DE69922940T2 - Vorrichtung und verfahren zur kombinierung von audiokompression und rückkopplungsunterdrückung in einem hörgerät - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur kombinierung von audiokompression und rückkopplungsunterdrückung in einem hörgerät Download PDF

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen und Verfahren zum Kombinieren von Audio- bzw. Tonkomprimierung bzw. -kompression und Rückkopplungsauslöschung bzw. -unterdrückung in Audio- bzw. Tonsystemen, wie beispielsweise Hörhilfen bzw. Hörgeräten.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Mechanische und akustische Rückkopplung begrenzt die maximale Verstärkung, welche bei den meisten Hörgeräten erzielt werden kann. Systeminstabilität, verursacht durch Feedback bzw. Rückkopplung, ist manchmal als ein fortgesetzter Hochfrequenzton oder Pfeifen hörbar, welcher(s) von dem Hörgerät ausgeht bzw. stammt. Mechanische Vibrationen vom Empfänger in einem Hochleistungshörgerät kann reduziert werden, indem die Ausgaben bzw. Ausgänge von zwei Empfängern kombiniert werden, welche Rücken an Rücken montiert sind, um so das mechanische Netto-Moment aufzuheben; bis zu 10 dB zusätzlicher Verstärkung kann vor dem Beginn bzw. Einsetzen einer Oszillation erzielt werden, wenn dies vorgenommen wird. Aber bei den meisten Geräten errichtet ein Belüften des BTE-Ohrformstücks oder ITE-Kapsel einen akustischen Feedback- bzw. Rückkopplungspfad, welcher die maximal mögliche Verstärkung auf weniger als 40 dB für eine kleine Be lüftung und noch weniger für größere Belüftungen begrenzt. Der akustische Rückkopplungspfad beinhaltet die Effekte des Hörgeräteverstärkers, Empfängers und Mikrophons ebenso wie die Lüftungsakustik.
  • Die herkömmliche Vorgangsweise zum Steigern bzw. Erhöhen der Stabilität eines Hörgeräts ist, die Verstärkung bei hohen Frequenzen zu reduzieren. Ein Regeln bzw. Steuern der Rückkopplung durch ein Modifizieren der Systemfrequenzantwort bedeutet jedoch, daß die erwünschte Hochfrequenzantwort des Geräts geopfert werden muß, um Stabilität aufrecht zu erhalten. Phasenschieber und Kerb- bzw. Sperrfilter sind ebenfalls versucht worden, haben jedoch nicht unter Beweis gestellt, sehr effektiv zu sein.
  • Eine effektivere Technik ist eine Rückkopplungsunterdrückung bzw. -auslöschung, in welcher das Rückkopplungssignal abgeschätzt und von dem Mikrophonsignal subtrahiert wird. Ein besonders effektives Rückkopplungs-Auslöschungsschema ist in der Patentanmeldung Seriennr. 08/972,265 geoffenbart, mit dem Titel "Rückkopplungs-Unterdrückungsvorrichtungen und -Verfahren", welche hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
  • Eine andere oft verwendete Technik in Hörgeräten ist Audio- bzw. Tonkompression bzw. Tonkomprimierung des Eingangssignals. Sowohl Ein-Band- als auch Mehr-Band-Dynamikbereich-Komprimierung ist in der Technik einer Tonverarbeitung wohl bekannt. Grob gesprochen ist der Zweck einer dynamischen bzw. Dynamikbereichkomprimierung, sanfte bzw. leise Töne lauter zu machen, ohne laute Töne lauter zu machen (oder äquivalent, laute Töne weicher bzw. leiser zu machen, ohne weiche bzw. leise Töne weicher bzw. leiser zu machen). Des halb liegt eine wohlbekannte Verwendung der dynamischen Bereichskomprimierung bzw. -kompression bei Hörgeräten, wo es wünschenswert ist, Niederpegeltöne zu verstärken, ohne laute Töne noch lauter zu machen.
  • Der Zweck der dynamischen Multi-Band-Bereichskomprimierung ist, eine Komprimierung bzw. Kompression zu erlauben, um getrennt in unterschiedlichen Frequenzbändern geregelt bzw. gesteuert zu werden. Somit können Hochfrequenztöne, wie beispielsweise Sprachkonsonanten lauter gemacht werden, während laute Umgebungsgeräusche – Poltern bzw. Rumpeln, Verkehrslärm, Cocktailpartygeschwätz – abgeschwächt werden kann.
  • Die Patentanmeldung Seriennr. 08/540,534, mit dem Titel "Digitales Signalverarbeitungs-Hörgerät", gibt eine ausgedehnte Zusammenfassung von Mehrband-Dynamikbereichs-Komprimierungstechniken mit vielen Bezügen zum Stand der Technik.
  • Die Patentanmeldung Seriennr. 08/870,426, mit dem Titel "Dauerfrequenz-Dynamikbereichs-Audiokompressor", lehrt ein anderes effektives Mehrband-Kompressions- bzw. -Verdichtungsschema.
  • US-A-5 027 410 offenbart eine Signalverarbeitung und Filterung in Hörgeräten, beinhaltend eine Kompensation für akustische Rückkopplung und Signalkomprimierung bzw. -kompression.
  • EP-A-0 415 677 offenbart ein Hörgerät bzw. eine Hörhilfe, welche(s) eine Kompensation für akustische Rückkopplung aufweist, welche physikalische akustische Rückkopplung mo delliert und eine Kompression in der Form von automatischer Verstärkungsregelung bzw. -steuerung beinhaltet.
  • Es verbleibt ein Bedürfnis in der Technik für Vorrichtungen und Verfahren, eine Audiokompression bzw. Tonverdichtung und Rückkopplungs-Auslöschung bzw. -Unterdrückung in Tonsystemen, wie beispielsweise bei Hörgeräten, zu kombinieren.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Das hauptsächliche Ziel der kombinierten Tonverdichtung bzw. Audiokompression und Rückkopplungs-Unterdrückungs-Verarbeitung der vorliegenden Erfindung ist, ein "Pfeifen" aufgrund einer Rückkopplung in einem unstabilen Hörgeräte-Verstärkungssystem auszulöschen, während sanfte Töne lauter gemacht werden, ohne laute Töne in einer auswählbaren Weise entsprechend der Frequenz lauter zu machen.
  • Das Rückkopplungs-Auslöschungselement der vorliegenden Erfindung verwendet ein oder mehrere Filter, um den Rückkopplungspfad des Systems zu modellieren und dadurch die erwartete Rückkopplung von dem Audio- bzw. Tonsignal zu subtrahieren, bevor eine Hörgeräteverarbeitung auftritt. Die Hörgeräteverarbeitung beinhaltet eine Tonkomprimierung, beispielsweise Mehrbandkomprimierung.
  • Als Eigenschaften bzw. Merkmale der vorliegenden Erfindung kann der Betrieb des Tonkomprimierungselements auf Information ansprechen, welche von dem Rückkopplungs-Auslöschungselement entnommen wurden, die Rückkopplungs-Auslöschung kann auf Information ansprechen, welche von dem Kompressionselement entnommen wurde, oder beides.
  • Ein Hörgerät gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Mikrophon, um einen Ton bzw. Schall in ein Audiosignal umzuwandeln, Feedback- bzw. Rückkopplungslöschungsmittel, beinhaltend Mittel zum Abschätzen eines physikalischen Rückkopplungssignals des Hörgeräts bzw. der Hörhilfe, und Mittel zum Modellieren eines Signalverarbeitungs-Rückkopplungssignals, um das abgeschätzte physikalische Rückkopplungssignal zu kompensieren, Subtraktionsmittel, die mit der Ausgabe des Mikrophons und der Ausgabe der Rückkopplungslöschungs- bzw. -unterdrückungsmittel verbunden sind, um das Signalverarbeitungs-Rückkopplungssignal von dem Audiosignal abzuziehen, um ein kompensiertes Audiosignal auszubilden, einen Hörgerät-Prozessor bzw. -rechner, welcher Audiokompressionsmittel beinhaltet, die mit der Ausgabe bzw. dem Ausgang der Subtraktionsmittel verbunden sind, um das kompensierte Audiosignal zu verarbeiten, und einen Lautsprecher, der mit der Ausgabe des Hörgerät-Prozessors verbunden ist, um das verarbeitete kompensierte Audiosignal in ein Tonsignal umzuwandeln.
  • In einer zweiten Ausführungsform stellen die Rückkopplungs-Auslöschungsmittel Information zu den Kompressionsmitteln zur Verfügung, und die Kompressionsmittel stellen ihre Tätigkeit in Übereinstimmung mit dieser Information ein. Beispielsweise kann ein Anstieg des Betrags bzw. der Größe des Null-Koeffizientenvektors das Vorhandensein einer eingehenden bzw. einlangenden Sinusform anzeigen, welche aufgrund von Rückkopplungs-Oszillationen in dem Hörgerät wahrscheinlich ist. Die maximale Verstärkung der Audiokompression bei niedrigen Niveaus bzw. Pegeln kann reduziert werden, wenn die Rückkopplungs-Unterdrückungs- bzw. -Auslöschungsmittel einen Anstieg der Größe des Null-Koeffizientenvektors detektieren.
  • In einer dritten Ausführungsform stellen die Kompressionsmittel Information, beispielsweise Eingabesignal-Leistungspegel bei verschiedenen Frequenzen, den Rückkopplungs-Auslöschungsmitteln zur Verfügung, und das Rückkopplungs-Auslöschungselement stellt seine Tätigkeit in Übereinstimmung mit dieser Information ein. Beispielsweise kann die Rückkopplungs-Auslöschungs-Adaptionskonstante, basierend auf dem Leistungspegel von einem oder mehrerer der Frequenzbänder des Audiokompressors eingestellt sein. Beispielsweise könnte die Adaptions- bzw. Anstiegszeit konstante des Rückkopplungs-Auslöschungselements basierend auf der Ausgabe von einem der Kompressionsbänder oder einer gewichteten Kombination von zwei oder mehreren Bändern eingestellt sein.
  • In einer vierten Ausführungsform stellen die Kompressionsmittel Information den Rückkopplungs-Auslöschungsmitteln zur Verfügung und die Rückkopplungs-Auslöschungsmittel stellen Information den Kompressionsmitteln zur Verfügung, und jedes Element stellt seine Tätigkeit bzw. seinen Betrieb in Übereinstimmung mit der von dem anderen erzielten Information ein.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 (Stand der Technik) ist ein Flußdiagramm, welches ein Hörgerät zeigt, das eine Multiband-Audiokompression einbezieht.
  • 2 (Stand der Technik) ist ein Blockdiagramm, welches ein Hörgerät zeigt, das eine Rückkopplungs-Auslöschung bzw. -Unterdrückung einbezieht.
  • 3 ist ein Blockdiagramm, welches ein Hörgerät gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, welches eine Kompression und Rückkopplungs-Auslöschung einbezieht.
  • 4 ist ein Blockdiagramm, welches ein Hörgerät gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, welches eine Kompression und Rückkopplungs-Auslöschung einbezieht, wobei das Kompressionselement seine Tätigkeit gemäß einer Information von der Rückkopplungs-Auslöschung modifiziert.
  • 5 ist ein Blockdiagramm, welches ein Hörgerät gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, welches eine Kompression und Rückkopplungs-Auslöschung einbezieht, wobei das Rückkopplungs-Auslöschungselement seine Tätigkeit gemäß der Information von dem Kompressionselement modifiziert.
  • 6 ist ein Flußdiagramm, welches ein Hörgerät gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, welches eine Kompression und Rückkopplungs-Auslöschung einbezieht, wobei das Kompressionselement seine Tätigkeit gemäß einer Information von der Rückkopplungs-Auslöschung modifiziert, und das Rückkopplungs-Auslöschungselement seine Tätigkeit gemäß einer Information von dem Kompressionselement modifiziert.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
  • 1 (Stand der Technik) ist ein Flußdiagramm, welches ein Beispiel eines Hörgeräts bzw. einer Hörhilfe 10 zeigt, welche(s) eine Multiband-Audiokompression 40 einschließt. Diese Erfindung ist im Detail in der Patentanmeldung Seriennr. 08/870,426, mit dem Titel "Spektralabtastender Multiband-Audiokompressor" beschrieben. Ein Audioeingabesignal 52 tritt in das Mikrophon 12 ein, welches ein Eingabesignal 54 generiert bzw. erzeugt. Das Signal 54 wird in ein digitales Signal durch einen Analog-zu-Digital-Wandler 15 umgewandelt, welche ein digitales bzw. Digitalsignal 56 aus gibt. Diese Erfindung könnte mit analogen Elementen als eine Alternative implementiert sein. Das Digitalsignal 56 wird durch eine Filterbank 16 aufgenommen, welche als ein Kurzzeit-Fourier-Transformations-System implementiert ist, wo die schmalen Intervallbereiche der Fourier-Transformierten in überlappende Sätze gruppiert sind, um die Kanäle der Filterbank zu bilden. Jedoch könnte eine Anzahl von Techniken zum Konstruieren von Filterbänken in der Frequenzdomäne oder in der Zeitdomäne, enthaltend Wavelets, FIR-Filterbänke und IIR-Filterbänke, als die Grundlage zur Filterbank-Entwicklung verwendet werden.
  • Die Filterbank 16 filtert das Signal 56 in eine große Anzahl von stark überlappenden Bändern 58. Jedes Band 58 wird in einen Leistungsabschätzblock 18 eingebracht, welcher die Leistung des Bands integriert und ein Leistungssignal 60 erzeugt. Jedes Leistungssignal 60 wird durch einen Dynamikbereichs-Kompressionsverstärkungs-Berechnungsblock geleitet, welcher eine Verstärkung 62 basierend auf dem Leistungssignal 60 gemäß einer vorbestimmten Funktion berechnet.
  • Multiplizierer 22 multiplizieren jedes Band 58 mit seiner jeweiligen bzw. entsprechenden Verstärkung 62, um skalierte Bänder 64 zu erzeugen. Die skalierten Bänder 64 werden in einem Addierer 24 summiert, um ein Ausgabesignal 68 zu erzeugen. Das Ausgabesignal 68 kann einem Empfänger (nicht gezeigt) im Hörgerät 10 zur Verfügung gestellt werden oder kann weiter be- bzw. verarbeitet werden.
  • 2 (Stand der Technik) ist ein Blockdiagramm, welches ein Hörgerät zeigt, das eine Rückkopplungs-Ruslöschung enthält bzw. eingliedert. Diese Erfindung ist im Detail in der Patentanmeldung Seriennr. 08/972,265, mit dem Titel "Rückkopplungsauslöschungs-Vorrichtung und -Verfahren" beschrieben. Die Rückkopplungspfad-Modellierung 250 beinhaltet die laufende Adaption der Null-Filterkoeffizienten. Die serielle bzw. Serienkombination des Filters 206 mit gefrorenem bzw. starrem Pol und des Null-Filters 212 ergibt eine Modell-Transferfunktion G (z), welche während eines Hochfahrens bzw. Anspringens bestimmt wird. Die Koeffizienten des Polmodellfilters 206 werden auf Werten gehalten, welche während dem Hochfahren errichtet bzw. aufgebaut werden und keine weitere Adaption bzw. Anpassung dieser Werte findet während eines normalen Hörgerätbetriebs statt. Sobald die Hörgerätverarbeitung eingeschaltet wird, ist es dem Null-Modellfilter 212 erlaubt, sich fortgesetzt in Antwort auf Veränderungen in dem Rückkopplungspfad zu adaptieren, wie dies beispielsweise auftreten wird, wenn ein Telefonhörer zu dem Ohr gebracht wird.
  • Während der in 2 gezeigten laufenden Verarbeitung wird kein getrenntes Probe- bzw. Prüfsignal verwendet, da es für den Träger des Hörgeräts hörbar wäre. Die Koeffizienten des Null-Filters 212 werden adaptiv aktualisiert, während das Hörgerät in Verwendung steht. Die Ausgabe der Hörgerät-Verarbeitung 240 wird als Probe bzw. Sonde bzw. Test verwendet. Um die Rechen-Erfordernisse zu minimieren, wird der LMS-Adaptions-Algorithmus durch Block 210 verwendet. Die Adaption bzw. Anpassung wird durch ein Fehlersignal e(n) angetrieben, welches die Ausgabe der Summierung 208 ist. Die Eingaben in die Summierung bzw. Summiereinrichtung 208, sind das Signal von dem Mikrophon 202 und das Rückkopplungs-Auslöschungssignal, welches durch die Kaskade der Verzögerung 214 mit dem Allpol-Modell-Filter 206 in Serie mit dem Null-Modell-Filter 212 erzeugt wird. Die Null-Filterkoeffizienten werden unter Verwendung der LMS-Adaption im Block 210 aktualisiert.
  • 3 ist ein Blockdiagramm, welches ein Hörgerät 300 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, welches eine Kompression 340 und Rückkopplungs-Auslöschung bzw. -Unterdrückung 350 vereinigt. Andere Typen einer Hörgerät-Verarbeitung, beispielsweise Richtungssensitivität oder Rauschunterdrückung, könnten ebenso in Block 340 vereinigt bzw. aufgenommen werden. Ein Beispiel eines Kompressionsschemas, welches verwendet werden könnte, ist in Block 40 von 1 gezeigt, jedoch ist die Erfindung auf keinen Fall auf dieses bestimmte Kompressionsschema begrenzt bzw. beschränkt. Viele Arten einer Kompression könnten verwendet werden. In ähnlicher Weise ist ein Beispiel einer Rückkopplungs-Auslöschung in Block 250 von 2 gezeigt, wobei jedoch stattdessen viele andere Typen von Rückkopplungs-Auslöschung verwendet werden könnten, welche Algorithmen beinhalten, die sowohl in der Frequenzdomäne wie auch in der Zeitdomäne arbeiten.
  • Ein Mikrophon 202 wandelt einen eingegebenen bzw. Eingabeton 100 in ein akustisches Signal um. Obwohl dies nicht gezeigt wird, würde das akustische bzw. Audiosignal im allgemeinen vor einer Verarbeitung in ein digitales Signal umgewandelt werden. Die Rückkopplungs-Auslöschungsmittel 350 schätzen ein physikalisches Feedback- bzw. Rückkopplungssignal des Hörgeräts 300 ab und modellieren ein Signalverarbeitungs-Rückkopplungssignal, um das geschätzte physikalische Rückkopplungssignal zu kompensieren. Subtraktionsmittel 208, welche mit der Ausgabe des Mikrophons 202 und der Ausgabe der Rückkopplungs-Auslöschungsmittel 350 verbunden sind, subtrahieren das Signalverarbeitungs-Rückkopp lungssignal von dem akustischen bzw. Audiosignal, um ein kompensiertes Audiosignal zu bilden. Der Kompressionsprozessor 340 ist mit der Ausgabe der Subtraktionsmittel 208 verbunden, um das kompensierte Audiosignal zu verarbeiten. Ein Lautsprecher 220, welcher mit einem Verstärker 218 an der Ausgabe des Hörgerät-Prozessors 340 verbunden ist, wandelt das verarbeitete kompensierte Audiosignal in ein Tonsignal um. Wenn das verarbeitete kompensierte Audiosignal ein digitales Signal ist, wird es zu analog (nicht gezeigt) rückumgeformt.
  • 4 ist ein Blockdiagramm, welches ein Hörgerät 400 zeigt, welches sehr ähnlich zum Hörgerät 300 von 3 ist, außer daß das Kompressionselement 440 seine Betätigung entsprechend der Information von der Rückkopplungs-Auslöschung 450 modifiziert. Abhängig vom Typ der Rückkopplungs-Auslöschung bzw. -Unterdrückung werden die Typen der für den Kompressionsblock 440 verfügbaren und nützlichen Information variieren. Nimmt man als ein Beispiel einen Rückkopplungs-Auslöschungsblock 450, welcher identisch zu 250 von 2 ist, werden die Koeffizienten des Null-Modells 212 sich mit der Zeit verändern, da bzw. wenn die Rückkopplungs-Auslöschung 350 versucht, die Rückkopplung zu kompensieren.
  • Ein Testen von einem oder mehreren dieser Koeffizienten, um zu bestimmen, ob sie außerhalb erwarteter Bereiche in der Größe sind, oder sich schneller als erwartet ändern, gibt einen Hinweis, ob die Rückkopplungs-Auslöschung 350 Schwierigkeiten beim Kompensieren der Rückkopplung aufweist. Beispielsweise könnte ein Ansteigen in der Größe des Null-Koeffizientenvektors das Vorhandensein einer eingehenden Sinusform anzeigen.
  • Wenn es scheint, daß die Rückkopplungs-Kompensation 450 Schwierigkeiten beim Kompensieren der Rückkopplung hat, könnte ein Signal 406 zum Kompressionsblock 440 anzeigen, die Verstärkung auf niedrige Pegeln entweder für alle Frequenzen oder für ausgewählte Frequenzen zu senken. Somit würde, wenn der Kompressionsblock 440 identisch zum Kompressionsblock 100 von 1 ist, das Signal 406 verwendet werden, um ein Regel- bzw. Steuersignal für einen oder mehrere Verstärkungs-Berechnungsblöcke 20 zu erzeugen. Beispielsweise könnte die Verstärkung für Frequenzen zwischen 1,5 KHz und 3 KHz temporär abgesenkt werden, da diese häufig die Frequenzen sind, bei welchen Hörgeräte instabil sind. Als ein anderes Beispiel könnte der Kniepunkt zwischen der linearen Verstärkungsfunktion der Kompression 440 und der Kompressionsfunktion bei höheren Signalpegeln bzw. -niveaus zu einem höheren Signalpegel bewegt werden. Sobald die Null-Modellkoeffizienten beginnen, sich normal zu benehmen bzw. zu verhalten, kann die durch die Kompression 440 angewendete Verstärkung teilweise oder vollständig auf normal rück- bzw. wiederhergestellt werden. Als ein drittes Beispiel könnten die Anstiegs- und/oder Abfallzeiten der Kompression 440 in Antwort auf Veränderungen in den Null-Modellkoeffizienten modifiziert werden. Die Kompressorabfall- bzw. Ausschwingzeit beispielsweise kann erhöht werden, wenn die Größe des Null-Filterkoeffizientenvektors ansteigt, und zu ihrem Normalwert zurückgeführt werden, wenn die Größe des Null-Koeffizientenvektors abnimmt, wodurch sichergestellt wird, daß die Kompression auf geringeren Verstärkungen für eine längere Zeitdauer verbleibt, wenn die Größe des Null-Koeffizientenvektors größer als normal ist.
  • 5 ist ein Blockdiagramm, welches ein Hörgerät 500 zeigt, welches sehr ähnlich zum Hörgerät 300 von 3 ist, ausgenommen, daß das Rückkopplungs-Auslöschungselement 550 seine Tätigkeit bzw. seinen Betrieb entsprechend Informationen vom Kompressionselement 540 modifiziert. Beispielsweise könnte die Adaptionszeitkonstante der Rückkopplungs-Auslöschung 550 basierend auf der Ausgabe von einem der Kompressionsbänder eingestellt sein.
  • Das adaptive Filter (Nullmodell 212 in 2), welches zur Rückkopplungs-Auslöschung 550 verwendet wird, adaptiert sich rascher und konvergiert zu einer genaueren Lösung, wenn das Hörgerät-Eingabesignal breitbandig ist (z.B. weißes Rauschen), als wenn es schmalbandig ist (z.B. A-Ton). Eine bessere Rückkopplungs-Auslöschungssystemleistung kann erzielt bzw. erhalten werden, indem der Adaptionsgrad reduziert wird, wenn ein schmalbandiges Eingabesignal detektiert wird. Der Adaptionsgrad bzw. die Anpassungsrate ist direkt proportional zum Parameter (in der LMS-Aktualisierungsgleichung unten). Die durch die Multibandkompression durchgeführte Spektralanalyse kann verwendet werden, um die ungefähre Bandbreite des eingehenden Signals zu bestimmen. Der Adaptionsgrad für die adaptiven Rückkopplungs-Auslöschungsfilter-Gewichtsaktualisierungen wird dann vermindert (kleiner gemacht), da die Bandbreite des geschätzten Eingabesignals abnimmt.
  • Als ein anderes Beispiel kann die Größe der Schrittgröße, welche in der LMS-Adaption 210 (siehe 2) verwendet wird, umgekehrt proportional zur Leistung in einem oder mehreren Kompressionsband (-bändern) gemacht werden, wie dies beispielsweise durch Leistungsabschätzblöcke 18 (siehe 1) bestimmt wird. In diesem besonderen Beispiel wird die adaptive Aktualisierung der Null-Filtergewichte:
    Figure 00140001
    bk(n + 1) der k-te Null-Filterkoeffizient zum Zeitpunkt n + 1 ist,
    e(n) das Fehlersignal ist, welches durch die Subtraktionsmittel 208 zur Verfügung gestellt wird,
    d(n – k) die Eingabe zum adaptiven Filter zur Zeit n ist, welche um k Proben verzögert ist, und
    sx 2(n) die geschätzte Leistung zur Zeit n von der Kompression 540 ist.
  • Insbesondere kann die gefilterte Hörgerät-Eingabeleistung von einem der Frequenzbänder der Kompression 540 (von einem der Leistungsabschätzblöcke 18, gezeigt in 1, beispielsweise) erhalten werden. Diese Adaptionsannäherung bietet den Vorteil, reduzierter rechnerbezogener Erfordernisse, da die Leistungsabschätzung bereits von der Kompression 540 verfügbar ist, während eine viel schnellere Adaption bzw. Anpassung bei kleineren Signalpegeln gegeben wird, als es bei einem System möglich ist, welches keine Leistungsnormalisierung 506 verwendet. Die Feedback- bzw. Rückkopplungs-Kompensation 550 wird sich auch schneller einstellen, wenn sie basierend auf der Eingabeleistung der Kompression 540 normalisiert wird, als auf der Eingabeleistung der Rückkopplungs-Kompensation 550, da das letztere Signal komprimiert wurde, was den Pegel von weniger intensiven Signalen erhöht und somit die Adaptionsschrittgröße nach einer Leistungsnormalisierung reduziert.
  • Ein anderes Beispiel zum Einstellen eines Vorgangs der Rückkopplungs-Kompensation 550 basierend auf Information von der Kompression 540 ist das Folgende. Die Kreuzkorrelations-Berechnung, welche im LMS-Adaptionsblock 210 (siehe 2) verwendet wird, kann den Akkumulator überfluten, wenn das Eingabesignal zum Hörgerät 500 zu hoch ist. Durch ein Testen des Leistungspegels des Eingabesignals zur Kompression 540 ist es möglich zu bestimmen, ob das Eingabesignal hoch genug ist, um ein derartiges Überlaufen wahrscheinlich zu machen, und die Filterkoeffizienten einzufrieren, bis der hohe Eingabesignalpegel auf normal abfällt.
  • Der verwendete Test ist, ob: gpo2 x (n) < θ, wosx 2(n) die geschätzte Leistung zum Zeitpunkt n des Hörgeräteingabesignals ist,
    g die Verstärkung in dem Filterband ist, welches zum Abschätzen der Leistung verwendet wird,
    q die Verstärkung im Polfilter 206 ist, und
    q der maximal sichere Leistungspegel ist, um ein Überlaufen zu vermeiden.
  • Wenn der Test nicht erfüllt wird, wird die adaptive Filteraktualisierung bzw. Aktualisierung des adaptiven Filters nicht für diesen Datenblock durchgeführt. Vielmehr werden die Filterkoeffizienten auf ihrem augenblicklichen Pegel eingefroren, bis der hohe Eingabesignalpegel auf normal abfällt.
  • Als ein anderes Beispiel kann die Größe der Schrittgröße, welche in der LMS-Adaption 210 (siehe 2) verwendet wird, abhängig gemacht werden von den Hüllkurvenschwankungen, welche in einem oder mehreren Kompressionsband (-bändern) detektiert werden. Eine Sinusform wird sehr wenig Schwankung in seiner Signalhüllkurve aufweisen, während ein Rauschen typischerweise große Schwankungen aufweisen wird. Die Hüllkurvenschwankungen können geschätzt werden, indem die Spitzen und Täler des Signals detektiert werden und der laufende bzw. Laufzeitunterschied zwischen diesen beiden Werten genommen wird. Die Adaptionsschrittgröße kann dann kleiner gemacht werden, wenn bzw. da die detektierten Hüllkurvenfluktuationen abnehmen.
  • 6 ist ein Flußdiagramm, welches ein Hörgerät 600 zeigt, welches sehr ähnlich zum Hörgerät 300 von 3 ist, mit der Ausnahme, daß das Rückkopplungs-Auslöschelement 650 seine Tätigkeit entsprechend einer Information vom Kompressionselement 640 modifiziert, und das Kompressionselement 640 seine Tätigkeit entsprechend einer Information von der Rückkopplungs-Auslöschung 650 modifiziert.
  • Ein Beispiel davon ist eine Kombination der Verarbeitung, welche in Verbindung mit 4 beschrieben wurde, mit jener, welche in Verbindung mit 5 beschrieben wurde. Die durch den Kompressor geschätzte Leistung oder die detektierten Hüllkurvenschwankungen in einem oder mehreren Band bzw. Bändern wird verwendet, um die adaptive Gewichtsaktualisierung einzustellen, und die Größe des Null-Filterkoeffizientenvektors wird verwendet, um die Kompressionsverstärkung oder die Kompressions-Anstiegs- und/oder -Abfallzeiten einzustellen.
  • Während die beispielhaften, bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hierin genau beschrieben sind, werden jene mit Erfahrung in der Technik verschiedene Veränderungen, Zusätze und Anwendungen anders als jene, welche besonders angeführt wurden, anerkennen bzw. schätzen, welche innerhalb des Geists dieser Erfindung liegen. Insbesondere wurde die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf ein Hörgerät beschrieben, jedoch könnte die Erfindung gleichermaßen auf öffentliche Adreßsysteme, Telefone, Lautsprechertelefone oder beliebige andere elektroakustische Verstärkungssysteme anwendbar sein, wo Rückkopplung ein Problem darstellt.

Claims (12)

  1. Hörgerät, umfassend: ein Mikrophon (202), um einen Ton bzw. Schall in ein Audiosignal umzuwandeln; Feedback- bzw. Rückkopplungslöschungsmittel (250, 350), beinhaltend Mittel zum Abschätzen eines physikalischen Rückkopplungssignals des Hörgeräts und Mittel zum Modellieren eines Signalsverarbeitungs-Rückkopplungssignals, um das abgeschätzte physikalische Rückkopplungssignal zu kompensieren; Subtraktionsmittel (208), die mit der Ausgabe des Mikrophons und der Ausgabe der Rückkopplungslöschungsmittel verbunden sind, um das Signalverarbeitungs-Rückkopplungssignal von dem Audiosignal abzuziehen, um ein kompensiertes Audiosignal auszubilden; Hörgerät-Verarbeitungsmittel (240, 340), die mit der Ausgabe des Subtraktionsgeräts verbunden sind, um das kompensierte Audiosignal zu verarbeiten; und Lautsprechermittel (220), die mit der Ausgabe der Hörgerät-Verarbeitungsmittel verbunden sind, um das verarbeitete kompensierte Audiosignal in ein Tonsignal umzuwandeln; wobei die Rückkopplungslöschungsmittel einen Rückkopplungspfad von der Ausgabe der Hörgerät-Verarbeitungsmittel zu der Eingabe der Subtraktionsmittel bilden; und wobei die Hörgerät-Verarbeitungsmittel Kompressionsmittel (40) für ein Durchführen einer Audiokompression umfassen; wobei das Hörgerät weiterhin umfaßt: (1) Mittel (406) zum Bereitstellen von Information von den Rückkopplungslöschungsmittel zu den Kompressionsmitteln, und wobei die Kom pressionsmittel ihre Tätigkeit basierend auf Information einstellen bzw. regulieren, die durch die Rückkopplunglöschungsmittel zur Verfügung gestellt ist, oder (2) Mittel (506) zum Bereitstellen von Information von den Kompressionsmitteln zu den Rückkopplungslöschungsmitteln, und wobei die Rückkopplungslöschungsmittel ihre Tätigkeit basierend auf Information einstellen bzw. regulieren, die durch die Kompressionsmittel zur Verfügung gestellt ist.
  2. Hörgerät nach Anspruch 1, wobei die Kompressionsmittel und die Rückkopplungslöschungsmittel in dem Zeitbereich arbeiten.
  3. Hörgerät nach Anspruch 1, wobei die Kompressionsmittel und die Rückkopplungslöschungsmittel in dem Frequenzbereich arbeiten.
  4. Hörgerät nach Anspruch 1, wobei die Kompressionsmittel in dem Zeitbereich arbeiten und die Rückkopplungslöschungsmittel in dem Frequenzbereich arbeiten.
  5. Hörgerät nach Anspruch 1, wobei die Kompressionsmittel in dem Frequenzbereich arbeiten und die Rückkopplungslöschungsmittel in dem Zeitbereich arbeiten.
  6. Hörgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: die Rückkopplungslöschungsmittel ein Null-Filter (212) umfassen bzw. beinhalten; das Hörgerät Mittel zum Berechnen einer Norm eines Vektors von Koeffizienten des Hörgerät-Löschungsmittel-Null-Filters beinhalten; und die Kompressionsmittel einen Verstärkungswert basierend auf der Norm modifizieren.
  7. Hörgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: die Rückkopplungslöschungsmittel ein Null-Filter (212) beinhalten; das Hörgerät Mittel zum Berechnen einer Norm eines Vektors von Koeffizienten des Hörgerät-Löschungsmittel-Null-Filters beinhalten; und die Kompressionsmittel eine Anstiegszeitkonstante basierend auf der Norm modifizieren.
  8. Hörgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: die Rückkopplungslöschungsmittel ein Null-Filter (212) beinhalten; das Hörgerät Mittel zum Berechnen einer Norm eines Vektors von Koeffizienten des Hörgerät-Löschungsmittel-Null-Filters beinhalten; und die Kompressionsmittel eine Abfallszeitkonstante basierend auf der Norm modifizieren.
  9. Hörgerät nach Anspruch 1, wobei: die Kompressionsmittel Mittel (16) zum Trennen des kompensierten Audiosignals in Frequenzbänder und Mittel zum Berechnen von wenigstens einem Leistungsniveau für die Frequenzbänder beinhalten; und die Rückkopplungslöschungsmittel eine Adaptionsschrittgröße gemäß wenigstens einem berechneten Leistungsniveau modifizieren, das durch die Kompressionsmittel ausgegeben bzw. zur Verfügung gestellt ist.
  10. Hörgerät nach Anspruch 1, wobei: die Kompressionsmittel Mittel (16) zum Trennen des kompensierten Audiosignals in Frequenzbänder und Mittel zum Berechnen von wenigstens einem Signal einhüllenden Spitzen-zu-Tal-Verhältnis einer Signalumhüllenden für die Frequenzbänder beinhalten; und die Rückkopplungslöschungsmittel eine Adaptionsschrittgröße gemäß einem berechneten Spitzen-zu-Tal-Verhältnis der Signaleinhüllenden modifizieren, das durch die Kompressionsmittel zur Verfügung gestellt ist.
  11. Hörgerät nach Anspruch 1, wobei: die Kompressionsmittel Mittel (16) zum Trennen des kompensierten Audiosignals in Frequenzbänder, Mittel zum Berechnen eines Leistungsniveaus für wenigstens ein Frequenzband und Mittel zum Berechnen eines Spitzen-zu-Tal- Verhältnisses einer Signaleinhüllenden für wenigstens ein Frequenzband beinhalten; und die Rückkopplungslöschungsmittel eine Adaptionsschrittgröße gemäß wenigstens einem berechneten Leistungsniveau und wenigstens einem berechneten Spitzen-zu-Tal-Verhältnis einer Signaleinhüllenden modifizieren, die durch die Kompressionsmittel zur Verfügung gestellt sind.
  12. Hörgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, beinhaltend sowohl Mittel zum Bereitstellen von Information von den Kompressionsmitteln zu den Rückkopplungslöschungsmitteln und von den Rückkopplungslöschungsmitteln zu den Kompressionsmitteln (606), und wobei die Rückkopplungslöschungsmittel ihre Tätigkeit basierend auf Information einstellen bzw. regulieren, die durch die Kompressionsmittel zur Verfügung gestellt ist, und die Kompressionsmittel ihre Tätigkeit basierend auf Information einstellen, die von den Rückkopplungslöschungsmittel zur Verfügung gestellt ist.
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