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Title:
DEVICE AND METHOD FOR DRIVING A DYNAMIC COMPRESSOR AND METHOD FOR DETERMINING AMPLIFICATION VALUES FOR A DYNAMIC COMPRESSOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/139205
Kind Code:
A1
Abstract:
A device for driving a dynamic compressor (520) of a hearing aid comprises a combination signal analyser (100) for determining the binaural similarity (110) between a left and a right audio signal (170, 180) and an amplification setting device (140) for supplying an amplification value (145) for a band of the left or right audio signal according to the binaural similarity (110) and a level (130) of the left or right audio signal in the band.

Inventors:
OETTING DIRK (DE)
HOHMANN VOLKER (DE)
EWERT STEPHAN D (DE)
APPELL JENS EKKEHART (DE)
Application Number:
PCT/EP2016/054328
Publication Date:
September 09, 2016
Filing Date:
March 01, 2016
Export Citation:
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Assignee:
FRAUNHOFER GES FORSCHUNG (DE)
CARL VON OSSIETZKY UNIVERSITÄT OLDENBURG (DE)
International Classes:
H04R25/00; H03G9/02
Foreign References:
US20110249823A12011-10-13
Other References:
DIRK OETTING ET AL: "Model-based loudness compensation for broad- and narrow-band signals", ISAAR 2013 - AUDITORY PLASTICITY LISTENING WITH THE BRAIN - PROGRAMME AND ABSTRACTS, 28 August 2013 (2013-08-28) - 30 August 2013 (2013-08-30), pages 121, XP055276066
DIRK OETTING ET AL: "Spectral and binaural loudness summation for hearing-impaired listeners", HEARING RESEARCH, vol. 335, 1 May 2016 (2016-05-01), NL, pages 179 - 192, XP055275556, ISSN: 0378-5955, DOI: 10.1016/j.heares.2016.03.010
MOORE BRIAN C J ET AL: "Measurement and modeling of binaural loudness summation for hearing-impaired listeners", THE JOURNAL OF THE ACOUSTICAL SOCIETY OF AMERICA, AMERICAN INSTITUTE OF PHYSICS FOR THE ACOUSTICAL SOCIETY OF AMERICA, NEW YORK, NY, US, vol. 136, no. 2, 1 January 1901 (1901-01-01), pages 736 - 747, XP012188300, ISSN: 0001-4966, [retrieved on 19010101], DOI: 10.1121/1.4889868
0, STRLCYK U. A.: "Restoration of loudness summation and differential loudness growth in hearing-impaired listeners", THE JOURNAL OF THE ACOUSTICAL SOCIETY OF AMERICA, vol. 132, no. 4, October 2012 (2012-10-01), pages 2557 - 2568
D. OETTING U.A.: "Model-based loudness compensation for broad- and narrow-band signals", PROCEEDINGS OF ISAAR, 2013
Z. CHEN, U.A.: "CHENFIT-AMP, A nonlinear Fitting and Amplification Strategy for Cochlear Hearing Loss", IEEE TRANSACTIONS ON BIO-MEDICAL ENGINEERING, July 2013 (2013-07-01), pages 326 - 3237
J. KIESSLING, U.A.: "Adaptive fitting of hearing instruments by category loudness scaling (ScalAdapt", INTERNATIONAL JOURNAL OF AUDIOLOGY, vol. 25, no. 3, 1996, pages 153 - 160
T. BRAND: "Loudness Scaling", 8TH EFAS CONGRESS/IOTH CONGRESS OF THE GERMAN SOCIETY OF AUDIOLOGY, 2007
Attorney, Agent or Firm:
ZINKLER, Franz et al. (DE)
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Claims:
Patentansprüche

Vorrichtung zum Ansteuern eines Dynamikkompressors (520) mit folgenden Merkmalen: einem Kombinationssignalanalysator (100) zum Feststellen der binauralen Ähnlichkeit (1 0) zwischen dem rechten (170) und dem linken ( 80) Audiosignal; und einem Verstärkungseinsteller (140) zum Liefern eines Verstärkungswerts (145) für das rechte oder das linke Audiosignal in Abhängigkeit von der binauralen Ähnlichkeit (1 10) und einem Pegel (130) des rechten oder des linken Audiosignals.

Vorrichtung nach Anspruch 1 , bei der der Verstärkungseinsteller (140) ausgebildet ist, um den Verstärkungswert bei gleichen Pegel (130) und hoher binauraler Ähnlichkeit auf einen kleineren Wert einzustellen, als bei einer geringen binauraler Ähnlichkeit (150).

Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, die ferner einen Signal-Analysator (120) aufweist, um das rechte oder das linke Audiosignal in eine Mehrzahl von Bändern zu zerlegen, und um in jedem Band einen Pegel (130) zu ermitteln.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Kombinationssignalanalysator (100) ferner ausgebildet ist, um die Bandbreite (210) des rechten oder das linken Audiosignals oder die Bandbreite einer Kombination des rechten und linken Audiosignals zu ermitteln, und bei dem der Verstärkungseinsteller (140) ausgebildet ist, um den Verstärkungswert für das Band ferner in Abhängigkeit von der ermittelten Bandbreite einzustellen

(155).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der der Verstärkungseinsteller (140) ausgebildet ist, um den Verstärkungswert (145) bei gleichem Pegel und hoher Bandbreite auf einen kleineren Wert einzustellen als bei einer geringen Bandbreite (155).

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Verstärkungseinsteller (140) ausgebildet ist, um eine Pegel- Verstärkungswertfunktion (200, 300) zu implementieren, die für monaurale Signale angepasst ist, und wobei der Verstärkungseinsteller (1 0) ausgebildet ist, um abhängig von der bin- auralen Ähnlichkeit (1 10) die Pegel-Verstärkungswert-Funktion oder einen Eingangspegel in die Pegel-Verstärkungswert-Funktion zu modifizieren.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der der Verstärkungseinstelier (140) ausgebildet ist, um abhängig von der bin- auralen Ähnlichkeit (1 10) den Eingangspegel gegenüber einem gemessenen Audiosignalpegel zu erhöhen (350).

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der der Signalanalysator (120) ausgebildet ist, um das rechte oder linke Audiosignal in wenigstens 6 Bänder zu zerlegen, wobei der Verstärkungseinsteller (140) ausgebildet ist, um für die wenigstens 6 Bänder des rechten und des linken Audiosignals einen Verstärkungsfaktor (145) zu liefern.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Kombinationssignalanalysator (100) ausgebildet ist, um ein Spektrum des rechten Audiosignals und ein Spektrum des linken Audiosignals zu erhalten und die binaurale Ähnlichkeit (1 10) durch einen Vergleich der beiden Spektren zu ermitteln.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Kombinationssignalanalysator (100) ausgebildet ist, um die Pegel in Bändern zwischen dem rechten und linken Audiosignal zu vergleichen und durch die Auswertung der für das Signal wesentlichen Bänder eine binaurale Ähnlichkeit (1 10) der Signale zu liefern, wobei die für das Signal wesentlichen Bänder die Bänder sind, die einen Lautheitsanteil am gesamten Signal von mehr als 1 Prozent aufweisen.

Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der der Kombinationssignalanalysator ausgebildet ist, um die Energiedifferenz einander entsprechender Bänder der Spektren des rechten und des linken Audiosignals zu ermitteln, und wobei ein Mittelwert der Energiedifferenzen über die für das Signal wesentlichen Bänder einen Wert für die binaurale Ähnlichkeit (1 10) der Signale darstellt, wobei die für das Signal wesentlichen Bänder die Bänder sind, die einen Lautheitsanteil am gesamten Signal von mehr als 1 Prozent aufweisen.

Verfahren zum Ansteuern eines Dynamikkompressors (520) mit folgenden Schritten:

Feststellen (100) einer binauralen Ähnlichkeit (1 10) des rechten und linken Audiosignals; und

Liefern (140) eines Verstärkungswerts (145) für ein Band des rechten oder des linken Audiosignals in Abhängigkeit von der binauralen Ähnlichkeit (1 10) und dem Pegel (130) des rechten oder des linken Audiosignals in dem Band.

Verfahren zum Ermitteln von Verstärkungswerten für einen Dynamikkompressor (520), mit folgenden Schritten:

Einstellen (700) eines ersten Dynamikkompressors für den linken Kanal und eines zweiten Dynamikkompressors für den rechten Kanal für monaurale Audiosignale;

Ermitteln (720) einer modifizierten Kanalverstärkungsfunktion für binaurale Audiosignale im rechten und im linken Kanal; und Anwenden (730) der Kanaiverstärkungsfunktion für monaurale Audiosignale und Anwenden der modifizierten Kanalverstärkungsfunktion für binaurale Signale.

Verfahren nach Anspruch 13, das ferner folgende Schritte aufweist:

Abspielen (800) von binauralen Testsignalen für den linken und den rechten Kanal;

Erfassen (810) der binauralen Testsignale durch eine erste Hörhilfe (601 ) für den linken Kanal und eine zweite Hörhilfe (602) für den rechten Kanal, wobei die erste Hörhilfe und die zweite Hörhilfe für monaurale Signale eingestellt sind;

Empfangen (820) von Lautheitsurteilen; und wobei im Schritt des Ermitteins (720) der modifizierten Kanalverstärkungsfunktion die modifizierte Kanalverstärkungsfunktion unter Verwendung der empfangenen Lautheitsurteile so ermittelt wird, das bei Anwendung der modifizierten Kanalverstärkungsfunktion in der ersten Hörhilfe (601 ) und der zweiten Hörhilfe (602) die empfangenen Lautheitsurteile gehörgeschädigter Individuen sich weniger als eine vorbestimmte Schwelle bezüglich des Pegels einer vorgegebenen Lautheitsfunktion unterscheiden.

Computerprogramm mit einem Programmcode zum Ausführen des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft.

Description:
Vorrichtung und Verfahren zum Ansteuern des Dynamikkompressors und Verfahren zum Ermitteln von Verstärkungswerten für einen Dynamikkompressor

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Audiosignalverarbeitung und insbesondere auf die Audiosignalverarbeitung in Verbindung mit Hörhilfen. Bei der Anpassung von Hörgeräten spielt das individuelle Lautheitsempfinden eine entscheidende Rolle. Der Hörverlust wird typischerweise durch das Audiogramm beschrieben und beinhaltet die Pegel der gerade wahrnehmbaren Töne (Hörschwelle, engl, hea- ring threshold level, HTL) zwischen typischerweise 125 Hz und 8 kHz und die Pegel der Töne, die zu einem unangenehm hohen Lautheitseindruck führen (Unannehmlichkeits- schwelle, engl, uncomfortable loudness level, UCL). Töne mit einem niedrigen Pegel müssen für den Schwerhörenden verstärkt werden, damit diese wieder hörbar werden. Typischerweise findet man in Schwerhörenden aber ähnliche Pegel für die Unannehmlichkeitsschwelle wie bei Normalhörenden. Dieses Phänomen wird als Recruitment bezeichnet. Das bedeutet, dass die Verstärkung für Signale mit einem hohen Pegel deutlich reduziert werden muss, um diese nicht„zu laut" für den Schwerhörenden zu machen. Diese pegel- und frequenzabhängige Verstärkung wird in heutigen Hörgeräten durch Mul- tiband-Dynamikkompressoren durchgeführt. Diese zerlegen das Eingangssignal in verschiedene Frequenzbänder, messen den aktuellen Pegel in jedem Frequenzband und können so die gewünschte Verstärkung berechnen und anwenden. Ein Ziel bei der An- passung der Verstärkungswerte an das individuelle Gehör ist die weitgehende Normalisierung der Lautheitswahrnehmung. Allerdings führt eine schmalbandige Lautheitskompensation in jedem Frequenzkanal oft zu einer als zu hoch empfundenen Lautheit bei breit- bandigen und breitbandigen beidohrigen Signalen. Hier gibt es also das technische Problem, dass man mit einem Multiband-Dynamikkompressor mit unabhängiger Verstärkungs- regelung in den Frequenzbändern keinen Lautheitsausgleich für schmal- und breitbandige Signale erreichen kann, da eine weitere Unterscheidung des Signaltyps vorgenommen werden muss, um die korrekten Verstärkungswerte anzuwenden. Über die Relevanz dieses Problems gibt es unterschiedliche Meinungen, die sich auf verschiedenen Studien stützen. Jedoch gibt es signifikante empirische Hinweise darauf, dass aktuelle Hörgerä- teanpassungen in alltäglichen Hörsituationen als zu laut bei hohen Umgebungspegeln empfunden werden. Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, dieses spezifische Problem auf praktisch anwendbare Weise zu lösen.

Die Anpassung eines Multiband-Dynamikkompressors an den individuellen Hörverlust erfolgt heutzutage typischerweise auf Grundlage einer präskriptiven Anpassformel, die das Audiogramm als Eingabeparameter erhält. Lautheitsbasierenden Verfahren erhöhen den Messaufwand für die Erstanpassung, da zusätzlich zum Audiogramm eine Lautheitsskalierung durchgeführt werden muss. Bisher konnten sich lautheitsbasierte Verfahren nicht gegenüber schwellenbasierten präskriptiven Anpassungen im klinischen Alltag durchsetzen, da der messbare Vorteil in der Anpassung gering ausfällt und dadurch keine Zeit bei der Feinanpassung eingespart wird. Der heutige Standard, um Hörgeräte anzupassen, sind Audiogramm-basierte Vorschriften wie etwa NAL-NL2, DSL[i/o] oder herstellerspezifische Anpassregeln wie ConexxFit von Siemens. Diese schwellenbasierten Anpassregeln sind typischerweise auf die Optimierung der Sprachverständlichkeit und die Wiederherstellung der Lautheit von breitbandigen Signalen ausgelegt (NAL-NL1 Sprachsignal) und beinhalten zusätzlich auch noch empirische Korrekturfaktoren (NAL-NL2 Verstärkungsreduktion, da NAL-NL1 tendenziell als zu laut bewertet wurde). Bei den !aut- heitsausgleichenden Verfahren wurde entweder versucht, die schmalbandigen Lautheitsfunktionen wiederherzustellen oder die Lautheit von Sprache zu normalisieren. Nach der Erstanpassung erfolgt dann die Feinanpassung durch den Hörgeräteakustiker, um das Gerät auf das individuelle Lautheitsempfinden und die subjektive Präferenz, typischerweise für breitbandige Signale, einzustellen. Ein möglicher Algorithmus, der die Bandbreite bzw. den Pegel eines Signals ausnutzt, um unterschiedliche Verstärkungswerte für schmal- und breitbandige Signale anzuwenden, wird in [2] beschrieben. Die Frage bleibt, wie ein Algorithmus für unterschiedliche Signaltypen (z.B. schmal- und breitbandig) eingestellt werden kann. Eine mögliche Lösung ist die Verwendung von Lautheitsmodellen zur signalabhängigen Regelung der Verstärkung in Multiband-Dynamikkompressoren, wie es z.B. in [2] beschrieben wird. Ein Nachteil bei der Verwendung eines generalisierten Lautheitsmodells, sind die nicht unerheblichen Schätzfehler bei der individuellen Laut- heitsbewertung von schmal- und breitbandigen Signalen, insbesondere in der versorgten Kondition.

Insbesondere nachteilig an Hörgeräte-Einstellungen ist, dass diese nicht für alle Situationen geeignet sind. Ein Grund hierfür ist, dass Einstellungen typischerweise für monaurale Signale gemacht werden. In anderen Worten bedeutet dies, dass ein Dynamikkompressor innerhalb eines Hörgeräts für das Individuum, das das Hörgerät nutzen wird, zunächst z.B. für das linke Ohr und dann für das rechte Ohr eingestellt wird. Selbst wenn die Einstellungen so vorgenommen werden, dass sie für schmalbandige und breitbandige Signale gleichermaßen passen, hat sich dennoch herausgestellt, dass diese Einstellungen z.B. für binaurale Signaltypen immer noch zu laut sind. Reduziert man dagegen die Verstär- kungswerte, um für solche Signale womöglich eine angenehme Lautheit zu erreich, wären andere Signale wieder zu leise.

Daraus ergibt sich die Problematik, dass die Hörgeräte-Anpassung zwar für bestimmte Signaltypen relativ gut funktioniert, jedoch für andere Signaltypen wiederum nicht passend ist, was aufgrund der Nichtlinearität des menschlichen Hörens einerseits und aufgrund der vielen verschiedenen unterschiedlichen Hörschädigungen andererseits der Fall ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Konzept zum Ansteuern eines Dynamikkompressors und zum Ermitteln von Ve rstä rku ng swe rte n für einen Dynamikkompressor zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Ansteuern eines Dynamikkompressors nach Patentanspruch 1 , ein Verfahren zum Ansteuern eines Dynamikkompressors nach Patentanspruch 12 oder ein Verfahren zum Ermitteln von Verstärkungswerten für einen Dynamikkompressor nach Patentanspruch 13 oder ein Computer-Programm nach Patentanspruch 15 gelöst.

Eine Vorrichtung zum Ansteuern eines Dynamikkompressors einer Hörhilfe umfasst einen Kombinationssignalanalysator zum Feststellen einer Ähnlichkeit zwischen dem linken und rechten Audiosignal um eine binaurale Ähnlichkeit zu erhalten. Ferner ist ein Verstärkungseinsteller vorgesehen, um einen Verstärkungswert für ein Band des linken oder rechten Audiosignals in Abhängigkeit von der binaurale Ähnlichkeit und einem Pegel des linken oder rechten Audiosignals in dem Band zu schaffen. Der Kombinationssignalanalysator kann z.B. manuell durch einen Benutzer gesteuert werden oder kann als Analysator arbeiten, um den linken und rechten Kanal tatsächlich hinsichtlich seiner Binauralität zu analysieren.

Der Verstärkungseinsteller ist ausgebildet, um die binaurale Lautheitssummation zu be- rücksichtigen. So hat sich herausgestellt, dass eine Anpassung von Hörhilfen auf der Basis von schmalbandigen monauralen Testsignalen insbesondere für breitbandige Signale mit einem hohen Pegel zu einem zu lauten und daher nicht tolerablen Lautheitsempfinden des Individuums, das die Hörhilfe trägt, führt. In anderen Worten ausgedrückt, empfindet ein Individuum breitbandige binaurale Signale als zu laut. Wird dagegen eine Anpassung so vorgenommen, dass breitbandige binaurale Signale zur Anpassung verwendet werden, so sind monaurale Signale, wie sie beispielsweise beim Telefonieren vorhanden sind, für das Individuum zu leise.

Darüber hinaus hat sich herausgestellt, dass dieser Effekt der binauralen Lautheitssum- mation insbesondere bei breitbandigen Signalen, wie sie beispielsweise Sprachsignale sind, und darüber hinaus bei Signalen mit mittleren bis hohen Pegeln in den relevanten Bändern besonders zutage tritt. Andererseits ist bei schmalbandigen Signalen und/oder bei Signalen mit mittleren oder kleineren Pegeln der Effekt nicht stark ausgeprägt, so dass hier zwischen der binauralen und der monauralen Einstellung ein kleinerer Unterschied ist, dass also die Einstellung für monaurale Signale oder binaurale Signale jeweils relativ gut für die andere Klasse von Signalen passt.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele betreffen einen Algorithmus und ein Verfahren zur Verbesserung der Hörgeräteanpassung. Insbesondere betrifft ein Ausführungsbeispiel einen ultiband-Dynamikkompressor bzw. eine Einstellung desselben dahin gehend, dass die Verstärkung in jedem Frequenzband zusätzlich durch einen oder mehrere Regelungsparameter gesteuert werden kann, die durch Analyse des Eingangssignals und deren Einor- dung in unterschiedliche Signalklassen parametriert werden. Insbesondere wird die Bin- auralität des Audiosignals ermittelt und die Verstärkungswerte für die einzelnen Bänder werden basierend auf der Binauralität des Signals durchgeführt. Weitere Regelungspara- meter sind die Bandbreite eines Signals, also z.B. das Verhältnis zwischen der Gesamtenergie zur jeweiligen Bandenergie, das Verhältnis zwischen Signal und Maskierungspegel der benachbarten Bänder, die Anzahl der nicht-maskierten Bänder, die Breite der Verteilung der Signalenergie in auditorischen Bändern etc., die zusätzlich zur Binauralität des Signals (monaural: nur auf einem Ohr; binaural: auf beiden Ohren das gleiche Signal) verwendet wird. Bei einem Ausführungsbeispiel wird die Verstärkung im Multibandkom- pressor zuerst für die erste Signalklasse eingestellt, beispielsweise für monaurale Signale, und die Lautheitswahrnehmung wird nun mit diesen Einstellungen für die andere Signalklasse, also z.B. für binaurale Signale gemessen, und die Ergebnisse werden als Korrekturparameter oder Modifikationsparameter im Algorithmus angewendet, damit eine vorge- gebene Lautheitszielfunktion erreicht wird. Ein so angepasster Algorithmus führt zu einem Lautheitsausgieich für beide Signalklassen und in Fortsetzung zu einer Anpassung für weitere gewünschte Signalklassen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung führen zu einer effizienteren und besseren Verstärkungsanpassung eines Kompressors zur Kompensation der veränderten Lautheitswahrnehmung bei Schwerhörenden für schmalbandige und breitbandige Signale durch eine direkte Messung der Versorgung der breitbandigen Lautheitswahrnehmung, insbesondere für binaurale Signale. Beim Tragen einer so eingestellten Hörhilfe bzw. eines so eingestellten Hörgeräts werden leise schmalbandige Signale, z.B. der Signalton einer Waschmaschine, ausreichend laut wahrgenommen, aber auch laute breitbandige Signale, wie beispielsweise der Verkehrslärm, also binaurale breitbandige Signale, werden nicht als zu laut wahrgenommen. Darüber hinaus kann der Aufwand für eine Anpassung reduziert werden, so dass trotz erhöhtem diagnostischen Aufwand für die Durchführung der Lautheitsskalierung insgesamt ein Zeitvorteil verbleibt.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Ansteuern eines Dynamikkompressors; Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Kanalverstärkungsfunktion, die basierend auf der binauralen Ähnlichkeit, dem Kanalpegel und der Bandbreite eine Kanalverstärkung liefert;

Fig. 3 eine weitere Darstellung einer Kanalverstärkungsfunktion mit einer festen

Kanalverstärkungsfunktion und einer parameterabhängigen Pegelvariation;

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Binauralprozessors mit einem Signalklassifizierer und einem nachgeschalteten Verstärkungseinsteller bzw. Kanalverstär- kungsfunktionsberechner; eine schematische Darstellung einer Hörhilfe mit Mikrofon, Audioprozessor, Multiband-Dynamikkompressor und Schallerzeuger; eine schematische Darstellung von zwei Hörhilfen für den linken und rechten Kanal; ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Verfahrens zum Ermitteln von Ve rstä rk u ng swe rte n für einen Dynamikkompressor: eine Implementierung in Verbindung mit der Einstellung der Verstärkungswerte für einen Dynamikkompressor von Fig. 7; eine Darstellung des Hörvermögens von Normalhörenden im Vergleich zu Hörgeschädigten;

Hörkurven für auf monaurale schmalbandige Signale angepasste Hörhilfen und monaurale Testsignale;

Hörkurven für auf monaurale schmalbandige Signale angepasste Hörhilfen und binaurale Testsignale; eine Darstellung der Kanalpegelanstiege, um eine optimale Anpassung für schmalbandige und breitbandige Signale zu erhalten; und eine Übersicht über Bark-Spektren verschiedener Testsignale, d.h. eines schmalbandigen und verschiedener breitbandiger Testsignale.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Ansteuern eines Dynamikkompressors, der in Fig. 1 nicht gezeigt ist, der jedoch Verstärkungsfaktoren 145 vom Ausgang eines Verstärkungseinstellers 140 erhält. Die Vorrichtung zum Ansteuern des Dynamikkompressors, der typischerweise in einer Hörhilfe angeordnet ist, umfasst einen Kombina- tionssignalanalysator 100 zum Feststellen einer Ähnlichkeit des linken Audiosignals 170 mit dem rechten Audiosignal 180, um eine binaurale Ähnlichkeit 1 10 zu erhalten. Die binaurale Ähnlichkeit 1 10 wird in den Verstärkungseinsteller eingespeist, um einen Verstär- kungswert für das linke oder das rechte Audiosignals in Abhängigkeit von der binaurale Ähnlichkeit 1 10 zu liefern. Ferner hängt der Verstärkungswert von einem Pegel 130 des linken oder rechten Audiosignals ab, wobei der Pegel 130 durch einen Signalanalysator 120 geliefert wird, der das linke Audiosignal 170 und/oder das rechte Audiosignal 180 erhält, um das Pegelergebnis 130 zu liefern. Alternativ kann der Pegel auch vom Kombi- nationssignalanalysator 100 geliefert werden, der als Eingangsparameter Signaleigen- schatten des linken (175) und rechten (185) Audiosignals erhält, wie es in Fig. 1 gezeigt ist.

Insbesondere ist der Verstärkungseinsteller 140 ausgebildet, um einen kleineren Verstärkungsfaktor 145 für das Audiosignal bei einer hohen binauralen Ähnlichkeit 1 10 liefert im Vergleich zu dem Verstärkungsfaktor, der für eine niedrige binauraie Ähnlichkeit 1 10 geliefert wird bei dem gleichen Pegel 130.

Dies bedeutet, dass bei gleichem Pegel für binauraie Signale ein kleinerer Verstärkungswert genommen wird als für nicht-binaurale bzw. monaurale Signale. Dies ist in dem Dia- gramm 150 zusammengefasst, dahin gehend, dass für Signale, die den gleichen Pegel haben, bei einer hohen binauralen Ähnlichkeit 1 10 ein vergleichsweise kleiner Verstärkungswert durch den Verstärkungseinsteller 140 geliefert wird, während für den gleichen Pegel bei geringer binauralen Ähnlichkeit ein größerer Verstärkungsfaktor genommen wird.

Zur Pegelmessung umfasst der Signalanalysator 120 eine Filterbank, wie beispielsweise eine FFT-Filterbank mit gleichen Bandbreiten oder eine gehörrichtige Filterbank, also z. B. eine Bark-Filterbank, bei der die Bänder zu höheren Frequenzen hin breiter werden. Diese Filterbank wird verwendet, um das linke und rechte Audiosignal in eine Mehrzahl von Bändern zu zerlegen, und um in jedem Band den entsprechenden Pegel zu ermitteln. Diese Pegel werden als Signaleigenschaft für das linke Signal 175 und das rechte Signal 185 an den Kombinationssignalanalysator 100 übertragen. Weitere Signaleigenschaften, die mit Hilfe des Signalanalysator 120 ermittelt werden können, sind unter anderem die Bandbreite des Signals, der Signalpegel, eine Beschreibung der spektralen Verteilung und das Zeitverhalten der Pegeländerung, Durch die Signaleigenschaften soll das Eingangssignal möglichst präzise beschrieben werden können, um im Kombinationssignalanalysator 100 die für einen Lautheitsausgleich wesentlichen Signalparameter berechnen zu können und damit die notwendigen Verstärkungsfaktoren 145 durch den Verstärkungseinsteller 140 zu ermitteln. Bei einer Versorgung mit Hörhilfen erfolgt die Übertra- gung der Signaleigenschaften vom linken Geräte über eine Drahtlos-Schnittstelle zum rechten Geräte. Eine Übertragung des gesamten Eingangssignals würde eine hohe Datenrate und damit einem hohen Stromverbrauch mit sich führen, der hier zu vermeiden ist. Somit müssen nur benötigte Signaleigenschaften, die das Signal beschreiben, bei einer geringen Datenrate übertragen werden. Bei einer Implementierung in einen Kopfhörer, bei dem eine verdrahtete Schnittstelle zwischen dem rechten und linken Kanals besteht, kann der Signaianalysator auch das Eingangssignal an den Kombinationssignalanalysator unverändert weiterleiten, so dass die gesamte Analyse des rechten und linken Kanals hinsichtlich der Pegel 130, der Bandbreite 210 und der binauralen Ähnlichkeit 1 10 im Kombinationssignalanalysator 100 stattfindet.

Ferner ist der Kombinationssignalanalysator bei einem Ausführungsbeispiel als tatsächlicher Kombinationssignalanalysator ausgebildet, um das linke und rechte Audiosignal im Hinblick auf die Bandbreite zu analysieren, wobei der Verstärkungseinsteller ausgebildet ist, um den Verstärkungsfaktor für das Band in Abhängigkeit von einer Schmalbandigkeit oder Breitbandigkeit des linken oder rechten Audiosignal einzustellen.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird bei gleicher binauralen Ähnlichkeit und gleichem Pegel ein niedrigerer Verstärkungswert 145 für ein breitbandiges Signal ver- wendet als für ein schmalbandiges Signal 155. Dies berücksichtigt die Situation, dass die binaurale Lautheitssummation, insbesondere bei breitbandigen Signalen und nicht so sehr bei schmalbandigen Signalen bei Schwerhörenden erhöht ist, und daher eine Fehlsituation insbesondere bei einer schmalbandigen Anpassung der Hörhilfe und breitbandigen Signalen im realen Leben außerhalb der Testsituation stattfindet.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass ein Verstärkungswert tatsächlich eine positive Verstärkung oder aber auch eine negative Verstärkung, also eine Dämpfung betreffen kann. Ist ein Verstärkungswert beispielsweise ein Verstärkungsfaktor, so liefert ein Verstärkungsfaktor größer als 1 eine tatsächliche Verstärkung, während ein Verstärkungsfak- tor kleiner als 1 eine entsprechende Dämpfung, also eine negative Verstärkung liefert.

Fig. 2 zeigt eine alternative Darstellung des Verstärkungseinstellers, der eine Kanalverstärkungsfunktion 200 implementiert, die abhängig von dem Kanalpegel 130, von der Bandbreite 210 und der binauralen Ähnlichkeit 1 10 eine entsprechende Kanalverstärkung 145 liefert. Die Kanalverstärkungsfunktion kann als Tabelle oder als arithmetische Funktion oder als eine Kombination von beiden implementiert sein. Insbesondere könnte eine Tabellenimplementierung darin bestehen, dass als Eingangsparameter der Kanalpegel 130 und als Ausgangsparameter die Kanalverstärkung 145 verwendet wird. Eine Bandbreite würde dann genauso wie eine binauralen Ähnlichkeit zwischen verschiedenen einzelnen Tabellen auswählen, so dass es für jede Kombination aus Bandbreite und binaura- len Ähnlichkeit eine eigene Tabelle gibt, die für einen Eingangs-Kanaipegel eine eindeutige Kanalverstärkung liefert.

Eine Alternative hierzu ist in Fig. 3 dargestellt. Hier existiert eine schmalbandige Kanalverstärkungsfunktion 300, die von einem Eingangspegel 310„angeregt" wird, um einen Verstärkungsfaktor 145 für ein Band zu liefern. Der Eingangspegel 310 wird in Fig. 3 als „zweiter künstlicher Pegel" bezeichnet. Der zweite künstliche Pegel 310 wird folgendermaßen erreicht.

Zunächst wird der tatsächliche Pegel 330 bzw. 130 gemessen und in eine erste Kanalpe- gelanhebung 320 eingespeist. Die erste Kanalpegelanhebung 320 wird von einer Bandbreite, wie beispielsweise einem SMR-Parameter 210 gesteuert, um für breitbandige Signale eine Kanalpegelanhebung zu erreichen, während für schmalbandige Signale keine Kanalpegelanhebung durchgeführt wird. In anderen Worten durchlaufen relativ schmalbandige Signale bzw. deren Pegel den Block 320 unbeeinflusst, während für breitbandige Signale die tatsächlichen Pegel 330 angehoben werden, um erste künstliche Pegel 340 zu erreichen. Solche künstlichen Pegel 340, die so dimensioniert sind, dass für breitbandige Signale unter Verwendung einer schmalbandig angepassten Kanalverstärkungsfunktion optimale Anpassungen erhalten werden, werden dann in eine zweite Kanalpegelanhebung 350 eingespeist, die von der binauralen Ähnlichkeit 1 10 gesteuert wird. Wird ein binaurales Signal festgestellt, so wird der erste künstliche Pegel 340 weiter angehoben, um den zweiten künstlichen Pegel 310 zu erhalten, während dann, wenn die binaurale Ähnlichkeit 1 10 zum Ausdruck bringt, dass das Signal monaural ist, wie beispielsweise in einem Telefonat, die zweite Kanalpegelanhebung 350 ohne Beeinflussung durchlaufen wird, so dass in diesem Fall der zweite künstliche Pegel 310 gleich dem ersten künstli- chen Pegel ist.

Alternative Implementierungen von verschiedenen Kanalverstärkungsfunktionen für verschiedene Kombinationen aus Bandbreite/binauralen Ähnlichkeit/Kanalpegel können ebenfalls vorgenommen werden. Der Verstärkungseinsteller 140 ist bei einem Ausfüh- rungsbeispiel z. B. ausgebildet, um eine Pegel-Verstärkungswertfunktion 300 zu implementieren, die für monaurale Signale angepasst ist, wobei in Abhängigkeit von der bin- auralen Ähnlichkeit die Pegelverstärkungswertfunktion bzw. Kanalverstärkungsfunktion oder ein Eingangspegel (40, 350, 310) in die Pegel-Verstärkungswertfunktion 300 modifiziert wird. Der Verstärkungseinsteller ist hier vorzugsweise ausgebildet, um in Abhängigkeit von der binauralen Ähnlichkeit den Eingangspegel gegenüber einem gemessenen Audiosignalpegel des linken oder rechten Kanals zu erhöhen, um im Endeffekt für den gleichen gemessenen Pegel einen kleineren Verstärkungsfaktor zu erhalten. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird eine relativ fein aufgelöste Audiosignalanalyse durchgeführt, wobei vorzugsweise eine Pegelanalyse durch den Signalanaly- sator 120 in sechs oder mehr Bändern durchgeführt wird, und vorzugsweise sogar für alle 24 Bark-Bänder bzw. in den für die Hörhilfe technisch relevanten Bark-Bändern. In dieser Implementierung ist der Verstärkungseinsteller 140 ausgebildet, um für jedes der wenigs- tens sechs Bänder und für jedes Audiosignal des linken und rechten Audiosignals einen Verstärkungsfaktor zu liefern. Der Kombinationssignalanalysator 100 ist ausgebildet, um den linken Kanal 170 und den rechten Kanal 180 tatsächlich miteinander zu vergleichen bzw. Signaleigenschaften des linken 175 und rechten 185 Kanals wie z.B. deren Kurzzeit- Spektren miteinander zu vergleichen.

Alternativ oder zusätzlich kann der Kombinationssignalanalysator 100 auch durch eine manuelle Eingabe 160 gesteuert werden, derart, dass ein Individuum, das eine Hörhilfe trägt, eine eigene manuelle Umschaltung vornimmt, wenn die Person z.B. telefoniert, also wenn eine monaurale Situation herrscht, um dann wieder zurückzuschalten, wenn eine binaurale Situation herrscht, wenn also das Telefonat beendet ist. In anderen Worten ausgedrückt, kann die binaurale Ähnlichkeit 1 10 entweder durch eine Audiosignalanalyse erhalten werden oder durch eine Bedienung der Person, die Hörhilfen auf dem linken und rechten Ohr trägt. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Kombination aus beiden Steuerungsmöglichkeiten durch den Kombinationssignalanalysator vorgenommen wer- den, also eine Signalanalyse mit einer zusätzlichen manuellen Steuerungsmöglichkeit. Eine Steuerungsmöglichkeit wäre beispielsweise ein kleiner Schalter direkt an der Hörhilfe oder aber eine Fernsteuerung, wobei in diesem Fall die beiden Hörhilfen mit einer drahtlosen oder verdrahteten Eingabeschnittstelle versehen sind. Hierzu wird auf Fig. 6 Bezug genommen, wobei Fig. 6 insbesondere eine Hörhilfe 601 für einen ersten Kanal, wie z.B. ein linkes Ohr, und ferner eine zweite Hörhilfe 602 für einen zweiten Kanal zeigt, wie beispielsweise für das rechte Ohr eines Individuums. Die manuelle Eingabemöglichkeit ist als manueller Steuereingang 160 in Fig. 6 für beide Hörhilfen 601 , 602 gezeigt. Alternativ sind auch Antennen 61 1 , 612 dargestellt, um eine Drahtlos- Schnittstelle für die beiden Hörhilfen 601 , 602 anzudeuten, über die die beiden Hörhilfen kommunizieren können. Der Kombinationssignalanalysator, der z.B. auf der Basis beider Audiosignale arbeitet, könnte dann entweder in der ersten Hörhilfe 601 für den ersten Kanal oder in der zweiten Hörhilfe 602 für den zweiten Kanal untergebracht sein, um das Ergebnis der binauralen Ähnlichkeit zu dem jeweils anderen Hörgerät zu schicken. Alternativ könnte der Kombinationssignalanalysator in beiden Hörgeräten vorhanden sein. Wieder alternativ könnte der Kombinationssignalanalysator in einem dritten von den beiden Hörhilfen getrennten Gerät untergebracht sein, das dann mit beiden Hörhilfen kommunizieren würde.

Bei einer Ausführung führt der Kombinationssignalanalysator einen spektralen Vergleich durch. Hierzu erhält der Kombinationssignalanalysator ein Spektrum 175 des linken Audiosignals 170 und ein Spektrum 185 des rechten Audiosignals 180 und führt einen Spektralvergleich durch. Der tatsächliche Vergleich kann beispielsweise bandweise vorgenommen werden, um für jedes Band den Pegelunterschied zwischen dem linken und rechten Signal festzustellen, um dann nach Auswertung mehrerer Bänder der Pegelunterschiede zu entscheiden, ob es ein monaurales Signal oder ein binaurales Signal ist, das untersucht worden ist. Eine Möglichkeit könnte beispielsweise sein, dass dann, wenn der Pegel in einem Band um mehr als eine Schwelle, wie beispielsweise 3 dB unterschiedlich ist, eine Unähnlichkeit in dem Band festgestellt wird. Dann werden die (Un- )ähnlichkeitsergebnisse der für das Signal relevanten Bänder ausgewertet, dahin gehend, dass dann, wenn die Mehrheit der Bänder Unähnlichkeitsergebnisse geliefert hat, auf ein monaurales Signal hingewiesen wird, in anderen Worten wäre dann die binaurale Ähnlichkeit so, dass ein monaurales Signal anzeigt, während dann, wenn die Minderheit aller Bänder Unähnlichkeitsergebnisse ergeben hat, die binaurale Ähnlichkeit auf eine binaurale Eigenschaft bzw. binaurale Situation hindeutet.

Der Kombinationssignalanalysator kann ferner ausgebildet sein, um eine gemischte Zeit/Frequenzbereichs-Vergleichsoperation durchzuführen. Die beiden Hörgeräte 601 , 602 tauschen hierbei das Bark-Spektrum des aktuellen Signalabschnitts untereinander aus, um anhand des Bark-Spektrums oder zumindest eines Teils des Bark-Spektrums die Binauralität zu bestimmen. Darüber hinaus kann die Bestimmung der Binauralität bandselektiv durchgeführt werden, dahin gehend, dass beispielsweise im unteren Frequenzbe- reich, der die ersten, beispielsweise acht Bark-Bänder umfasst, eine binaurale Situation festgestellt wird, während im oberen Frequenzbereich oberhalb des beispielsweise achten Bark-Bandes eine monaurale Situation festgestellt wird oder umgekehrt. Entsprechend kann dann jeweils für das entsprechende Band der Verstärkungsfaktor eingestellt werden, um eine möglichst gute Hörgerätesteuerung zu erhalten.

Eine schematische Übersicht über eine Hörhilfe mit einem Mikrofon 500, einem Audioprozessor 510, einem Multiband-Dynamikkompressor 520 und einem Schallerzeuger 530 liefert Fig. 5. Der Audioprozessor 510 ist bei dieser Implementierung ausgebildet, um In- formationen von einem anderen Kanal zu erhalten, wie beispielsweise durch Bluetooth oder eine andere Nahfeld-Kommunikation.

Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird zusätzlich zur bandbreitenabhängigen Steuerung der Verstärkung eine Steuerung aufgrund der binaura- le Ähnlichkeit vorgenommen. Diese Steuerung wird in Echtzeit durchgeführt, um eine optimale Versorgung der Individuen zu erhalten.

Andererseits wird das erfindungsgemäße Konzept auch zur Anpassung verwendet, um eine Anpassung einer Hörhilfe nicht nur unter Verwendung der unterschiedlichen Vorge- hensweisen für schmalbandige und breitbandige Signale durchzuführen, sondern auch für binaurale und insbesondere für binaurale breitbandige Signale.

Je nach Implementierung kann zum Anpassverfahren eine Verwendung von Lautheitsurteilen aus einer unversorgten oder versorgten Messung genommen werden, oder Laut- heitsurteile können aus einem Lautheitsmodell geschätzt werden. Die vorliegende Erfindung kann auch lediglich basierend auf der binaurale Ähnlichkeit eine selektive Verstärkung durchführen, wobei nicht zwischen schmalbandigen und breitbandigen Signalen unterschieden wird. Es wird jedoch bevorzugt, zusätzlich zur binaurale Ähnlichkeit auch eine Bandbreiten-gesteuerte Verarbeitung und Bestimmung der Verstärkungswerte durchzuführen. Wie gesagt, kann die Anpassung des Dynamikkompressors mit Lautheits- urteilen aus unversorgten oder auch aus versorgten schmal- oder vorzugsweise breitbandigen Messungen durchgeführt werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Algorithmus, der als Regelungsparameter für die Verstärkung einen Parameter benutzt, mit dem Signale in schmalbandig, breitban- dig, monaural und binaural klassifiziert werden können, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Insbesondere wird das Audiosignal einem Signalklassifizierer 400 zugeführt, der ein Klassifikationsergebnis liefert, das unter anderem eine Binauralität bzw. Monauralität umfasst, welche bereits Bezug nehmend auf Kombinationssignalanalysator 100 von Fig. 1 dargelegt worden ist. Die binaurale Ähnlichkeit wird dann dem Kanalverstärkungsfunktionsbe- rechner bzw. Verstärkungseinsteller 140 zugeführt, um dann einen Verstärkungsfaktor bzw. Verstärkungswert pro Band zu liefern, wobei hierzu noch zusätzlich ein Pegel pro Band verwendet wird, wie es auch bei 130 in Fig. 1 dargestellt ist. Eine weitere Signalklassifikation zusätzlich zur Binauraiität/Monauralität ist eine Schmalbandig- keit/Breitbandigkeit oder eine weitere Klassifikation, z.B. in Sprachsignale oder usiksig- nale, die ebenfalls zusätzlich Ve rstä rk u ng sf a ktore n erfordern können.

Vorzugweise werden zur Einstellung bzw. Anpassung Testsignale verwendet, die zu den jeweiligen unterschiedlichen Signalklassen gehören, also schmaldbandige/breitbandige, monaurale/binaurale Testsignale.

Insbesondere wird es bevorzugt, Testsignale zu verwenden, die den gleichen Kanalpegel erzeugen, sich aber in ihrer Bandbreite unterscheiden, wie beispielsweise gleichmäßig anregendes Rauschen (UEN; uniform exciting noise) mit einer Mittenfrequenz und verschiedenen Bark-Bandbreiten. Aus dem verarbeiteten Signal kann dann die Verstärkung für die unterschiedlichen Klassen bestimmt werden, so dass unterschiedliche Verstär- kungswerte für gleiche Kanalpegel aber unterschiedliche Signalklassen erhalten werden. Vorzugsweise wird der Dynamikkompressor so angepasst, das zunächst die erste Signalklasse bezüglich der Lautheit angepasst wird und dann mit aktivierter Verarbeitung die andere Signalklasse angepasst wird, ohne die Verstärkungswerte für die erste Signalklas- se zu ändern.

Ausführungsbeispiele sind anwendbar für die Anpassung von Audio- Dynamikkompressionsalgorithmen an das individuelle Gehör, um den Dynamikbereich eines Schwerhörigen wieder herzustellen. Die Kombination zwischen Anpassvorschrift und Algorithmus kann in Hörgeräten, aber auch in anderen Audioprodukten mit Hörunterstützung, wie beispielsweise Hörhilfen in der Form von Kopfhörern, Headsets etc. eingesetzt werden. Sie bietet mit der Lautheitsskalierung eine Anpassmethode, die im klinischen Alltag eingesetzt werden kann. Auch in Audioprodukten kann eine Abwandlung der Skalierung eingesetzt werden, um die entsprechenden Anpassungen in unkalibrierten Geräten vorzunehmen. Ein Ausführungsbeispiel betrifft ein Verfahren zur Begrenzung des Dynamikbereichs von Audiosignalen, wobei die Dynamikbereichsbegrenzung in Abhängigkeit von einer zum Zeitpunkt der Regelung vorliegenden Regelungsparameter zur Unterscheidung von bestimmten Signalklassen verwendet wird, wobei die Signalklassen eine Monaurali- tät/Binauralität umfassen und gegebenenfalls weitere Signalklassen umfassen, wie beispielsweise schmalbandig und breitbandig, wobei generell mögliche Zwischenstufen zusätzlich zu einer binären Ja/Nein-Entscheidung verwendbar sind.

Nach einer Anpassung des Dynamikkompressors mit Hilfe von Lautheitsurteilen an die erste Signalklasse wird die andere Signalklasse bei aktivierter Versorgung für die erste Signalklasse ermittelt, ohne die Verstärkungswerte für die erste Signalklasse zu verändern. Zur Regelung des Ve rstä rku ng sf a kto rs kann eine automatische Verstärkungsregelung zur Dynamikbegrenzung verwendet werden. Die Begrenzung des Dynamikbereichs kann in mehreren Frequenzkanälen durchgeführt werden, wobei der Regelungsparameter in allen Frequenzkanälen separat berechnet werden oder durch Berechnungsvorschriften über die verschiedenen Frequenzkanäle berechnet werden kann oder aber für alle Frequenzkanäle denselben Wert annehmen kann. Je nach Implementierung wird eine kate- goriale Lautheitsskalierung für die Lautheitsurteilsabgabe verwendet. Je nach Implementierung kann die Bandbreite des Signals zusätzlich als Regelungsparameter verwendet werden, und zwar zusätzlich zur Binauralität des Signals als Regelungsparameter. Je nach Implementierung kann auch die Dynamik des Signals selbst als Regelungsparameter verwendet werden, wobei vorzugsweise unterschiedliche Einsatz/Auskling- Zeitkonstanten eingesetzt werden. Eine Lautheitsurteilsabgabe kann bei kontinuierlicher Signalpräsentation kontinuierlich oder nicht kontinuierlich erfolgen. Ferner wird es bevor- zugt, die Hörgeräteanpassung im Freifeld vorzunehmen, wobei bei einer weiteren Implementierung eine Hörgeräteanpassung durchgeführt wird, bei der die schmalbandigen monauralen Lautheitsfunktionen über Kopfhörer bestimmt werden und die breitbandige Versorgung im Freifeld mit eingestelltem schmalbandigem Lautheitsausgleich durchgeführt werden.

Fig. 7 zeigt ein Blockdiagramm zur Ermittlung von Verstärkungswerten für einen Dynamikkompressor, wie beispielsweise den Multiband-Dynamikkompressor 520 von Fig. 5. In einem Schritt 700 wird der erste Dynamikkompressor und wird ferner auch der zweite Dynamikkompressor für den ersten bzw. den zweiten Kanal mit einer Kanalverstärkungs- funktion für monaurale Audiosignale in dem ersten und dem zweiten Kanal eingestellt. In einem Schritt 720 wird dann eine modifizierte Kanalverstärkungsfunktion für binaurale Test-Audiosignale in dem ersten Kanal und dem zweiten Kanal ermittelt. In einem Schritt 730 werden dann zum einen die Kanalverstärkungsfunktion für monaurale Audiosignale angewendet und ferner die modifizierte Kanalverstärkungsfunktion für binaurale Signale angewendet, und zwar nachdem bei die Audiosignale in monaurale oder binaurale Signa- le klassifiziert worden sind, wie es bei 740 in Fig. 7 gezeigt ist.

Je nach Implementierung umfasst der Schritt 720 des Ermitteins einer modifizierten Kanalverstärkungsfunktion für binaurale Test-Audiosignale in dem ersten und dem zweiten Kanal Schritte, die in Fig. 8 gezeigt sind. Ein Schritt 800 umfasst das Abspielen binauraler Testsignale für den ersten und den zweiten Kanal. In einem Schritt 810 werden die bin- auralen Testsignale durch eine erste Hörhilfe für den ersten Kanal einerseits und durch eine zweite Hörhilfe für den zweiten Kanal andererseits erfasst und modifiziert, wobei die erste Hörhilfe und die zweite Hörhilfe bereits für monaurale Signale eingestellt bzw. ange- passt sind. In einem Schritt 820 werden dann Lautheitsurteile aufgrund der modifizierten binauralen Testsignale, also der Testsignale, die von den beiden Hörhilfen bereits verarbeitet worden sind, durch eine typischerweise elektrische oder elektronische Vorrichtung empfangen.

Ferner umfasst der Schritt 720 des Ermitteins einer modifizierten Kanalverstärkungsfunk- tion für binaurale Test-Audiosignale in dem ersten und dem zweiten Kanal den Schritt des Veränderns 830, wieder durch eine typischerweise elektrische oder elektronische Vorrichtung, der Kanalverstärkungsfunktion der ersten und der zweiten Hörhilfe, bis die Lautheitsurteile gleich Lautheitsurteilen von nicht gehörgeschädigten Individuen sind oder sich von diesen nur wenig unterscheiden. Dies kann durch eine rückgekoppelte Regelung mit einer entsprechenden Zielfunktion oder im Vorwärtskopplungsmodus ausgeführt werden. Die modifizierten Kanalverstärkungsfunktionen werden, wieder durch eine typischerweise elektrische oder elektronische Vorrichtung, unter Verwendung der empfangenen Lautheitsurteile derart ermittelt, dass sich bei Anwendung der modifizierten Kanalverstärkungsfunktion in der ersten Hörhilfe und der zweiten Hörhilfe die empfangenen Lautheits- urteile sich von Lautheitsurteilen nicht gehörgeschädigter Individuen um nur wenige dB des Pegels unterscheiden.

Nachfolgend wird Bezug nehmend auf die Fig. 9a-9c verschiedene Hörtests dargelegt. In jedem Diagramm der Fig. 9a-9c steht entlang der Abszisse der Gesamtpegel des Signals, und zwar in dB SPL, und die Einteilung der Abszisse läuft von 0 bis 100 dB SPL. Entlang der Ordinate ist die Lautheit in CU aufgetragen, wobei CU Kategorie-Einheiten bzw. cate- gorical units sind, also subjektive Lautheitsergebnisse zwischen„sehr leise" (5 CU) und „zu laut" (50 CU). Ferner zeigt in allen Diagrammen die graue dicke Linie Normalhörende, und zwar den mittleren Verlauf Normalhörender (Mean MH) an, während die dicke schwarze Linie den mittleren Verlauf der Hörgeschädigten (Mean Hl - mittlerer Verlauf - Hearing Impaired) darstellt. Die dünnen grauen Linien stellen den Verlauf einzelner hörgeschädigter Individuen (HI-Individuen) dar, während der gepunktete Verlauf das Minimum/Maximum von neun gemessenen Normalhörenden darstellt.

Die zwei Punkte, die durch einen waagerechten Strich verbunden sind, stellen den Unter- schied zwischen Minimum und Maximum von Hörgeschädigten (Min/Max Hl) bei „sehr laut" (45 CU) dar. Fig. 9b zeigt den Fall, bei dem monaurale stationäre Testsignale verwendet worden sind, und zwar sowohl schmalbandige Signale wie beispielsweise UEN1 als auch breitbandige Signale, wie beispielsweise UEN5, UEN17 oder IFnoise, die insbesondere in Fig. 1 1 bezüglich ihres Spektrums dargestellt sind. Insbesondere ist bei der Fig. 9b eine Verstärkungsanpassung verwendet worden, bei der die Verstärkungswerte so eingestellt worden sind, dass ein Lautheitsausgleich für schmalbandige Signale erreicht wird. Es zeigt sich eine gute monaurale Anpassung für schmalbandige Signale und insbesondere auch für monaurale breitbandige Signale. Fig. 9c zeigt dagegen Lautheitsurteile für binaurale Testsignale, wobei im linken Fall ein schmalbandiges Testsignal, wie bei- spielsweise UEN1 verwendet worden ist, während im rechten Fall ein breitbandiges Testsignale, wie beispielsweise IFnoise verwendet worden ist. Es zeigt sich bei schmalbandi- gen Testsignalen ein Min/Max-Abstand von 19 dB und eine gleichmäßige Verteilung um den mittleren Pegel von den Normalhörenden. Für diesen Fall ist keine, bzw. nur eine geringe Korrektur notwendig. Die Breite der Verteilung für breitbandige Signale steigt auf einen sehr hohen Wert von 35 dB an und ist insbesondere so verschoben, dass der unempfindlichste Hörgeschädigte etwa dem mittleren Normalhörenden entspricht. Dieser Min/Max-Abstand von 35 dB führt dazu, dass ohne die vorliegende Erfindung eine schwerhörige Person Signale um 35 dB zu laut empfindet im Vergleich zu einer normalhörenden Person. Erfindungsgemäß wird daher abhängig von der binauralen Ähnlichkeit eine Reduktion der Verstärkungsfaktoren bzw. bei der Implementierung, wie sie in Fig. 3 dargestellt worden ist, eine künstliche Pegelanhebung auf die zweiten künstlichen Pegel 310 vorgenommen, um im Endeffekt eine geringere Verstärkung für Signale mit hohem Pegel, insbesondere für breitbandige Signale im binauralen Fall zu erhalten. Die Verstärkungsfaktoren werden derart angepasst, dass der Abstand Min/Max Hl im rechten Bild von Fig. 9c so klein wie möglich wird, wie beispielsweise in der Größenordnung von ledig- lieh 20 dB oder besser noch viel weniger und die Verteilung gleichverteilt um den mittleren Pegel von Normalhörenden ist.

Wie gesagt, sind individuelle Lautheitsfunktionen für HI-Hörer als dünne graue Linien in Fig. 9a-9c gezeigt. Der Pegel auf der x-Achse entspricht dem Eingangspegel in dem Dynamikkompressionsalgorithmus. Die NH-Lautheitsfunktionen sind durch die dicke graue Linie (Mittelwert) und die gestrichelten grauen Linien (Minimum- und Maximumwerte) dargestellt. Die dicke schwarze Linie zeigt die mittlere Lautheitsfunktion der HI-Hörer. Fig. 9a zeigt die Situation für ein schmalbandiges monaurales LNN2000-Signal ohne Lautheitskompensation, also unversorgt. Wie erwartet, bewirken die erhöhten Hörschwellen der HI-Hörer eine Rechtsverschiebung der Lautheitsfunktionen in den Bereichen niedriger Lautheit. Das Ergebnis der Verstärkung des LNN2000-Signals gemäß der Schmal- band-Lautheitskompensationsstrategie, wie es in Fig. 9b oben links gezeigt ist, resultiert in individuellen Lautheitsfunktionen (dünnen grauen Linien), die nahe der mittleren NH- Lautheitsfunktion (dicke graue Linien) sind. Die mittlere kompensierte HI-Lautheitsfunktion (dicke schwarze Linie) stimmt mit dem NH-Ziel (dicke graue Linie) gut überein. Ähnliche Resultate findet man für das schmalbandige UEN1 -Signal in dem monauralen (N) und in dem binauralen (B) Fall. Für die monauralen Breitbandsignale (UEN5, UEN17 und IFnoi- se), wird eine gute Übereinstimmung zwischen der Ziel-NH-Lautheitsfunktion und der mittleren kompensierten HI-Lautheitsfunktion betrachtet. Für das IFnoise-Signal in binauraler Bedingung (Fig. 9c rechts) zeigen die HI-Hörer eine durchschnittliche Lautheitsfunktion mit einer steileren Steigung über 20 CU. Hier wurden dieselben Lautheiten bei niedrigeren Pegeln im Vergleich zu dem mittleren NH-Hörer erreicht. Dies zeigt eine höhere Empfind- lichkeit bei HI-Hörern für das breitbandige IFnoise-Signal in der binauralen Situation mit einem Abstand von 14,1 dB zwischen den Mittelwerten beider Gruppen bei 45 CU.

Um diese erhöhte Empfindlichkeit zu reduzieren, werden die Kanalverstärkungsfaktoren bei Vorliegen einer binauralen Bedingung abgesenkt.

Bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung sind die erforderlichen Korrekturwerte für die bandselektive Verstärkung so, dass die normale Lautheitswahrnehmung wieder hergestellt wird. Insbesondere wird erfindungsgemäß die binaurale Lautheitssum- mation berücksichtigt, die, wie die Erfinder herausgefunden haben, die Lautheitswahr- nehmung signifikant beeinträchtigt. Um eine gleiche Lautheitswahrnehmung zu erreichen, benötigen Signale, die einem Ohr geliefert werden, höhere Werte im Vergleich zu einer Situation, bei dem diese Signale beiden Ohren präsentiert werden. Dieser binaurale Laut- heitssummationseffekt für Normalhörende ist stärker für breitbandige Signale im Vergleich zu schmalbandigen Signalen. Dieser Effekt ist offenbar ähnlich für Hörgeschädigte für schmalbandige Signale aber deutlich erhöht für breitbandige Signale. Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren, um die benötigte Verstärkungsreduktion für breitbandige Signale im Anschluss an eine Schmalbandkompensation zu bestimmen. Ferner ermöglicht die vorliegende Erfindung, dass diese Verstärkungsreduktionsfaktoren unabhängig von einer Schmalbandkompensation zusätzlich zur Schmalbandkompensation angewendet werden können.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nutzt als Ziellautheitsfunktion die mittleren Lautheitsfunktionen von Normalhörenden, um entsprechenden Verstärkungswerte für schmalbandige, breitbandige, monaurale und binaurale Signale zu ermitteln. Dabei können die Ziellautheitsfunktionen auch anders ermittelt oder vorgegeben werden, z.B. können die Lautheitsfunktionen genutzt werden, die bei dem gegenüber Lautheit unempfindlichsten Normalhörenden gemessen worden sind, oder es können die Lautheitsfunktionen in ihrer Lage und Form vorgegeben werden, um z.B. zu verhindern, dass es überhaupt zu Lautheitsurteilen oberhalb von„laut" kommt. Fig. 1 1 zeigt verschiedene Testsignale, wobei ein schmalbandiges Testsignal UEN1 gezeigt ist, das lediglich ein einziges Bark-Band besetzt, während ein erstes relativ wenig breitbandiges Signal UEN5 gezeigt ist, das fünf Bark-Bänder besetzt. Ein noch breitban- digeres Signal UEN17 besetzt 17 Bark-Bänder und das breitbandigste Signal IFnoise, das ein Spektrum hat, das dem Spektrum von Sprache stark ähnelt, besetzt die gesamte Bandbreite, also 24 Bark-Bänder. Insbesondere wurde bei den gezeigten Signalen die Energie der UEN-Signale gleichmäßig über die Bark-Bänder verteilt, so dass die einzelne Energie in den Bändern des UEN17-Signals zusammen die Energie im einzigen Band des UEN1 -Signals ergeben. Ferner ist die Energie in allen UEN5-Bändern zusammen gleich der Energie in allen UEN17-Bändern oder dem einzigen UEN1 -Band. Das Signal IFnoise ähnelt dem Langzeitdurchschnitts-Sprachspektrum für weibliche Sprecher und zeigt ein abnehmendes Bark-Spektrum.

Bei der Berechnung der binauralen Ähnlichkeit sollten nur Bänder berücksichtigt werden, die für das Signal wesentlich sind. Beispielsweise wird das Signal UEN1 mit einem hohen Pegel (beispielsweise 70 dB SPL auf linken und rechtem Ohr) mit dem UEN17 mit einem niedrigen Pegel gemischt. Der Pegel des UEN17 unterscheidet sich auf dem linken und rechten Ohr also beispielsweise links 30 dB und rechts 20 dB. Dann würde ein Vergleich der Bänder dazu führen, dass in allen Bändern ein Unterschied von 10 dB vorliegt, außer in dem Band des UEN1 , wo ein Unterschied von 0 dB vorliegt. Da das UEN1 aber deutlich lauter wahrgenommen wird, als das UEN17, ist nur das Band des UEN1 für den Laut- heitseindruck von wesentlicher Bedeutung, weshalb eine hohe binaurale Ähnlichkeit für das Signal ermittelt wird. Alternativ könnte die binaurale Ähnlichkeit für jedes Band verarbeitet werden, so dass das Band des UEN1 eine hohe binaurale Ähnlichkeit aufweist, alle anderen Bänder aber eine niedrige binaurale Ähnlichkeit zeigen. Erfindungsgemäß wird sichergestellt, dass Hörgeschädigte, selbst wenn sie mit einer monaurale Schmalbandlautheitskompensationsstrategie versorgt sind, keine höheren Lautheitsurteile abgeben, da für insbesondere breitbandige binaurale Signale die Verstärkungsfaktoren reduziert werden. Damit wird berücksichtigt, dass es bei Gehörgeschädigten ebenfalls den Effekt der spektralen Lautheitssummation und der binauralen Laut- heitssummation gibt. Ferner wird der Komfort der Hörgeschädigten stark erhöht, wenn bereits für die Diagnose der Hörschädigung und insbesondere auch für die Einstellung der Hörhilfe-Breitbandsignale mit binauraler Präsentation eingesetzt werden.

Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.

Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-Ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Deshalb kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein. Manche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird.

Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode implementiert sein, wobei der Programmcode dahin gehend wirksam ist, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer abläuft. Der Programmcode kann beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sein. Andere Ausführungsbeispiele umfassen das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren, wobei das Computerprogramm auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist.

Mit anderen Worten ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens somit ein Computerprogramm, das einen Programmcode zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft. Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verfahren ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufgezeichnet ist.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit ein Datenstrom oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahin gehend konfiguriert sein, über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet, transferiert zu werden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst eine Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise einen Computer oder ein programmierbares Logikbauelement, die dahin gehend konfiguriert oder angepasst ist, eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst einen Computer, auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist.

Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein programmierbares Logikbauelement (beispielsweise ein feldprogrammierbares Gatterarray, ein FPGA) dazu verwendet werden, manche oder alle Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor zusammenwirken, um eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Allgemein werden die Verfahren bei einigen Ausführungsbeispielen seitens einer beliebigen Hardwarevorrichtung durchgeführt. Diese kann eine universell einsetzbare Hardware wie ein Computerprozessor (CPU) sein oder für das Verfahren spezifische Hardware, wie beispielsweise ein ASIC.

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.

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