hörgerät implementiert sind;
- Fig. 14
- als Beispiel ausgehend von einer erfindungsgemässen Vorrichtung nach Fig. 11, deren Weiterentwicklung zur Mitberücksichtigung des Klangempfindens eines Individuums;
- Fig. 15
- ausgehend von der Darstellung eines erfindungsgemässen Hörgerätes nach Fig. 12b), eine bevorzugte Realisationsform, bei der die Korrekturübertragung einer psycho-akustischen Wahrnehmungsgrösse, am bevorzugten Beispiel der Lautheit, im Frequenzbereich aufbereitet wird;
- Fig. 16
- ausgehend von der Darstellung eines erfindungsgemässen Hörgerätes nach Fig. 15, dessen Weiterentwicklung zur Mitberücksichtigung einer weiteren psycho-akustischen Wahrnehmungsgrösse, nämlich der Frequenzmaskierung;
- Fig. 17
- schematisch, das Frequenzmaskierungsverhalten der Norm und eines schwerhörenden Individuums mit daraus sich ergebendem, qualitativ dargestelltem, zu realisierendem Korrekturverhalten an einem erfindungsgemässen Hörgerät nach Fig. 16;
- Fig. 18
- anhand einer Frequenz/Pegelcharakteristik, das Vorgehen zur Eruierung des Frequenzmaskierungsverhaltens eines Individuums;
- Fig. 19
- in Form eines Funktionsblock-Signalflussdiagrammes eine Messanordnung zur Durchführung des Ermittlungsverfahrens, wie anhand von Fig. 18 erläutert;
- Fig. 20
- über der Zeitachse einem Individuum präsentierte Signale bei der Eruierung, wie sie anhand von Fig. 18 erläutert wurde;
- Fig. 21
- ausgehend von einem erfindungsgemässen Hörgerät mit der in Fig. 15 bzw. 16 dargestellten Struktur, dessen Weiterentwicklung zur Mitberücksichtigung des Zeitmaskierungsverhaltens als eine weitere psychoakustische Wahrnehmungsgrösse;
- Fig. 22
- das vereinfachte Blockdiagramm eines erfindungsgemässen Hörgerätes, welches wie das in Fig. 21 dargestellte als weitere psycho-akustische Wahrnehmungsgrösse das Zeitmaskierungsverhalten berücksichtigt, aber in anderer Ausführungsform;
- Fig. 23
- die am erfindungsgemässen Hörgerät gemäss Fig. 22 vorgesehene Zeitmaskierungs-Korrektureinheit;
- Fig. 24
- schematisch, das Zeitmaskierungsverhalten der Norm und eines Individuums als Beispiel zur Erläuterung daraus resultierender Korrekturmassnahmen, um mit einem erfindungsgemässen Hörgerät das Zeitmaskierungsverhalten eines Individuums auf dasjenige der Norm zu korrigieren;
- Fig. 25
- schematisch, über der Zeitachse, bei der Eruierung des Zeitmaskierungsverhaltens einem Individuum zu präsentierende Signale.
- Fig. 1
- schematically, a quantification unit for quantifying an individually perceived, psycho-acoustic perceptual quantity;
- Fig. 2
- schematically, in the form of a block diagram, a basic procedure;
- Fig. 3
- depending on the sound level, the perceived loudness of the norm (N) and a hearing impaired individual (I) in a critical frequency band k;
- Fig. 4
- in the form of a function block signal flow diagram, a first embodiment variant of a device according to the invention, operating according to the method according to the invention, with which actuating variables according to the invention are determined for the transmission of a hearing aid;
- Fig. 5
- based on a representation analogous to FIG. 3, a simplified graphic representation of the procedure according to the invention carried out with the device according to FIG. 4;
- Fig. 6a
- simplified, the procedure according to FIG. 5, with in
- Fig. 6b
- Simplified representation of the resulting amplification curve in a critical frequency band under consideration, to be set on the transmission behavior of a hearing device according to the invention, which in
- Fig. 6c
- the basic structure of the transmission link is shown;
- Fig. 7
- an arrangement developed further from the arrangement according to FIG. 4, in which the loudness model implemented in FIG. 4 is implemented in a refined manner;
- Fig. 8
- in analogy to FIG. 5, graphically simplified, the processing procedure on the device according to FIG. 7;
- Fig. 9
- above the frequency axis, schematically, critical frequency bands of the standard and, for example, an individual (a) with a correction gain function (b), for example, resulting from sound level and frequency, for a hearing aid transmission channel corresponding to a critical frequency band under consideration;
- Fig. 10
- analogous to the representation of the device according to FIG. 4, its further development to take account of the individual with regard to the norm of changed critical frequency bandwidths;
- Fig. 11
- in analogy to the representation of FIG. 10, a device according to the invention, by means of which a hearing device according to the invention is set "in situ" with regard to transmission behavior;
- Fig.12a) and b)
- each in the form of a functional block signal flow diagram, the structure of hearing aids according to the invention, by means of which the transmission of a psycho-acoustic variable is correctively controlled, in particular the loudness transmission;
- Fig. 13
- an embodiment variant of a hearing aid according to the invention, on which the precautions of the device according to FIG. 11 and those according to FIG. 12a) are implemented in combination on the hearing aid;
- Fig. 14
- as an example, starting from a device according to the invention according to FIG. 11, its further development for taking into account the sound sensation of an individual;
- Fig. 15
- based on the representation of a hearing aid according to the invention according to FIG. 12b), a preferred form of implementation in which the correction transmission of a psycho-acoustic perceptual quantity, using the preferred example of loudness, is processed in the frequency range;
- Fig. 16
- starting from the representation of a hearing aid according to the invention according to FIG. 15, its further development to take into account a further psycho-acoustic perceptual variable, namely frequency masking;
- Fig. 17
- schematically, the frequency masking behavior of the norm and of a hearing-impaired individual with the resultant, qualitatively represented, to be realized correction behavior on a hearing aid according to the invention according to FIG. 16;
- Fig. 18
- based on a frequency / level characteristic, the procedure for determining the frequency masking behavior of an individual;
- Fig. 19
- in the form of a functional block signal flow diagram, a measuring arrangement for carrying out the determination method, as explained with reference to FIG. 18;
- Fig. 20
- Signals presented to an individual over the time axis during the investigation, as explained with reference to FIG. 18;
- Fig. 21
- starting from a hearing aid according to the invention with the structure shown in FIGS. 15 and 16, its further development to take the time masking behavior into account as a further psychoacoustic perceptual variable;
- Fig. 22
- the simplified block diagram of a hearing aid according to the invention which, like the one shown in FIG. 21, takes into account the time masking behavior as a further psycho-acoustic perceptual variable, but in another embodiment;
- Fig. 23
- 22 the time mask correction unit provided on the hearing aid according to the invention;
- Fig. 24
- schematically, the time masking behavior of the norm and an individual as an example to explain the resulting corrective measures to correct the time masking behavior of an individual to that of the standard with a hearing aid according to the invention;
- Fig. 25
- schematically, signals to be presented to an individual over the time axis when determining the time masking behavior.
Die Lautheit "L" ist eine psycho-akustische Grösse, welche angibt, wie "laut" ein Individuum ein präsentiertes akustisches Signal empfindet.The loudness "L" is a psycho-acoustic quantity, which indicates how "loud" an individual is at presented acoustic Signal senses.
Die Lautheit hat eine eigene Masseinheit; ein sinusförmiges Signal der Frequenz 1kHz, bei einem Schalldruckpegel von 40dB-SPL, erzeugt eine Lautheit von 1 "Sone". Ein Sinus der gleichen Frequenz mit einem Pegel von 50dB-SPL wird genau doppelt so laut wahrgenommen; die entsprechende Lautheit beträgt also 2 Sone.Loudness has its own unit of measurement; a sinusoidal 1kHz frequency signal at a sound pressure level of 40dB-SPL, produces a loudness of 1 "Sone". A sine of same frequency with a level of 50dB-SPL is exactly double perceived so loud; the corresponding loudness is so 2 sone.
Bei natürlichen akustischen Signalen, welche immer breitbandig sind, stimmt die Lautheit nicht mit der physikalisch übertragenen Energie des Signals überein. Es erfolgt psycho-akustisch im Ohr eine Bewertung des eintreffenden akustischen Signals in einzelnen Frequenzbändern, den sogenannten kritischen Bändern. Die Lautheit ergibt sich aus einer bandspezifischen Signalverarbeitung und einer bandübergreifenden Ueberlagerung der bandspezifischen Verarbeitungsresultate, bekannt unter dem Begriff "Lautheitssummation". Diese Grundlagen wurden von E. Zwicker, "Psychoakustik", Springer-verlag Berlin, Hochschultext, 1982, ausführlich beschrieben.With natural acoustic signals, which are always broadband the loudness is wrong with the physical transmitted energy of the signal. It is psycho-acoustic in the ear a rating of the incoming acoustic Signals in individual frequency bands, the so-called critical Bands. The loudness results from a band-specific Signal processing and a cross-band Superimposition of the band-specific processing results, known as "loudness summation". These basics were developed by E. Zwicker, "Psychoakustik", Springer-verlag Berlin, university text, 1982, described in detail.
Betrachtet man nun die Lautheit als eine der wesentlichsten, die akustische Wahrnehmung bestimmenden psycho-akustischen Grössen, so stellt sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe, ein Verfahren und hierfür geeignete Vorrichtungen vorzuschlagen, womit ein an ein Individuum anzupassendes Hörgerät so eingestellt werden kann, dass die akustische Wahrnehmung des Individuums mindestens in erster Näherung derjenigen einer Norm, nämlich der Normalhörenden, entspricht. If you now consider loudness as one of the most essential the psycho-acoustic which determines acoustic perception Sizes, the present invention has as its object propose a method and suitable devices for this, with which a hearing aid to be adapted to an individual can be adjusted so that the acoustic perception of the individual at least in the first approximation of that one Norm, namely the normal hearing.
Eine Möglichkeit, die individuell empfundene Lautheit auf
ausgewählte akustische Signale als weiter verwertbare Grösse
überhaupt zu erfassen, ist die in Fig. 1 schematisch dargestellte,
beispielsweise aus O. Heller, "Hörfeldaudiometrie
mit dem Verfahren der Kategorienunterteilung", Psychologische
Beiträge 26, 1985, oder V. Hohmann, "Dynamikkompression für
Hörgeräte, Psychoakustische Grundlagen und Algorithmen", Dissertation
UNI Göttingen, VDI-Verlag, Reihe 17, Nr. 93, bekannte
Methode. Dabei wird einem Individuum I ein akustisches
Signal A präsentiert, das an einem Generator 1 bezüglich
spektraler Zusammensetzung und übertragenem Schalldruckpegel
S verstellbar ist. Das Individuum I bewertet bzw. "kategorisiert"
mittels einer Eingabeeinheit 3 das momentan gehörte
akustische Signal A gemäss z.B. dreizehn Lautheitsstufen bzw.
- kategorien, wie in Fig. 1 dargestellt, welchen Stufen numerische
Gewichte, beispielsweise von 0 bis 12, zugeordnet werden.One way to experience the individually felt loudness
selected acoustic signals as a usable variable
to be recorded at all, the one shown schematically in FIG. 1,
for example from O. Heller, "Hörfeldaudiometrie
with the procedure of category subdivision ", psychological
Posts 26, 1985, or V. Hohmann, "Dynamic Compression for
Hearing aids, psychoacoustic fundamentals and algorithms ", dissertation
UNI Göttingen, VDI-Verlag,
Mit diesem Vorgehen ist es möglich, die empfundene individuelle Lautheit zu messen, d.h. zu quantifizieren, jedoch nur punktuell bezüglich gegebener akustischer Signale, womit solche Messungen vorerst nicht ermöglichen, auf die individuell wahrgenommene Lautheit zu schliessen, welche bei natürlichen, breitbandigen Signalen wahrgenommen wird.With this procedure it is possible to feel the individual Measure loudness, i.e. to quantify, however only punctual with respect to given acoustic signals, with which such Measurements initially do not allow for the individual to perceive perceived loudness, which broadband signals is perceived.
Wenn im folgenden als die psycho-akustische Wahrnehmung beeinflussende Grösse primär die Lautheit betrachtet wird, so deshalb, weil diese Grösse die psycho-akustische Wahrnehmung akustischer Signale massgeblich bestimmt. Wie weiter unten ausgeführt werden wird, kann aber das erfindungsgemässe Vorgehen durchaus auch für die Berücksichtigung weiterer psychoakustischer Grössen eingesetzt werden, wie beispielsweise für die Berücksichtigung der Grösse "Maskierungsverhalten im Zeitbereich und/oder im Frequenzbereich". If in the following as influencing the psycho-acoustic perception Size primarily the loudness is considered, so it is because this size is the psycho-acoustic perception acoustic signals significantly determined. As below will be carried out, but the procedure according to the invention can certainly also for the consideration of other psychoacoustic Sizes are used, such as for the consideration of the size "masking behavior in the Time domain and / or in the frequency domain ".
In Fig. 2 ist vorerst, schematisch, das Grundprinzip beim nachfolgend detaillierter beschriebenen, bevorzugten erfindungsgemässen Vorgehen dargestellt.In Fig. 2, the basic principle for Preferred according to the invention described in more detail below Procedure shown.
Von der Norm, N, wird mittels normierter akustischer Signale Ao eine psycho-akustische Wahrnehmungsgrösse, wie insbesondere die Lautheit LN, ermittelt und mit den Werten dieser Grösse, entsprechend LI eines Individuums, bei denselben akustischen Signalen Ao, verglichen. Aus der Differenz entsprechend ΔLNI werden Stellangaben ermittelt, welche direkt stellend auf ein Hörgerät einwirken oder anhand welcher, manuell, ein Hörgerät eingestellt wird. Die Ermittlung von LI erfolgt am Individuum ohne Hörgerät oder mit noch nicht angepasstem, gegebenenfalls fortschreitend angepasstem Hörgerät.The norm, N, is used to determine a psycho-acoustic perception variable, in particular the loudness L N , by means of standardized acoustic signals A o and compared with the values of this variable, corresponding to L I of an individual, with the same acoustic signals A o . From the difference corresponding to ΔL NI , setting data are determined which act directly on a hearing aid or on the basis of which, manually, a hearing aid is set. L I is determined on the individual without a hearing aid or with a hearing aid that has not yet been adapted, possibly progressively adapted.
Die Lautheit selbst ist aber eine Grösse, die ihrerseits von mehreren Variablen abhängt. Damit ist einerseits die Anzahl Messungen, die an einem Individuum vorgenommen werden muss, um auch nur genähert genügend Information zu erhalten, mit den Stelleingriffen am Hörgerät, für alle in natürlicher Umgebung vorkommenden breitbandigen Signale, die erwünschte Wahrnehmungskorrektur vornehmen zu können, gross. Anderseits ist die Korreliertheit erfasster Grössenunterschiede zu Stelleingriffen am Uebertragungsverhalten eines Hörgerätes nicht eindeutig und äusserst komplex.The loudness itself is a variable, which in turn is of depends on several variables. On the one hand, this is the number Measurements that must be made on an individual to get even approximate information, with the interventions on the hearing aid, for everyone in a natural environment occurring broadband signals that are desired To be able to correct perception, great. On the other hand, is the correlation between recorded size differences Interventions in the transmission behavior of a hearing aid ambiguous and extremely complex.
Damit wird nun in bevorzugter Art und Weise vorerst eine Reduktion der am Individuum vorzunehmenden Messungen angestrebt und dadurch nach einer Lösung gesucht, welche es erlaubt, aus Messresultaten am Individuum und deren Vergleich mit Normresultaten relativ einfach auf die notwendigen Stelleingriffe zu schliessen.This is now a reduction for the time being in a preferred manner of the measurements to be made on the individual and thereby searched for a solution that allows Measurement results on the individual and their comparison with standard results relatively easy to make the necessary adjustments close.
Grundsätzlich wird hierzu ein quantifizierendes Modell der Wahrnehmungsgrösse, insbesondere der Lautheit, eingesetzt. In ein derartiges Modell soll mit jeglicher Art akustischer Signale eingegangen werden können; mindestens genähert resultiert die entsprechende gesuchte Grösse. Anderseits soll mit relativ wenigen Messungen das Modell identifizierbar sein, das für das Individuum Gültigkeit hat. Die Identifizierung soll abgebrochen werden können, wenn das Modell in vorgebbarem Umfange identifiziert ist.Basically, a quantifying model of the Perception size, especially loudness, used. In Such a model is intended to be used with all types of acoustic signals can be received; at least approximate results the corresponding size sought. On the other hand, should relatively few measurements the model can be identified, that is valid for the individual. The identification should be able to be canceled if the model is in predeterminable Extent is identified.
Ein solches quantifizierendes Modell einer psycho-akustischen Wahrnehmungsgrösse muss dabei nicht durch einen geschlossenen mathematischen Ausdruck gegeben sein, sondern kann durchaus durch eine mehrdimensionale Tabelle definiert sein, woraus mit den jeweilig vorherrschenden Frequenz- und Schallpegelverhältnissen eines realen akustischen Signals als Variable die empfundene Wahrnehmungsgrösse abgerufen werden kann.Such a quantifying model of a psycho-acoustic Perception size does not have to be closed mathematical expression can be given, but may well be defined by a multidimensional table from where with the prevailing frequency and sound level ratios a real acoustic signal as a variable the perceived size can be called up.
Obwohl durchaus verschiedene mathematische Modelle für die Lautheit denkbar sind, wurde erfindungsgemäss erkannt, dass das sich an Zwicker anlehnende Modell gemäss A. Leijon, "Hearing Aid Gain for Loudness-Density Normalization in Cochlear Hearing Losses with Impaired Frequency Resolution", Ear and Hearing, Vol. 12, Nr. 4, 1990, vorzüglich für die hier angestrebten Ziele eignet. Es lautet: Although different mathematical models for loudness are conceivable, it was recognized according to the invention that the model based on Zwicker according to A. Leijon, "Hearing Aid Gain for Loudness-Density Normalization in Cochlear Hearing Losses with Impaired Frequency Resolution", Ear and Hearing, Vol. 12, No. 4, 1990, is particularly suitable for the goals pursued here. It is said:
Darin bezeichnen:
- k:
Laufparameter mit 1 ≤ k ≤ ko, Numerierung der Anzahl ko berücksichtigter kritischer Bänder;- CBk:
- spektrale Breite des betrachteten kritischen Bandes mit der Nummer k;
- αk:
- Anstieg einer linearen Approximation der in Kategorien skalierten Lautheitsempfindung bei logarithmischem Auftrag des Pegels eines präsentierten sinusförmigen oder schmalbandigen akustischen Signals, dessen Frequenz circa bandmittig des betrachteten kritischen Bandes CBk liegt;
- Tk:
- Hörschwelle beim erwähnten Sinussignal;
- Sk:
- den mittleren Schalldruckpegel eines präsentierten akustischen Signals im betrachteten kritischen Frequenzband CBk.
- k:
- Running parameters with 1 ≤ k ≤ k o , numbering of the number k o considered critical bands;
- CB k :
- spectral width of the considered critical band with the number k;
- α k :
- Increase in a linear approximation of the loudness perception scaled in categories when the level of a presented sinusoidal or narrow-band acoustic signal is logarithmically applied, the frequency of which lies approximately in the middle of the band of the critical band CB k under consideration;
- T k :
- Hearing threshold for the mentioned sine signal;
- S k :
- the average sound pressure level of a presented acoustic signal in the critical frequency band CB k considered .
Wie daraus ersichtlich, bilden die bandspezifischen, mittleren Schalldruckpegel Sk die ein präsentiertes akustisches Signal definierenden Modellvariablen, die die momentane spektrale Leistungsdichteverteilung festlegen. Die spektrale Breite der betrachteten kritischen Bänder CBk, die lineare Approximation der Lautheitsempfindung, αk, sowie die Hörschwelle Tk sind Parameter des Modells bzw. der mathematischen Simulationsfunktion nach (1).As can be seen from this, the band-specific, mean sound pressure levels S k form the model variables defining a presented acoustic signal, which determine the current spectral power density distribution. The spectral width of the considered critical bands CB k , the linear approximation of the loudness perception, α k , and the hearing threshold T k are parameters of the model or the mathematical simulation function according to (1).
Es wurde nun weiter erkannt, dass an diesem Modell die Parameter αk, Tk, CBk, sich einerseits relativ einfach mittels relativ weniger akustischer Tests an Individuen ermitteln lassen und dass diese Koeffizienten auch relativ einfach mit Uebertragungsgrössen an einem Hörgerät korreliert sind und damit durch Stelleingriffe an einem Hörgerät für ein Individuum veränderbar sind.It has now been further recognized that the parameters α k , T k , CB k on this model can be determined relatively easily on the one hand by means of relatively fewer acoustic tests on individuals, and that these coefficients are also relatively easily correlated with transmission variables on a hearing aid and thus can be changed for an individual by interventions on a hearing aid.
Die Modellparameter αk, Tk und CBk sind an der Norm N, d.h. für normalhörende Personen, bestimmt worden.The model parameters α k , T k and CB k have been determined using the standard N, ie for people with normal hearing.
Die lineare Approximation der Lautheit in Kategorien pro Anstieg des mittleren Schalldruckes Sk in dB in den jeweiligen kritischen Bändern CBN der Norm wird in der Literatur, beispielsweise in E. Zwicker, "Psychoakustik", für alle Bänder als gleich angegeben.The linear approximation of loudness in categories per increase in the mean sound pressure S k in dB in the respective critical bands CB N of the norm is given in the literature, for example in E. Zwicker, "Psychoacoustics" as the same for all bands.
In Fig. 3 ist mit dem Verlauf LkN der Lautheitsverlauf der Norm in Funktion des Schallpegels Sk eines in einem jeweiligen kritischen Band k liegenden präsentierten akustischen Signals, aufgenommen wie anhand von Fig. 1 erläutert wurde, dargestellt. Präsentiert wird ein sinusförmiges Signal oder ein schmalbandiges Rauschsignal. Wie daraus ersichtlich, repräsentiert der Parameter αN die Steigung einer linearen Approximation bzw. Regressionsgeraden dieses Verlaufes LkN bei höheren Schallpegeln, d.h. bei Schalldruckpegeln von 40 bis 120dB-SPL, wo auch die akustischen Nutzsignale überwiegend auftreten. Dies wird auch nachfolgend als "Grosssignalverhalten" bezeichnet. Wie erwähnt, kann bei der Norm dieser Anstieg in jedem der Frequenzbänder als gleich, αN, angenommen werden.In FIG. 3, the curve L kN represents the loudness curve of the standard as a function of the sound level S k of an acoustic signal presented in a respective critical band k, recorded as explained with reference to FIG. 1. A sinusoidal signal or a narrowband noise signal is presented. As can be seen from this, the parameter α N represents the slope of a linear approximation or regression line of this course L kN at higher sound levels, ie at sound pressure levels from 40 to 120 dB SPL, where the acoustic useful signals also predominantly occur. This is also referred to below as "large signal behavior". As mentioned, in the norm this increase can be assumed to be the same, α N , in each of the frequency bands.
Betrachtung von Fig. 3 mit Blick auf das mathematische Modell nach (1) zeigt aber auch, dass Nichtberücksichtigen der Pegelabhängigkeit der Verlaufssteilheit von LkN, d.h. Approximation dieses Verlaufes mit einer Regressionsgeraden, nur zu einem Modell erster Näherung führen kann. Das Modell wird dann genauer, wenn in jedem kritischen Band, schalldruckpegelabhängig, die Parameterwerte eingesetzt werden, also αN = αN(Sk), d.h. wenn in jedem Band k α kN (Sk ) = dLNk / dSk gesetzt wird.3 with a view to the mathematical model according to (1) also shows that disregarding the level dependence of the gradient steepness of L kN , ie approximating this curve with a regression line, can only lead to a model of the first approximation. The model becomes more precise if the parameter values are used in each critical band, depending on the sound pressure level, i.e. α N = α N (S k ), ie if k α kN ( S k ) = dL Nk / dS k is set in each band ,
Im Unterschied zum Parameter αN ist die Hörschwelle TkN auch bei der Norm und bereits in erster Näherung in jedem kritischen Frequenzband CBkN unterschiedlich und ist nicht a priori identisch mit dem 0dB-Schalldruckpegel. Der typische Hörschwellenverlauf der Norm wird durch ISO R226 (1961) genau festgelegt.In contrast to the parameter α N , the hearing threshold T kN also differs in the norm and in a first approximation in every critical frequency band CB kN and is not a priori identical to the 0dB sound pressure level. The typical hearing threshold curve of the standard is precisely defined by ISO R226 (1961).
Im weiteren sind die Bandbreiten der kritischen Bänder CBkN für die Norm sowie ihre Anzahl ko in ANSI, American National Standard Institute, American National Standard Methods for the Calculation of the Articulation Index, Draft WG S. 3.79, Mai 1992, V2.1, normiert.Furthermore, the bandwidths of the critical bands CB kN for the standard and their number k o in ANSI, American National Standard Institute, American National Standard Methods for the Calculation of the Articulation Index, Draft WG S. 3.79, May 1992, V2.1 , standardized.
Damit ist, zusammengefasst, das bevorzugterweise eingesetzte mathematische Lautheitsmodell nach (1) für die Norm bekannt.In summary, this is what is preferably used mathematical loudness model according to (1) known for the standard.
Wie ohne weiteres einsehbar, können zwischen der wahrgenommenen Lautheit von Individuen und derjenigen der statistisch ermittelten Norm grosse Abweichungen auftreten. Insbesondere kann bei von der Norm abweichenden Individuen I, insbesondere Schwerhörigen, für jedes kritische Frequenzband ein spezifischer Koeffizient αkI ermittelt werden; weiter ergeben sich Abweichungen zur Norm selbstverständlich bezüglich Hörschwelle TkI und Breite der kritischen Bänder CBkI.As can be easily seen, large deviations can occur between the perceived loudness of individuals and that of the statistically determined norm. In particular, in the case of individuals I deviating from the norm, in particular hearing impaired persons, a specific coefficient α kI can be determined for each critical frequency band; Furthermore , there are deviations from the norm with regard to the hearing threshold T kI and the width of the critical bands CB kI .
Leijon hat ein Vorgehen beschrieben, welches es erlaubt, aus den Hörschwellen TkI von Individuen die weiteren bandspezifischen Koeffizienten bzw. Modellparameter αkI und CBkI abzuschätzen. Die Schätzungsfehler sind jedoch bei Betrachtung individueller Fälle meistens gross. Trotzdem kann aber bei der Identifikation individueller Lautheitsmodelle von geschätzten, z.B. aus diagnostischen Informationen geschätzten Parametern ausgegangen werden. Dadurch wird der zu treibende Aufwand und damit die Belastung des Individuums drastisch verringert.Leijon has described a procedure that allows the further band-specific coefficients or model parameters α kI and CB kI to be estimated from the hearing thresholds T kI of individuals. However, the estimation errors are usually large when considering individual cases. Nevertheless, when identifying individual loudness models, it is possible to start with estimated parameters, for example those estimated from diagnostic information. This drastically reduces the effort and the burden on the individual.
Wie bereits angetönt, ist in Fig. 3 die Lautheit L, aufgenommen mit einer Kategorienskalierung nach Fig. 1, als Funktion des mittleren Schalldruckpegels in dB-SPL für ein sinusförmiges oder schmalbandiges Signal der Frequenz fk in einem betrachteten kritischen Band der Nummer k abgetragen. Wie weiter erwähnt wurde, nimmt die Lautheit LN der Norm in der gewählten Darstellung nichtlinear mit dem Signalpegel zu, der Steigungsverlauf wird in erster Näherung bei Normalhörenden für alle kritischen Bänder mit der in Fig. 3 am Verlauf N eingetragenen Regressionsgeraden mit der Steigung αN in [Kategorien pro dB-SPL] wiedergegeben.As already indicated, the loudness L, recorded with a category scaling according to FIG. 1, is plotted in FIG. 3 as a function of the mean sound pressure level in dB-SPL for a sinusoidal or narrow-band signal of the frequency f k in a critical band of the number k considered , As has been mentioned further, the loudness L N of the standard increases non-linearly with the signal level in the selected representation, the gradient curve is in a first approximation for normal hearing people for all critical bands with the regression line with the gradient α N entered on the curve N in FIG. 3 reproduced in [categories per dB-SPL].
Aus dieser Darstellung ist ohne weiteres ersichtlich, dass der Modellparameter αN einer nichtlinearen Verstärkung entspricht, für Normalhörende in jedem kritischen Band gleich, jedoch bei Individuen, mit αkI, in jedem Frequenzband zu bestimmen. Durch die Gerade mit der Steigung αk wird die nicht-lineare Lautheitsfunktion im Band k durch eine Regressionsgerade approximiert.From this representation it is readily apparent that the model parameter α N corresponds to a nonlinear amplification, the same for normal hearing people in every critical band, but to be determined for individuals with α kI in every frequency band. Due to the straight line with the slope α k , the non-linear loudness function in band k is approximated by a regression line.
In Fig. 3 bezeichnet LkI typischerweise den Verlauf der Lautheit LI Schwerhöriger in einem Band k. In FIG. 3, L kI typically denotes the course of the loudness L I of the hearing impaired in a band k.
Wie aus dem Vergleich der Kurven LkN und LkI ersichtlich, weist die Kurve eines Schwerhörigen einen grösseren Offset zum Nullpunkt auf und verläuft steiler als die Kurve der Norm. Der grössere Offset entspricht einer erhöhten Hörschwelle TkI, das Phänomen der grundsätzlich steileren Lautheitskurve wird als Lautheit-recruitment bezeichnet und entspricht einem erhöhten α-Parameter.As can be seen from the comparison of the curves L kN and L kI , the curve of a hearing impaired person has a larger offset to the zero point and is steeper than the curve of the norm. The larger offset corresponds to an increased hearing threshold T kI , the phenomenon of the fundamentally steeper loudness curve is referred to as loudness recruitment and corresponds to an increased α parameter.
Es ist bekannt, Hörschwellen grundsätzlich durch klassische Schwellenaudiometrie zu bestimmen. Es ist aber durchaus möglich, auch im Sinne der Schwellenaudiometrie, an Individuen die Hörschwellen TkI mit einer Anordnung gemäss Fig. 1 durch Schwellendetektion zwischen unhörbar und hörbar zu erfassen. Dabei müssen aber um den Schwellwert herum grössere Fehler in Kauf genommen werden. Im folgenden wird davon ausgegangen, dass die jeweiligen Hörschwellen TkI, eben durch Audiometrie, bereits erfasst und bekannt sind.It is known to fundamentally determine hearing thresholds using classic threshold audiometry. However, it is also possible, also in the sense of threshold audiometry, to detect the hearing thresholds T kI on individuals with an arrangement according to FIG. 1 by threshold detection between inaudible and audible. However, larger errors must be accepted around the threshold. In the following it is assumed that the respective hearing thresholds T kI have already been recorded and known, simply by audiometry.
Bezugnehmend auf den verbleibenden Modellparameter nach (1), die Breite der jeweiligen kritischen Bänder CBkI, kann ausgeführt werden, dass das Vorhandensein mehrerer derartiger Bänder erst bei der psycho-akustischen Verarbeitung breitbandiger Audiosignale wirksam wird, d.h. bei breitbandigen Signalen, deren Spektrum in mindestens zwei sich benachbarten kritischen Bändern liegt. Bei Schwerhörigen ist typisch eine Verbreiterung der kritischen Bänder feststellbar, wodurch auch nach (1) primär die Lautheitssummation beeinträchtigt wird.Referring to the remaining model parameters according to (1), the width of the respective critical bands CB kI , it can be stated that the presence of several such bands only becomes effective when psycho-acoustic processing of broadband audio signals, i.e. broadband signals, the spectrum of which is at least two adjacent critical bands. In hearing impaired people, a widening of the critical bands is typically noticeable, whereby primarily the loudness summation is impaired even after (1).
Zur Bestimmung der Bandbreite der kritischen Bänder sind verschiedene
Messmethoden beschrieben worden. Diesbezüglich kann
verwiesen werden auf B.R. Glasberg & B.C.J. Moor, "Derivation
of the auditory filter shapes from notched-noise data", Hearing
Research, 47, 1990; P. Bonding et al., "Estimation of the
Critical Bandwidth from Loudness Summation Data", Scandinavian
Audiolog, Vol. 7, Nr. 2, 1978; V. Hohmann, "Dynamikkompression
für Hörgeräte, Psychoakustische Grundlagen und Algorithmen",
Dissertation UNI Göttingen, VDI-Verlag, Reihe 17,
Nr. 93. Die Messung der Lautheitssummation mit spezifischen
Breitbandsignalen gemäss letzterwähnter Literaturstelle, sowohl
bei Normal- wie auch bei Schwerhörigen, eignet sich gut
zur experimentellen Messung der jeweiligen Bandbreiten der
kritischen Bänder.There are several ways to determine the bandwidth of the critical bands
Measurement methods have been described. In this regard
refer to B.R. Glasberg & B.C.J. Moor, "Derivation
of the auditory filter shapes from notched-noise data ", hearing
Research, 47, 1990; P. Bonding et al., "Estimation of the
Critical Bandwidth from Loudness Summation Data ", Scandinavian
Audiolog, Vol. 7, No. 2, 1978; V. Hohmann, "Dynamic Compression
for hearing aids, psychoacoustic basics and algorithms ",
Dissertation UNI Göttingen, VDI-Verlag,
Somit kann festgehalten werden, dass:
- die individuellen αkI-Parameter sich aus den Regressionsgeraden gemäss Fig. 1 ermitteln lassen,
- die individuellen Hörschwellen TkI sich durch Schwellenaudiometrie bestimmen lassen,
- die individuellen Bandbreiten CBkI der kritischen Bänder sich, wie in obgenannter Literatur angegeben, bestimmen lassen, wobei
- diese Grössen für die Norm, d.h. für die Normalhörenden, bekannt und normiert sind.
- the individual α kI parameters can be determined from the regression lines according to FIG. 1,
- the individual hearing thresholds T kI can be determined by threshold audiometry ,
- the individual bandwidths CB kI of the critical bands can be determined as indicated in the above-mentioned literature, where
- these values are known and standardized for the norm, ie for the normal hearing.
Allerdings sind die individuelle Aufnahme der Lautheits- bzw. Skalierungskurven LkI gemäss Fig. 3 zur nachmaligen Bestimmung der Modellparameter αkI und gegebenenfalls TkI und das bekannte Vorgehen zur Ermittlung der Breite der kritischen Bänder CBkI derart zeitaufwendig, dass sie, ausser im Rahmen wissenschaftlicher Untersuchungen, einem zur Abklärung seines Wahrnehmungsverhaltens anwesenden Individuum kaum zugemutet werden können. However, the individual recording of the loudness or scaling curves L kI according to FIG. 3 for the subsequent determination of the model parameters α kI and possibly T kI and the known procedure for determining the width of the critical bands CB kI are so time-consuming that they, except in the frame scientific investigations, an individual present to clarify his perceptual behavior can hardly be expected.
Ein bevorzugtes Vorgehen soll deshalb anhand von Fig. 4 erläutert werden.A preferred procedure is therefore explained with reference to FIG. 4 become.
Dabei wird von der Erkenntnis ausgegangen, dass bei Einsatz normakustischer schmalbandiger Signale Ao, welche im wesentlichen zentriert in den kritischen Frequenzbändern CBN liegen, die für das Individuum noch unbekannten Modellparameter CBkI ohne untolerierbare Fehler den bekannten CBkN gleichgesetzt werden können.It is based on the knowledge that when using standard acoustic narrow-band signals A o , which are essentially centered in the critical frequency bands CB N , the model parameters CB kI, which are still unknown to the individual, can be equated to the known CB kN without intolerable errors.
Im weiteren wird davon ausgegangen, dass die Hörschwellen TkI des Individuums I in einer anderen Messumgebung mittels klassischer Schwellenaudiometrie bestimmt wurden, wird doch ein bezüglich Gehörverhalten abzuklärendes Individuum in den allermeisten Fällen erst einer solchen Untersuchung unterzogen. Daraus ist ersichtlich, dass zur Identifikation des individuellen Lautheitsmodells, seiner individuellen Parametrisierung, primär die TkI und αkI beizuziehen sind. Furthermore , it is assumed that the hearing thresholds T kI of the individual I were determined in a different measurement environment by means of classic threshold audiometry, since an individual to be clarified with regard to hearing behavior is only subjected to such an examination in the vast majority of cases. It can be seen that are primarily call in the T kI kI α and for identification of the individual loudness model, its individual parameterization.
Gemäss Fig. 4 werden dem Individuum I, wie dargestellt z.B.
über Kopfhörer, elektrisch oder mittels eines elektrisch-akustischen
Wandlers, in den Frequenzbändern CBNk liegende
schmalbandige normakustische Normsignale Aok zugeführt. Beispielsweise
über eine Eingabeeinheit 5 gemäss Fig. 1 bewertet
und quantifiziert das Individuum I die wahrgenommene Lautheit,
LS(Aok).4, individual I, as shown, for example via headphones, electrically or by means of an electrical-acoustic transducer, is supplied with narrow-band norm-acoustic norm signals A ok lying in the frequency bands CB Nk . For example, via an
Entsprechend der Kanal- bzw. Bandzugehörigkeit des Signals
Aok wird über eine Selektionseinheit 7 aus einer Normspeichereinheit
9 die zugehörige Normbandbreite CBkN und der Parameter
αN ausgangsseitig bereitgestellt. Das dem Schalldruckpegel
des Signals Aok entsprechende elektrische Signal
Se(Aok) wird gemeinsam mit der zugehörigen Bandbreite CBkN
einer Recheneinheit 11 zugeführt, welche, nach dem bevorzugten
mathematischen Lautheitsmodell nach (1), einen Lautheitswert
L'(Aok) berechnet, und zwar aus Se, CBkN, αN und dem,
wie vorgängig erwähnt, vorausbestimmten, in einer Speichereinheit
13 abgespeicherten Hörschwellenwert TkI.Corresponding to the channel or band membership of the signal A ok , the associated standard bandwidth CB kN and the parameter α N are provided on the output side via a
Anhand von Fig. 5 soll dargestellt werden, welche Lautheit L'
die Recheneinheit 11 aufgrund dieser vorgegebenen Parameter
berechnet. Aufgrund des Einsetzens der Hörschwelle TkI des
Individuums und des Parameters αN der Norm wird an der Recheneinheit
11 beim gegebenen Schallpegel, entsprechend Se
des Signals Aok, ein Lautheitswert L' ermittelt, wie er einer
Skalierungsfunktion N' entspricht, welche durch die Regressionsgerade
mit αN und dem Hörschwellenwert TkI in erster Näherung
definiert ist.5, it is to be shown which loudness L 'the
Gemäss Fig. 4 wird weiter ausgangsseitig der Recheneinheit 11
dieser Lautheitswert L' an einer Vergleichseinheit 15 mit dem
Lautheitswert LI von der Eingabeeinheit 5 verglichen. Die
ausgangsseitig der Vergleichseinheit 15 erscheinende Differenz
Δ(L', LI) wirkt auf eine Inkrementierungseinheit 17. Der
Ausgang der Inkrementierungseinheit 17 wird an einer Ueberlagerungseinheit
19 dem der Recheneinheit 11 von der Speichereinheit
9 zugeführten αN-Parameter vorzeichenrichtig überlagert.
Die Inkrementierungseinheit 17 inkrementiert somit
das Signal entsprechend αN so lange entsprechend der Inkrementzahl
n um Inkremente Δα, bis die ausgangsseitig der
Vergleichseinheit 15 erscheinende Differenz ein vorgebbares
Mindestmass erreicht oder unterschreitet.4, on the output side of the
Mit Blick auf Fig. 5 heisst dies, dass αN am Verlauf N' so
lange verändert wird, bis der an der Einheit 11 berechnete
Lautheitswert L' im geforderten Masse mit dem Lautheitswert
LI übereinstimmt. Damit hat die Recheneinheit 11, ausgehend
vom Verlauf N', die Regressionsgerade der Individuum-Skalierungskurve
I gefunden.5, this means that α N on the curve N 'is changed until the loudness value L' calculated on the
Das Ausgangssignal der Vergleichseinheit 15 in Fig. 4 wird an
einer Komparatoreinheit 21 mit einem einstellbaren Signal Δr
entsprechend einem vorgebbaren, maximalen Fehler - als Abbruchkriterium
- verglichen. Wenn das ausgangsseitig der Vergleichseinheit
15 erscheinende Differenzsignal Δ(L',LI) den
Wert Δr erreicht, wird, wie schematisch dargestellt, durch
Oeffnen des Schalters Q1 sowie Schliessen des Schalters Q2
einerseits die Inkrementierung von α abgebrochen, anderseits
der dann erreichte α-Wert entsprechend
Damit ist mit geforderter Genauigkeit entsprechend Δr im betrachteten kritischen Frequenzband k der Parameter αkI des Indivuums gefunden.The parameter α kI of the individual is thus found with the required accuracy corresponding to Δr in the critical frequency band k considered.
Durch Festlegen des Abbruchkriteriums Δr so, dass die αkI-Identifikation praxisgerechten Genauigkeitsanforderungen genügt, wird das Verfahren optimal kurz bzw. nur so lang wie nötig.By defining the termination criterion Δr so that the α kI identification meets practical accuracy requirements, the process is optimally short or only as long as necessary.
In Fig. 6a ist, in Analogie zu Fig. 5, nochmals die Skalierungsfunktion N der Norm und I eines schwerhörigen Individuums dargestellt. Bei einem gegebenen Schalldruckpegel Skx muss demnach eine Verstärkung Gx am Hörgerät vorgesehen sein, damit das Individuum mit dem Hörgerät die Lautheit Lx wie die Norm N wahrnimmt. In Fig. 6a sind, in Abhängigkeit verschiedener, beispielsweise eingetragener Schalldruckpegel Skx, mehrere am Hörgerät vorzusehende Verstärkungswerte Gx eingetragen.In Fig. 6a, analogous to Fig. 5, the scaling function N of the norm and I of a hearing impaired individual is shown again. At a given sound pressure level S kx , an amplification G x must therefore be provided on the hearing device so that the individual perceives the loudness L x with the hearing device as the norm N. 6a, depending on various, for example, entered sound pressure levels S kx , a plurality of amplification values G x to be provided on the hearing aid are entered.
In Fig. 6b ist der aus den Betrachtungen von Fig. 6a resultierende Verstärkungsverlauf in Abhängigkeit von Sk dargestellt, wie er an einem dem kritischen Frequenzband k entsprechenden Uebertragungskanal am Hörgerät, wie dies in Fig. 6c dargestellt ist, zu realisieren ist. Aus den wie anhand von Fig. 4 und 5 erläutert ermittelten Parametern TkI und αkI bzw. den Unterschieden TkN -TkI bzw. nΔα wird der in Fig. 6b heuristisch und schematisch dargestellte nichtlineare Verstärkungsverlauf Gk(Sk) ermittelt.FIG. 6b shows the gain curve resulting from the considerations of FIG. 6a as a function of S k , as can be realized on a transmission channel on the hearing aid corresponding to the critical frequency band k, as shown in FIG. 6c. The non-linear gain curve G k (S k ) shown in FIG. 6b is determined heuristically and schematically from the parameters T kI and α kI and the differences T kN -T kI and nΔα as determined with reference to FIGS. 4 and 5.
Das geschilderte Vorgehen wird optimalerweise in jedem kritischen Frequenzband k wiederholt. Dabei muss pro kritisches Frequenzband und bei Approximation mit einer Regressionsgeraden nur ein normakustisches Signal dem Individuum präsentiert werden; weitere können gegebenenfalls zur Ueberprüfung der gefundenen Regressionsgeraden eingesetzt werden.The described procedure is optimally used in every critical one Frequency band k repeated. It has to be critical Frequency band and approximation with a regression line only presented a norm-acoustic signal to the individual become; more can be checked if necessary of the regression lines found are used.
Aus den Betrachtungen, insbesondere zu den Fig. 4 bis 6, ist nun aber ohne weiteres ersichtlich, dass das vorgeschlagene Verfahren sich durch einfache Erweiterung auf beliebig genaue Näherung erweitern lässt. Eine Erhöhung der mit einem Hörgerät erreichten Genauigkeit, mit der ein Individuum dieselbe Lautheitswahrnehmung hat wie die Norm, lässt sich mit Blick auf Fig. 5 dadurch erreichen, dass grundsätzlich die Skalierungskurven durch mehrere Regressionsgeraden im Sinne eines Regressionspolygons stückweise approximiert werden.From the considerations, in particular to FIGS. 4 to 6, is but now it is readily apparent that the proposed Procedure by simple extension to any exact Approximation. An increase in hearing aid achieved accuracy with which an individual does the same Loudness perception is like the norm, can be seen on Fig. 5 in that basically the scaling curves through several regression lines in the sense of one Regression polygons are approximated piece by piece.
Das anhand der Fig. 4 bis 6 beschriebene Vorgehen beruht im wesentlichen darauf, die jeweilige individuelle oder Normskalierungskurve N bzw. I als erste Näherung nur durch ein Paar Regressionsgeraden, nämlich für tiefe Schalldruckpegel und für hohe Schalldruckpegel, zu approximieren.The procedure described with reference to FIGS. 4 to 6 is based on essential to the respective individual or standard scaling curve N or I as a first approximation only by a pair Regression lines, namely for low sound pressure levels and for high sound pressure levels, approximate.
Dies entspricht auch der Näherung, womit das Simulationsmodell nach (1) die jeweiligen Skalierungskurven in den kritischen Frequenzbändern berücksichtigt.This also corresponds to the approximation with which the simulation model according to (1) the respective scaling curves in the critical Frequency bands considered.
Das bevorzugterweise verwendete Modell nach (1) wird dadurch beliebig genauer (1*), dass anstelle der pegelunabhängigen Parameter αk schalldruckpegelabhängige αk(Sk) eingesetzt werden. In (1) wird dabei αk durch αk(Sk) ersetzt.The model according to (1) which is preferably used becomes arbitrarily more precise (1 *) by using α k (S k ) instead of the level-independent parameters α k . In (1), α k is replaced by α k (S k ).
Dieses ausgehend von den Darlegungen zu den Fig. 4 bis 6 erweiterte Vorgehen soll anhand der Fig. 7 und 8 erläutert werden.This expanded on the basis of the explanations for FIGS. 4 to 6 Procedure will be explained with reference to FIGS. 7 and 8.
In Fig. 7 sind die analog zu den Funktionsblöcken von Fig. 4 wirkenden Funktionsblöcke mit den gleichen Positionsziffern versehen.7 are analogous to the functional blocks of FIG. 4 Function blocks with the same item numbers Mistake.
In Fig. 8 ist in Analogie zu Fig. 5 die Skalierungskurve N der Norm und eines Individuums I dargestellt. Im Unterschied zur Näherung nach Fig. 5 wird die Skalierungskurve N durch schalldruckpegelabhängige Steilheitsparameter αN(Sk) approximiert, d.h. durch einen Polygonzug an Stützwerten Skx der Kurve N. Diese schalldruckpegelabhängigen Parameter αN(Sk) werden als bekannt vorausgesetzt, indem sie bei den vorgegebenen Stützwerten Skx aus den bekannten Skalierungskurven N der Norm ohne weiteres ermittelbar sind.8 shows the scaling curve N of the norm and of an individual I in analogy to FIG. 5. In contrast to the approximation of FIG. 5, the scaling curve N is sound pressure level-dependent slope parameter α N (S k) is approximated, ie by a polygon of support values S k of the curve N. This sound pressure level dependent parameter α N (S k) are assumed to be known by they can be easily determined from the known scaling curves N of the standard at the given support values S kx .
In Analogie zu den Betrachtungen von Fig. 5 wird, durch die Anordnung nach Fig. 7 vorerst unter Berücksichtigung der individuellen Hörschwelle TkI, weiterhin als bekannt vorausgesetzt, die um den individuellen Hörschwellenwert TkI versetzte Kurve N' gebildet, an welcher weiterhin die schalldruckpegelabhängigen Normparameter αN(Sk) gelten. Letztere werden so lange verändert, bis die Kurve N' sich mit geforderter Genauigkeit an die Skalierungskurve I des Individuums anschmiegt. Es sind so viele Pegelwerte Skx am Individuum mindestens zu bewerten, wie die erwünschte Anzahl zur Approximation eingesetzter Approximationstangenten angibt.In analogy to the considerations of FIG. 5, the arrangement according to FIG. 7, taking into account the individual hearing threshold T kI for the time being, assumes that the curve N 'offset by the individual hearing threshold value T kI , on which the sound pressure level-dependent values continue to be formed Standard parameters α N (S k ) apply. The latter are changed until the curve N 'conforms to the scaling curve I of the individual with the required accuracy. At least as many level values S kx are to be evaluated on the individual as the desired number of approximation tangents used for the approximation indicates.
Aus den jeweiligen notwendigen Aenderungen der nun schalldruckpegelabhängigen Parameter αN(Sk) wird, mit Blick auf Fig. 6b, der genauere Verlauf der am Hörgerät kanalspezifisch einzustellenden schalldruckpegelabhängigen Verstärkungen ermittelt.From the respective necessary changes in the parameters α N (S k ), which are now dependent on the sound pressure level, the more precise course of the sound pressure level-dependent amplifications to be set on the hearing device on a channel-specific basis is determined with reference to FIG. 6b.
Hierzu ist gemäss Fig. 7 in der Speichereinheit 9, nebst den
Bandbreiten der kritischen Frequenzbänder CBkN, ein Satz
schalldruckpegelabhängiger Steigungsparameter αN(Sk) abgespeichert.
Es werden dem Individuum I wiederum normakustische,
schmalbandige, in den jeweiligen kritischen Bändern
liegende Signale präsentiert, aber, im Unterschied zum Vorgehen
gemäss Fig. 4, pro kritisches Frequenzband auf verschiedenen
Schalldruckpegeln Skx.7, in addition to the bandwidths of the critical frequency bands CB kN , a set of sound pressure level-dependent slope parameters α N (S k ) is stored in the
Die individuellen Lautheitsbewertungen für diese normakustischen
Signale unterschiedlicher Schalldruckpegel werden vorzugsweise
in einer Zwischenspeichereinheit 6 abgelegt. Durch
diese abgelegten Lautheits-Wahrnehmungswerte ist, mit Blick
auf Fig. 8, die Skalierungskurve I des Individuums durch
Stützwerte festgehalten.The individual loudness ratings for these norm acoustic
Signals of different sound pressure levels are preferred
stored in a
Von der Speichereinheit 9 werden die dem betrachteten kritischen
Frequenzband zugeordnete Bandbreite CBkN sowie der Satz
schalldruckpegelabhängiger α-Parameter der Recheneinheit 11
zugeführt, nebst der vorgängig ermittelten, individuellen,
bandspezifischen Hörschwelle TkI. The
Wie bereits anhand von Fig. 4 erläutert wurde und hier nur
noch vereinfacht dargestellt, bestimmt die Frequenz des normakustischen
Signals das betrachtete kritische Frequenzband k,
und entsprechend werden die hierfür relevanten Werte aus der
Speichereinheit 9 abgerufen. Bevorzugterweise wird weiter die
Folge F sich folgender Schalldruckpegelwerte Skx in einer
Speichereinrichtung 10 abgespeichert. Sobald die individuellen
Lautheits-Wahrnehmungswerte aufgenommen und in Speichereinheit
6 abgelegt sind, wird auch die Folge der abgespeicherten
Schalldruckpegelwerte Skx von Speichereinheit 10 der
Recheneinheit 11 zugespiesen, womit letztere, gemäss Fig. 8,
die Skalierungskurve N' berechnet, aus dem Hörschwellenwert
TkI, der Bandbreite CBkN sowie den schalldruckpegelabhängigen
Steilheitswerten αN(Skx), und mithin ermittelt, welche Lautheitswerte
nach der Kurve N' von Fig. 8 bei den eingesetzten
Schalldruckpegeln Skx zu erwarten wären.As already explained with reference to FIG. 4 and shown here only in a simplified manner, the frequency of the norm acoustic signal determines the critical frequency band k under consideration, and the values relevant for this are retrieved from the
An der Vergleichseinheit 15 werden nun, mit Blick auf Fig. 8,
alle schalldruckpegelabhängigen Differenzwerte Δ ermittelt,
und durch gegebenenfalls unterschiedliche inkrementelle Verstellung
der schalldruckpegelabhängigen Normparameter αN(Skx)
durch die Inkrementierungseinheit 17 und an der Ueberlagerungseinheit
19, wie dies durch Δ'α dargestellt ist, werden
die schalldruckpegelabhängigen Koeffizienten so lange verändert
und damit der Verlauf der errechneten Kurve N', bis eine
genügende Annäherung der Kurve N' an die Kurve I erzielt ist.8, all sound pressure level-dependent difference values Δ are now determined on the
Hierzu wird wiederum die ausgangsseitig der Vergleichseinheit
15 erscheinende Differenz, hier im Sinne eines schalldruckpegelabhängigen
Differenzverlaufes zwischen den Kurven S und
veränderter Kurve N' gemäss Fig. 8, bezüglich Unterschreiten
eines vorgegebenen Maximalbereiches - als Abbruchkriterium -
beurteilt, und sobald die genannten Abweichungen einen SOLL-Wertverlauf
unterschreiten, wird, analog zu Fig. 4, einerseits
der Optimierungs- bzw. Inkrementierungsvorgang abgebrochen,
anderseits werden die an der Recheneinheit 11 anstehenden
schalldruckpegelabhängigen α-Parameter ausgegeben, welche
den Tangentensteigungswerten an der individuellen Skalierungskurve
I entsprechen, also αkI(Skx) oder die Δ'αkI(Skx).To this end, the difference appearing on the output side of the
Aus diesen schalldruckpegelabhängigen Werten wird, in Analogie zu Fig. 6b und 6c, die dem spezifischen kritischen Frequenzband zugeordnete nichtlineare Verstärkungsfunktion am Hörgerät ermittelt und daran eingestellt.By analogy, these values are dependent on the sound pressure level to Fig. 6b and 6c, the specific critical frequency band assigned nonlinear gain function on Hearing aid determined and adjusted.
Damit wurde gezeigt, wie mit beliebiger Genauigkeit die notwendige schalldruckpegelabhängige, nichtlineare Verstärkung der Hörgerät-Uebertragung in einem Kanal, der dem jeweils betrachteten kritischen Frequenzband entspricht, ermittelt und zur Einstellung dieses Kanals eingesetzt wird.It was shown how with any accuracy the necessary Sound pressure level dependent, nonlinear amplification the hearing aid transmission in a channel corresponding to the particular one under consideration critical frequency band corresponds, determined and is used to set this channel.
Dabei wurde in erster Näherung davon ausgegangen, dass für die individuelle Wahrnehmung eines schmalbandigen Signals die Breite des jeweiligen kritischen Frequenzbandes irrelevant ist, was aber, wie sich aus (1) ergibt, nur genähert stimmt.It was assumed in a first approximation that for the individual perception of a narrowband signal Irrelevant width of the respective critical frequency band is, which, as can be seen from (1), is only approximate.
Relevant wird aber die Breite der kritischen Bänder CBk für die Lautheits-Wahrnehmung des Individuums dann, wenn die präsentierten normakustischen Signale Spektren aufweisen, die in zwei oder mehr kritischen Frequenzbändern liegen, weil dann Lautheitssummation nach (1) bzw. (1*) eintritt.However, the width of the critical bands CB k becomes relevant for the loudness perception of the individual if the presented normacoustic signals have spectra that lie in two or more critical frequency bands, because loudness summation according to (1) or (1 *) then occurs ,
Bisher wurde gefunden, dass Abweichungen der bandspezifischen Parameter α und T eines Individuums von der Norm durch Stellen der nichtlinear pegelabhängigen Verstärkung an den kritischen Frequenzbändern zugeordneten Kanälen eines Hörgerätes kompensiert werden können. Wie erwähnt wurde, weicht die Breite der kritischen Frequenzbänder individuell, insbesondere bei Schwerhörigen, von derjenigen der Norm ab, die kritischen Frequenzbänder Schwerhöriger sind üblicherweise breiter als die entsprechenden der Norm.So far it has been found that deviations from the band-specific Parameters α and T of an individual from the norm by digits the nonlinear level-dependent gain at the critical Channels of a hearing aid assigned to frequency bands can be compensated. As has been mentioned, the Width of the critical frequency bands individually, in particular in the case of hearing impaired people, the critical ones Frequency bands of the hearing impaired are usually wider than the corresponding to the norm.
Eine einfache Messmethode für die Lage bzw. die Grenzen der kritischen Frequenzbänder wird von P. Bonding et al., "Estimation of the Critical Bandwidth from Loudness Summation Data", Scandinavian Audiolog, Vol. 7, Nr. 2, 1978, beschrieben. Hierzu wird die Bandbreite präsentierter normakustischer Testsignale stetig vergrössert, und ein Individuum skaliert, wie beschrieben wurde, die wahrgenommene Lautheit. Der mittlere Schalldruckpegel wird dabei konstant gehalten. Dort, wo das Individuum eine spürbare Zunahme der Lautheit wahrnimmt, liegt die Grenze zwischen zwei kritischen Frequenzbändern, weil dann Lautheitssummation eintritt.A simple measurement method for the location or the limits of the critical frequency bands is described by P. Bonding et al., "Estimation of the Critical Bandwidth from Loudness Summation Data ", Scandinavian Audiolog, Vol. 7, No. 2, 1978. For this purpose, the range of norm acoustic presented Test signals steadily enlarged, and an individual scales, as described, the perceived loudness. The middle one The sound pressure level is kept constant. There where the individual perceives a noticeable increase in loudness, is the boundary between two critical frequency bands, because then loudness summation occurs.
Wesentlich ist mithin die Ermittlung der Breite der kritischen Frequenzbänder CBk I für individuelle Lautheits-Wahrnehmungskorrektur auf breitbandige akustische Signale hin, d.h. wenn Lautheitssummation auftritt. Aus dem Bekanntsein der von der Norm abweichenden Frequenzbandgrenzen wird, nun frequenzabhängig, die nichtlineare Verstärkung G von Fig. 6b in den jeweiligen, den kritischen Bändern zugeordneten Hörgerätkanälen verändert, insbesondere in Frequenzbereichen, die am Individuum nicht dem gleichen kritischen Band wie bei der Norm zuzuordnen sind.It is therefore essential to determine the width of the critical frequency bands CB k I for individual loudness perception correction based on broadband acoustic signals, ie when loudness summation occurs. From the knowledge of the frequency band limits deviating from the norm, the nonlinear amplification G of FIG. 6b in the respective hearing aid channels assigned to the critical bands is changed, depending on the frequency, in particular in frequency ranges which do not belong to the same critical band on the individual as in the norm are.
Dies soll, vereinfacht und heuristisch, anhand der Fig. 9a und 9b erläutert werden.Simplified and heuristically, this should be based on FIG. 9a and 9b are explained.
In Fig. 9a sind, über der Frequenzachse f, für die Norm N beispielsweise kritische Frequenzbänder CBk und CBk+1 eingezeichnet. Darunter sind in gleicher Darstellung für ein Individuum I die teilweise verbreiterten, entsprechenden Bänder eingetragen.In FIG. 9a, frequency bands CB k and CB k + 1 , for example critical frequencies for the standard N, are drawn in over the frequency axis f. Below, in the same representation, the partially broadened, corresponding bands are entered for an individual I.
Die bis anhin gefundenen, nichtlinearen Verstärkungen wurden kanalspezifisch bzw. bandspezifisch mit Bezug auf die kritischen Bandbreiten der Norm ermittelt. Bei Berücksichtigung der kritischen Bandbreiten des Individuums ist aus Fig. 9a ersichtlich, dass beispielsweise der schraffierte Bereich Δf beim Individuum in das verbreiterte kritische Band k fällt, während er bei der Norm in das Band k+1 fällt. Dies heisst aber, dass, mit dem bisherigen Bezug auf die kritischen Bandbreiten der Norm, Signale z.B. im schraffierten Frequenzbereich Δf am Individuum verstärkungskorrigiert werden müssen.The nonlinear reinforcements found so far have been channel-specific or band-specific with reference to the critical ones Bandwidths of the standard determined. With consideration the critical bandwidths of the individual is from Fig. 9a it can be seen that, for example, the hatched area Δf in the individual falls within the broadened critical band k, while in the norm it falls in the band k + 1. This means but that, with the previous reference to the critical bandwidths the standard, signals e.g. in the hatched frequency range Δf in the individual must be corrected for gain.
Wenn somit, gemäss Fig. 9b, Signale, welche an einem Hörgerätekanal übertragen werden, der dem kritischen Frequenzband k der Norm entspricht, mit der vorgängig anhand von Fig. 6b erläuterten, nichtlinearen pegelabhängigen Verstärkungsfunktion Gk(Sk) verstärkt werden, so müssen Signale im Ueberlagerungsbereich Δf, d.h. frequenzabhängig, zusätzlich angehoben oder gegebenenfalls abgesenkt werden.If, according to FIG. 9b, signals that are transmitted on a hearing aid channel that corresponds to the critical frequency band k of the standard are amplified with the nonlinear level-dependent gain function G k (S k ) previously explained with reference to FIG. 6b, then Signals in the superimposition range Δf, that is to say frequency-dependent, are additionally raised or possibly reduced.
Aus Kenntnis der wie gezeigt ermittelten kanalspezifischen, nichtlinear pegelabhängigen Verstärkungen Gk(Sk) in den jeweiligen kritischen Frequenzbändern und der Kenntnis der Abweichungen der kritischen Frequenzbänder CBkI des Individuums von denjenigen CBkN der Norm ist es möglich, diese Abweichungen frequenzabhängig durch die Verstärkungen Gk(Sk,f) an den Hörgerätekanälen zu kompensieren.Knowing the channel-specific, non-linear level-dependent gains G k (S k ) in the respective critical frequency bands determined as shown and knowledge of the deviations of the critical frequency bands CB kI of the individual from those CB kN of the standard, it is possible to make these deviations frequency-dependent through the gains G k (S k , f) to compensate for the hearing aid channels.
Selbstverständlich ist es ohne weiteres möglich, alle das Modell nach (1) definierenden Parameter α, T und CB für die Norm und für ein Individuum experimentell zu bestimmen und direkt aus Abweichungen dieser Koeffizienten auf Korrekturstelleingriffe am Hörgerät zu schliessen. Allerdings bedingt ein solches Vorgehen die kanalspezifische Ausmessung des Individuums, was, wie erwähnt wurde, kaum für klinische Anwendungen in Frage kommt.Of course it is easily possible to do all of that Model according to (1) defining parameters α, T and CB for the Norm and to determine experimentally for an individual and directly from deviations of these coefficients on correction point interventions to close the hearing aid. However, conditionally such a procedure the channel-specific measurement of the individual, which, as has been mentioned, is hardly for clinical applications it is a possibility.
Ausgehend vom Vorgehen gemäss den Fig. 4 bzw. 7, ist in Fig. 10 eine Weiterentwicklung als Funktionsblock-Signalflussdiagramm dargestellt, bei welchem die Parameter αk und CBk mit einem einzigen Verfahren bestimmt werden können. Es wird nicht mehr nur jeweils ein kritisches Band nach dem anderen gemäss den Fig. 4 bzw. 7 untersucht, sondern auch, mit breitbandigen akustischen Signalen, die Lautheitssummation erfasst und damit die Breite der individuellen kritischen Bänder als Variable durch Optimierung mitbestimmt.Starting from the procedure according to FIGS. 4 and 7, FIG. 10 shows a further development as a function block signal flow diagram in which the parameters α k and CB k can be determined using a single method. Not only is one critical band after the other examined in accordance with FIGS. 4 and 7, but also, with broadband acoustic signals, the loudness summation is recorded and the width of the individual critical bands is thus also determined as a variable by optimization.
In einer Speichereinheit 41 sind die Simulationsmodellparameter
der Norm, nämlich αN, CBkN, abgespeichert sowie in bevorzugter
Ausführungsform nicht die Hörschwellen TkN der
Norm, sondern die vorab durch Audiometrie ermittelten, aus
einer Speichereinheit 43 übernommenen Hörschwellen TkI des zu
untersuchenden Individuums.The simulation model parameters of the standard, namely α N , CB kN , are stored in a
Einem Individuum werden von einem hier nicht mehr dargestellten
Generator breitbandige, kritische Bänder übergreifende
Signale AΔk akustisch präsentiert. Die ihnen entsprechenden
elektrischen Signale in Fig. 10, ebenfalls mit AΔk bezeichnet,
werden einer frequenzselektiven Leistungsmesseinheit 45
zugeführt. An der Einheit 45 werden entsprechend den kritischen
Frequenzbändern der Norm, frequenzselektiv, die kanalspezifischen
mittleren Leistungen ermittelt und ausgangsseitig
ein Satz derartiger Leistungswerte SΔk ausgegeben. Kanalspezifisch
und spezifisch zum jeweils präsentierten Signal
AΔk (A-Nr.) werden diese Signale in einer Speichereinheit 47
abgelegt. Bei Präsentation jeweils eines der Signale AΔk werden
alle in der Speichereinheit 41 abgespeicherten Koeffizienten
vorerst unverändert, über eine noch zu beschreibende
Einheit 49 an der Recheneinheit 51, einem Rechenmodul 53 zugeführt,
ebenso die dem vorherrschenden Signal AΔk entsprechenden
Leistungssignale SΔk. Das Rechenmodul 53 berechnet
aus den Normparametern αN, CBkN sowie den Individuums-Hörschwellenwerten
TkI, unter Berücksichtigung der Lautheitssummation,
die Lautheit L' nach (1), welche sich für die Norm
ergäbe, wenn letztere Hörschwellen (TkI) aufwiese wie das
Individuum.An individual is acoustically presented with signals A Δk by a generator that is no longer shown here. The electrical signals corresponding to them in FIG. 10, also designated A Δk , are fed to a frequency-selective
Für jedes präsentierte Signal AΔk wird, dem Signal zugeordnet,
der berechnete Wert L'N in einer Speichereinheit 55 ausgangsseitig
des Rechenmoduls 53 abgelegt. Jedes präsentierte
akustische breitbandige (Δk) Signal AΔk wird, wie anhand der
Fig. 4 bzw. 7 beschrieben wurde, bezüglich Lautheits-Wahrnehmung
vom Individuum bewertet bzw. kategorisiert, das Bewertungssignal
LI, wiederum den jeweiligen präsentierten akustischen
Signalen AΔk zugeordnet, in einer Speichereinheit 57
abgelegt. Sowohl bei der Ermittlung von L'N wie auch bei der
Ermittlung von LI ist die Lautheitssummation rechnerisch bzw.
durch das Individuum aufgrund der Breitbandigkeit Δk der präsentierten
Signale AΔk berücksichtigt.For each signal A Δk presented , assigned to the signal, the calculated value L ' N is stored in a
Nach Präsentation einer gegebenen Anzahl von Signalen AΔk ist
in der Speichereinheit 55 die entsprechende Anzahl Werte L'N
abgespeichert, ebenso in der Speichereinheit 57 die entsprechende
Anzahl LI-Werte.After the presentation of a given number of signals A Δk , the corresponding number of values L ' N is stored in the
Nun wird die Präsentation akustischer Signale vorerst abgebrochen,
das Individuum nicht mehr länger belastet. Alle sich
zugeordneten L'N- und LI-Werte, die, je über den Nummern der
vormals präsentierten akustischen Signale AΔk abgetragen, je
einen Verlauf bilden, werden einer Vergleichseinheit 59 an
der Recheneinrichtung 51 zugeführt, welche den Differenzverlauf
Δ(L'N, LI) ermittelt. Dieser Differenzverlauf wird der
Parameter-Modifikationseinheit 49 zugeführt, prinzipiell ähnlich
dem Regeldifferenzsignal in einem Folgeregelkreis.Now the presentation of acoustic signals is stopped, the individual is no longer burdened. All assigned L ' N and L I values, which, depending on the numbers of the previously presented acoustic signals A Δk , each form a course, are fed to a
Die Parameter-Modifikationseinheit 49 variiert für alle kritischen
Frequenzbänder die Startwerte αN, CBkN, nicht jedoch
die TkI-Werte, unter gleichzeitiger jeweiliger Neuberechnung
des aktualisierten L'N-Wertes so lange, bis das Differenzverlaufsignal
Δ(L'N, LI) innerhalb eines vorgebbaren Minimalverlaufes
verläuft, was an der Einheit 61 überprüft wird.The
Falls das Abbruchkriterium ΔR noch nicht erreicht wird, müssen weitere akustische Signale AΔk verarbeitet werden.If the termination criterion ΔR is not yet reached, further acoustic signals A Δk must be processed.
Mithin werden am Simulationsmodell nach (1) mit den individuellen
Hörschwellen TkI die als Startwerte eingegebenen
Normparameter αN und CBkN, unter Berücksichtigung der jeweils
aus Speicher 47 abgerufenen, den kanalspezifischen Schalldruckwerten
entsprechenden Signalen SΔk nach vorgegebenen
Suchalgorithmen, so lange variiert, bis eine maximal noch zulässige
Abweichung zwischen dem L'N- und dem LI-Verlauf erreicht
ist.Thus, on the simulation model according to (1) with the individual hearing thresholds T kI, the standard parameters α N and CB kN entered as start values, taking into account the signals S Δk corresponding to the channel-specific sound pressure values retrieved from
Wird an einer Komparatoreinheit 61 das Erreichen eines vorgegebenen
Maximalabweichungskriteriums ΔR durch die ausgangsseitig
der Einheit 59 auftretende Differenz Δ(L'N, LI) registriert,
so wird der Suchprozess abgebrochen; die ausgangsseitig
der Modifikationseinheit 49 anliegenden α- und CB-Werte
entsprechen denjenigen, welche, in (1) eingesetzt, für die
präsentierten akustischen Signale AΔk optimal mit den individuell
wahrgenommenen Werten LI übereinstimmende Lautheitswerte
ergeben: Durch Variierung der Normparameter wurden wiederum
die individuellen ermittelt. If the achievement of a predetermined maximum deviation criterion ΔR by the difference Δ (L ' N , L I ) occurring on the output side of the
Aus den ausgangsseitig der Modifikationseinheit 49 bei Suchabbruch
anstehenden Parameterwerten und ihrer Differenz zu
den Startwerten αN und CBkN werden Stellgrössen ermittelt, um
an den den kritischen Frequenzbändern entsprechenden frequenzselektiven
Kanälen des Hörgerätes die Verstärkungsfunktionen
einzustellen.Control variables are determined from the parameter values present on the output side of the
Wie ersichtlich wurde, handelt es sich beim beschriebenen Vorgehen eigentlich um das Aufsuchen einer Minimalstelle einer mehrvariablen Funktion. In den meisten Fällen werden dabei mehrere Sätze geänderter Parameter zum Erfüllen des mit ΔR angegebenen Minimumkriteriums führen. Das beschriebene Verfahren kann mithin zum Erhalt mehrerer derartiger Lösungsparametersätze führen, wobei zum dann physikalischen Stellen des Hörgerätes diejenigen Sätze eingesetzt werden, welche sich physikalisch sinnvoll und zum Beispiel am einfachsten realisieren lassen.As can be seen, it is the described The procedure is actually to find a minimum position of one multi-variable function. In most cases you will be there several sets of changed parameters to meet the with ΔR specified minimum criterion. The described The method can therefore be used to obtain several such solution parameter sets lead, then to physical places of the hearing aid, those sentences are used which make sense physically and for example the easiest let it be realized.
Lösungsparametersätze, die von vorneherein ausgeschlossen
werden können, die beispielsweise zu nur äusserst schwer oder
nicht realisierbaren Verstärkungsverläufen an den jeweiligen
Kanälen des Hörgerätes führen würden, können durch entsprechende
Vorgaben an der Modifikationseinheit 49 von vorneherein
ausgeschlossen werden.Solution parameter sets excluded from the outset
can be, for example, only extremely difficult or
unrealizable gain curves on the respective
Channels of the hearing aid could lead through appropriate
Specifications on the
Eine Verkürzung des Suchprozesses kann im weiteren, z.B. für
schwerhörige Individuen, dadurch erreicht werden, dass anstelle
der Normparameter αN bzw. CBkN die aus den individuellen
Hörschwellen TkI für Schwerhörige geschätzten αkI- bzw.
CBkI-Werte als Suchstartwerte in der Speichereinheit 41 abgelegt
werden, insbesondere dann, wenn von vorneherein Schwerhörigkeit
des Individuums feststeht.A shortening of the search process can also be achieved, for example for hearing-impaired individuals, by replacing the standard parameters α N or CB kN with the α kI or CB kI values estimated from the individual hearing thresholds T kI for hearing impaired people as search starting values in the
Selbstverständlich kann die Recheneinheit 51 auch die erwähnten
Speichereinrichtungen Hardware-mässig integriert umfassen;
ihre in Fig. 10 gestrichelt dargestellte Abgrenzung ist
beispielsweise zu verstehen, umfassend insbesondere das Rechenmodul
53 und die Koeffizientenmodifikationseinheit 49.Of course, the
Die bis anhin beschriebenen Vorgehen nach den Fig. 4, 7 bzw. 10 eignen sich vornehmlich für die Einstellung eines Hörgerätes ex situ. Wohl können die ermittelten Stellgrössen direkt elektronisch auf ein Hörgerät in situ übertragen werden, wobei aber der tatsächliche Vorteil einer in situ-Anpassung, nämlich die Berücksichtigung der grundsätzlichen Gehörbeeinflussung durch ein Hörgerät, nicht berücksichtigt wird: Zuerst werden ohne Hörgerät alle Stellgrössen ermittelt, und dann wird, ohne weitere akustische Signalpräsentation, dessen Einstellung vorgenommen.The previously described procedure according to FIGS. 4, 7 and 10 are primarily suitable for the setting of a hearing aid ex situ. The determined manipulated variables may well be direct electronically transmitted to a hearing aid in situ, whereby but the real benefit of in situ adjustment, namely the consideration of the fundamental hearing impairment through a hearing aid, is not considered: First all manipulated variables are determined without a hearing aid, and then, without further acoustic signal presentation, its Setting made.
Wenn man allerdings die grundsätzlichen Betrachtungen im Zusammenhang
mit den Fig. 4, 7 und 10 überdenkt, so ist ersichtlich,
dass die im Zusammenhang insbesondere mit der ex
situ-Einstellung eines Hörgerätes gemachten Ueberlegungen
sich ohne weiteres auf die "on-line"-Einstellung eines Hörgerätes
in situ übertragen lassen. Anstelle dass, wie bisher
beschrieben, ein vorgegebenes Lautheitsmodell entsprechend
dem Simulationsmodell mit vorgegebenen Parametern an dasjenige
eines Individuums oder gegebenenfalls umgekehrt angepasst
wird und schliesslich daraus Stellgrössen für das Hörgerät
ermittelt werden, ist es ohne weiteres möglich, das Hörgerät
in situ so lange zu verstellen, bis die vom Individuum wahrgenommene
Lautheit mit der Norm übereinstimmt.However, if you consider the basic considerations in
Dabei ist es durchaus möglich, die Bewertung der Lautheitswahrnehmung durch das Individuum dazu einzusetzen zu ermitteln, ob eine vorgenommene inkrementelle Parameteränderung am Hörgerät, in Analogie zu Fig. 4 bzw. 7, eine Veränderung der Lautheitswahrnehmung gegen die Lautheit der Norm hin oder von ihr weg ergibt. Allerdings sollte vermieden werden, dass ein Individuum durch die Hörgerätanpassung in unzumutbarer Weise zeitlich und konzentrationsmässig zu stark belastet wird.It is quite possible to evaluate the loudness perception by using the individual to determine whether an incremental parameter change made on Hearing aid, in analogy to Fig. 4 and 7, a change in Loudness perception against the loudness of the norm or from surrenders her way. However, that should be avoided Individual through the hearing aid fitting in an unreasonable way is too heavily stressed in terms of time and concentration.
Mit Blick auf das anhand von Fig. 10 erläuterte Vorgehen ist nun aber ersichtlich, dass sich dieses optimal für die in situ-Hörgerätanpassung eignet. Die dazu bevorzugte Vorgehensweise soll anhand von Fig. 11 erläutert werden, worin Funktionsblöcke, die denjenigen von Fig. 10 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Das Vorgehen entspricht mit den nachfolgend beschriebenen Unterschieden dem anhand von Fig. 10 erläuterten.With a view to the procedure explained with reference to FIG. 10 but now it can be seen that this is optimal for the in situ hearing aid fitting. The preferred procedure is to be explained with reference to FIG. 11, in which function blocks, which correspond to those of Fig. 10, with the are provided with the same reference numerals. The procedure is the same with the differences described below of Fig. 10 explained.
Die akustischen Signale AΔk werden dem System Hörgerät HG mit
eingangs- und ausgangsseitigen Wandlern 63 und 65 und Individuum
I zugeführt, welch letzteres mit der Bewertungseinheit 5
die wahrgenommenen LI-Werte in den Speicher 57 lädt.The acoustic signals A Δk are fed to the hearing aid system HG with
Genau gleich, wie dies anhand von Fig. 10 erläutert wurde,
wird, für jedes präsentierte normakustische, breitbandige Signal
AΔk, im Speicher 57 der LI-Wert abgespeichert. Mit den
Leistungswerten SΔk von der Speichereinheit 47 gemäss Fig. 10
und den Normparameterwerten aus der Speichereinheit 41 werden
am Rechenmodul 53 nach (1) bzw. (1*) vorerst die Lautheitswerte
L'N, wie dies anhand von Fig. 10 erläutert wurde, berechnet
und, spezifisch den präsentierten Signalen AΔk zugeordnet,
in der Speichereinheit 55 abgelegt. Ueber die Vergleichseinheit
59 und die Modifikationseinheit 49 werden anschliessend,
wie dies beschrieben wurde, die Normparameter
aus der Speichereinheit 41 so lange modifiziert, bis sie,
eingesetzt in (1) bzw. (1*), mit vorgebbarer Genauigkeit L'N-Werte
ergeben, die den LI-Werten in Speicher 57 entsprechen. Exactly the same as was explained with reference to FIG. 10, the L I value is stored in the
Es gilt dann:
Damit gilt aber auch:
Damit ist aber auch gefunden, dass, wenn das Hörgerät Eingangssignale mit einer Korrekturlautheit LKor = LKor (± Δαk, ± ΔCBk, ΔTk) überträgt, wobei ΔTk = TkI -TkN gesetzt ist, das Gesamtsystem aus Hörgerät und Individuum eine Lautheit entsprechend der Norm wahrnimmt.However, this also means that if the hearing aid transmits input signals with a correction loudness L Kor = L Kor (± Δα k , ± ΔCB k , ΔT k ), with ΔT k = T kI -T kN set, the entire system consists of the hearing aid and individual perceives a loudness according to the norm.
Das Hörgerät HG weist, wie dies bereits anhand von Fig. 6c
prinzipiell erläutert wurde, eine Anzahl ko frequenzselektiver
Uebertragungskanäle K zwischen Wandler 63 und Wandler 65
auf. Ueber eine entsprechende Schnittstelle sind Stellglieder
für das Uebertragungsverhalten der Kanäle an einer Stelleinheit
70 angeschlossen. Letzterer werden die vorgängig als
optimal ermittelten Anfangsstellgrössen SGo zugespiesen.As has already been explained in principle with reference to FIG. 6c, the hearing aid HG has a number k o frequency-selective transmission channels K between the
Nachdem nun für eine vorgegebene Anzahl präsentierter normakustischer,
breitbandiger Signale AΔk mittels des Rechenmoduls
53 und der Modifikationseinheit 49 die, ausgehend von
den Normparametern, geänderten Parameter α'Nk, CB'Nk ermittelt
worden sind, mittels welchen, gemäss Fig. 8, die Skalierungskurven
N' an diejenigen des Individuums I mit noch unverstelltem
Hörgerät HG angepasst worden sind, wirken die gefundenen
Parameteränderungen ± Δαk, ± ΔCBk, ± ΔTk oder die
Parameter αN, TkN, CBkN und αkI, TkI, CBkI über die Stellgrössen-Steuereinheit
70 so steuernd auf das Hörgerät, dass
dessen kanalspezifische Frequenz- und Amplitudenübertragungsverhalten
bei den Signalen AΔk, ausgangsseitig, die Korrekturlautheit
LKor erzeugen.Now that the changed parameters α ' Nk , CB' Nk have been determined for a predetermined number of presented normacoustic, broadband signals A Δk by means of the
Während beim Vorgehen nach Fig. 10 und mit Blick auf Fig. 8
die Parameter der Norm so lange geändert wurden, bis die Skalierungskurven
N' mit den Skalierungskurven I übereinstimmen
und hierzu die Hörschwellen TkN nicht benötigt wurden, sondern
erst für die Bestimmung der Verstärkungen an den Hörgerätekanälen
gemäss Fig. 6b, werden, gemäss Fig. 11, auch
die Hörschwellen des Individuums, abgelegt in Speicher 43,
und die Normhörschwellen, abgelegt in Speicher 44, verwendet.While in the procedure according to FIG. 10 and with a view of FIG. 8, the parameters of the standard were changed until the scaling curves N 'match the scaling curves I and the hearing thresholds T kN were not required for this, but only for the determination of the amplifications 6b, the hearing thresholds of the individual, stored in
Aus den in Fig. 11 in Analogie zum Vorgehen nach Fig. 10 ermittelten
Parameteränderungen, um, gemäss Fig. 8, N' in I
überzuführen, sowie aus den Differenzen der Hörschwellen ermittelt,
zusammengefasst, die Steuergrössen-Bestimmungseinheit
70 nach Fig. 11 Stellgrössenänderungen ΔSG für das kanalspezifische
Frequenz- und Amplitudenübertragungsverhalten
des Hörgerätes derart, dass die Skalierungskurven des Individuums
I mit dem Hörgerät HG mit erwünschter Genauigkeit an
die Skalierungskurven N der Norm herangeführt werden:From those determined in FIG. 11 in analogy to the procedure according to FIG. 10
Parameter changes to, according to FIG. 8, N 'in I
transfer, as well as determined from the differences of the hearing thresholds,
summarized, the tax
Das Lautheitsverhalten des Hörgerätes bildet die intrinsische, d.h. "eigene" Lautheitswahrnehmung des Individuums auf diejenige der Norm ab, die Lautheitswahrnehmung von Individuum mit Hörgerät wird gleich derjenigen der Norm oder ist, bezogen auf die der Norm, vorgebbar.The loudness behavior of the hearing aid forms the intrinsic, i.e. "own" loudness perception of the individual that of the norm, the loudness perception of the individual with hearing aid becomes or is the same as that of the norm, based on that of the standard, can be specified.
Gegenüber einer "ex situ"-Einstellung des Uebertragungsverhaltens eines Hörgerätes weist die beispielsweise anhand von Fig. 11 dargestellte "in situ"-Einstellung den wesentlichen Vorteil auf, dass das physikalische "in situ"-Uebertragungsverhalten des Hörgerätes und z.B. die mechanische Ohrbeeinflussung durch das Hörgerät mitberücksichtigt werden.Compared to an "ex situ" attitude of the transmission behavior of a hearing aid has the example based on Fig. 11 shown "in situ" setting the essential Advantage on that the physical "in situ" transmission behavior the hearing aid and e.g. the mechanical ear interference be taken into account by the hearing aid.
In Fig. 12a) und b) sind zwei prinzipielle Realisationsvarianten eines erfindungsgemässen Hörgerätes dargestellt, mittels vereinfachter Signalfluss-Funktionsblockdiagramme, welche "ex situ", aber bevorzugt "in situ", wie beschrieben wurde, gestellt werden können.In Fig. 12a) and b) are two basic implementation variants of a hearing aid according to the invention, using simplified signal flow function block diagrams, which are "ex situ", but preferably "in situ" as described can be put.
Das Hörgerät, wie in Fig. 12a) und b) dargestellt, soll, optimal eingestellt, empfangene akustische Signale mit der Korrekturlautheit LKor an seinen Ausgang übertragen, so dass das System Hörgerät und Individuum eine Wahrnehmung hat, die gleich derjenigen der Norm ist oder (ΔL in Fig. 12a) davon in vorgebbarem Masse abweicht.The hearing aid, as shown in FIGS. 12 a) and b), should, when optimally set, transmit received acoustic signals with the correction loudness L Kor to its output, so that the system hearing aid and individual has a perception that is equal to that of the standard or (ΔL in Fig. 12a) deviates from this by a predeterminable amount.
Gemäss Fig. 12a) sind an einem erfindungsgemässen Hörgerät,
einem akustisch-elektrischen Eingangswandler 63 nachgeschaltet,
Kanäle 1 bis ko vorgesehen, je einem kritischen Frequenzband
CBkN zugeordnet. Die Gesamtheit dieser Uebertragungskanäle
bildet die Signalübertragungseinheit des Hörgerätes.According to FIG. 12 a),
Die Frequenzselektivität für die Kanäle 1 bis ko wird durch
Filter 64 realisiert. Jeder Kanal weist weiter eine signalverarbeitende
Einheit 66 auf, beispielsweise mit Multiplikatoren
bzw. programmierbaren Verstärkern. An den Einheiten 66
werden die nichtlinearen, vorgängig beschriebenen band- bzw.
kanalspezifischen Verstärkungen realisiert.The frequency selectivity for
Ausgangsseitig wirken alle signalverarbeitenden Einheiten 66
auf eine Summationseinheit 68, die ihrerseits ausgangsseitig
auf den elektrisch-akustischen Ausgangswandler 65 des Hörgerätes
wirkt. Bis dahin stimmen die beiden Ausführungsvarianten
gemäss den Fig. 12a) und 12b) überein.All
Bei der Ausführungsvariante gemäss Fig. 12a), deren Prinzip
nachfolgend "Korrekturmodell" genannt sei, werden die ausgangsseitig
des Wandlers 63 anstehenden gewandelten akustischen
Eingangssignale an einer Einheit 64a in ihr Frequenzspektrum
gewandelt. Damit ist die Grundlage geschaffen, die
akustischen Signale, im Frequenzbereich, an einer Recheneinheit
53' dem Lautheitsmodell nach (1) oder (1*) zu unterziehen,
parametrisiert mit den wie vorgängig beschrieben gefundenen
Korrekturparametern Δαk, ΔCBk, ΔTk, also entsprechend
der Korrekturlautheit LKOR. An der Recheneinheit 53' werden
die erwähnten kanalspezifischen Korrekturparameter sowie die
entsprechende Korrekturlautheit LKOR in Stellsignale SG66 gewandelt,
womit die Einheiten 66 gestellt werden.In the embodiment variant according to FIG. 12a), the principle of which is hereinafter referred to as the “correction model”, the converted acoustic input signals present on the output side of the
Die gemäss Fig. 11 dem Hörgerät gemäss Fig. 12a) zugeführten
Grössen ΔSG entsprechen mithin in dieser Ausführungsvariante
im wesentlichen den kanalspezifischen Korrekturparametern.
Durch Steuern des Uebertragungsverhaltens des Hörgerätes über
die Einheiten 66, in Funktion der jeweils momentan anstehenden
akustischen Eingangssignale und den entsprechend gültigen
Korrekturparametern, wird erreicht, dass das Hörgerät die erwähnten
Eingangssignale mit der Korrekturlautheit LKOR überträgt.
Damit nimmt das System Individuum mit Hörgerät die geforderte
Lautheit wahr, sei dies bevorzugterweise gleich der
Norm oder diesbezüglich in vorgegebenem Verhältnis.The values .DELTA.SG supplied to the hearing aid according to FIG. 12a) according to FIG. 11 therefore essentially correspond to the channel-specific correction parameters in this embodiment variant. By controlling the transmission behavior of the hearing aid via the
Bei der Ausführungsvariante gemäss Fig. 12b), welche im folgenden
"Differenzmodell"-Variante genannt sei, werden von den
gewandelten akustischen Eingangssignalen sowie den elektrischen
Ausgangssignalen des Hörgerätes an Einheiten 64a die
Spektren gebildet. An einer Recheneinheit 53a werden aufgrund
der Eingangsspektren sowie der Lautheitsmodellparameter der
Norm N die momentanen Lautheitswerte berechnet, welche die
Norm aufgrund der Eingangssignale wahrnehmen würde. Analog
werden an einer Recheneinheit 53b aufgrund der Ausgangssignalspektren
die Lautheitswerte berechnet, die das Individuum
ohne Hörgerät, d.h. das intrinsische Individuum, wahrnimmt.
Hierzu werden der modellierenden Recheneinheit 53b die
Modellparameter des Individuums zugespiesen, die, wie vorgängig
beschrieben, bestimmt wurden.In the embodiment variant according to FIG. 12b), which follows
"Difference model" variant is mentioned by the
converted acoustic input signals as well as the electrical
Output signals of the hearing aid to
Ein Kontroller 116 vergleicht einerseits die durch Norm- und
Individuummodellierung ermittelten Lautheitswerte LN und LI
sowie, kanalspezifisch, die Parameter des Normmodells und des
Individuummodells und gibt ausgangsseitig, entsprechend den
ermittelten Differenzen, Stellsignale SG66 an die Uebertragungseinheiten
66, derart, dass die modellierte Lautheit LI
gleich der momentan geforderten Normlautheit LN wird.On the one hand, a
Im Unterschied zur Korrekturmodell-Variante von Fig. 12a) ermittelt
mithin gemäss Fig. 12b) der Kontroller 116 erst die
jeweils notwendige Korrekturlautheit LKOR.In contrast to the correction model variant of FIG. 12a),
Auch bei der Differenzmodell-Variante nach Fig. 12b) wird die
Hörgerät-Uebertragung mit den Einheiten 66 so gestellt, dass
die momentan anstehenden akustischen Signale mit der Korrekturlautheit
übertragen werden, so dass Modellierung der Lautheit
an den Ausgangssignalen, entsprechend dem Wahrnehmungsverhalten
des Individuums (53b), eine Lautheit ergibt, entsprechend
der von der Norm wahrgenommenen oder diesbezüglich
in vorgebbarer Relation stehend.Also in the differential model variant according to FIG. 12b)
Hearing aid transmission with the
Zusammenfassend kann mithin ausgeführt werden:
- dass, wie anhand der Fig. 1
bis 11 erläutert, ausgehend von einem gegebenen mathematischen Norm-Lautheitsmodell, Parameteränderungen ermittelt werden, welche dem Lautheits-Empfindungsunterschied von Norm und Individuum entsprechen. Damit sind Modellunterschiede und Individuummodell bekannt. - An einem Hörgerät wird dasselbe mathematische Modell vorgesehen.
- Das Lautheitsmodell am Hörgerät wird in Funktion der Parameterunterschiede (Δ) betrieben, welche das Lautheitsmodell des Individuums demjenigen der Norm angleichen, wozu die gefundenen Modell-Parameterunterschiede und/oder die Norm-Parameter und die Individuum-Parameter dem Hörgerät zugespiesen werden.
- Am Hörgerätemodell wird im letzterwähnten Fall laufend überprüft, ob die aus den momentanen Eingangssignalen nach dem Modell der Norm berechnete Lautheit auch der durch das Individuum-Modell aufgrund der Ausgangssignale errechneten entspricht. Aufgrund der Modell-Parameterunterschiede und gegebenenfalls der modellierten Lautheitsunterschiede wird die Uebertragung am Hörgerät in regelndem Sinne so geführt, dass modellierte Lautheiten LI, LN in vorgebbare Relation kommen, vorzugsweise gleich werden.
- that, as explained with reference to FIGS. 1 to 11, parameter changes are determined based on a given mathematical norm loudness model, which correspond to the loudness-sensation difference between norm and individual. Model differences and individual models are thus known.
- The same mathematical model is provided on a hearing aid.
- The loudness model on the hearing aid is operated as a function of the parameter differences (Δ) which match the loudness model of the individual to that of the standard, for which purpose the model parameter differences found and / or the standard parameters and the individual parameters are fed to the hearing aid.
- In the latter case, the hearing aid model continuously checks whether the loudness calculated from the current input signals according to the standard model also corresponds to the loudness calculated by the individual model based on the output signals. On the basis of the model parameter differences and, if applicable, the modeled loudness differences, the transmission on the hearing aid is carried out in a regulating sense in such a way that modeled loudnesses L I , L N come into a predefinable relation, preferably become the same.
Rückblickend, beispielsweise auf die Fig. 10 oder 11, ist es
ohne weiteres ersichtlich, dass die Funktionen der dort beschriebenen
"ex situ"-Verarbeitungseinheiten, insbesondere
der Recheneinheiten 53, der Modifikationseinheiten 49 und 70,
direkt von der Reglereinheit 71 am Hörgerät wahrgenommen werden
können. Die Kombination des Vorgehens nach Fig. 11 mit
einem Hörgerät nach Fig. 12 erfordert nämlich je Recheneinheiten,
die beide dasselbe Lautheitsmodell berechnen, zeitsequentiell
mit anderen Parametern.In retrospect, for example in FIG. 10 or 11, it is
readily apparent that the functions of those described there
"ex situ" processing units, in particular
the
Eine Ausführungsform eines erfindungsgemässen Hörgerätes,
kombiniert aus dem Vorgehen nach Fig. 11 und der Struktur
nach Fig. 12a), ist in Fig. 13 dargestellt. Es sind für dieselben
Funktionsblöcke dieselben Positionszeichen wie in Fig.
11 bzw. 12 verwendet. Aus Uebersichtsgründen ist nur ein
Kanal X des Hörgerätes dargestellt. Zu Beginn verbindet eine
Umschalteinheit 81 die Speichereinheit (41, 43, 44) gemäss
Fig. 11, hier als eine Einheit dargestellt, mit der Einheit
49. Eine Umschalteinheit 80 steht in dargestellter Position,
d.h. ist geöffnet, eine Umschalteinheit 84 ist vorerst ebenfalls
in dargestellter Position wirksam.An embodiment of a hearing aid according to the invention,
combined from the procedure according to FIG. 11 and the structure
12a) is shown in FIG. It is for the same
Function blocks have the same position symbols as in Fig.
11 and 12 used. For reasons of clarity, only one
Channel X of the hearing aid shown. At the beginning one connects
Switching
In diesen Schaltpositionen arbeitet die Anordnung exakt wie
in Fig. 11 dargestellt und in diesem Zusammenhang erläutert.
Nach Durchlaufen des anhand von Fig. 11 erläuterten Abgleichverfahrens
werden die ermittelten Parameteränderungen Δαk,
ΔCBk, ΔTk, welche das individuelle Lautheitsmodell (I) in das
Norm-Lautheitsmodell (N) überführen, bei Inbetriebnahme des
Hörgerätes durch Umschalten der Umschalteinheit 80 in die
analog zur Speichereinheit 41, 43, 44 wirkende Speichereinheit
41', 43', 44' geladen. Die Umschalteinheit 81 wird auf
den Ausgang letzterwähnter Speichereinheit umgeschaltet.
Gleichzeitig wird die Modifikationseinheit 49 desaktiviert
(DIS), so dass sie direkt die Daten aus der Speichereinheit
41' bis 44' unmodifiziert und bleibend der Recheneinheit 53c
zuleitet.In these switching positions, the arrangement works exactly as shown in FIG. 11 and explained in this context. After the adjustment method explained with reference to FIG. 11 has been run through, the determined parameter changes Δα k , ΔCB k , ΔT k , which convert the individual loudness model (I) into the standard loudness model (N), when the hearing aid is put into operation by switching over the switching
Die Umschalteinheit 84 wird umgeschaltet, so dass nun der
Ausgang an der Recheneinheit 53c, nun als Recheneinheit 53'
gemäss Fig. 12a) wirkend, über die Stellgrössen-Steuereinheit
70a auf die Uebertragungsstrecke mit den Einheiten 66 des
Hörgerätes wirkt. Vorzugsweise wirken die ΔZk-Parameter Δαk,
ΔCBk, ΔTk, wie gestrichelt dargestellt, nebst LKOR auf die
Stellgrössen-Steuereinheit 70a.The
Auf diese Art und Weise wird die im Hörgerät integrierte Lautheitsmodell-Recheneinheit 53c vorerst zur Ermittlung der zur Korrektur notwendigen Modellparameteränderungen Δαk, ΔCBk, ΔTk und dann, im Betrieb, zur zeitvariablen Führung der Uebertragungs-Stellgrössen des Hörgerätes - entsprechend den momentanen akustischen Verhältnissen - eingesetzt.In this way, the loudness model arithmetic unit 53c integrated in the hearing aid is initially used to determine the model parameter changes Δα k , ΔCB k , ΔT k required for correction and then, in operation, to guide the transmission manipulated variables of the hearing aid in a time-variable manner - in accordance with the current acoustic signals Relationships - used.
Die Bestimmung der Korrekturlautheits-Modellparameter am Hörgerät und damit der notwendigen Stellgrössen für im allgemeinen nichtlineare kanalspezifische Verstärkungen, z.B. für einen Schwerhörigen, erlaubt verschiedene Zielfunktionen, oder es können die gestellten Lautheitsanforderungen als eine Zielfunktion, wie erwähnt wurde, mit unterschiedlichen Sätzen von Korrekturlautheits-Modellparametern und mithin Stellgrössen ΔSG66 erreicht werden.The determination of the correction loudness model parameters on the hearing aid and thus the necessary manipulated variables for generally non-linear channel-specific amplifications, e.g. for the hearing impaired, allows different target functions, or the loudness requirements can be used as a target function, as mentioned, with different sets of correction loudness model parameters and therefore manipulated variables ΔSG 66 can be achieved.
Man versucht im allgemeinen, das Individuum, d.h. den Schwerhörigen, so zu rehabilitieren, dass er wieder wie die Norm empfindet. Dieses Ziel wurde gemäss den bisherigen Erläuterungen bezüglich Lautheit erreicht. Das Ziel, nämlich dass das Individuum mit dem Hörgerät dieselbe Lautheitsempfindung wahrnimmt wie die Norm, muss aber nicht zwangsläufig bereits das Optimum der individuellen Hörbedürfnisse, insbesondere klanglicher Art, sein.In general, one tries to the deaf, to rehabilitate so that he is back like the norm feels. This goal was achieved according to the previous explanations achieved in terms of loudness. The goal, namely that the individual with the hearing aid feels the same loudness perceives as the norm, but does not necessarily have to the optimum of individual hearing needs, in particular sonic type.
Man muss davon ausgehen, dass individuelle Abweichungen zum genannten Ziel, d.h. zur Angleichung der Lautheit an die Isophonen durchschnittlich Normalhörender, in der Praxis als optimaler empfunden werden, falls man überhaupt einen dies berücksichtigenden Feinabgleich, nämlich Optimierung der Hörgeräteparameter auch für optimale akustische Klangwahrnehmung, in Betracht ziehen will.One has to assume that individual deviations from the mentioned goal, i.e. to adjust the loudness to the isophones average normal hearing, in practice as be felt more optimal, if you have one at all taking into account fine adjustment, namely optimization of the hearing aid parameters also for optimal acoustic sound perception, want to consider.
Erfahrungsgemäss werden sogenannte Klangparameter hauptsächlich mit dem Frequenzgang des Hörgerätes in Verbindung gebracht. Im Bereich der hohen, mittleren und tiefen Frequenzen sollte deshalb die Verstärkung manchmal angehoben und/oder abgesenkt werden können, um den Wohlklang des Gerätes zu beeinflussen, wie das bei Hi-Fi-Systemen gebräuchlich ist.Experience has shown that so-called sound parameters are mainly associated with the frequency response of the hearing aid. In the range of high, medium and low frequencies therefore the gain should sometimes be raised and / or can be lowered to influence the sound of the device, as is common with hi-fi systems.
Wird aber an einem wie bis anhin beschrieben bezüglich Isophonen der Norm optimal eingestellten Hörgerät die Verstärkung frequenzselektiv, also in bestimmten Uebertragungskanälen, angehoben, so ändert sich damit die Korrekturlautheit.But is on one as previously described regarding isophones the hearing aid optimally set the gain frequency selective, i.e. in certain transmission channels, raised, the correction loudness changes.
Damit stellt sich die weitere Aufgabe, bei einem lautheitsoptimierten Hörgerät den hierfür eingesetzten Korrekturparametersatz so zu ändern, dass einerseits das Klangempfinden verändert wird, anderseits das vormals erreichte Ziel, nämlich individuelles Lautheitsempfinden mit Hörgerät wie die Norm, beibehalten wird.This creates the further task of a loudness-optimized Hearing aid the correction parameter set used for this to change so that on the one hand the sense of sound is changed, on the other hand the previously achieved goal, namely individual loudness perception with hearing aid like that Norm, is maintained.
Aufgrund der mehrparametrigen Optimierungsaufgabe, die zur Erfüllung der Lautheitsanforderung führt, können, wie vorgängig erwähnt wurde, mehrere Parametersätze zur Lösung führen, d.h. es ist durchaus möglich, gezielt Parameter des Korrekturlautheitsmodells zu ändern und Beibehalten der Lautheitsanforderung durch entsprechende Aenderung anderer Modellparameter sicherzustellen.Due to the multi-parameter optimization task, which for Compliance with the loudness requirement leads, as before mentioned, several parameter sets lead to the solution, i.e. it is entirely possible to target parameters of the correction loudness model to change and maintain the loudness requirement by changing other model parameters accordingly sure.
Dies soll anhand von Fig. 14, ausgehend von Fig. 11, erläutert werden.This will be explained with reference to FIG. 14, starting from FIG. 11 become.
Fig. 14 zeigt die zusätzlich zu den Vorkehrungen von Fig. 11 zu treffenden Massnahmen; die gleichen Funktionsblöcke, welche bereits in Fig. 11 aufgeführt und damit erläutert wurden, weisen dieselben Positionsziffern auf.FIG. 14 shows that in addition to the precautions of FIG. 11 measures to be taken; the same functional blocks which already listed in FIG. 11 and thus explained, have the same item numbers.
Dabei ist selbstverständlich, dass die folgenden Erläuterungen auch für ein System nach Fig. 13 gelten sowie für das Stellen der Hörgeräte nach den Fig. 12a), b). Aus Uebersichtsgründen werden die vorzunehmenden Massnahmen jedoch ausgehend von Fig. 11 dargestellt.It goes without saying that the following explanations also apply to a system according to FIG. 13 and for the Set the hearing aids according to FIGS. 12a), b). For reasons of clarity however, the measures to be taken starting from Fig. 11.
Bezüglich Klangempfinden existieren Beurteilungskriterien, wie sie beispielsweise von Nielsen beschrieben werden, nämlich scharf, schrill, dumpf, klar, hallig, um nur einige zu nennen.There are assessment criteria regarding sound perception, as described by Nielsen, for example sharp, shrill, dull, clear, reverberant, to just a few call.
In Analogie zur Quantifizierung des Lautheitsempfindens bzw.
zur Lautheitsskalierung, wie sie anhand von Fig. 1 erläutert
wurde, kann auch eine nach spezifischen Kategorien gegliederte
Klangempfindung numerisch skaliert werden, z.B. nach den
erwähnten, von Nielsen bekannten Kriterien. Nachdem nun gemäss
Fig. 14 bzw. 11 das Hörgerät HG durch Auffinden eines
Korrekturparametersatzes (Δαk, ΔCBk, ΔTk) so gestellt worden
ist, dass das Individuum mit dem Hörgerät mindestens genähert
dieselbe Lautheitswahrnehmung hat wie die Norm, gibt das Individuum,
beispielsweise bei den gleichen präsentierten,
breitbandigen normakustischen Signalen AΔk, an einer Klangskalierungseinheit
90 sein Klangempfinden ein. An der Einheit
90 wird jeder Klangkategorie ein numerischer Wert zugeordnet.
An einer Differenzeinheit 92 wird das individuell quantifizierte
Klangempfinden KLI mit dem beispielsweise statistisch
ermittelten Klangempfinden KLN der Norm bei denselben akustischen
Signalen AΔk verglichen. Diese sind in einer Speichereinheit
94 abrufbar gespeichert.In analogy to the quantification of loudness perception or to loudness scaling, as was explained with reference to FIG. 1, a sound sensation structured according to specific categories can also be numerically scaled, for example according to the criteria known from Nielsen. 14 and 11, after hearing device HG has been set by finding a correction parameter set (Δα k , ΔCB k , ΔT k ) such that the individual with the hearing device has at least approximately the same loudness perception as the norm, the individual states: for example, in the case of the same broadband norm-acoustic signals A Δk presented , on a
Nun sind aber aus der Klangempfindungsaussage des Individuums
bezüglich der spektralen Zusammensetzung des von ihm empfundenen
Signals direkt Schlüsse möglich. Ist beispielsweise das
Klangempfinden des Individuums mit dem lautheitsabgeglichenen
Hörgerät beispielsweise zu schrill, so ist ohne weiteres ersichtlich,
dass die Verstärkung an mindestens einem der hörfrequenten
Kanäle des Hörgerätes HG zurückzunehmen ist. Die
dadurch entstehende Lautheitsänderung muss aber durch Eingriff
auf an der Lautheitsbildung beteiligte Kanäle, nämlich
mit entsprechenden Verstärkungsänderungen, rückgängig gemacht
werden, um weiterhin das vormals erreichte Ziel nicht preiszugeben.
Weicht also Klangempfindung des Individuums mit
lautheitsabgeglichenem Hörgerät von demjenigen der Norm ab,
so wird gemäss Fig. 14 eine Klangcharakterisierungseinheit
96, beispielsweise zwischen Vergleichseinheit 59 und Parametermodifizierungs-
bzw. -inkrementierungseinheit 49, aktiviert,
welche die Parametermodifikation an der Einheit 49 in
ihrem Freiheitsgrad beschränkt, d.h. einen oder mehrere der
erwähnten Parameter, unabhängig von der an Einheit 59 minimal
erhaltenen Differenz, verändert und konstant hält.Now, however, are from the sound sensation statement of the individual
with regard to the spectral composition of what he perceives
Signals direct conclusions possible. For example, is that
Sound sensation of the individual with the loudness-balanced
Hearing aid, for example, too shrill, so it is readily apparent
that the gain on at least one of the listening frequencies
Channels of the hearing aid HG is to be withdrawn. The
resulting loudness change must however by intervention
on channels involved in loudness formation, namely
with corresponding reinforcement changes, undone
in order not to give up the previously achieved goal.
So gives way to the sound sensation of the individual
loudness-matched hearing aid from that of the standard,
14 becomes a sound characterization unit according to FIG
96, for example between
Nun muss das in Fig. 11 bzw. 14 nicht mehr dargestellte Fehlerkriterium
ΔR als Abbruchkriterium gemäss Fig. 10 neuerdings
erfüllt werden; bei Festhalten des erwähnten Parameters
werden über Einheit 59 die noch freien Parameter so lange geändert,
bis wiederum der Norm entsprechende Lautheit empfunden
wird - LI = L'N -, aber nun mit geändertem Klang.Now the error criterion ΔR, which is no longer shown in FIGS. 11 and 14, has to be fulfilled recently as an abort criterion according to FIG. 10; if the mentioned parameter is kept, the still free parameters are changed via
Die Klangcharakterisierungseinheit 96 wird dabei vorzugsweise
mit einer Expertendatenbank verbunden, in Fig. 14 schematisch
bei 98 dargestellt, welcher die Information bezüglich individueller
Klangempfindungsabweichung von der Norm zugeführt
wird. In der Expertendatenbank 98 sind beispielsweise Informationen
gespeichert, wie
"schrill bei AΔk ist die Folge von zuviel Verstärkung
in den Kanälen Nr. ...."The
"shrill at A Δk is the result of too much amplification in channels No. ...."
Wird "schrill" empfunden, so wird, ausgehend von der Expertendatenbank
und der Klangcharakterisierungseinheit 96, die
Verstärkung in ein oder mehreren der höher frequenten Hörgerätekanäle
zurückgenommen, womit an der Vergleichseinheit
59 das Abbruchkriterium ΔR gemäss Fig. 10 nicht mehr erfüllt
ist und ein neuer Suchzyklus für die Korrekturmodellparameter
einsetzt, jedoch mit durch das Expertensystem vorgeschriebener
Rücknahme der Verstärkung in höher frequenten Hörgerätekanälen.If "shrill" is felt, it is based on the expert database
and the
Eine spezifische Konstellation gleichzeitig vorherrschender
Korrekturkoeffizienten Δαk, ΔCBk und ΔTk in einem betrachteten
kritischen Frequenzband k kann als bandspezifischer Zustandsvektor
Zk(Δαk, ΔCBk, ΔTk) des Korrekturlautheitsmodells
betrachtet werden. Die Gesamtheit aller bandspezifischen Zustandsvektoren
Zk bildet den bandspezifischen Zustandsraum,
der im hier betrachteten Fall dreidimensional ist. Für jedes
Klangmerkmal, das bei der Klangskalierung auftreten kann,
sind bandspezifische Zustandsvektoren Zk primär verantwortlich,
bei "schrill" und "dumpf" in hochfrequenten kritischen
Bändern. Dieses Expertenwissen muss als Regeln in der Klangcharakterisierungseinheit
96 bzw. dem Expertensystem 98 abgelegt
sein.A specific constellation of simultaneously prevailing correction coefficients Δα k , ΔCB k and ΔT k in a critical frequency band k can be regarded as a band-specific state vector Z k (Δα k , ΔCB k , ΔT k ) of the correction loudness model. The entirety of all band-specific state vectors Z k forms the band-specific state space, which is three-dimensional in the case considered here. Band-specific state vectors Z k are primarily responsible for every sound feature that can occur during sound scaling, with "shrill" and "muffled" in high-frequency critical bands. This expert knowledge must be stored as rules in the
Sind die bandspezifischen Korrekturzustandsvektoren Zk, welche ein Lautheitsempfinden des Individuums mit Hörgerät im wesentlichen gleich demjenigen der Norm ergeben, wie vorgängig beschrieben wurde, gefunden, so muss zur Klangveränderung mindestens in einem der kritischen Bänder ein geänderter Zustandsvektor Z'k gesucht werden. Dabei muss bei Veränderung des einen bandspezifischen Zustandsvektors entweder dieser selbst so weiter verändert werden, dass die Lautheit gleich bleibt, oder aber mindestens ein weiterer bandspezifischer Zustandsvektor muss hierzu mitverändert werden. Damit ergeben sich die Parameter des Korrekturlautheitsmodells am Hörgerät, ausgehend von den Parametern der Norm, aus einer ersten inkrementalen Aenderung "Δ" zur normentsprechenden Lautheitsanpassung und aus zweiten inkrementalen Aenderungen δ für den Klangabgleich.If the band-specific correction state vectors Z k , which give the individual a sense of loudness with the hearing aid essentially the same as that of the standard, as described above, have been found, then a changed state vector Z ' k must be sought in at least one of the critical bands to change the sound. When changing the one band-specific state vector, it must either be changed further so that the loudness remains the same, or at least one other band-specific state vector must also be changed. The parameters of the correction loudness model on the hearing device thus result, based on the parameters of the standard, from a first incremental change “Δ” for conforming loudness adjustment and from second incremental changes δ for sound matching.
Das Korrekturlautheitsmodell am Hörgerät, beispielsweise nach
Fig. 12a), verwendet mithin Parameter der Art
Bei jedem neu aufgefundenen oder angesteuerten bandspezifischen
Zustandsvektor am Hörgerätemodell, Z'k, welcher dem Individuum
eine neue Klangfarbe vermitteln soll, werden die
entsprechenden Stellgrössen gemäss Fig. 12a), 12b) bzw. 13
auf die Stellglieder an den Hörgerätekanälen geschaltet und
das Hörgerät dadurch neu eingestellt, worauf das Individuum
bei weiterhin der Norm entsprechender Lautheitsempfindung
neuerlich die Klangqualität beurteilt und entsprechend an der
Einheit 90 gemäss Fig. 14 eingibt. Dieser Vorgang wird so
lange wiederholt, d.h. vorzeichenrichtig immer wieder neue
δαk, δCBk und δTk gesucht, bis das mit dem Hörgerät ausgerüstete
Individuum die präsentierten akustischen Signale zufriedenstellend
wahrnimmt, z.B. auch dessen Klangqualität
gleich beurteilt wie die Norm. With each newly found or controlled band-specific state vector on the hearing device model, Z ' k , which is intended to impart a new timbre to the individual, the corresponding manipulated variables according to FIGS. 12a), 12b) or 13 are switched to the actuators on the hearing device channels and the hearing device thereby readjusted, whereupon the individual continues to assess the sound quality while continuing to comply with the norm of loudness perception and accordingly inputs it at the
Anstelle einer absoluten Aussage betreffs Klangqualität, welche sich beim oben beschriebenen interaktiven Verfahren an der Aussage Normalhörender (Speicher 94) orientiert, haben sich auch verschiedene iterativ vergleichende, relative Testverfahren, beispielsweise nach Neuman und Levitt, für die Klangempfindungsoptimierung bewährt. So ist es durchaus möglich, eine Vielzahl zusammengehörender kanalspezifischer Zustandsvektorsätze, welche je die Lautheitskriterien erfüllen, wie erläutert wurde, zu berechnen, indem jedes Mal, wenn das Abbruchkriterium ΔR nach Fig. 10 erreicht ist, ein neuer Rechenzyklus ausgelöst wird, beispielsweise mit einem geänderten kanalspezifischen Zustandsvektor. Das Individuum kann nachmals beispielsweise in einem systematischen Auswahlverfahren aus den gefundenen, alle die Lautheitsanforderungen erfüllenden Sätzen von kanalspezifischen Zustandsvektoren denjenigen Satz eruieren, der es klanglich optimal befriedigt.Instead of an absolute statement regarding sound quality, which the interactive procedure described above oriented towards the statement of normal hearing (memory 94) different iterative comparative, relative test methods, for example after Neuman and Levitt, for whom Proven sound sensation optimization. So it is entirely possible a variety of related channel-specific state vector sets, which each meet the loudness criteria, as explained, by calculating each time that Termination criterion ΔR according to FIG. 10 is reached, a new one Computing cycle is triggered, for example with a changed channel-specific state vector. The individual can again for example in a systematic selection process from the found, all the loudness requirements fulfilling sets of channel-specific state vectors determine the sentence that optimally satisfies it.
In Fig. 15 ist, wiederum in Funktionsblockdarstellung, das erfindungsgemässe Hörgerät gemäss Fig. 12b) (Modelldifferenz-Variante) in einer Form dargestellt, wie es bevorzugterweise realisiert wird. Um den Ueberblick zu erleichtern, werden dabei dieselben Bezugszeichen eingesetzt, wie sie für das erfindungsgemässe Hörgerät gemäss Fig. 12b) verwendet wurden.In Fig. 15, again in functional block representation, is Hearing aid according to the invention according to FIG. 12b) (model difference variant) presented in a form as is preferred is realized. To make the overview easier the same reference numerals used as for the hearing aid according to FIG. 12b) were used.
Das Ausgangssignal des Eingangswandlers 63 des Hörgerätes
wird einer Zeit/Frequenztransformation an einer Transformationseinheit
TFT 110 unterworfen. Das resultierende Signal,
im Frequenzbereich, wird in der mehrkanaligen zeitvarianten
Lautheitsfiltereinheit 112 mit den Kanälen 66 an die Frequenz/Zeitbereichs-FTT-Transformationseinheit
114 übertragen
und von dort, im Zeitbereich, an den Ausgangswandler 65, beispielsweise
einen Lautsprecher oder einen anderen Reiztransducer
für das Individuum. An einem Rechenteil 53a wird aus
dem Eingangssignal im Frequenzbereich sowie den Norm-Modellparametern
entsprechend ZkN die Normlautheit LN berechnet.The output signal of the
Analog wird ausgangsseitig des Lautheitsfilters 112 die Individuumlautheit
LI berechnet. Die Lautheitswerte LN und LI
werden der Kontrollereinheit 116 zugeführt. Die Kontrollereinheit
116 stellt am Lautheitsfilter 112 die Stellglieder,
wie die Multiplikatoren 66a bzw. programmierbare Verstärker,
so, dass
Mit diesem erfindungsgemässen Hörgerät wird die individuelle Lautheit auf die Normlautheit korrigiert, indem die Isophonen eines Individuums an diejenigen der Norm angeglichen werden.With this hearing aid according to the invention, the individual Loudness corrected to the standard loudness by the isophones of an individual are brought into line with those of the norm.
Auch wenn mit dem erfindungsgemässen Hörgerät, wie beispielsweise in Fig. 15 dargestellt, die Zielfunktion "Normlautheit" und gegebenenfalls auch Klangwahrnehmungsoptimierung erzielt werden können, so ist doch die Verständlichkeit von Sprache noch nicht zwingend optimal. Dies rührt vom Maskierungsverhalten des menschlichen Gehörs her, welches bei einem geschädigten individuellen Gehör anders ist als bei der Norm. Das Frequenzmaskierungsphänomen besagt, dass leise Töne in enger Frequenznachbarschaft von lauten Tönen ausgeblendet werden, also zur Lautheitswahrnehmung nicht beitragen.Even if with the hearing aid according to the invention, such as 15, the objective function "standard loudness" and possibly also achieved sound perception optimization language is understandable not yet optimal. This is due to the masking behavior of human hearing, which in a damaged individual hearing is different from the norm. The frequency masking phenomenon states that soft tones in close frequency neighborhood of loud tones faded out will not contribute to loudness perception.
Soll nun die Verständlichkeit weiter erhöht werden, so muss sichergestellt werden, dass diejenigen spektralen Anteile, die bei der Norm unmaskiert vorliegen, also wahrgenommen werden, auch beim gegebenenfalls geschädigten individuellen Gehör wahrgenommen werden, welch letzteres sich meist durch ein verbreitertes Maskierungsverhalten auszeichnet. Beim geschädigten Gehör wurden üblicherweise Frequenzkomponenten maskiert, welche beim Normgehör unmaskiert sind.If the intelligibility is to be further increased, then it must ensure that those spectral components, that are unmasked in the standard, i.e. perceived, also if individual hearing is damaged are perceived, the latter mostly through a distinguishes widened masking behavior. With the injured Hearing components were usually masked, which are unmasked in the standard hearing.
Fig. 16 zeigt, ausgehend von der Darstellung des bisher beschriebenen erfindungsgemässen Hörgerätes nach Fig. 15, eine Weiterentwicklung, bei der nebst der Lautheitskorrektur des Individuums auch eine Maskierungskorrektur für ein schwerhörendes Individuum, mithin eine Frequenzentmaskierung, vorgenommen wird. Dabei ist vorab festzuhalten, dass durch Aenderung des Maskierungsverhaltens des Hörgerätes und mithin seines Frequenzübertragungsverhaltens auch die Lautheitsübertragung ändert, womit jeweils nach Veränderung des Frequenzmaskierungsverhaltens iterativ auch die Lautheitsübertragung neu erstellt werden muss.16 shows, starting from the representation of what has been described so far 15 hearing aid according to the invention, a Further development, in addition to the loudness correction of the Individual also a masking correction for a hearing impaired Individual, hence frequency demasking becomes. It should be noted in advance that through change the masking behavior of the hearing aid and therefore its frequency transmission behavior also the loudness transmission changes, each time after changing the frequency masking behavior The loudness transmission is also iterative must be recreated.
Gemäss Fig. 16 wird das Eingangssignal des Hörgerätes im Frequenzbereich
einer Norm-Maskierungsmodelleinheit 118a zugeführt,
woran das Eingangssignal so maskiert wird wie bei der
Norm. Wie das Maskierungsmodell bestimmt wird, wird später
erläutert.16, the input signal of the hearing aid is in the frequency range
supplied to a standard
Das Ausgangssignal des Hörgerätes im Frequenzbereich wird,
analog, der Individuum-Maskierungsmodelleinheit 118b zugeführt,
woran das Ausgangssignal des Hörgerätes dem Maskierungsmodell
des intrinsischen Individuums unterworfen wird.
Die mit den Modellen N und I maskierten Eingangs- und Ausgangssignale
werden dem Maskierungskontroller 122 zugeführt
und daran verglichen. In Funktion der Vergleichsresultate
greift der Kontroller 122 in regelndem Sinne auf ein Maskierungsfilter
124 so lange ein, bis die Maskierung "Hörgerät-Uebertragung
und Individuum" derjenigen der Norm angeglichen
ist.The output signal of the hearing aid in the frequency domain is
analog, supplied to the individual
Dem mehrkanaligen zeitvariablen Lautheitsfilter 112 ist das
ebenso mehrkanalige zeitvariable Maskierungsfilter 124 nachgeschaltet,
welches in Funktion der am Maskierungskontroller
122 ermittelten Differenz, wie erwähnt, so gestellt wird,
dass das normmaskierte Eingangssignal an Einheit 118a gleich
dem "Individuum+Hörgerät"-maskierten Ausgangssignal an Einheit
118b wird. Wenn nun über den Maskierungskontroller 122
und die Maskierungsfiltereinheit 124 das Uebertragungsverhalten
des Hörgerätes verändert worden ist, stimmt im allgemeinen
die Korrekturlautheit LKOR der Uebertragung nicht mehr
mit der geforderten überein, und der Lautheitskontroller 116
stellt am Mehrkanal-zeitvariablen Lautheitsfilter 112 die
Stellgrössen so nach, dass der Kontroller 116 wieder gleiche
Lautheiten LI, LN feststellt.The multichannel time-
Maskierungskorrektur über Kontroller 122 und Lautheitsnachführung
über Kontroller 116 erfolgen somit iterativ, wobei
das eingesetzte Lautheitsmodell, definiert durch die Zustandsvektoren
ZLN, ZLI, unverändert bleibt. Erst wenn sowohl
am Lautheitskontroller 116 wie auch am Maskierungskontroller
122 die durch iterative Abgleichung der Filter 112 bzw. 124
erzielten Uebereinstimmungen innerhalb enger Toleranzen erreicht
sind, wird das übertragene Signal an der Frequenz/-Zeit-Transformationseinheit
114 in den Zeitbereich rückgewandelt
und an das Individuum übertragen.Masking correction via
Analog zum Lautheitsmodell ist das Frequenzmaskierungsmodell durch Zustandsvektoren ZFMN bzw. ZFMI parametrisiert.Analogous to the loudness model, the frequency masking model is parameterized by state vectors Z FMN or Z FMI .
Anhand von Fig. 17 soll, ausgehend vom beispielsweise dargestellten Maskierungsverhalten Normalhörender N, dasjenige schwerhörender Individuen I erläutert werden und, von letzterem rückschreitend, die Maskierungskorrektur in stark vereinfachter Darstellung erläutert werden.17, starting from the example shown Masking behavior of normal hearing N, that hearing impaired individuals I are explained and, by the latter going backwards, the masking correction in a greatly simplified Representation to be explained.
Wenn gemäss der Darstellung N von Fig. 17 dem menschlichen Gehör ein statisches'akustisches Signal, beispielsweise mit den dargestellten drei Frequenzkomponenten f1-f3, präsentiert wird, so ist jedem Frequenzanteil entsprechend seiner Lautheit eine Maskierungskurve Ffx zugeordnet. Zur Klang- und Lautheitswahrnehmung des präsentierten breitbandigen Signals, beispielsweise mit den Frequenzkomponenten f1-f3, tragen nur die jeweils über den Maskierungsgrenzen, entsprechend den Ff-Funktionen, überragenden Pegelanteile bei. Bei der dargestellten Konstellation nimmt die Norm eine Lautheit wahr, an der die nicht maskierten Anteile Lf1N-Lf3N beitragen. Im wesentlichen sind die Steigungen munN und mobN der Maskierungsverläufe Ff in erster Näherung frequenz- und pegelunabhängig, wenn, wie dargestellt, die Frequenzskalierung in "bark", gemäss E. Zwicker (in kritischen Bändern), erfolgt.If, according to the representation N of FIG. 17, a static acoustic signal is presented to the human ear, for example with the three frequency components f 1 -f 3 shown , a masking curve F fx is assigned to each frequency component in accordance with its loudness. Only the level components that exceed the masking limits, corresponding to the F f functions, contribute to the sound and loudness perception of the broadband signal presented, for example with the frequency components f 1 -f 3 . In the constellation shown, the norm perceives a loudness to which the unmasked components L f1N -L f3N contribute. The slopes m unN and m obN of the masking curves F f are essentially independent of frequency and level if, as shown, the frequency scaling takes place in "bark", according to E. Zwicker (in critical bands).
Bei einem schwerhörenden Individuum I sind die Maskierungsverläufe Ff, was die Steigungen m anbelangt, verbreitert, und sie sind zudem angehoben. Dies ist aus der Darstellung für ein schwerhörendes Individuum I unten in Fig. 17 ersichtlich, gemäss welcher bei gleichen präsentierten akustischen Signalen mit den Frequenzkomponenten f1-f3 die Komponente auf der Frequenz f2 nicht wahrgenommen wird und damit auch zur wahrgenommenen Lautheit nichts beiträgt. Gestrichelt ist in der Charakteristik I von Fig. 17 nochmals das Frequenzmaskierungsverhalten der Norm N dargestellt.In the case of a hearing-impaired individual I, the masking curves F f are broadened as far as the gradients m are concerned, and they are also raised. This can be seen from the illustration for a hearing-impaired individual I at the bottom in FIG. 17, according to which, with the same acoustic signals presented with the frequency components f 1 -f 3, the component on the frequency f 2 is not perceived and thus does not contribute to the perceived loudness , The frequency masking behavior of the standard N is again shown in dashed lines in characteristic I of FIG. 17.
Es geht nun darum, durch eine "Frequenzentmaskierungs-Filterung" an einem Hörgerät für das Individuum I eine Filtercharakteristik zu realisieren, welche das Maskierungsverhalten des Individuums auf dasjenige der Norm korrigiert. Dies wird, wie in Fig. 17 bei 126 prinzipiell dargestellt, in vorzugsweise jedem je einem kritischen Frequenzband zugeordneten Kanal des Hörgerätes durch ein Filter realisiert, welche gesamthäft mit frequenzabhängiger Verstärkung G' insbesondere die beim geschädigten Individuum ausmaskierten Frequenzanteile so anheben, dass die gleichen Frequenzanteile wie bei der Norm gleichviel zur Klangwahrnehmung und zur Lautheitsempfindung des Individuums beitragen. Die Korrektur der Lf1I-, Lf3I-Anteile auf die Lf1N-, Lf3N-Werte wird durch die Lautheitskorrektur - unterschiedliche TkI, TkN - erreicht.It is now a question of realizing a filter characteristic by "frequency demasking filtering" on a hearing aid for the individual I, which corrects the masking behavior of the individual to that of the norm. As is shown in principle in FIG. 17 at 126, this is preferably implemented in each channel of the hearing aid assigned to a critical frequency band, which together with frequency-dependent amplification G ', in particular raises the frequency components masked out in the damaged individual so that the same frequency components as with the norm, contribute equally to the sound perception and loudness perception of the individual. The correction of the L f1I , L f3I components to the L f1N , L f3N values is achieved by the loudness correction - different T kI , T kN .
Bei nicht stationären Signalen, d.h. wenn die Frequenzanteile
des präsentierten akustischen Signals in der Zeit variieren,
variiert selbstverständlich auch die durch alle frequenzspezifischen
Maskierungskennlinien Ff gebildete Gesamtmaskierungsgrenze
FMG über das gesamte Frequenzspektrum, womit das
Filter 126 bzw. die kanalspezifischen Filter zeitvariabel geführt
werden müssen.In the case of non-stationary signals, i.e. if the frequency components of the presented acoustic signal vary in time, the total masking limit FMG formed by all frequency-specific masking characteristic curves F f naturally also varies over the entire frequency spectrum, with which the
Das Frequenzmaskierungsmodell für die Norm ist aus E. Zwicker
oder aus ISO/MPEG gemäss Literaturangabe unten bekannt. Das
jeweilig geltende individuelle Frequenzmaskierungsmodell mit
FMGI muss aber erst bestimmt werden, um die individuell notwendige
Korrektur, wie schematisch mit dem Entmaskierungsfilter
126 in Fig. 17 dargestellt, vornehmen zu können.The frequency masking model for the standard is known from E. Zwicker or from ISO / MPEG according to the literature reference below. However, the applicable individual frequency masking model with FMG I must first be determined in order to be able to carry out the individually necessary correction, as shown schematically with the
Im weiteren werden am erfindungsgemässen Hörgerät Frequenzanteile, welche nach dem Frequenzmaskierungsmodell der Norm maskiert werden, also zur Lautheit nichts beitragen, gar nicht berücksichtigt, d.h. nicht übertragen.Furthermore, frequency components, which according to the frequency masking model of the norm be masked, so don't contribute to loudness at all not taken into account, i.e. not broadcast.
Anhand von Fig. 18 soll nun erläutert werden, wie an einem Individuum das individuelle Maskierungsmodell FMGI ermittelt wird.18 how the individual masking model FMG I is determined on an individual.
Schmalbandiges Rauschen Ro, bevorzugterweise zentriert bezüglich der Mittenfrequenz fo eines kritischen Frequenzbandes CBk der Norm oder, falls wie vorgängig beschrieben bereits bestimmt, des Individuums, wird dem Individuum über Kopfhörer oder, und bevorzugterweise, über das bereits lautheitsoptimierte Hörgerät präsentiert. Dem Rauschen Ro wird ein Sinussignal, vorzugsweise bei der Mittenfrequenz fo, beigemischt, ebenso wie oberhalb und unterhalb des Rauschspektrums Sinussignale bei fun und fob. Diese Testsinussignale werden zeitsequentiell beigemischt. Durch Variation der Amplitude der Signale auf fun, fo und fob wird ermittelt, wann das Individuum, dem das Rauschen Ro präsentiert wird, an diesem Rauschen eine Veränderung wahrnimmt. Die entsprechenden Wahrnehmungsgrenzen, in Fig. 18 mit AWx bezeichnet, legen drei Punkte des Frequenzmaskierungsverhaltens FfoI des Individuums fest. Dabei werden bevorzugterweise vorab gewisse Abschätzungen eingesetzt, um das Ermittlungsverfahren zu verkürzen. Die Maskierung bei der Mittenfrequenz fo wird bei Schwerhörigen anfänglich auf -6dB geschätzt. Die Frequenzen fun und fob werden um eine bis drei kritische Bandbreiten bezüglich fo versetzt gewählt. Dieses Vorgehen wird vorzugsweise bei zwei bis drei verschiedenen Mittenfrequenzen fo durchgeführt, verteilt über den Hörbereich des Individuums, um in genügender Näherung FMGI, das Frequenzmaskierungsmodell des Individuums zu bestimmen bzw. dessen Parameter, wie insbesondere mobf, munf.Narrow band noise R o , preferably centered with respect to the center frequency f o of a critical frequency band CB k of the standard or, if already determined as described above, the individual, is presented to the individual via headphones or, and preferably, via the already loudness-optimized hearing aid. A sinusoidal signal, preferably at the center frequency f o , is added to the noise R o , as are sinusoidal signals at f un and f ob above and below the noise spectrum. These test sinus signals are added sequentially in time. By varying the amplitude of the signals to f un , f o and f ob , it is determined when the individual to whom the noise R o is presented perceives a change in this noise. The corresponding perception limits, designated A Wx in FIG. 18, determine three points of the frequency masking behavior F foI of the individual. In this case, certain estimates are preferably used in advance in order to shorten the investigation process. The masking at the center frequency f o is initially estimated to be -6dB for the hearing impaired. The frequencies f un and f ob are chosen to be offset by one to three critical bandwidths with respect to f o . This procedure is preferably carried out at two to three different center frequencies f o , distributed over the hearing range of the individual, in order to determine FMG I , the frequency masking model of the individual or its parameters, such as in particular m obf , m unf .
In Fig. 19 ist schematisch der Versuchsaufbau zur Ermittlung
des Frequenzmaskierungsverhaltens eines Individuums gemäss
Fig. 18 dargestellt. An einem Rauschgenerator 128 werden
Rauschmittenfrequenz fo. Rauschbandbreite B und die mittlere
Rauschleistung AN eingestellt. An einer Ueberlagerungseinheit
130 wird das Ausgangssignal des Rauschgenerators 128 mit den
jeweiligen Testsinussignalen überlagert, welche an einem Sinusgenerator
132 eingestellt werden. Am Testsinusgenerator
132 sind Amplitude AS, Frequenz fS einstellbar. Der Testsinusgenerator
132 wird, wie anhand von Fig. 20 erläutert
werden wird, vorzugsweise getaktet betrieben, wozu er, beispielsweise
über einen Taktgeber 134, zyklisch aktiviert
wird. Ueber einen Verstärker 136 wird das Ueberlagerungssignal
dem Individuum über kalibrierte Kopfhörer oder, und bevorzugterweise,
direkt über das noch bezüglich Frequenzmaskierung
zu optimierende Hörgerät gemäss Fig. 16 zugeführt.FIG. 19 schematically shows the experimental setup for determining the frequency masking behavior of an individual according to FIG. 18. At a
Gemäss Fig. 20 werden dem Individuum, beispielsweise im Sekundentakt, die Rauschsignale Ro dargeboten, und in einem der Rauschpakete wird das jeweilige Testsinussignal TS beigemischt. Das Individuum wird gefragt, ob und, wenn ja, welches der Rauschpakete anders als die übrigen klingt. Klingen für das Individuum alle Rauschpakete gleich, so wird die Amplitude des Testsignals TS so lange erhöht, bis das entsprechende Rauschpaket anders als die übrigen wahrgenommen wird, dann ist der zugehörige Punkt AW auf der Frequenzmaskierungs-Kennlinie FMGI gemäss Fig. 18 gefunden. Aus dem so ermittelten Maskierungsmodell des Individuums und dem bekannten der Norm kann das Entmaskierungsmodell gemäss Block 126 von Fig. 17 ermittelt werden.According to FIG. 20, the noise signals R o are presented to the individual, for example every second, and the respective test sinusoidal signal TS is added to one of the noise packets. The individual is asked whether and, if so, which of the noise packages sounds different from the others. If all noise packets sound the same to the individual, the amplitude of the test signal TS is increased until the corresponding noise packet is perceived differently from the others, then the associated point A W is found on the frequency masking characteristic FMG I according to FIG. 18. The unmasking model according to block 126 of FIG. 17 can be determined from the masking model of the individual determined in this way and the known standard.
Mit Blick auf Fig. 16 wird am Block 118a eigentlich die SOLL-Maskierung
je nach präsentiertem akustischem Signal berechnet
und über den Maskierungs-Kontroller 122 das Filter 124 in der
Signalübertragungsstrecke so lange verstellt, bis die Maskierung
daran und am Individuum - Modell an 118b - das gleiche
Resultat liefert, wie vom Führungsmaskierungsmodell in Block
118a gefordert. Wie erwähnt, verändert sich mit der Frequenzmaskierungskorrektur
im allgemeinen auch die Lautheitsübertragung,
so dass Lautheitsregelung und Frequenzmaskierungsregelung
abwechselnd so lange vorgenommen werden, bis beide
Kriterien mit erforderter Genauigkeit erfüllt sind, dann erst
wird über Block 114 das "quasi momentan" vorliegende akustische
Signal in den Zeitbereich rückgewandelt und dem Individuum
übermittelt.With reference to FIG. 16, the TARGET masking is actually at
An dieser Stelle muss im weiteren bemerkt werden, dass es durchaus möglich ist, anstelle der tatsächlichen Ausmessung des individuellen Frequenzmaskierungsverhaltens letzteres aus Audiogrammessungen und/oder der Lautheitsskalierung gemäss Fig. 3 mindestens abzuschätzen. Wird zur Modellidentifikation des Individuums von angenäherten Schätzungen ausgegangen, so wird das Identifikationsverfahren (Fig. 18 bis 20) wesentlich verkürzt.At this point it must be noted that it is quite possible instead of the actual measurement the individual frequency masking behavior of the latter Audiogram measurements and / or loudness scaling according to Fig. 3 at least to be estimated. Becomes model identification of the individual based on approximate estimates, so the identification process (Fig. 18 to 20) becomes essential shortened.
Auch wenn die Lautheit, welche ein Individuum mit dem Hörgerät wahrnimmt, mit der von der Norm wahrgenommenen Lautheit übereinstimmt und zudem, wie beschrieben wurde, das Frequenzmaskierungsverhalten des Systems Hörgerät mit Individuum dem Frequenzmaskierungsverhalten der Norm angeglichen ist, was ebenfalls mit den vorbeschriebenen Massnahmen erreicht wird, bleibt die Sprachverständlichkeit noch nicht optimal. Dies, weil das menschliche Gehör als weitere psycho-akustische Wahrnehmungsgrösse auch ein Maskierverhalten in der Zeit aufweist, das sich bei der Norm vom Zeitmaskierverhalten bei einem Individuum, insbesondere einem schwerhörigen Individuum, unterscheidet.Even if the loudness an individual has with the hearing aid perceives with the loudness perceived by the norm agrees and also, as has been described, the frequency masking behavior of the hearing aid system with the individual Frequency masking behavior is what the norm is also achieved with the measures described above, speech intelligibility is not yet optimal. This, because human hearing as another psycho-acoustic Perception also has a masking behavior in time, that differs from the time masking behavior in the norm Individual, especially a hearing impaired individual, different.
Während das Frequenzmaskierungsverhalten aussagt, dass, bei Vorliegen eines Spektralanteils eines akustischen Signals mit hohem Pegel, gleichzeitig anliegende Spektralanteile mit tiefen Pegeln und in enger Frequenznachbarschaft des Hochpegelanteils zur wahrgenommenen Lautheit unter Umständen nichts beitragen, ergibt sich aus dem Maskierungsverhalten in der Zeit, dass zeitlich nach dem Vorliegen eines lauten akustischen Signals leise unter Umständen nicht wahrgenommen werden. Deshalb ist auch langsameres Sprechen für die zeitliche Entmaskierung eines Schwerhörigen hilfreich.While the frequency masking behavior says that, at Presence of a spectral component of an acoustic signal high level, simultaneously applied spectral components with low Levels and in close frequency neighborhood of the high level component under certain circumstances nothing about the perceived loudness contribute, results from the masking behavior in the Time that timed after the presence of a loud acoustic Signals may not be perceived quietly. That is why slower speaking is also for the temporal Unmasking a deaf person is helpful.
In Analogie zu den weiter oben erkannten und gelösten Problemen betreffs Lautheit, Klangoptimierung und Frequenzmaskierung, geht es mithin für eine weitere Erhöhung der Verständlichkeit darum, Signalabschnitte, welche bei der Norm zeitunmaskiert sind, mit Hilfe eines erfindungsgemässen Hörgerätes auch unmaskiert vom Individuum wahrnehmen zu lassen.In analogy to the problems identified and solved above regarding loudness, sound optimization and frequency masking, it is therefore a further increase in intelligibility therefore, signal sections which are time unmasked in the standard are, with the help of a hearing aid according to the invention to be perceived unmasked by the individual.
Bei Berücksichtigung bzw. Korrektur des Zeitmaskierungsverhaltens an einem wie bis anhin beschrieben konzipierten Hörgerät ist grundsätzlich zu bedenken, dass das bis anhin beschriebene Vorgehen auf der Verarbeitung einzelner Spektren beruht. Wechselwirkungen von sich zeitlich folgenden Spektren waren nicht zu berücksichtigen. Im Gegensatz dazu ist bei der Berücksichtigung des Zeitmaskierungseffektes ein Kausalzusammenhang herzustellen zwischen momentan anstehenden akustischen Signalen und zukünftigen anstehenden akustischen Signalen. M.a.W. ist ein weiterentwickeltes, auch das Zeitmaskierungsverhalten berücksichtigendes Hörgerät grundsätzlich mit zeitvariablen Zeitverzögerungsvorkehrungen ausgerüstet, um die Auswirkungen eines vergangenen akustischen Signals auf ein nachmals anstehendes berücksichtigen und steuern zu können. Dies besagt aber auch, dass die Lautheitskorrektur und Frequenzmaskierungskorrektur, wie erwähnt auf Einzelspektren beruhend, so in der Zeit mitzuschieben sind, dass zugehörige Ein- und Ausgangsspektren zur Bildung der Lautheits- und Frequenzmaskierungskorrekturen zeitlich synchron bleiben.Taking into account or correcting the time masking behavior on a hearing aid designed as previously described it is important to remember that what has been described so far Procedure on processing individual spectra based. Interactions of temporally following spectra were not to be considered. In contrast, the Consideration of the time masking effect a causal relationship to establish between currently pending acoustic Signals and future pending acoustic signals. M.a.W. is a further developed, also the time masking behavior hearing aid in principle equipped with time-variable delay arrangements, about the effects of a past acoustic signal to be able to take into account and control a subsequent one. But this also means that the loudness correction and Frequency masking correction, as mentioned on individual spectra based on the fact that they belong to the time Input and output spectra for the formation of loudness and frequency masking corrections stay synchronized.
Wiederum gilt dabei, dass eine Veränderung bzw. Korrektur der zeitlichen Signalabfolge, die zu einer Zeitmaskierungskorrektur notwendig ist, die jeweils momentane Lautheit verändert, womit die Lautheitskorrektur, wie bereits im Zusammenhang mit der Frequenzmaskierungskorrektur ausgeführt wurde, nachgeführt werden muss.Again, a change or correction of the temporal signal sequence leading to a time masking correction is necessary, the current loudness changes, with which the loudness correction, as already in connection with the frequency masking correction was carried out must become.
In Fig. 21 ist, ausgehend von der vorbeschriebenen Hörgerätestruktur,
insbesondere nach Fig. 16, deren Modifikation zur
Mitberücksichtigung von Zeitmaskierungskorrekturen dargestellt.
Nach der Zeit/Frequenz-Transformation an der Einheit
110 werden in der Zeit sequentiell angefallene Signalspektren
in einem Spektrum/Zeit-Puffer 140 abgelegt (Wasserfall-Spektren-Darstellung).
Wahlweise kann die Spektrum-über-Zeit-Darstellung
auch mit der Wigner-Transformation (s. Lit. 13,
14) berechnet werden. Mehrere zeitsequentiell angefallene und
abgespeicherte Eingangsspektren werden an der Norm-Lautheit-Recheneinrichtung
53'a - für die einzelnen Spektren in der
Frequenz analog zur Recheneinrichtung 53a von Fig. 16 wirkend
- verarbeitet und das LN-Zeitbild der Kontrollereinheit 116a
zugeführt.21, starting from the above-described hearing aid structure, in particular according to FIG. 16, shows its modification to take time masking corrections into account. After the time / frequency transformation at the
Der Frequenz/Zeit-Rücktransformationseinheit 114 (Wigner-Rücktransformation
bzw. Wigner-Synthese) ist ein analog zum
Puffer 140 wirkender Spektrum/Zeit-Puffer 142 vorgeschaltet.The frequency / time inverse transformation unit 114 (Wigner inverse transformation
or Wigner synthesis) is an analog to
Buffer 140 acting spectrum /
Analog ermittelt eine weitere Recheneinrichtung 53'b das
Zeitbild der anhand der Spektren ermittelten LI-Werte. Dieses
Zeitbild wird mit dem Zeitbild der LN-Werte am Kontroller
116a verglichen, und mit dem Vergleichsresultat wird eine
Multikanal-Lautheitsfiltereinheit 112a mit gesteuert zeitvariabler
Dispersion (Phasenschiebung, Zeitverzögerung) angesteuert.
Am Filter 112a wird mithin sichergestellt, dass das
zeitliche Korrektur-Lautheitsbild der Uebertragung mit dem
Lautheitsbild des Individuums demjenigen der Norm entspricht.Analogously, a
Die in den Puffern 140 bzw. 142 abgelegten Spektren, die gesamthaft
Signale über eine vorgegebene Zeitspanne, beispielsweise
von 20 bis 100msec, abbilden, werden weiter Zeit- und
Frequenz-Maskierungsmodellrechnern für die Norm 118'a und das
Individuum 118'b zugeführt, die je mit den Norm- und Individuumparametern
bzw. Zustandsvektoren parametrisiert sind,
ZFM, ZTM. Darin sind sowohl Frequenzmaskierungsmodell FN,
analog zu Fig. 16, wie auch Zeitmaskierungsmodell TM implementiert.
Die Ausgänge der Rechner 118'a, 118'b wirken auf
eine Maskierungs-Kontrollereinheit 122a, welch letztere auf
das Multikanal-Entmaskierungsfilter 124a wirkt, woran nun zusätzlich
zu 124 von Fig. 16 auch die Dispersion zeitvariabel
steuerbar ist. Ueber die Modellierungsrechner 118'a, 118'b
und die Kontrollereinheit 122a wird die Filtereinheit 124a so
betreffs Frequenzübertragung und Zeitverhalten gesteuert,
dass das frequenz- und zeitkorrigiert maskierte zeitliche
Eingangsspektralbild mit dem individuell modellierten (118'b)
des Ausgangs-Zeitspektralbildes übereinstimmt.The 142 respectively stored spectra in the
Die Ansteuerung des Lautheitsfilters 112a und des Maskierungs-Korrekturfilters
124a erfolgt dabei bevorzugterweise
abwechselnd, bis beide zugeordneten Kontroller 116a und 122a
vorgegebene minimale Abweichungskriterien detektieren. Erst
dann werden die Spektren in der Puffereinheit 142 in richtiger
Zeitsequenz an der Einheit 114 in den Zeitbereich rückgewandelt
und an das das Hörgerät tragende Individuum übertragen.Driving the
Fig. 21 zeigt eine Hörgerätestruktur, bei der Lautheitskorrektur, Frequenzmaskierungskorrektur und Zeitmaskierungskorrektur an in den Frequenzbereich gewandelten Signalen erfolgt.21 shows a hearing device structure in the case of loudness correction, Frequency masking correction and time masking correction on signals converted into the frequency range.
Eine technisch gegebenenfalls einfachere Ausführungsvariante
gemäss Fig. 22 berücksichtigt Zeitphänomene konsequent an Signalen
im Zeitbereich und Phänomene bezüglich Frequenzgang an
Signalen im Frequenzbereich. Hierzu wird vor der Zeit/Frequenz-Transformationseinheit
110, welche gemäss der Ausführung
von Fig. 16 vorzugsweise eine momentane Spektrumtransformation
ausführt, wie schematisch dargestellt, eine Zeitmaskierungs-Korrektureinheit
141 vorgeschaltet oder, gegebenenfalls
auch ergänzend oder ersetzend, zwischen Rücktransformationseinheit
114 und Ausgangstransducer 65, wie Lautsprecher,
Stimulator, z.B. ein elektrodenstimuliertes kochleares
Implantat.A technically possibly simpler design variant
22 consistently takes time phenomena in signals into account
in the time domain and phenomena related to frequency response
Signals in the frequency domain. This is done before the time /
Zwischen den Transformationseinheiten 110 und 114 erfolgt die
Signalverarbeitung im Block 117 entsprechend der Verarbeitung
zwischen 110 und 114 von Fig. 16.This takes place between the
Die in Fig. 22 mit 140 bezeichnete Zeitmaskierungs-Korrektureinheit
ist in Fig. 23 detaillierter dargestellt. Sie umfasst
eine Zeit-Lautheits-Modelleinheit 142, woran, bevorzugterweise
als Leistungsintegral, der Verlauf der Lautheit über der
Zeit des akustischen Eingangssignals verfolgt wird. Analog
wird in einer weiteren Zeit-Lautheits-Modelleinheit 142 die
momentane Lautheit des Signals im Zeitbereich vor seiner
Wandlung an der Zeit/Frequenz-Transformationseinheit 110 ermittelt.
Die Lautheitsverläufe in der Zeit des erwähnten Eingangssignals
und des erwähnten Ausgangssignals werden an
einem (vereinfachten) Zeit-Lautheits-Kontroller 144 verglichen,
und an einer Filtereinheit 146, nämlich im wesentlichen
einer gain control-Einheit GK, wird die Lautheit des Ausgangssignals,
über der Zeit betrachtet, derjenigen des Eingangssignals
angeglichen.The time mask correction unit designated 140 in FIG. 22
is shown in more detail in FIG. it includes
a time-
Zur Durchführung der Zeitmaskierungskorrektur wird das Eingangssignal
einer Zeitpuffereinheit 148 zugeführt, woran, gemäss
W. Verhelst, M. Roelands, "An overlap-add technique
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werden.The input signal is used to carry out the time masking correction
fed to a
An einer Norm-Zeitmaskierungs-Modelleinheit 150N wird an den
Eingangssignalen die noch zu beschreibende Norm-Zeitmaskierung
modelliert, an der weiteren Einheit 150I, an den Ausgangssignalen
der Zeitpuffereinheit 148, die individuelle
Zeitmaskierung. Die an den Signalen eingangsseitig und ausgangsseitig
der Zeitpuffereinheit 148 modellierten Zeitmaskierungen
werden an einer Zeitmaskierungs-Kontrolleinheit 152
verglichen, und entsprechend dem Vergleichsresultat wird an
der Zeitpuffereinheit 148 über die erwähnten, bevorzugterweise
eingesetzten Algorithmen die Signalausgabe zeitlich gesteuert,
d.h. die Uebertragung über den Zeitpuffer 148 mit
gesteuert zeitvariablem Dehnungsfaktor bzw. -verzögerung.On a standard time masking model unit 150 N , the standard time masking to be described is modeled on the input signals, on the further unit 150 I , on the output signals of the
Das Zeitmaskierungsverhalten der Norm ist wiederum aus E. Zwicker bekannt. Das Zeitmaskierungsverhalten eines Individuums soll anhand der Fig. 24 erläutert werden.The time masking behavior of the standard is again from E. Zwicker known. The time masking behavior of an individual is to be explained with reference to FIG. 24.
Gemäss Fig. 24 wird, wenn der Norm über der Zeit t ein akustisches Signal A1 präsentiert wird, ein zweites, nachfolgend präsentiertes akustisches Signal A2 nur dann wahrgenommen, wenn sein Pegel über der gestrichelt eingetragenen Zeitmaskierungsgrenze TMGN liegt. Der Verlauf dieser Maskierungsgrenze beim Abklingen ist primär gegeben durch den Pegel des momentan präsentierten akustischen Signals. Folgen sich Signale mit verschiedener Lautheit, ergibt sich eine umhüllende TMG aller einzeln von den Signalen ausgelösten TMGs.According to FIG. 24, if an acoustic signal A 1 is presented to the standard over time t, a second acoustic signal A 2 , which is subsequently presented, is only perceived if its level is above the time masking limit TMG N shown in broken lines. The course of this masking limit on decay is primarily given by the level of the acoustic signal currently being presented. If signals with different loudness follow, an enveloping TMG results from all TMGs triggered individually by the signals.
In Fig. 24 ist unter Darstellung I bei gleichen präsentierten, schematisch dargestellten akustischen Signalen A1 und A2 der Zeitmaskierungs-Grenzverlauf ZMG beispielsweise eines schwerhörenden Individuums dargestellt. Dabei ist ersichtlich, dass beim Schwerhörigen u.U. das in der Zeit zweite Signal A2 gar nicht wahrgenommen wird. Strichpunktiert ist im Verlauf gemäss I wiederum das beispielsweise angenommene Norm-Zeitmaskierungsverhalten TMGN des Verlaufs N dargestellt. Aus der Differenz ist ersichtlich, dass es für eine Zeitmaskierungskorrektur grundsätzlich darum geht, entweder das zweite Signal A2 am Individuum so lange zu verzögern - mit dem Hörgerät -, bis seine individuelle Zeitmaskierungsgrenze genügend weit abgefallen ist, oder aber darum, das Signal A2 so zu verstärken, dass es auch beim Individuum über seiner Zeitmaskierungsgrenze liegt.FIG. 24 shows the time masking limit profile ZMG of, for example, a hearing-impaired individual under representation I with the same, schematically represented acoustic signals A 1 and A 2 . It can be seen that the second in the time signal A 2 is not perceptible when the hearing impaired may. The dot-time masking behavior TMG N , assumed for example, of the curve N is again shown in dash-dotted lines in the course of I. From the difference it can be seen that a time masking correction basically involves either delaying the second signal A 2 on the individual - using the hearing aid - until his individual time masking limit has dropped sufficiently, or the signal A 2 to be strengthened in such a way that the individual is also above his time masking limit.
Wenn im Verlauf N der wahrgenommene Bereich des Signals A2 mit L bezeichnet ist, so ergibt sich bei letzterwähntem Vorgehen am Individuum, dass A2 so verstärkt werden muss, dass im besten Fall derselbe wahrgenommene Bereich L über der Zeitmaskierungsgrenze des Individuums liegt.If the perceived area of the signal A 2 is designated L in the course of N, the last-mentioned procedure on the individual reveals that A 2 must be amplified so that, in the best case, the same perceived area L is above the individual's time masking limit.
In jedem Fall müssen, wie sich dies auch aus den Erläuterungen
zu den Fig. 21 bis 23 ergibt, aus momentanen akustischen
Signalverläufen, in der Zeit verschoben, Korrektureingriffe
vorgenommen werden, die zukünftig anfallende akustische Signale
betreffen.In any case, as can be seen from the
Die Abklingzeit TAN der Zeitmaskierungsgrenze TMGN an der Norm ist im wesentlichen unabhängig vom Pegel bzw. der Lautheit des die Zeitmaskierung auslösenden Signals, gemäss Darstellung von Fig. 24 von A1. Dies gilt genähert auch für Schwerhörige, so dass es in den meisten Fällen ausreicht, pegelunabhängig, die Abklingzeit TAI der Zeitmaskierungsgrenze TMGI zu ermitteln.The decay time T at the time masking TMG limit N to the standard is essentially independent of the level or loudness of the time masking triggering signal, as shown in FIG. 24 of A 1. This also applies to hearing impaired people, so that in most cases it is sufficient to determine the decay time T AI of the time masking limit TMG I regardless of the level.
Gemäss Fig. 25 wird zur Ermittlung der individuellen Zeitmaskierungsgrenzen-Abklingzeit TAI dem Individuum ein klickfrei einsetzendes und klickfrei aussetzendes schmalbandiges Rauschsignal Ro präsentiert. Nach Aussetzen des Rauschsignals Ro wird ihm nach einer einstellbaren Pause TPaus ein Testsinussignal mit Gauss-Umhüllender präsentiert. Durch Variation der Umhüllenden-Amplitude und/oder der Pauszeit TPaus wird ein Punkt entsprechend AZM der individuellen Zeitmaskierungsgrenze TMGI ermittelt. Durch weitere Veränderungen der Pauszeit und/oder der Umhüllenden-Amplitude des Testsignals werden zwei oder mehr Punkte der individuellen Zeitmaskierungsgrenze ermittelt.25, to determine the individual time masking limit decay time T AI, the individual is presented with a click-free and click-free narrow-band noise signal R o . After exposure of the noise signal R o a test sinusoidal signal with Gaussian wrap-around him will be presented after a set interval T Paus. A point corresponding to A ZM of the individual time masking limit TMG I is determined by varying the envelope amplitude and / or the pause time T Paus . Further changes in the pause time and / or the envelope amplitude of the test signal determine two or more points of the individual time masking limit.
Dies erfolgt beispielsweise mit einer Versuchsanordnung, wie
sie in Fig. 19 dargestellt ist, wobei aber ein Testsinusgenerator
132 eingesetzt wird, welcher ein Gauss-umhülltes Sinussignal
abgibt. Das Individuum wird gefragt, bei welchem Wertepaar
TPaus und Amplitude der Gauss-Umhüllenden das Testsignal
nach dem Rauschsignal gerade wahrgenommen wird.This is done, for example, with a test arrangement as shown in FIG. 19, but using a
Auch hier kann das individuelle Maskierungsverhalten aber auch aus diagnostischen Daten abgeschätzt werden, was eine massgebliche Reduktion der Zeit für die Identifikation des individuellen Zeitmaskierungsmodells TMGI ergibt. Wesentlicher Parameter dieses Modells ist, wie erwähnt, die Abklingzeit TAN bzw. TAI. Here, too, the individual masking behavior can also be estimated from diagnostic data, which results in a significant reduction in the time for the identification of the individual time masking model TMG I. As mentioned, the essential parameter of this model is the decay time T AN or T AI .
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