EP0661905A2 - Method for the fitting of hearing aids, device therefor and hearing aid - Google Patents
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- EP0661905A2 EP0661905A2 EP95103571A EP95103571A EP0661905A2 EP 0661905 A2 EP0661905 A2 EP 0661905A2 EP 95103571 A EP95103571 A EP 95103571A EP 95103571 A EP95103571 A EP 95103571A EP 0661905 A2 EP0661905 A2 EP 0661905A2
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- 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 preamble of claim 1, a device according to that of claim 23 and a hearing aid according to claim 39.
- a psycho-acoustic perception quantity is understood to be a quantity that is formed non-linearly, by individual laws of perception, from physical-acoustic quantities, such as frequency spectrum, sound pressure level, phase position, time course, etc.
- Hearing aids known to date change physical, acoustic signal quantities in such a way that an hearing-impaired individual equipped with the hearing aid hears better.
- the hearing aid is adapted by adjusting physical transmission variables, such as frequency-dependent amplification, level limitation, etc., until the individual is satisfied with the hearing aid within the scope of the possibilities presented.
- Preferred embodiments of the method according to the invention are specified in claims 2 to 22, the device according to the invention in claims 24 to 38 and the hearing aid according to the invention in claim 40.
- the device according to the invention can be designed as an adaptation device separately from the hearing device. However, it also includes adjustment measures on the hearing aid in order to correct the perceived size taken into account for the individual.
- the loudness "L” is a psycho-acoustic quantity, which indicates how “loud” an individual feels a presented acoustic signal.
- Loudness has its own unit of measurement; a sinusoidal signal with a frequency of 1 kHz and a sound pressure level of 40dB-SPL produces a loudness of 1 "Sone". A sine of the same frequency with a level of 50dB-SPL is perceived exactly twice as loud; the corresponding loudness is 2 sone.
- the present invention has as its object to propose a method and devices suitable for this, with which a hearing aid to be adapted to an individual can be adjusted in such a way that the acoustic perception of the individual corresponds at least in a first approximation to that of a norm, namely the person with normal hearing.
- FIG. 1 One possibility to record the individually perceived loudness on selected acoustic signals as a further usable variable is the one shown schematically in FIG. 1, for example from O. Heller, "Auditory field audiometry using the method of category division", Psychological Contributions 26, 1985, or V. Hohmann, "Dynamic Compression for Hearing Aids, Psychoacoustic Fundamentals and Algorithms", thesis UNI Göttingen, VDI-Verlag, series 17, No. 93, known method.
- An individual I is presented with an acoustic signal A which can be adjusted on a generator 1 with regard to the spectral composition and transmitted sound pressure level S.
- the individual I evaluates or "categorizes" the acoustic signal A currently heard according to e.g. thirteen loudness levels or categories, as shown in FIG. 1, to which levels numerical weights, for example from 0 to 12, are assigned.
- the procedure according to the invention can also be used to take further psychoacoustic variables into account, such as for example the variable "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 that in turn depends on several variables.
- the correlation of detected size differences with interventions in the transmission behavior of a hearing aid is not clear and extremely complex.
- a quantifying model of the Perception size, especially loudness used.
- Such a model should be able to be entered with any kind of acoustic signals; at least approximate is the corresponding size.
- the model that is valid for the individual should be identifiable with relatively few measurements. The identification should be able to be terminated when the model has been identified to a certain extent.
- Such a quantifying model of a psycho-acoustic perception quantity does not have to be given by a closed mathematical expression, but can be defined by a multidimensional table, from which the perceived quantity of perception can be called up with the prevailing frequency and sound level relationships of a real acoustic signal as a variable can.
- 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.
- the straight line with the slope ⁇ k approximates the non-linear loudness function in band k 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 one mathematical loudness model according to (1), a loudness value L '(A ok ) is calculated, namely from S e , CB kN , ⁇ N and, as mentioned previously, the hearing threshold value T kI stored in a storage unit 13 and predetermined .
- 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.
- ⁇ r the difference signal
- opening the switch Q1 and closing the switch Q2 on the one hand aborts the incrementation of ⁇
- 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 shows, depending on various, for example, entered sound pressure levels S kx , several gain 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 or the differences T kN -T kI and n ⁇ as determined with reference to FIGS. 4 and 5.
- the described procedure is optimally repeated in every critical frequency band k. For each critical frequency band and when approximating with a regression line, only one norm-acoustic signal has to be presented to the individual; if necessary, others can be used to check the regression lines found.
- 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 individual loudness evaluations for these standard acoustic signals of different sound pressure levels are preferably stored in a buffer unit 6. With reference to FIG. 8, these stored loudness perception values hold the scaling curve I of the individual with reference values.
- 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 difference appearing on the output side of the comparison unit 15, here in the sense of a difference in sound pressure level dependent between the curves S and the changed curve N 'according to FIG. 8, is assessed with regard to falling below a predetermined maximum range - as a termination criterion - and as soon as the deviations mentioned indicate a TARGET 4, on the one hand the optimization or incrementation process is interrupted; on the other hand, the sound pressure level-dependent ⁇ parameters pending at the computing unit 11 are output which correspond to the tangent slope values on the individual scaling curve I, i.e. ⁇ kI (S kx ) or the ⁇ ' ⁇ kI (S kx ).
- the nonlinear amplification function assigned to the specific critical frequency band on the hearing aid is determined and adjusted there.
- 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.
- 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 nonlinear reinforcements found so far have been determined channel-specifically or band-specifically with reference to the critical bandwidths of the standard. Taking into account the critical bandwidths of the individual, it can be seen from FIG. 9a that, for example, the hatched area ⁇ f in the individual falls within the broadened critical band k, while in the norm it falls within the band k + 1. However, this means that, with the previous reference to the critical bandwidths of the standard, signals e.g. in the hatched frequency range .DELTA.f, the gain must be corrected on the individual.
- 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.
- an arithmetic 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 memory unit 55, and the corresponding number of L I values are also stored in the memory 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.
- manipulated variables are determined in order to set the amplification functions on the frequency-selective channels of the hearing aid corresponding to the critical frequency bands.
- the procedure described is actually the search for a minimum point of a multi-variable function.
- several sets of changed parameters will result in the minimum criterion specified by ⁇ R being met.
- the method described can therefore lead to the receipt of several such solution parameter sets, with the physical positions of the hearing aid being used in those sets which are physically sensible and, for example, the easiest to implement.
- Solution parameter sets that can be excluded from the outset which would lead, for example, to amplification profiles on the respective channels of the hearing aid that are extremely difficult or impossible to implement, can be excluded from the outset by corresponding specifications on the modification unit 49.
- a shortening of the search process can also be achieved, for example for hearing-impaired individuals, by replacing the standard parameters ⁇ N and CB kN with the ⁇ kI and 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 individual's hearing loss is determined from the outset.
- the arithmetic unit 51 can also do the mentioned Include storage devices integrated in terms of hardware; their delimitation shown in dashed lines in FIG. 10 is to be understood, 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 setting a hearing aid ex situ.
- the determined manipulated variables can be transferred directly electronically to a hearing device in situ, but the actual advantage of an in situ adaptation, namely the consideration of the fundamental hearing influence by a hearing device, is not taken into account: first, all the manipulated variables are determined without a hearing device, and then is set without further acoustic signal presentation.
- 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. ⁇ 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 parameter changes found will act ⁇ ⁇ k , ⁇ ⁇ CB k , ⁇ ⁇ T k or Parameters ⁇ N , T kN , CB kN and ⁇ kI , T kI , CB kI via the manipulated variable control unit 70 so as to control 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 control variable determination unit 70 according to FIG. 11, manipulated variable changes, is summarized from the parameter changes determined in FIG. 11 in analogy to the procedure according to FIG. 10, in order to convert N 'into I according to FIG. 8, and from the differences in the hearing thresholds ⁇ SG for the channel-specific frequency and amplitude transmission behavior of the hearing aid in such a way that the scaling curves of the individual I are brought with the hearing aid HG with the desired accuracy to the scaling curves N of the standard:
- the loudness behavior of the hearing aid forms the intrinsic, i.e.
- the individual's "own” loudness perception depends on that of the norm, the loudness perception of the individual with a hearing aid becomes equal to that of the norm or can be specified in relation to that of the norm.
- the "in situ” setting shown, for example, with reference to FIG. 11 shows the essential The advantage is that the physical “in situ” transmission behavior of the hearing aid and, for example, the mechanical ear influencing by the hearing aid are also taken into account.
- 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.
- 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 SG66 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.
- the spectra are formed from the converted acoustic input signals and the electrical output signals of the hearing aid at units 64a.
- a computing unit 53a are due of the input spectra as well as the loudness model parameters of the norm N calculates the current loudness values which the norm would perceive on the basis of the input signals.
- the loudness values that the individual perceives without the hearing aid, ie the intrinsic individual are calculated on a computing unit 53b on the basis of the output signal spectra.
- the modeling parameters 53b are fed with the modeling parameters of the individual, which, as described above, were determined.
- 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 SG66 to the transmission units 66 in accordance with the determined differences in such a way 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).
- the hearing aid transmission is set with the units 66 in such a way that the acoustic signals currently pending are transmitted with the correction loudness, so that the loudness is modeled on the output signals in accordance with the perception behavior of the individual ( 53b), results in a loudness corresponding to that which is perceived by the standard or which can be specified in this respect.
- FIG. 13 An embodiment of a hearing aid according to the invention, combined from the procedure according to FIG. 11 and the structure according to FIG. 12a), is shown in FIG. 13.
- the same position signs as in FIGS. 11 and 12 are used for the same function blocks.
- only one channel X of the hearing aid is shown.
- a switchover unit 81 connects the storage unit (41, 43, 44) according to FIG. 11, shown here as a unit, to the unit 49.
- a switchover 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), via the manipulated variable control unit 70a onto the transmission path with the units 66 of the Hearing aid works.
- 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.
- correction loudness model parameters on the hearing aid and thus the necessary manipulated variables for generally non-linear channel-specific amplifications, e.g. for a hearing impaired person, allows different target functions, or the loudness requirements as a target function, as mentioned, can be achieved with different sets of correction loudness model parameters and therefore manipulated variables ⁇ SG66.
- Fig. 14 shows the measures to be taken in addition to the precautions of Fig. 11; the same function blocks, which have already been 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 with the, for example, statistically determined sound sensation KL N becomes the norm for the same acoustic Signals A ⁇ k compared. These are stored in a memory unit 94 so that they can be called up.
- a sound characterization unit 96 for example between the comparison unit 59 and the parameter modification or incrementation unit 49, is activated according to FIG. 14, which limits the degree of freedom of the parameter modification on the unit 49 , ie changes one or more of the parameters mentioned, regardless of the minimal difference obtained at unit 59, and keeps them constant.
- the sound characterization unit 96 is preferably connected to an expert database, shown schematically in FIG. 14 at 98, which contains the information regarding individual Sound sensation 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. "
- the gain in one or more of the higher-frequency hearing aid channels is withdrawn, with which the termination criterion ⁇ R according to FIG. 10 is no longer met at the comparison unit 59 and a new search cycle for uses the correction model parameters, but with the retraction of the gain in higher-frequency hearing aid channels prescribed by the expert system.
- 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.
- a changed state vector Z ' k must be searched for in at least one of the critical bands in order to change the sound.
- 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. 15 again in a functional block representation, the hearing aid according to the invention according to FIG. 12b) (model difference variant) is shown in a form which is preferably implemented.
- the same reference numerals are used as were used for the hearing aid according to the invention according to FIG. 12b).
- 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 loudness L N is calculated according to 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 is corrected to the standard loudness by adapting the isophones of an individual to those of the standard.
- the intelligibility of speech is not yet optimal. This stems from the masking behavior of the human ear, which is different in the case of damaged individual hearing than in the norm.
- the frequency masking phenomenon states that quiet tones in close frequency neighborhood are faded out from loud tones, i.e. they do not contribute to loudness perception.
- FIG. 16 shows, based on the representation of the hearing aid according to the invention according to FIG. 15 described so far, a further development in which, in addition to the loudness correction of the individual, a masking correction for a hearing-impaired individual, and hence frequency demasking, is carried out. It should be noted in advance that changing the masking behavior of the hearing aid and thus its frequency transmission behavior also changes the loudness transmission, which means that the loudness transmission must be iteratively recreated after each change in the frequency masking behavior.
- the input signal of the hearing aid is supplied in the frequency domain to a standard masking model unit 118a, whereupon the input signal is masked as in the standard. How the masking model is determined will be explained later.
- the output signal of the hearing aid in the frequency range is, analogously, supplied to the individual masking model unit 118b, whereupon the output signal of the hearing aid is subjected to the masking model of the intrinsic individual.
- the input and output signals masked with the models N and 1 are fed to the masking controller 122 and compared there. In the function of the comparison results, the controller 122 intervenes in a regulating manner on a masking filter 124 until the masking "hearing aid transmission and individual "is aligned with that of the norm.
- 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 transmitted to the individual .
- the frequency masking model is parameterized by state vectors Z FMN or Z FMI .
- 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 according to its loudness.
- 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. This can be seen from the illustration for a hearing-impaired individual I below in Fig. 17, according to which, with the same acoustic signals presented with the frequency components f1-f3, the component on the frequency f2 is not perceived and thus also contributes to the perceived loudness.
- 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 are masked according to the frequency masking model of the standard i.e. which do not contribute to loudness, are not taken into account at all, 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 on a noise generator 128.
- the output signal of the noise generator 128 is superimposed with the respective test sinus 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 respect 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 calculated at block 118a depending on the acoustic signal presented, and the filter 124 in the signal transmission path is adjusted via the masking controller 122 until the masking on it and on the individual - model on 118b - provides the same result as required by the leadership masking model in block 118a.
- the frequency masking correction generally also changes the loudness transmission, so that loudness control and frequency masking control are carried out alternately until both criteria are met with the required accuracy, only then is the "virtually present" acoustic signal converted back into the time range via block 114 and transmitted to the individual.
- the frequency masking behavior says that if there is a spectral component of an acoustic signal with high level, simultaneous spectral components with low levels and in close frequency neighborhood of the high level component may not contribute to the perceived loudness, it follows from the masking behavior in time that after a loud acoustic signal there may be no noise. That is why slower speaking is helpful for unmasking the time of a hearing impaired person.
- the frequency / time inverse transformation unit 114 (Wigner inverse transformation or Wigner synthesis) is preceded by a spectrum / time buffer 142 which acts analogously to the buffer 140.
- 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.
- the control of 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. Only then are the spectra in the buffer unit 142 converted back into the time domain in the correct time sequence at the unit 114 and transmitted to the individual wearing the hearing aid.
- Fig. 21 shows a hearing aid structure in which loudness correction, frequency masking correction and time masking correction on signals converted into the frequency range.
- a technically possibly simpler embodiment variant according to FIG. 22 consistently takes into account time phenomena on signals in the time domain and phenomena with regard to frequency response on signals in the frequency domain.
- a time masking correction unit 141 is connected upstream of the time / frequency transformation unit 110, which according to the embodiment of FIG. 16 preferably carries out an instantaneous spectrum transformation, as shown schematically, 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 signal processing in block 117 takes place in accordance with the processing between 110 and 114 of FIG. 16.
- the time mask correction unit designated 140 in FIG. 22 is shown in more detail in FIG. 23. It comprises a time-loudness model unit 142, by means of which, preferably as a power integral, the course of the loudness is tracked over the time of the acoustic input signal. Analogously, the instantaneous loudness of the signal in the time domain before its conversion is determined at the time / frequency transformation unit 110 in a further time-loudness model unit 142.
- the loudness curves in the time of the mentioned input signal and the mentioned output signal are compared on 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 over which Time considered, that of the input signal aligned.
- the input signal is fed to a time buffer unit 148, which, according to W. Verheist, 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 are used.
- 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 according to 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 known from E. Zwicker.
- the time masking behavior of an individual will be explained with reference to FIG. 24.
- time masking limit curve ZMG for example of a hearing-impaired individual
- I the time masking limit curve
- TMG N the dot-time masking behavior
- TMG N the dot-time masking behavior of the curve N
- a time masking correction basically involves either delaying the second signal A2 on the individual - with the hearing aid - until his individual time masking limit has fallen sufficiently far, or the signal A2 so too reinforce that the individual is also above his time masking limit.
- the last-mentioned procedure on the individual shows that A2 has to be strengthened so that in the best case the same perceived area L is above the time masking limit of the individual.
- the decay time T AN of the time masking limit TMG N on the Norm is essentially independent of the level or loudness of the signal triggering the time masking, as shown in Fig. 24 of A1. This also applies to people with hearing loss, 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 exposing narrowband 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 .
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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 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 perception quantity is understood to be a quantity that is formed non-linearly, by individual laws of perception, from physical-acoustic quantities, such as frequency spectrum, sound pressure level, phase position, time course, 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 quantities in such a way that an hearing-impaired individual equipped with the hearing aid hears better. The hearing aid is adapted by adjusting physical transmission variables, such as frequency-dependent amplification, level limitation, etc., until the individual is satisfied with the hearing aid within the scope of the possibilities presented.
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, for which reference is made to the attached literature references, that human acoustic perception follows complex psycho-acoustically individual evaluations, these known phenomena have so far not been used to optimize a hearing aid.
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 und Lautheitssummation, Frequenz- und Zeitmaskierung, blieben unberücksichtigt.Satisfactory corrections could thus be made with previously known hearing aids, essentially only averaged over all acoustic stimulus signals occurring in practice; mutual influences of signal quantities of the acoustic stimulus signals could only be considered unsatisfactorily, if at all. Non-linear phenomena of psycho-acoustic perception, such as loudness and loudness summation, frequency and time masking, were not taken into account.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung bzw. ein Hörgerät obgenannter Art zu schaffen, die es erlauben, ein individuelles, geschädigtes, psycho-akustisches Wahrnehmungsverhalten bezüglich demjenigen der Norm zu korrigieren, worunter das statistische Normal-Wahrnehmungsverhalten von Menschen verstanden werde.It is an object of the present invention to provide a method or a device or a hearing aid of the type mentioned above which allow an individual, damaged, psycho-acoustic perception behavior to be corrected with respect to that of the norm, including the statistical normal perception behavior of people be understood.
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.This is achieved in a method of the type mentioned at the outset when it is carried out according to the characterizing part 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 embodiments 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 become apparent, the device according to the invention can be designed as an adaptation device separately from the hearing device. However, it also includes adjustment measures on the hearing aid in order to correct the perceived size taken into account for the individual.
Die in den Ansprüchen definierte erfindungsgemässe Vorrichtung, das erfindungsgemässe Verfahren und das erfindungsgemässe Hörgerät, nebst gegebenenfalls weiteren erfinderischen Aspekten, werden anschliessend beispielsweise anhand von Figuren erläutert.The device according to the invention defined in the claims, the method according to the invention and the hearing aid according to the invention, together with any other inventive aspects, are subsequently described, for example, with the aid of 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 erfindungsgemässes 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-Signalflussdiagram-mes, 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 according to the invention;
- 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, to 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 feels a presented acoustic signal.
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 signal with a frequency of 1 kHz and a sound pressure level of 40dB-SPL produces a loudness of 1 "Sone". A sine of the same frequency with a level of 50dB-SPL is perceived exactly twice as loud; the corresponding loudness is 2 sone.
Bei natürlichen akustischen Signalen, welche immer breitbandig sind, stimmt die Lautheit nicht mit der physikalisch übertragenen Energie des Signals überein. Es erfolgt psychoakustisch 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.In the case of natural acoustic signals, which are always broadband, the loudness does not match the physically transmitted energy of the signal. The incoming acoustic signal is evaluated psychoacoustically in individual frequency bands, the so-called critical bands. The loudness results from a band-specific signal processing and a cross-band overlay of the band-specific processing results, known under the term "loudness summation". These basics were described in detail by E. Zwicker, "Psychoacoustics", Springer-Verlag Berlin, University text, 1982.
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 the loudness is now considered to be one of the most important psycho-acoustic parameters determining acoustic perception, the present invention has as its object to propose a method and devices suitable for this, with which a hearing aid to be adapted to an individual can be adjusted in such a way that the acoustic perception of the individual corresponds at least in a first approximation to that of a norm, namely the person with 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 possibility to record the individually perceived loudness on selected acoustic signals as a further usable variable is the one shown schematically in FIG. 1, for example from O. Heller, "Auditory field audiometry using the method of category division", Psychological Contributions 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 measure the perceived individual loudness, i.e. to be quantified, but only selectively with respect to given acoustic signals, so that such measurements do not initially make it possible to draw conclusions about the individually perceived loudness that is perceived with natural, broadband signals.
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 the loudness is primarily considered as the quantity influencing the psycho-acoustic perception, it is because this quantity decisively determines the psycho-acoustic perception of acoustic signals. However, as will be explained further below, the procedure according to the invention can also be used to take further psychoacoustic variables into account, such as for example the variable "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.2, the basic principle in the preferred procedure according to the invention described in more detail below is shown schematically for the time being.
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.However, the loudness itself is a variable that in turn depends on several variables. On the one hand, there is a large number of measurements that must be carried out on an individual in order to receive even approximate enough information, with the intervention on the hearing aid, for all broadband signals occurring in a natural environment to be able to make the desired perception correction. On the other hand, the correlation of detected size differences with interventions in the transmission behavior of a hearing aid is not clear 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.In a preferred manner, a reduction in the measurements to be made on the individual is now sought, and a solution is thus sought which allows the necessary interventions to be concluded relatively easily from measurement results on the individual and their comparison with standard results.
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. Such a model should be able to be entered with any kind of acoustic signals; at least approximate is the corresponding size. On the other hand, the model that is valid for the individual should be identifiable with relatively few measurements. The identification should be able to be terminated when the model has been identified to a certain extent.
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 quantity does not have to be given by a closed mathematical expression, but can be defined by a multidimensional table, from which the perceived quantity of perception can be called up with the prevailing frequency and sound level relationships of a real acoustic signal as a variable can.
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:
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.
Denote therein:
- 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 on this model the parameters α k , T k , CB k 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 easy to determine Transmission variables on a hearing aid are correlated and can thus be changed for an individual by manipulation of 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 standard 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
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 accurate if, in every critical band, depending on the sound pressure level, the parameter values are used, ie α N = α N (S k ), ie if in each band k
is set.
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, the preferred mathematical loudness model according to (1) is 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 nichtlineare 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. The straight line with the slope α k approximates the non-linear loudness function in band k 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.Various measurement methods have been described for determining the bandwidth of the critical bands. In this regard, reference can be made to BR Glasberg & BCJ 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 Fundamentals 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 to be explained with reference to FIG. 4.
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
an den Ausgang der Messanordnung ausgegeben; es gilt:
Damit ist mit geforderter Genauigkeit entsprechend Δr im betrachteten kritischen Frequenzband k der Parameter αkI des Indivuums gefunden.The output signal of the
output to the output of the measuring arrangement; the following applies:
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 in such a way 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 shows, depending on various, for example, entered sound pressure levels S kx , several gain 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 or 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 repeated in every critical frequency band k. For each critical frequency band and when approximating with a regression line, only one norm-acoustic signal has to be presented to the individual; if necessary, others can be used to check the regression lines found.
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 with respect to FIGS. 4 to 6, it is now readily apparent that the proposed method can be expanded to an arbitrarily precise approximation by simple extension. An increase in the accuracy achieved with a hearing aid, with which an individual has the same loudness perception as the norm, can be achieved with reference to FIG. 5 by basically approximating the scaling curves piece by piece by means of several regression lines in the sense of a regression polygon.
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 essentially based on the respective individual or standard scaling curve N or I as a first approximation only through a pair of 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) takes into account the respective scaling curves in the critical frequency bands.
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 procedure, which is expanded on the basis of the explanations relating to FIGS. 4 to 6, 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.In FIG. 7, the function blocks that act analogously to the function blocks of FIG. 4 are provided with the same position numbers.
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 evaluations for these standard acoustic signals of different sound pressure levels are preferably 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.From these sound pressure level-dependent values, in analogy to FIGS. 6b and 6c, the nonlinear amplification function assigned to the specific critical frequency band on the hearing aid is determined and adjusted there.
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 the required, non-linear amplification of the hearing aid transmission in a channel, which corresponds to the critical frequency band under consideration, is determined with any accuracy and 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.In a first approximation, it was assumed that the width of the respective critical frequency band is irrelevant for the individual perception of a narrowband signal, which, however, is only approximate, as can be seen from (1).
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 of the band-specific parameters α and T of an individual from the norm can be compensated for by setting the non-linear level-dependent amplification on the channels of a hearing aid assigned to the critical frequency bands. As mentioned, the width of the critical frequency bands differs individually, in particular for hearing impaired people, from that of the norm, the critical frequency bands of hearing impaired are usually wider than the corresponding of 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 position 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 presented standard acoustic test signals is continuously increased, and an individual scales, as described, the perceived loudness. The mean sound pressure level is kept constant. Where the individual perceives a noticeable increase in loudness, the boundary lies between two critical frequency bands, because loudness summation then occurs.
Wesentlich ist mithin die Ermittlung der Breite der kritischen Frequenzbänder CBkI 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.This is to be explained in a simplified and heuristic manner with reference to FIGS. 9a and 9b.
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 for an individual I, are the correspondingly broadened, corresponding bands registered.
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 determined channel-specifically or band-specifically with reference to the critical bandwidths of the standard. Taking into account the critical bandwidths of the individual, it can be seen from FIG. 9a that, for example, the hatched area Δf in the individual falls within the broadened critical band k, while in the norm it falls within the band k + 1. However, this means that, with the previous reference to the critical bandwidths of the standard, signals e.g. in the hatched frequency range .DELTA.f, the gain must be corrected on the individual.
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 experimentally determine all parameters α, T and CB defining the model according to (1) for the norm and for an individual and to deduce correctional interventions on the hearing aid directly from deviations of these coefficients. However, conditionally such a procedure is the channel-specific measurement of the individual, which, as has been mentioned, is hardly possible for clinical applications.
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 Folgeregeikreis.Now the presentation of acoustic signals is stopped, the individual is no longer burdened. All assigned L ' N and L I values, each of which forms a course as a function of the numbers of the previously presented acoustic signals A Δk , 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.From the output values 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, the procedure described is actually the search for a minimum point of a multi-variable function. In most cases, several sets of changed parameters will result in the minimum criterion specified by ΔR being met. The method described can therefore lead to the receipt of several such solution parameter sets, with the physical positions of the hearing aid being used in those sets which are physically sensible and, for example, the easiest to implement.
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 that can be excluded from the outset, which would lead, for example, to amplification profiles on the respective channels of the hearing aid that are extremely difficult or impossible to implement, can be excluded from the outset by corresponding 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 and CB kN with the α kI and 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 setting a hearing aid ex situ. The determined manipulated variables can be transferred directly electronically to a hearing device in situ, but the actual advantage of an in situ adaptation, namely the consideration of the fundamental hearing influence by a hearing device, is not taken into account: first, all the manipulated variables are determined without a hearing device, and then is set without further acoustic signal presentation.
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.If, however, the fundamental considerations in connection with FIGS. 4, 7 and 10 are rethought, it can be seen that the considerations made in connection in particular with the ex situ setting of a hearing aid readily refer to the “on-line” setting have a hearing aid transmitted in situ. Instead of a predefined loudness model being adapted to that of an individual or possibly vice versa according to the simulation model with predefined parameters and finally determining variables for the hearing aid, it is easily possible to adjust the hearing aid in situ for as long as until the loudness perceived by the individual matches the norm.
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 entirely possible to use the assessment of loudness perception by the individual to determine whether an incremental parameter change made on the hearing aid, in analogy to FIGS. 4 and 7, changes the Loudness perception against or away from the loudness of the norm. However, it should be avoided that an individual is unreasonably stressed in terms of time and concentration due to the hearing aid fitting.
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 regard to the procedure explained with reference to FIG. 10, it can now be seen that this is optimally suited for in-situ hearing aid adaptation. The preferred procedure for this is to be explained with reference to FIG. 11, in which function blocks which correspond to those of FIG. 10 are provided with the same reference symbols. The procedure corresponds, with the differences described below, to that explained with reference to FIG. 10.
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:
und
Damit gilt aber auch:
The following then applies:
and
But this also applies:
Damit ist aber auch gefunden, dass, wenn das Hörgerät Eingangssignale mit einer Korrekturlautheit
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:The control
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. The individual's "own" loudness perception depends on that of the norm, the loudness perception of the individual with a hearing aid becomes equal to that of the norm or can be specified in relation to that of the norm.
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" setting of the transmission behavior of a hearing aid, the "in situ" setting shown, for example, with reference to FIG. 11 shows the essential The advantage is that the physical “in situ” transmission behavior of the hearing aid and, for example, the mechanical ear influencing by the hearing aid are also taken into account.
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.12a) and b) show two basic implementation variants of a hearing aid according to the invention, by means of simplified signal flow function block diagrams which can be set "ex situ", but preferably "in situ" as described.
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.On the output side, 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 wurde. 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 is called the “difference model” variant in the following, the spectra are formed from the converted acoustic input signals and the electrical output signals of the hearing aid at
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.In the case of the differential model variant according to FIG. 12b), the hearing aid transmission is set 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, starting out From a given mathematical norm-loudness model, parameter changes are determined 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 the "ex situ" processing units described there, 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 according to FIG. 12a), is shown in FIG. 13. The same position signs as in FIGS. 11 and 12 are used for the same function blocks. For reasons of clarity, only one channel X of the hearing aid is shown. At the beginning, a
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 a hearing impaired person, allows different target functions, or the loudness requirements as a target function, as mentioned, can be achieved with different sets of correction loudness model parameters and therefore manipulated variables ΔSG₆₆.
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 to rehabilitate the hearing impaired so that he feels like the norm again. This goal was achieved according to the previous explanations regarding loudness. The goal, namely that the individual perceives the same loudness perception as the norm with the hearing aid, does not necessarily have to be the optimum of the individual hearing needs, in particular the sound 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 must assume that individual deviations from the stated goal, ie to adjust the loudness to the isophones on average normal hearing, in practice will be perceived as optimal, if one even wants to consider a fine adjustment that takes this into account, namely optimization of the hearing aid parameters also for optimal acoustic sound perception.
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, the gain should therefore sometimes be raised and / or lowered in order to influence the well-being 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.However, if the gain is increased on a hearing aid that is optimally set with respect to the isophones of the standard as described so far, that is to say in certain transmission channels, 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 changing the correction parameter set used for a loudness-optimized hearing aid in such a way that on the one hand the perception of sound is changed, and on the other hand the previously achieved goal, namely individual perception of loudness with the hearing aid as the norm, is retained.
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 Modeilparameter sicherzustellen.Due to the multi-parameter optimization task, which leads to the fulfillment of the loudness requirement, as previously mentioned, several parameter sets can lead to the solution, i.e. it is entirely possible to specifically change parameters of the correction loudness model and to ensure that the loudness requirement is maintained by changing other model parameters accordingly.
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 the measures to be taken in addition to the precautions of Fig. 11; the same function blocks, which have already been 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 to the positioning of the hearing aids according to FIGS. 12a), b). For reasons of clarity, however, the measures to be taken are shown 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.With regard to sound perception, there are evaluation criteria such as those described by Nielsen, namely sharp, shrill, dull, clear, reverberant, to name just a few.
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, conclusions can be drawn directly from the individual's sound sensation regarding the spectral composition of the signal he perceives. For example, if the sound sensation of the individual with the loudness-matched hearing aid is too high, it can be readily seen that the gain on at least one of the hearing-frequency channels of the hearing aid HG has to be reduced. The resulting change in loudness must, however, be reversed by intervening in channels involved in the formation of loudness, namely with corresponding amplification changes, in order not to continue to reveal the previously achieved goal. Thus, if the sound sensation of the individual differs from that of the standard with a hearing aid that is matched to loudness, then a
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 "perceived as shrill, then, starting from 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.Are the band-specific correction state vectors Z k , which give a loudness perception of the individual with the hearing aid essentially the same as that of the norm, as before has been found, a changed state vector Z ' k must be searched for in at least one of the critical bands in order 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
The correction loudness model on the hearing aid, for example according to FIG. 12 a), therefore uses parameters of the type
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 is based on the statement of normal hearing (memory 94) in the interactive method described above, various iteratively comparative, relative test methods, for example according to Neuman and Levitt, have also proven their worth for sound sensation optimization. It is therefore quite possible to calculate a large number of related channel-specific state vector sets, each of which meets the loudness criteria, as explained, by triggering a new calculation cycle each time the termination criterion ΔR according to FIG. 10 is reached, for example with a changed one channel-specific state vector. The individual can then, for example, in a systematic selection process from the found sets of channel-specific state vectors that meet all the loudness requirements, determine the set that optimally satisfies them.
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 a functional block representation, the hearing aid according to the invention according to FIG. 12b) (model difference variant) is shown in a form which is preferably implemented. In order to facilitate the overview, the same reference numerals are used as were used for the hearing aid according to the invention according to FIG. 12b).
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
wird.The individual loudness L I is calculated analogously on the output side of the
becomes.
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 is corrected to the standard loudness by adapting the isophones of an individual to those of the standard.
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 the objective function “standard loudness” and possibly also optimization of sound perception can be achieved with the hearing aid according to the invention, as shown for example in FIG. 15, the intelligibility of speech is not yet optimal. This stems from the masking behavior of the human ear, which is different in the case of damaged individual hearing than in the norm. The frequency masking phenomenon states that quiet tones in close frequency neighborhood are faded out from loud tones, i.e. they do 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 increased further, it must be ensured that those spectral components, which are unmasked in the norm, i.e. perceived, are also perceived in the case of possibly damaged individual hearing, which is usually characterized by a widened masking behavior. Frequency components that are unmasked in normal hearing were usually masked in the case of damaged 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.FIG. 16 shows, based on the representation of the hearing aid according to the invention according to FIG. 15 described so far, a further development in which, in addition to the loudness correction of the individual, a masking correction for a hearing-impaired individual, and hence frequency demasking, is carried out. It should be noted in advance that changing the masking behavior of the hearing aid and thus its frequency transmission behavior also changes the loudness transmission, which means that the loudness transmission must be iteratively recreated after each change in the frequency masking behavior.
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 supplied in the frequency domain 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 1 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 range is, analogously, 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, based on the masking behavior of normal hearing N, for example hearing impaired individuals I are explained and, going back from the latter, the masking correction is explained in a highly simplified representation.
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 according to its loudness. To the sound and loudness perception of the presented broadband signal, for example with the frequency components f₁-f₃, only the level components, which exceed the masking limits, corresponding to the F f functions, contribute outstanding levels. 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 below in Fig. 17, according to which, with the same acoustic signals presented with the frequency components f₁-f₃, the component on the frequency f₂ is not perceived and thus also contributes 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 gesamthaft 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 for the individual I by means of "frequency demasking filtering" on a hearing aid, which filter characteristics reflect the masking behavior of the individual corrected to that of the norm. As 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 as a whole, 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 shares 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, in the hearing aid according to the invention, frequency components which are masked according to the frequency masking model of the standard, i.e. which do not contribute to loudness, are not taken into account at all, 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 becomes.
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. Noise center frequency f o , noise bandwidth B and the average noise power A N are set on 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 calculated 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 further be noted that it is quite possible to at least estimate the latter from audiogram measurements and / or the loudness scaling according to FIG. 3 instead of the actual measurement of the individual frequency masking behavior. If approximated estimates are assumed for the model identification of the individual, the identification process (FIGS. 18 to 20) is considerably 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 that an individual perceives with the hearing aid matches the loudness perceived by the standard and, as has been described, the frequency masking behavior of the hearing aid system with individual is also aligned with the frequency masking behavior of the standard, which is also achieved with the measures described above , speech intelligibility does not remain optimal. This is because human hearing, as a further psycho-acoustic perceptual variable, also has a masking behavior in time that differs in the norm from time masking behavior in an individual, in particular an individual with hearing loss.
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 if there is a spectral component of an acoustic signal with high level, simultaneous spectral components with low levels and in close frequency neighborhood of the high level component may not contribute to the perceived loudness, it follows from the masking behavior in time that after a loud acoustic signal there may be no noise. That is why slower speaking is helpful for unmasking the time of a hearing impaired person.
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 above and solved regarding loudness, sound optimization and frequency masking, it is therefore a matter of further increasing the intelligibility to allow signal sections which are time-unmasked by the standard to be perceived unmasked by the individual with the aid of a hearing device according to the invention.
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.When taking into account or correcting the time masking behavior on a hearing aid designed as described so far, it should be borne in mind that the procedure described so far is based on the processing of individual spectra. Interactions between temporally following spectra were not to be taken into account. In contrast to this, when considering the time masking effect, a causal connection has to be established between currently pending acoustic signals and future pending acoustic signals. MaW is a further developed hearing aid, which also takes into account the time masking behavior, in principle equipped with time-variable time delay measures in order to be able to take into account and control the effects of a past acoustic signal on a subsequent one. However, this also means that the loudness correction and frequency masking correction, based on individual spectra, as mentioned, must be included in the time so that associated input and output spectra form the 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, which is necessary for a time masking correction, changes the current loudness in each case, with which the loudness correction, as has already been carried out in connection with the frequency masking correction, must be tracked.
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 preceded by a 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.The control of the
Fig. 21 zeigt eine Hörgerätestruktur, bei der Lautheitskorrektur, Frequenzmaskierungskorrektur und Zeitmaskierungskorrektur an in den Frequenzbereich gewandelten Signalen erfolgt.Fig. 21 shows a hearing aid structure in which 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 embodiment variant according to FIG. 22 consistently takes into account time phenomena on signals in the time domain and phenomena with regard to frequency response on signals in the frequency domain. For this purpose, a time masking
Zwischen den Transformationseinheiten 110 und 114 erfolgt die Signalverarbeitung im Block 117 entsprechend der Verarbeitung zwischen 110 und 114 von Fig. 16.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. 23. It comprises a time-
Zur Durchführung der Zeitmaskierungskorrektur wird das Eingangssignal einer Zeitpuffereinheit 148 zugeführt, woran, gemäss W. Verheist, M. Roelands, "An overlap-add technique based on waveform similarity ...", ICASSP 93, S. 554-557, 1993, WSOLA-Algorithmen bzw., gemäss E. Moulines, F. Charpentier, "Pitch Synchronous Waveform Processing Techniques for Text to Speech Synthesis Using Diphones", Speech Communication Vol. 9 (5/6), S. 453-467, 1990, PSOLA-Algorithmen eingesetzt werden.To carry out the time masking correction, the input signal is 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 known from E. Zwicker. The time masking behavior of an individual will 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.24, when the norm over the time t an acoustic signal A₁ is presented, a second, subsequently presented acoustic signal A₂ is only perceived if its level is above the dashed time masking limit TMG N. The course of this masking limit 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.In Fig. 24, the time masking limit curve ZMG, for example of a hearing-impaired individual, is shown under representation I with the same, schematically represented
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 in the course of N the perceived area of the signal A₂ is designated L, the last-mentioned procedure on the individual shows that A₂ has to be strengthened so that in the best case the same perceived area L is above the time masking limit of the individual.
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 also be seen from the explanations relating to FIGS. 21 to 23, corrective interventions which relate to acoustic signals occurring in the future must be carried out from current acoustic signal profiles, shifted in time.
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 AN of the time masking limit TMG N on the Norm is essentially independent of the level or loudness of the signal triggering the time masking, as shown in Fig. 24 of A₁. This also applies to people with hearing loss, 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 exposing narrowband 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, using 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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