Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen eines Audiosignals von einem Sender zu einem Empfänger. Die Erfindung betrifft ferner ein Hörgerät sowie ein Hörgerätesystem mit zwei derartigen Hörgeräten. Das Hörgerät ist bevorzugt ein Hörhilfegerät.
Personen, die unter einer Verminderung des Hörvermögens leiden, verwenden üblicherweise ein Hörhilfegerät. Hierbei wird meist mittels eines elektromechanischen Schallwandlers ein Umgebungsschall erfasst. Die erfassten elektrischen Signale werden mittels einer Verstärkerschaltung bearbeitet und mittels eines weiteren elektromechanischen Wandlers in den Gehörgang der Person eingeleitet. Es sind unterschiedliche Arten von Hörhilfegeräten bekannt. Die sogenannten „Hinter-dem-Ohr-Geräte“ werden zwischen Schädel und Ohrmuschel getragen. Die Einleitung des verstärkten Schallsignals in den Gehörgang erfolgt hierbei mittels eines Schallschlauchs. Eine weitere gebräuchliche Ausgestaltung eines Hörhilfegeräts ist ein „im-Ohr-Gerät“, bei dem das Hörhilfegerät selbst in den Gehörgang eingeführt wird. Mittels dieses Hörhilfegeräts wird folglich der Gehörgang zumindest teilweise verschlossen, sodass außer den mittels des Hörhilfegeräts erzeugten Schallsignalen kein weiterer Schall – oder lediglich in stark vermindertem Maß Schall – in den Gehörgang eindringen kann.
Sofern die Person unter einer Beeinträchtigung des Hörvermögens beider Ohren leidet, wird ein Hörgerätesystem mit zwei derartigen Hörhilfegerät herangezogen. Hierbei ist jedem der Ohren jeweils eines der Hörhilfegeräte zugeordnet. Um der Person ein räumliches Hören zu ermöglichen, ist es erforderlich, dass die mit einem der Hörhilfegeräte erfassten Audiosignale dem jeweils anderen Hörhilfegerät zur Verfügung gestellt werden. Hierbei ist einerseits ein Übertragen mit lediglich einem vergleichsweise geringen Zeitversatz gefordert. Andererseits wirkt der Kopf der Person als Dämpfung, weswegen die Übertragungsrate zwischen den Hörhilfegeräten begrenzt ist. Zudem ist wegen der begrenzten Energiespeicher der Hörhilfegeräte und der ansonsten zu starken Belastung der Person eine Sendeleistung begrenzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Verfahren zum Übertragen eines Audiosignals von einem Sender zu einem Empfänger sowie ein besonders geeignetes Hörgerät als auch ein besonders geeignetes Hörgerätesystem mit zwei Hörgeräten anzugeben, wobei insbesondere eine Audioqualität verbessert ist, und wobei vorzugsweise eine Übertragungsrate verringert ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 1 sowie hinsichtlich des Hörgeräts durch die Merkmale des Anspruchs 14 und hinsichtlich des Hörgerätesystems durch die Merkmale des Anspruchs 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
Das Verfahren dient dem Übertragen eines Audiosignals von einem Sender zu einem Empfänger, wobei der Sender oder der Empfänger vorzugsweise ein Bestandteil eines Hörgeräts ist. Das jeweils verbleibende Element, also der Sender bzw. der Empfänger, ist geeigneterweise ein Bestandteil eines weiteren Bauteils eines das Hörgerät aufweisenden Hörgerätesystems.
Beispielsweise ist das Hörgerät ein Kopfhörer oder umfasst einen Kopfhörer. Besonders bevorzugt ist das Hörgerät jedoch ein Hörhilfegerät. Das Hörhilfegerät dient der Unterstützung einer unter einer Verminderung des Hörvermögens leidenden Person. Mit anderen Worten ist das Hörhilfegerät ein medizinisches Gerät, mittels dessen beispielsweise ein partieller Hörverlust ausgeglichen wird. Das Hörhilfegerät ist beispielsweise ein „receiver-in-the-canal“-Hörhilfegerät (RIC; Ex-Hörer-Hörhilfegerät), ein Im-Ohr-Hörhilfegerät, wie ein „in-the-ear“-Hörhilfegerät, ein „in-the-canal“-Hörhilfegerät (ITC) oder ein „complete-in-canal“-Hörhilfegerät (CIC), eine Hörbrille, ein Taschenhörhilfegerät, ein Knochenleitungs-Hörhilfegerät oder ein Implantat. Besonders bevorzugt ist das Hörhilfegerät ein Hinter-dem-Ohr-Hörhilfegerät („Behind-the-Ear“-Hörhilfegerät), das hinter einer Ohrmuschel getragen wird.
Das Verfahren sieht vor, dass senderseitig ein zu dem Audiosignal korrespondierendes Eingangssignal zeitlich in Zeitfenster unterteilt wird, wobei die Länge der Zeitfenster vorzugsweise gleich ist. Die Länge der Zeitfenster ist beispielsweise zwischen 0,5ms und 2ms und insbesondere gleich 1ms. Das Eingangssignal ist vorzugsweise das Audiosignal oder in Teil hiervon. Beispielsweise wird das Audiosignal in unterschiedliche Eingangssignale zerlegt, wobei jedes Eingangssignal jeweils in unterschiedliche Zeitfenster unterteilt wird. Die Zeitfenster, beispielsweise deren Länge, unterscheiden sich insbesondere bei unterschiedlichen Eingangssignalen. Für ein bestimmtes Zeitfenster wird das Eingangssignal senderseitig in eine Anzahl von Kanälen aufgeteilt. Die Kanäle sind hierbei beispielsweise Frequenzkanäle. Senderseitig wird jedem Frequenzkanal ein aktueller Kanalwert zugeordnet. Der aktuelle Kanalwert ist beispielsweise eine Amplitude und/oder ein Phase oder ein Signalpegel. Der aktuelle Kanalwert ist insbesondere ein komplexer Wert und weist einen reellen und einen imaginären Teil auf.
Senderseitig wird anhand von vorhergehenden Kanalwerten eine Anzahl von Prognosewerten für die aktuellen Kanalwerte erstellt, wobei jedem der aktuellen Kanalwerte einer der Prognosewerte zugeordnet wird. Beispielsweise erfolgt die Erstellung derart, dass ein Unterschied zwischen dem jeweiligen Prognosewert und dem zugeordneten aktuellen Kanalwert möglichst gering ist. Zumindest jedoch ist jedem der Prognosewerte eineindeutig einer der aktuellen Kanalwerte zugeordnet. Mit anderen Worten werden genauso viele Prognosewerte erstellt, wie aktuelle Kanalwerte vorhanden sind. Die vorhergehenden Kanalwerte wurden einem zeitlich vorhergehenden Zeitfenster, beispielsweise dem zeitlich direkt vorhergehenden Zeitfenster zugeordnet. Mit anderen Worten wurde ein zeitlich vorhergehendes Zeitfenster bereits in die Anzahl der Kanäle aufgeteilt und jedem dieser Kanäle eben ein vorhergehender Kanalwert zugeordnet. Sofern das Verfahren beispielsweise das erste Mal ausgeführt wird, wird zur Initialisierung beispielsweise der Wert null (0) für sämtliche vorhergehende Kanalwerte herangezogen. Sobald das erste Mal ein zweites Zeitfenster vorhanden ist, sind beispielsweise dem zeitlich ersten Zeitfenster die vorhergehenden Kanalwerte und dem nachfolgenden Zeitfenster die aktuellen Kanalwerte zugeordnet. Beispielsweise wird zur Erstellung der Prognosewerte eine Anzahl von zeitlich vorhergehenden Kanalwerten herangezogen, wobei beispielsweise für jeden der Prognosewerte eine Anzahl von vorhergehenden Kanalwerten herangezogen wird, die dem gleichen zeitlich vorhergehenden Zeitfenster zugeordnet sind. Alternativ oder in Kombination hierzu wird für jeden der Prognosewerte eine Anzahl von vorhergehenden Kanalwerten herangezogen, die unterschiedlichen zeitlich vorhergehenden Zeitfenstern zugeordnet sind.
Senderseitig wird ein Referenzwert bestimmt, wobei der Referenzwert eine bestimmte Eigenschaft aufweist, und beispielsweise von einem bestimmten, vorgegebenen Wert nicht oder lediglich in einem geringen Maße abweicht. Alternativ weicht der Referenzwert von dem bestimmten, vorgegebenen Wert am geringsten ab. Ferner wird senderseitig einem Prognosewerte ein Verstärkungsfaktor zugeordnet, der anhand des Referenzwerts ermittelt wird. Der diesem Prognosewert zugeordnete aktuelle Kanalwert wird mittels des Verstärkungsfaktors zu einem angepassten Kanalwert abgeändert. Zusammenfassend wird folglich einem der Prognosewerte ein Verstärkungsfaktor zugeordnet, und der Verstärkungsfaktor wird verwendet, um den aktuellen Kanalwert, der dem gleichen Prognosewert zugeordnet ist, zu dem angepassten Kanalwert abzuändern. Beispielsweise wird der aktuelle Kanalwert mit dem Verstärkungsfaktor multipliziert oder aber der Verstärkungsfaktor wird zur Erstellung des angepassten Kanalwerts zu dem zugeordneten aktuellen Kanalwert addiert. Sofern der aktuelle Kanalwert beispielsweise ein komplexer Wert ist, wird der Verstärkungsfaktor vorzugsweise sowohl auf den reellen als auch auf den imaginären Anteil angewandt, also beide Teile mittels des gleichen Verstärkungsfaktors abgeändert. Zusammenfassend wird der aktuelle Kanalwert als Argument einer Funktion verwendet, die zumindest als einen Parameter den Verstärkungsfaktor aufweist. Das Ergebnis der Funktion ist der angepasste Kanalwert.
Senderseitig wird der angepasste Kanalwert einem angepassten Datensatz zugeordnet. Folglich weist der angepasste Datensatz den angepassten Kanalwert. Beispielsweise weist der angepasste Datensatz weitere Werte auf, wobei der angepasste Datensatz vorzugsweise genauso viele Werte aufweist, wie aktuelle Kanalwerte vorhanden sind. Ein zu dem angepassten Datensatz korrespondierender Übertragungswert wird von dem Sender zu dem Empfänger übertragen, wobei der Übertragungswert zweckmäßigerweise zunächst senderseitig anhand des angepassten Datensatzes erstellt wird. Der Übertragungswert weist vorzugsweise eine geringere Dimensionalität, oder höchsten die gleiche Dimensionalität, wie der angepasste Datensatz auf, und ist beispielsweise ein eindimensionaler Wert.
Empfängerseitig wird anhand des Übertragungswerts ein rekonstruierter angepasster Datensatz erstellt, der zu dem senderseitig vorhandenen angepassten Datensatz korrespondiert. Hierfür wird insbesondere die Umkehrfunktion zur Erstellung des Übertragungswerts anhand des angepassten Datensatzes ausgeführt. Der auf diese Weise erstellte rekonstruierte angepasste Datensatz entspricht somit im Wesentlichen dem senderseitig vorhandenen angepassten Datensatz, wobei Unterschiede vorzugsweise lediglich aufgrund der Erstellung des Übertragungswerts vorhanden sind. Insbesondere würde, sofern die Funktion zur Erstellung des Übertragungswerts auf den rekonstruierten angepassten Datensatz angewandt würde, erneut der Übertragungswert erhalten werden. Der rekonstruierte Datensatz weist somit einen rekonstruierten angepassten Kanalwert auf, der zu dem angepassten Kanalwert korrespondiert, und insbesondere gleich dem angepassten Kanalwert ist.
Ferner wird empfängerseitig anhand von rekonstruierten vorhergehenden Kanalwerten eine Anzahl von empfängerseitigen Prognosewerten erstellt, wobei die rekonstruierten vorhergehenden Kanalwerte insbesondere zu den senderseitig vorhandenen vorhergehenden Kanalwerten korrespondieren und geeigneterweise diesen entsprechen. Beispielsweise werden die empfängerseitigen Prognosewerte anhand der gleichen Berechnungsvorschrift erstellt wie die Prognosewerte, die senderseitig vorhanden sind. Die rekonstruierten vorhergehenden Kanalwerte sind zweckmäßigerweise bei einer vorhergehenden Ausführung des Verfahrens rekonstruiert worden und sind insbesondere einem zeitlich vorhergehenden Fenster zugeordnet, vorzugsweise dem gleichen zeitlich vorhergehenden Zeitfenster, dem die senderseitig vorhergehenden Kanalwerte zugeordnet sind. Beispielsweise wird beim erstmaligen Ausführen des Verfahrens den rekonstruierten vorhergehenden Kanalwerten null (0) zugeordnet.
Insbesondere entspricht die Anzahl der empfängerseitigen Prognosewerte der Anzahl der Prognosewerte, die senderseitig vorhanden sind. Dem rekonstruierten angepassten Kanalwert wird einer der empfängerseitigen Prognosewerte zugeordnet. Insbesondere wird dem rekonstruierten angepassten Kanalwert derjenige empfängerseitige Prognosewert zugeordnet, der anhand der gleichen Daten erstellt wurde, wie der Prognosewert, der dem senderseitig vorhandenen angepasste Kanalwert zugeordnet ist. Ferner wird empfängerseitig ein empfängerseitiger Referenzwert bestimmt, wobei zur Bestimmung des empfängerseitigen Referenzwerts die gleiche Vorgehensweise wie zur Bestimmung des auf Seiten des Senders vorhandenen Referenzwerts gewählt wird.
Ferner wird empfängerseitig dem rekonstruierten angepassten Kanalwert ein empfängerseitiger Verstärkungsfaktor zugeordnet. Hierfür wird zunächst dem empfängerseitigen Prognosewert, der dem rekonstruierten angepassten Kanalwert zugeordnet ist, der empfängerseitige Verstärkungsfaktor zugordnet, und über diesen wird dem angepassten Kanalwert eben der empfängerseitige Verstärkungsfaktor zugeordnet. Zudem wird empfängerseitig der rekonstruierte angepasste Kanalwert mittels des empfängerseitigen Verstärkungsfaktors zu einem rekonstruierten Kanalwert abgeändert. Hierbei wird insbesondere eine Umkehrfunktion zu der Funktion durchgeführt, mittels derer der senderseitig vorhanden aktuelle Kanalwert zu dem angepassten Kanalwert abgeändert wird. Mit anderen Worten wird der angepasste Kanalwert durch den empfängerseitigen Verstärkungsfaktor geteilt oder der empfängerseitige Verstärkungsfaktor von dem rekonstruierten angepassten Kanalwert abgezogen. Mit anderen Worten wird die Umkehroperation herangezogen. Alternativ hierzu wird die gleiche Berechnungsvorschrift verwendet, jedoch der empfängerseitige Verstärkungsfaktor ist das inverse Element. Zusammenfassend korrespondiert der rekonstruierten Kanalwert zu dem aktuellen Kanalwert, dem senderseitig der Verstärkungsfaktor zugeordnet ist, und insbesondere entsprechen sich die beiden Kanalwerte, wobei etwaige Unterschiede vorzugsweise lediglich aufgrund der Erstellung des Übertragungswerts vorhanden sind.
Empfängerseitig wird der rekonstruierte Kanalwert zu einem rekonstruierten Ausgangssignal hinzugefügt/zusammengefasst. Insbesondere werden noch weitere Werte des rekonstruierten angepassten Datensatzes oder anhand des rekonstruierten angepassten Datensatzes erstellte Werte zu dem rekonstruierten Ausgangssignal zusammengefasst/hinzugefügt. Insbesondere entspricht das rekonstruierte Ausgangssignal dem auf die Kanäle aufgeteilten Eingangssignal/der Gesamtheit der aktuellen Kanalwerte. Beispielsweise wird empfängerseitig das rekonstruierte Ausgangssignal weiter bearbeitet und die einzelnen Kanäle zusammengefasst und beispielsweise in den Zeitbereich transferiert, sofern die Kanäle einzelnen Frequenzen entsprechen. Beispielsweise werden die Kanalwerte des rekonstruierten Ausgangssignals bei erneutem Ausführen des Verfahrens als rekonstruierte vorhergehende Kanalwerte herangezogen und anhand dieser zumindest die empfängerseitigen Prognosewerte erstellt. Insbesondere wird das Verfahren nach Ablauf des bestimmten Zeitfensters erneut ausgeführt.
Aufgrund der Anpassung des aktuellen Kanalwerts mittels des Verstärkungsfaktors kann ein Rauschen, welches aufgrund der Erstellung des Übertragungswerts eingeführt wird, geeignet auf die aktuellen Kanalwerte bzw. rekonstruierten Kanalwerte aufgeteilt werden, sodass eine Audioqualität erhöht ist. Aufgrund der Verwendung des Übertragungswerts ist eine zu übertragende Datenmenge verringert. Da die Verstärkungsfaktoren sowohl auf Empfänger- als auch auf Senderseite ermittelt werden, ist ein Übertragen dieses Werts nicht erforderlich, was eine erforderliche Übertragungsrate bei der Übertragung verringert.
Beispielsweise wird der Referenzwert einem bestimmten aktuellen Kanalwert und/oder einem der Prognosewerte zugeordnet, wobei insbesondere keine Anpassung dieses aktuellen Kanalwerts mittels eines Verstärkungsfaktors erfolgt, sofern dieser aktuelle Kanalwert dem angepassten Datensatz zugeordnet wird.
Zweckmäßigerweise wird der empfängerseitige Referenzwert einem der empfängerseitigen Prognosewerte zugeordnet. Beispielsweise wird als Referenzwert ein fester Wert (z.B. 0dB), das Minimum der Prognosewerte oder der einem bestimmten Kanal zugeordnete Prognosewert herangezogen. Besonders bevorzugt jedoch wird als Referenzwert das Maximum der Prognosewerte herangezogen. Mit anderen Worten wird der größte der Prognosewerte bestimmt, sowohl auf Seiten des Senders, als auch insbesondere auf Seiten des Empfängers. Zweckmäßigerweise wird hierbei senderseitig der aktuelle Kanalwert, dem das Maximum der Prognosewerte zugeordnet ist, dem angepassten Datensatz ebenfalls zugeordnet, und empfängerseitig wird anhand des Übertragungswerts der rekonstruierte angepasste Datensatz mit dem rekonstruierten angepassten Kanalwert, der zu dem angepassten Kanalwert korrespondiert, und mit einem rekonstruierten unangepassten Kanalwert, der zu dem dem Maximum der Prognosewerte zugeordneten aktuellen Kanalwert korrespondiert, erstellt. Empfängerseitig werden der rekonstruierte Kanalwert und der rekonstruierte unangepasste Kanalwert zu dem rekonstruierten Ausgangssignal zusammengefasst. Aufgrund der Verwendung des Maximums wird der aktuelle Kanalwert, der dem größten der Prognosewerte zugeordnet ist, und der höchstwahrscheinlich ebenfalls der größte der aktuellen Kanalwerte ist, nicht verändert, wohingegen zumindest einer der übrigen aktuellen Kanalwerte verändert wird. Insbesondere wird hierbei der Verstärkungsfaktor derart gewählt, dass die Abweichung zwischen dem zugeordneten Prognosewert und dem Referenzwert größer als eine Abweichung zwischen dem Referenzwert und dem mittels des Verstärkungsfaktors abgeänderten Prognosewerts wäre. Folglich wird auch höchstwahrscheinlich eine Abweichung zwischen dem angepassten Kanalwert und dem dem Referenzwert zugeordneten aktuellen Kanalwert verringert, weswegen ein etwaiges bei der Erstellung des Übertragungswerts eingebrachtes Rauschen lediglich in verringertem Maße im rekonstruierten Kanalwert vorhanden ist. Geeigneterweise wird der empfängerseitig vorhandene rekonstruierte unangepasste Kanalwert nicht verändert.
Vorzugsweise ist der Verstärkungsfaktor derart gewählt, dass eine Abweichung zwischen dem diesen zugeordneten Prognosewert und dem Referenzwert größer als eine Abweichung zwischen dem Referenzwert und dem mittels des Verstärkungsfaktors abgeänderten Prognosewerts wäre. Mit anderen Worten würde bei einer Anwendung des Verstärkungsfaktors auf den Prognosewerts, dem der Verstärkungsfaktor zugeordnet ist, die Abweichung zwischen dem Referenzwert und dem eben abgeänderten Prognosewert verringert werden. Sofern folglich eine Abweichung zwischen den Prognosewerten und den aktuellen Kanalwerten vergleichsweise gering ist, ist daher auch eine Abweichung zwischen dem angepassten Kanalwert und dem aktuellen Kanalwert, dem das Maximum der Prognosewerte zugeordnet ist, verringert. Sofern aufgrund der Erstellung des Übertragungswerts ein Rauschen eingebracht wird, welches in Abhängigkeit des aktuellen Kanalwerts ist, dem der Referenzwert zugeordnet ist, ist somit aufgrund der Verwendung des Verstärkungsfaktors sowie des empfängerseitigen Verstärkungsfaktors das Rauschen, welches der rekonstruierte Kanalwert aufweist, verringert.
Zweckmäßigerweise ist der rekonstruierte unangepasste Kanalwert dem gleichen Kanal zugeordnet, wie der aktuelle Kanalwert, dem der Referenzwert zugeordnet ist. Beispielsweise ist der rekonstruierten Kanalwert dem gleichen Kanal zugeordnet, der senderseitig dem aktuellen Kanalwert zugeordnet ist, dem der Verstärkungsfaktor zugeordnet ist. Vorzugsweise wird als Prognosewert der dem gleichen Kanal zugeordnete vorhergehende Kanalwert herangezogen. Mit anderen Worten wird als Prognosewert für jeden der aktuellen Kanalwerte der jeweilige vorhergehende Kanalwert herangezogen. Auf diese Weise ist ein Aufwand zur Erstellung der Prognosewerte verringert. Sofern das Eingangssignal somit vergleichsweise geringe Schwankungen aufweist, ist eine Abweichung zwischen dem Prognosewert und dem jeweiligen zugeordneten aktuellen Kanalwert vergleichsweise gering. Insbesondere werden als empfängerseitige Prognosewerte ebenfalls die rekonstruierten vorhergehenden Kanalwerte herangezogen, wobei hierbei ebenfalls die Zuordnung zu den jeweiligen Kanälen berücksichtigt wird.
In einer Alternative hierzu wird zur Erstellung der Prognosewerte bzw. der empfängerseitigen Prognosewerte eine lineare Vorhersage herangezogen, wobei beispielsweise eine Anzahl von zeitlich vorhergehenden Kanalwerten verwendet wird. Mit anderen Worten ist jeder der Prognosewerte mittels einer Linearkombination erstellt, wobei beispielsweise eine Anzahl von zeitlich vorhergehenden Kanalwerten herangezogen wird.
Geeigneterweise wird anhand des empfängerseitigen Referenzwerts bestimmt, welcher der Werte des angepassten Datensatzes der rekonstruierte unangepasste Kanalwert ist. Hierbei werden zunächst die empfängerseitigen Prognosewerte erstellt und jedem der Werte des rekonstruierten angepassten Datensatzes einer der empfängerseitigen Prognosewerte zugeordnet. Der Wert des rekonstruierten angepassten Datensatzes, dem der empfängerseitige Referenzwert zugeordnet ist, wird als rekonstruierter unangepasster Kanalwert herangezogen. Alternativ ist jedem Wert des rekonstruierten angepassten Datensatzes ein Index oder dergleichen zugeordnet, aufgrund dessen eine Zuordnung zu den jeweiligen Kanälen erfolgt.
Besonders bevorzugt wird der Verstärkungsfaktor anhand des Prognosewerts erstellt, dem der Verstärkungsfaktor zugeordnet wird. Geeigneterweise wird der empfängerseitige Verstärkungsfaktor anhand des empfängerseitigen Prognosewerts erstellt, dem der rekonstruierte angepasste Kanalwert zugeordnet ist. Auf diese Weise ist es nicht erforderlich, die Verstärkungsfaktoren oder hierzu korrespondierende Werte zwischen dem Empfänger und dem Sender zu übertragen, was eine zu übertragende Datenmenge weiter verringert. Insbesondere wird die gleiche Rechenvorschrift zur Erstellung des Verstärkungsfaktors bzw. des empfängerseitigen Verstärkungsfaktors verwendet.
Geeigneterweise wird der Verstärkungsfaktor anhand der Differenz zwischen dem Referenzwert und dem Prognosewert erstellt. Mit anderen Worten wird zunächst die Differenz zwischen dem Referenzwert und dem Prognosewert erstellt, dem der Verstärkungsfaktor zugeordnet werden soll. Anhand dieser Differenz wird der Verstärkungsfaktor ermittelt. Insbesondere ist der Verstärkungsfaktor die Differenz, die beispielsweise mittels eines Faktors multipliziert ist, wobei der Faktor zweckmäßigerweise konstant gewählt ist. Insbesondere wird empfängerseitig ebenfalls die Differenz zwischen dem empfängerseitigen Prognosewert, dem der rekonstruierte angepasste Kanalwert zugeordnet werden soll, und dem empfängerseitigen Referenzwert bestimmt, und der empfängerseitige Verstärkungsfaktor wird anhand dieser Differenz ermittelt. Insbesondere ist der empfängerseitige Verstärkungsfaktor die Differenz, die beispielsweise mit einem Faktor multipliziert ist. Auf diese Weise ist die Ermittlung des Verstärkungsfaktors vergleichsweise einfach. Zudem ist auf diese Weise eine Anpassung des angepassten Kanalwerts derart, dass eine Abweichung zu dem dem Referenzwert zugeordneten aktuellen Kanalwert verringert ist. Hierbei werden auch aktuelle Änderungen des Eingangssignals berücksichtig, was beispielsweise bei eine festen Vorgabe der Verstärkungsfaktoren nicht der Fall wäre.
Insbesondere wird jedem der übrigen Prognosewerte jeweils ein Verstärkungsfaktor zugeordnet, und vorzugsweise werden diese jeweils mittels des zugeordneten Verstärkungsfaktors angepasst und dem angepassten Datensatz zugeordnet. Empfängerseitig ist somit eine Anzahl an rekonstruierten angepassten Kanalwerten vorhanden, wobei jedem dieser ein empfängerseitiger Verstärkungsfaktor zugeordnet wird, anhand dessen jeweils rekonstruierten Kanalwerte erstellt werden, die zu dem rekonstruierten Ausgangssignal zusammengefasst werden. Mit anderen Worten werden sämtliche aktuellen Kanalwerte mit Ausnahme desjenigen aktuellen Kanalwerts, dem der Referenzwert zugeordnet ist, mittels des jeweiligen Verstärkungsfaktors abgeändert, und die auf diese Weise angepassten Kanalwerte werden mittels des Übertragungswerts übertragen. Auf Seiten des Empfängers wird anhand der rekonstruierten angepassten Kanalwerte sowie der empfängerseitig vorhandenen Verstärkungsfaktoren das rekonstruierten Ausgangssignal erstellt, welches somit insbesondere dem Eingangssignal entspricht. Der angepasste Datensatz weist hierbei lediglich einen einzigen aktuellen Kanalwert auf, nämlich denjenigen, dem der Referenzwert zugeordnet ist. Insbesondere wird empfängerseitig der empfängerseitige Referenzwert bestimmt, sodass vergleichsweise einfach bestimmbar ist, welcher der Werte des rekonstruierten angepassten Datensatzes nicht mit einem Verstärkungsfaktor verändert werden soll.
Bevorzugt werden den empfängerseitigen Prognosewerte sowie die Prognosewerte, die auf Seiten des Senders vorhanden sind, sowie der Verstärkungsfaktor als auch der empfängerseitige Verstärkungsfaktor im Wesentlichen gleichzeitig erstellt. Auf diese Weise ist eine Zeitdauer, die zum Übertragen des Audiosignals verwendet wird, verringert. Insbesondere ist eine Zeitdauer zwischen Erfassung des Eingangssignals und Erstellung des rekonstruierten Ausgangssignals auf diese Weise verkürzt.
Vorzugsweise unterscheiden sich die einzelnen Verstärkungsfaktoren und die einzelnen empfängerseitigen Verstärkungsfaktoren. Zweckmäßigerweise werden diese jeweils anhand des jeweiligen Prognosewerts sowie des Referenzwerts bzw. des empfängerseitigen Prognosewerts sowie des empfängerseitigen Referenzwerts bestimmt, zweckmäßigerweise anhand deren Differenz. Geeigneterweise ist der VerstärkungsfaktorGi = w∆Li
Hierbei ist w ein konstanter Faktor und ∆Li bezeichnet die Differenz zwischen dem Referenzwert und dem i-ten Prognosewert bzw. dem empfängerseitigen Referenzwert und dem i-ten empfängerseitigen Prognosewert, wobei i den jeweiligen Kanal kennzeichnet, dem der jeweilige Prognosewert bzw. empfängerseitige Prognosewert zugeordnet ist. Auf diese Weise werden im Wesentlichen sämtliche aktuelle Kanalwerte auf ein beinahe gleiches Level mit dem aktuellen Kanalwert angepasst, welchem der Referenzwert zugeordnet ist. Somit weisen sämtliche Werte des angepassten Datensatzes im Wesentlichen die gleiche Größe auf, weswegen ein etwaiges Rauschen im Wesentlichen gleichmäßig auf sämtliche rekonstruierten angepassten Kanalwerte und den rekonstruierten unangepassten Kanalwert aufgeteilt wird. Nach Anwendung der empfängerseitigen Verstärkungsfaktoren ist somit das Rauschen bei den rekonstruierten Kanalwerten geringer als bei dem rekonstruierten unangepassten Kanalwert. Insbesondere, sofern als Referenzwert das Maximum herangezogen wird, ist daher bei vergleichsweise kleinen aktuellen Kanalwerten ein Rauschen verringert, was eine Audioqualität verbessert.
Beispielsweise wird das Eingangssignal mittels einer Fouriertransformation in die Frequenzkanäle aufgeteilt. Besonders bevorzugt jedoch werden Bandpassfilter herangezogen, die vorzugsweise in einer Filterbank zusammengefasst sind. Alternativ oder in Kombination hierzu wird als Eingangssignal eine Differenz zwischen einem prognostiziertem Audiosignal und dem tatsächlichen Audiosignal herangezogen, wobei hierfür beispielsweise das Audiosignal zunächst in die Kanäle oder hiervon abweichende Kanäle aufgeteilt wird, und das prognostiziertem Audiosignal mittels einer linearen Vorhersage erstellt wird.
Zusammenfassend wird das prognostizierte Audiosignal anhand der Formel
ermittelt. x ^(n) bezeichnet hierbei die die Kanäle des prognostizierten Audiosignals. a
i bezeichnet einen Koeffizienten, A eine Koeffizientenmatrix und y die Gesamtheit der Werte, die zur Erstellung herangezogen werden, insbesondere die zeitlich vorhergehenden Wert des in die Kanäle aufgeteilten Audiosignals. Der Erstellungszeitpunkt ist hierbei n – i, und die verwendete Anzahl ist N. Eine Art von linearer Vorhersage ist beispielsweise in
„Benesty, J., Chen, J., & Huang, Y. (Arden). (2008). Linear Prediction. In J. Benesty, M. M. Sondhi, & Y. (Arden) Huang (Eds.), Springer Handbook of Speech Processing (pp. 111–125) Springer Verlag" offenbart, insbesondere in Kapitel 7.2 (Seite 112–113), insbesondere Formel 7.6, sowie insbesondere in Kapitel 7.9 (Seite 120–124), insbesondere Formel 7.108. Als Eingangssignal wird Beispielsweise die Gesamtheit der Differenz zwischen dem jeweiligen x ^(n) und dem korrespondierenden y(n) herangezogen.
Beispielsweise wird der Übertragungswert mittels Quantisierung des angepassten Datensatzes erstellt. Hierbei wird dem angepassten Datensatz der Übertragungswert zugeordnet, der zweckmäßigerweise lediglich eine diskrete Anzahl an unterschiedlichen Werten annehmen kann. Mit anderen Worten ist der Übertragungswert ein diskreter Wert.
Bevorzugt werden senderseitig anhand des Übertragungswerts sowie anhand des Verstärkungsfaktors ein senderseitiger rekonstruierter Kanalwert und ein senderseitiger rekonstruierter unangepasster Kanalwert erstellt. Der senderseitiger rekonstruierte Kanalwert entspricht dem rekonstruierten Kanalwert, der auf Seiten des Empfängers vorhanden ist, und der senderseitige rekonstruierte unangepasste Kanalwert entspricht dem rekonstruierten unangepassten Kanalwert, der auf Seiten des Empfängers vorhanden ist. Der senderseitige rekonstruierte Kanalwert und der senderseitige rekonstruierte unangepasste Kanalwert sind auf Seiten des Senders vorhanden.
Mit anderen Worten wird senderseitig ebenfalls anhand des Übertragungswerts und des Verstärkungsfaktors das rekonstruierte Ausgangssignal erstellt, wobei dieses aufgrund der Quantisierung und dem hierdurch bedingten eingeführten Rauschen geringfügig von dem Eingangssignal abweichen kann. Bei einer zeitlich nachfolgenden Übertragung werden der senderseitige rekonstruierte Kanalwert und der senderseitige rekonstruierte unangepasste Kanalwert als die zeitlich vorhergehender Kanalwerte oder zumindest als ein Teil hiervon herangezogen. Auf diese Weise werden aufgrund der Quantisierung bedingte Abweichungen zwischen dem Ausgangssignal und dem Eingangssignal bei der Erstellung der Prognosewerte berücksichtigt, weswegen auch bei einem wiederholten Ausführen des Verfahrens eine maximale Abweichung zwischen dem Eingangssignal und dem rekonstruierten Ausgangssignal gering bleibt, und somit eine hohe Qualität beim Übertragen des Audiosignals vorhanden ist.
Geeigneterweise wird eine skalare Quantisierung herangezogen. Besonders bevorzugt ist die Quantisierung eine Vektorquantisierung. Geeigneterweise wird eine sog. gain-shape Vektorquantisierung herangezogen. Das quantisierte Signal wird hierbei aufgeteilt in die Signalform/Vektorform (shape) und einen Skalierungsfaktor (gain). Eine besonders geeignete Form der gain-shape Vektorquantisierung stellt die logarithmische Vektorquantisierung dar, insbesondere die (sphärisch-)logarithmische Vektorquantisierung. Hierbei sind mögliche Signalformen/Vektorformen Punkte auf einer (potentiell) hochdimensionalen Einheitskugel (d.h. mit Radius 1). Der Skalierungsfaktor wird hierbei logarithmisch quantisiert, beispielsweise mit dem bekannten A-law. Als Signalformen/Vektorformen kommen auch andere Formen in Betracht, wie beispielsweise (hochdimensionale) Pyramiden oder Würfel. Eine sphärisch-logarithmische Vektorquantisierung ist beispielsweise aus
„B. Matschkal and J. B. Huber, "Spherical logarithmic quantization", IEEE Trans. Audio, Speech, and Language Processing, vol. 18, pp. 126–140, Jan. 2010" bekannt, insbesondere aus Kapitel III, wobei ein Beispiel in Kapitel IV offenbart ist, insbesondere in
8 und
9.
Das Hörgerät weist eine Kommunikationseinrichtung zum Senden und/oder Empfangen eines Audiosignals auf. Hierfür umfasst die Kommunikationseinrichtung einen Sender bzw. einen Empfänger. Die Kommunikationseinrichtung ist geeignet sowie vorgesehen und eingerichtet, ein Verfahren zum Übertragen eines Audiosignals von dem Sender bzw. zu dem Empfänger durchzuführen. Das Verfahren sieht hierbei vor, dass senderseitig ein zu dem Audiosignal korrespondierendes Eingangssignal für ein bestimmtes Zeitfenster in eine Anzahl von Kanälen aufgeteilt wird, und dass senderseitig jedem Kanal ein aktueller Kanalwert zugeordnet wird. Ferner wird senderseitig anhand von vorhergehenden Kanalwerten, die einem zeitlich vorhergehenden Zeitfenster zugeordnet sind, eine Anzahl von Prognosewerten erstellt, wobei jedem aktuellen Kanalwert einer der Prognosewerte zugeordnet wird, und senderseitig wird ein Referenzwert bestimmt. Senderseitig wird einem der Prognosewerte ein anhand des Referenzwerts ermittelter Verstärkungsfaktor zugeordnet, und der diesem Prognosewert zugeordnet aktuelle Kanalwert wird mittels des Verstärkungsfaktors zu einem angepassten Kanalwert abgeändert. In einem weiteren Arbeitsschritt wird senderseitig der angepasste Kanalwert einem angepassten Datensatz zugeordnet. Ein zu dem angepassten Datensatz korrespondierender Übertragungswert wird von dem Sender zu dem Empfänger übertragen.
Empfängerseitig wird anhand des Übertragungswerts ein rekonstruierter angepasster Datensatz mit einem rekonstruierten angepassten Kanalwert, der zu dem angepassten Kanalwert korrespondiert erstellt. Anhand von rekonstruierten vorhergehenden Kanalwerten, die insbesondere dem zeitlich vorhergehenden Zeitfenster zugeordnet sind, wird empfängerseitig eine Anzahl von empfängerseitigen Prognosewerten erstellt, wobei dem rekonstruierten angepassten Kanalwert einer der empfängerseitigen Prognosewerten zugeordnet wird. Ferner wird insbesondere empfängerseitig ein empfängerseitiges Referenzwert, insbesondere der empfängerseitigen Prognosewerte, bestimmt, und empfängerseitig wird dem rekonstruierten angepassten Kanalwert anhand des zugeordneten empfängerseitigen Prognosewerts ein empfängerseitiger Verstärkungsfaktor zugeordnet, der vorzugsweise anhand des empfängerseitigen Referenzwerts ermittelt wird. Empfängerseitig wird der rekonstruierte angepasste Kanalwert mittels des empfängerseitigen Verstärkungsfaktors zu einem rekonstruierten Kanalwert abgeändert. In einem weiteren Arbeitsschritt wird empfängerseitig der rekonstruierte Kanalwert zu einem rekonstruierten Ausgangssignal zusammengefasst.
Sofern die Kommunikationseinrichtung lediglich den Sender umfasst, werden hierbei insbesondere lediglich die senderseitigen Arbeitsschritte sowie ein Arbeitsschritt zum Übertragen der Abweichungen durchgeführt. Falls die Kommunikationseinrichtung lediglich den Empfänger aufweist, werden insbesondere lediglich die empfängerseitigen Arbeitsschritte sowie ein Arbeitsschritt zum Empfangen der Abweichungen durchgeführt. Zweckmäßigerweise erfolgt die Übertragung drahtlos, beispielsweise induktiv oder mittels Funk.
Das Hörgerät umfasst bevorzugt einen Sensor, mittels dessen bei Betrieb ein Audiosignal erfasst wird. Der Sensor ist bevorzugt ein elektromechanischer Schallwandler, wie ein Mikrofon. Beispielsweise ist das Eingangssignal das Audiosignal, oder das Eingangssignal wird anhand des Audiosignals erstellt. Beispielsweise ist das Eingangssignal ein Teil des Audiosignals, oder entspricht einem bestimmten Frequenzbereich des Audiosignals. Zur Erstellung des Eingangssignals aus dem Audiosignals umfasst das Hörgerät beispielsweise einen Signalverarbeitungseinheit und/oder Filter. Das Hörgerät umfasst bevorzugt eine Verstärkerschaltung, mittels derer das Audiosignal/ Ausgangssignal/ rekonstruierte Ausgangssignal verstärkt werden kann. Vorzugsweise umfasst das Hörgerät einen Aktor, mittels dessen ein Schallsignal erstellt wird, wie einen Lautsprecher, und der zur Ausgabe des Ausgangssignals bzw. des rekonstruierten Ausgangssignals geeignet, und beispielsweise vorgesehen und geeignet ist.
Beispielsweise ist das Hörgerät ein Kopfhörer oder umfasst einen Kopfhörer. Besonders bevorzugt ist das Hörgerät jedoch ein Hörhilfegerät. Das Hörhilfegerät dient der Unterstützung einer unter einer Verminderung des Hörvermögens leidenden Person. Mit anderen Worten ist das Hörhilfegerät ein medizinisches Gerät, mittels dessen beispielsweise ein partieller Hörverlust ausgeglichen wird. Das Hörhilfegerät ist beispielsweise ein „receiver-in-the-canal“-Hörhilfegerät (RIC; Ex-Hörer-Hörhilfegerät), ein Im-Ohr-Hörhilfegerät, wie ein „in-the-ear“-Hörhilfegerät, ein „in-the-canal“-Hörhilfegerät (ITC) oder ein „complete-in-canal“-Hörhilfegerät (CIC), eine Hörbrille, ein Taschenhörhilfegerät, ein Knochenleitungs-Hörhilfegerät oder ein Implantat. Besonders bevorzugt ist das Hörhilfegerät ein Hinter-dem-Ohr-Hörhilfegerät („Behind-the-Ear“-Hörhilfegerät), das hinter einer Ohrmuschel getragen wird.
Das Hörgerät ist insbesondere vorgesehen und eingerichtet, am menschlichen Körper getragen zu werden. Mit anderen Worten umfasst das Hörgerät bevorzugt eine Haltevorrichtung, mittels dessen eine Befestigung am menschlichen Körper möglich ist. Sofern es sich bei dem Hörgerät um ein Hörhilfegerät handelt, ist das Hörgerät vorgesehen und eingerichtet, beispielsweise hinter dem Ohr oder innerhalb eines Gehörgangs angeordnet zu werden. Insbesondere ist das Hörgerät kabellos und dafür vorgesehen und eingerichtet, zumindest teilweise in einen Gehörgang eingeführt zu werden. Beispielsweise ist das Hörgerät ein Bestandteil eines Hörgerätesystems, das ein weiteres Hörgerät oder ein weiteres Gerät umfasst, wie ein Richtmikrofon oder ein sonstiges, ein Mikrofon aufweisendes Gerät. Hierbei umfasst das Gerät vorzugsweise den Sender und das Hörgerät den Empfänger, und die Übertragung des Audiosignals zwischen dem Sender und dem Empfänger erfolgt gemäß dem Verfahren.
Das Hörgerätesystem umfasst bevorzugt zwei Hörgeräte, die jeweils eine Kommunikationseinrichtung aufweisen, die zum Senden und/oder Empfangen eines Audiosignals gemäß dem obigen Verfahren vorgesehen und eingerichtet sind. Hierbei ist das Hörgerätesystem geeignet sowie vorgesehen und eingerichtet, Audiosignale zwischen den beiden Hörgeräten mittels deren jeweiliger Kommunikationseinrichtungen zu übertragen, wobei obiges Verfahren durchgeführt wird. Insbesondere weist jede der Kommunikationseinrichtungen jeweils einen Sender und einen Empfänger auf, und die Audiosignale werden zwischen den beiden Kommunikationseinrichtungen übertragen, zumindest von einem der Hörgeräte zu dem verbleibenden. Zweckmäßigerweise erfolgt die Übertragung drahtlos, beispielsweise induktiv oder mittels Funk.
Besonders bevorzugt ist das Hörgerätesystem ein Hörhilfesystem. Das Hörhilfesystem dient der Unterstützung einer unter Verminderung des Hörvermögens leidenden Person. Mit anderen Worten ist das Hörhilfesystem ein medizinisches Gerät, mittels dessen beispielsweise ein partieller Hörverlust ausgeglichen wird. Das Hörhilfesystem umfasst zweckmäßigerweise ein Hinter-dem-Ohr-Hörhilfegerät, das hinter einer Ohrmuschel getragen wird, ein „receiver-in-the-canal“-Hörhilfegerät (RIC; Ex-Hörer-Hörhilfegerät), ein Im-Ohr-Hörhilfegerät, wie ein „in-the-ear“-Hörhilfegerät, ein „in-the-canal“-Hörhilfegerät (ITC) oder ein „complete-in-canal“-Hörhilfegerät (CIC), eine Hörbrille, ein Taschenhörhilfegerät, ein Knochenleitungs-Hörhilfegerät oder aber ein Implantat. Das Hörgerätesystem ist insbesondere vorgesehen und eingerichtet, am menschlichen Körper getragen zu werden. Mit anderen Worten umfasst das Hörgerätesystem bevorzugt eine Haltevorrichtung, mittels dessen eine Befestigung am menschlichen Körper ermöglicht ist. Sofern es sich bei dem Hörgerätesystem um ein Hörhilfesystem handelt, ist zumindest eines der Hörgeräte vorgesehen und eingerichtet, beispielsweise hinter dem Ohr oder innerhalb eines Gehörgangs angeordnet zu werden. Insbesondere ist das Hörgerätesystem kabellos und dafür vorgesehen und eingerichtet, zumindest teilweise in einen Gehörgang eingeführt zu werden. Besonders bevorzugt umfasst das Hörgerätesystem einen Energiespeicher, mittels dessen eine Energieversorgung bereitgestellt ist.
Zusammenfassend sieht die Erfindung insbesondere vor, dass das Audiosignal in Frequenzkanäle zerlegt wird. Im Anschluss erfolgt die Bildung eines Vektors aus einer Menge von Kanalwerten und ein eines Referenzwertes sowie die Anwendung eines Verstärkungsfaktors auf alle Elemente des Vektors, wobei sich die Verstärkungsfaktoren vorzugsweises unterscheiden. Falls der Referenzwert ein aktueller Kanalwert ist, wird vorzugsweise auf diesen kein Verstärkungsfaktor angewendet. Es erfolgt die Berechnung des Verstärkungsfaktors als Funktion vorhergehender (vergangener, "rekonstruierter“) Kanalwerte und daher die Verwendung von Information, die sowohl sender- als auch empfangsseitig vorliegt. Unter vorhergehendem Kanalwert wird hierbei beispielswiese ein quantisierter Kanalwert oder ein rekonstruierter Kanalwert im Sinne einer prädiktiven Kodierung (also als Summe von Abweichung und Prognose) verstanden. Die derart angepassten Kanalwerte werden vektorquantisiert. Im Anschluss wird der inverse Verstärkungsfaktor auf die nun quantisierten Werte angewandt.
Die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebenen Weiterbildungen und Vorteile sind sinngemäß auch auf das Hörgerät bzw. das Hörgerätesystem zu übertragen und umgekehrt.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
1 schematisch ein Hörgerätesystem mit zwei Hörgeräten,
2 ein Verfahren zum Übertragen eines Audiosignals zwischen den beiden Hörgeräten,
3 ein zu dem Audiosignal korrespondierendes Eingangssignal,
4 das in eine Anzahl von Kanälen aufgeteilte Eingangssignal,
5 aktuelle Kanalwerte,
6 Prognosewerte,
7 einen angepassten Datensatz,
8 schematisch ausschnittsweise das Hörgerätesystem, und
9 einen rekonstruierten angepassten Datensatz und ein rekonstruiertes Ausgangssignal.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In1 ist ein Hörgerätesystem2 mit zwei baugleichen Hörhilfegeräten4 dargestellt, die vorgesehen und eingerichtet sind, hinter einem Ohr eines Benutzers getragen zu werden. Mit anderen Worten handelt es sich jeweils um ein Hinter-dem-Ohr-Hörhilfegerät („Behind-the-Ear“-Hörhilfegerät), welches einen nicht dargestellten Schallschlauch aufweist, der in das Ohr eingeführt wird. Jedes Hörhilfegerät4 umfasst ein Gehäuse6, das aus einem Kunststoff gefertigt ist. Innerhalb des Gehäuses6 ist ein Mikrofon8 mit zwei elektromechanischen Schallwandlern10 angeordnet. Mittels der beiden elektromechanischen Schallwandler10 ist es ermöglicht, eine Richtcharakteristik des Mikrofons8 zu verändern, indem ein zeitlicher Versatz zwischen den mittels des jeweiligen elektromechanischen Schallwandlers10 erfassten akustischen Signalen verändert wird. Die beiden elektromechanischen Schallwandler10 sind mit einer Signalverarbeitungseinheit12 signaltechnisch gekoppelt, die eine Verstärkerschaltung umfasst. Die Signalverarbeitungseinheit12 ist mittels Schaltungselementen gebildet, wie zum Beispiel elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen.
Ferner ist mit der Signalverarbeitungseinheit12 ein Lautsprecher14 signaltechnisch gekoppelt, mittels dessen die mit den Mikrofonen8 aufgenommenen und/oder mittels der Signalverarbeitungseinheit12 bearbeiteten Audiosignale16 als Schallsignale ausgegeben werden. Diese Schallsignale werden mittels des nicht nähe dargestellten Schallschlauchs in das Ohr eines Benutzers des Hörgerätesystems2 geleitet.
Jedes der Hörhilfegeräte4 weist ferner einen Sender18 und einen Empfänger20 auf, mittels derer ein Austausch von Datensignalen22 zwischen den beiden Hörhilfegeräten4 erfolgt. Der Austausch erfolgt drahtlos, beispielsweise mittels Funk oder induktiv. Die Signalverarbeitungseinheit12, der Sender18 und der Empfänger20 bilden hierbei zusammen jeweils im Wesentlichen eine Kommunikationseinrichtung24. Aufgrund des Austauschs der Datensignale22 ist es ermöglicht dem Träger des Hörgerätesystems2 ein räumliches Hörgefühl zu vermitteln. Zusammenfassend ist das Hörgerätesystem2 binaural ausgestaltet.
In2 ist ein Verfahren26 gezeigt, gemäß dessen die Audiosignale16 zwischen den beiden Hörgeräten4 mittels deren jeweiliger Kommunikationseinrichtung24 übertragen werden. In einem ersten Arbeitsschritt28 wird mittels eines der Hörhilfegeräte4 das Audiosignal16 empfangen. In einem sich anschließenden zweiten Arbeitsschritt30 wird hieraus ein Eingangssignal32 erstellt, das folglich zu dem Audiosignal16 korrespondiert und das in3 beispielhaft dargestellt ist. Hierfür wird das Audiosignal16 insbesondere gefiltert. Ferner wird das Eingangssignal32 in Zeitfenster34 unterteilt, die die gleiche zeitliche Länge aufweisen und die beispielsweise gleich einer Millisekunde ist. Sobald das zeitlich letzte Zeitfenster34 beendet ist, wird dieses Zeitfenster34 in eine Anzahl von Kanälen36 aufgeteilt, wie beispielsweise in4 dargestellt. Die Kanäle36 sind Frequenzkanäle und zur Aufteilung des Eingangssignals32 in die einzelnen Frequenzkanäle36 werden Frequenzpassfilter38 herangezogen, die innerhalb der Signalverarbeitungseinheit16 vorhanden sind. Ferner umfasst das Eingangssignal32 lediglich die Kanäle36, wohingegen das Audiosignal16 die Kanäle36 und noch weitere Frequenzkanäle aufweist. Jedem der Frequenzkanäle36 wird ein bestimmter aktueller Kanalwert40 zugeordnet. Zusammenfassend wird im zweiten Arbeitsschritt30 das Eingangssignal32 in die einzelnen Frequenzkanäle36 aufgeteilt und mittels der Zuordnung des aktuellen Kanalwerts40 diskretisiert.
Ferner wird nach Ausführung des ersten Arbeitsschritts16 auf Seiten des Senders18 ein dritter Arbeitsschritt42 ausgeführt, bei dem zeitlich vorhergehende Kanalwerte44 befüllt werden. Diese sind beispielsweise in einem vorhergehenden Durchlauf des Verfahrens26 ermittelt worden oder, sofern das Verfahren26 noch nicht ausgeführt wurde, es werden hierfür Standardwerte herangezogen, wie Null (0). Auch wird auf Seiten des Empfängers20 ein vierter Arbeitsschritt46 ausgeführt, bei dem rekonstruierte vorhergehende Kanalwerte48 bestimmt werden. Dieses entsprechen den zeitlich vorhergehenden Kanalwerten44 und sind auf die gleiche Weise ermittelt, wie die zeitlich vorhergehenden Kanalwerte44.
In5 sind die aktuellen Kanalwerte40 dargestellt, von denen jeder jeweils einem Kanal36 zugeordnet ist. Einer der aktuellen Werte40 ist hierbei vergleichsweise groß. Bei einer Anwendung einer sphärisch logarithmischen Quantisierung auf das Eingangssignal32 würde ein erstes Rauschlevel50 aufgrund des erhöhten aktuellen Kanalwerts40 eingeführt werden, welches in weiten Teilen größer als die verbleibenden aktuellen Kanalwerte40 ist, sodass diese übermäßig verfälscht würden.
In einem fünften Arbeitsschritt52 wird daher senderseitig anhand der vorhergehenden Kanalwerte44 eine Anzahl von Prognosewerten54 erstellt, wobei jeder der Prognosewerte54 einem der Kanäle36 und somit ebenfalls einem der aktuellen Kanalwerte40 zugeordnet ist, wie in6 dargestellt. Als Prognosewert54 wird der dem gleichen Kanal36 zugeordnete zeitlich vorhergehende Kanalwert44 herangezogen.
In einem sich daran anschließenden sechsten Arbeitsschritt56 wird ein Referenzwert58 der Prognosewerte54 bestimmt, wobei als Referenzwert58 das Maximum der Prognosewerte54 herangezogen wird. Mit anderen Worten wird der größte der Prognosewerte54, und somit der größte der vorhergehenden Kanalwerte44 bestimmt.
Den übrigen Prognosewerten54 wird in einem siebten Arbeitsschritt60 jeweils ein Verstärkungsfaktor62 zugeordnet, wobei sich die Verstärkungsfaktoren62 unterscheiden. Somit sind den Kanälen36 für das Zeitfenster34 Verstärkungsfaktoren62 zugeordnet, wobei jeder der Verstärkungsfaktoren62 genau einem der aktuellen Kanalwerte40 zugeordnet ist – mit Ausnahme des aktuellen Kanalwerts40, dem der Referenzwert58 zugeordnet ist. Jeder der Verstärkungsfaktoren62 wird hierbei mit der FormelGi = w∆Liermittelt, wobei w einen beliebigen Faktor zwischen null (0) und eins (1), beispielsweise 0,5 bezeichnet. Gi ist der Verstärkungsfaktor62, der dem Kanal36 mit dem Index i zugeordnet ist. ∆Li bezeichnet die Differenz64 zwischen dem Referenzwert58 und dem Prognosewert54, der dem Kanal36 mit dem Index i zugeordnet ist. Folglich unterscheiden sich sämtliche der Verstärkungsfaktoren62 und der jeweilige Verstärkungsfaktor62 ist anhand des jeweils zugeordneten Prognosewerts54 erstellt, dem der Verstärkungsfaktor62 zugeordnet ist.
In einem sich anschließenden achten Arbeitsschritt68 wird jeder der aktuellen Kanalwerte40 mittels desjenigen Verstärkungsfaktors54 abgeändert, der dem jeweils zugeordneten Prognosewert54 zugeordnet und anhand dessen erstellt ist. Somit wird jeder der aktuellen Kanalwerte40 mit Ausnahme desjenigen aktuellen Kanalwerts40, dem der Referenzwert58 zugeordnet ist, und dem folglich keiner der Verstärkungsfaktoren62 zugeordnet ist, zu einem angepassten Kanalwert70 abgeändert. Der jeweilige aktuelle Kanalwert40 wird mit dem jeweils zugeordneten Verstärkungsfaktor62 multipliziert, wie beispielsweise schematisch in8 dargestellt. Somit ist der jeweilige Verstärkungsfaktor54 derart gewählt, dass eine Abweichung zwischen dem zugeordneten Prognosewert54 und dem Referenzwert58 größer als eine Abweichung zwischen dem Referenzwert58 und dem mittels des Verstärkungsfaktors54 abgeänderten Prognosewerts wäre. Da die aktuellen Kanalwerte40 meist lediglich vergleichsweise gering von dem jeweiligen zeitlich vorhergehenden Kanalwert44 abweichen, ist somit auch die Abweichung zwischen dem aktuellen Kanalwert40, dem der Referenzwert58 zugeordnet ist, und den angepassten Kanalwerten70 verringert.
Die angepassten Kanalwerte70 sowie der aktuelle Kanalwert40, dem der Referenzwert58 zugeordnet ist, werden einem angepassten Datensatz72 zugeordnet, der somit ein Vektor ist, der genauso viele Elemente aufweist, wie aktuelle Kanalwerte40 vorhanden sind. In einem neunten Arbeitsschritt74 wird der angepasste Datensatz72 mittels einer sphärisch logarithmischen Quantisierung quantisiert und ein Übertragungswert76 gebildet, der folglich eindimensional ist. Mit anderen Worten wird der Übertragungswert76 mittels Quantisierung des angepassten Datensatzes72 erstellt, wobei als Quantisierung die sphärisch logarithmische Quantisierung herangezogen wird. Aufgrund der Quantisierung wird ein zweites Rauschlevel78 in den angepassten Datensatz72 eingeführt. Der Übertragungswert76 wird als Bestandteil des Datensignals22 zu dem verbleibenden Hörgerät4 übertragen.
Der Übertragungswert76 wird mittels des Empfängers20 empfangen und es wird ein zehnter Arbeitsschritt80 ausgeführt, bei dem empfängerseitig anhand des Übertragungswerts76 ein rekonstruierter angepasster Datensatz82 erstellt wird, der in9 gezeigt ist. Dieser entspricht mit Ausnahme von etwaigem Rauschen, welches aufgrund der Quantisierung eingebracht wurde, dem angepassten Datensatz72. Mit anderen Worten weist der rekonstruierte angepasste Datensatz82 eine zur Anzahl der angepassten Kanalwerte70 korrespondierende Anzahl an rekonstruierten angepassten Kanalwerten84 auf, wobei jeder der rekonstruierten angepassten Kanalwerte84 zu einem der angepassten Kanalwerte70 korrespondiert und insbesondere diesem entspricht. Ferner weist der rekonstruierte angepasste Datensatz82 einen rekonstruierten unangepassten Kanalwert86 auf, der zu dem dem Referenzwert58 der Prognosewerte54 zugeordneten aktuellen Kanalwert40 korrespondiert und somit im Wesentlichen der einzige aktuelle Kanalwert40 ist, der mit Ausnahme der Quantisierung im Wesentlichen unverändert von Seiten des Senders18 zur Seite des Empfängers20 übertragen wurde.
In einem elften Schritt88 wird empfängerseitig anhand der rekonstruierten vorhergehenden Kanalwerte48 eine Anzahl von empfängerseitigen Prognosewerten90 erstellt, wobei den rekonstruierten angepassten Kanalwerten84 und dem rekonstruierten unangepassten Kanalwert86 jeweils einer der empfängerseitigen Prognosewerte90 zugeordnet wird. In einem zwölften Arbeitsschritt92 wird ein Maximum der empfängerseitigen Prognosewerte92 bestimmt, und auf diese Weise innerhalb sämtlicher Werte des rekonstruierten angepassten Datensatzes82 der rekonstruierte unangepasste Kanalwert86 identifiziert. In einem sich anschließenden dreizehnten Arbeitsschritt94 wird anhand der empfängerseitigen Prognosewerte90 sowie des empfängerseitigen Maximums der empfängerseitigen Prognosewerte90 empfängerseitige Verstärkungsfaktoren96 bestimmt. Jeder der empfängerseitigen Verstärkungsfaktoren96 wird jeweils einem der rekonstruierten angepassten Kanalwerte84 sowie den jeweils empfängerseitigen Prognosewerten90 zugeordnet. Da die rekonstruierten vorhergehenden Kanalwerte48 im Wesentlichen den vorhergehenden Kanalwerten44 entsprechen, entsprechen sich die Prognosewerte54 sowie die empfängerseitigen Prognosewerte90. Zur Bestimmung der empfängerseitigen Verstärkungsfaktoren96 wird die gleiche Berechnungsvorschrift herangezogen wie zur Bestimmung der Verstärkungsfaktoren62, die auf Seiten des Senders18 vorhanden ist. Der empfängerseitige Verstärkungsfaktor96, der dem senderseitigen Verstärkungsfaktor62 entspricht, ist hierbei dem gleichen Kanal36 zugeordnet.
Zusammenfassend entsprechen der elfte, zwölfte und dreizehnte Arbeitsschritt88,92,94 im Wesentlichen dem fünften, sechsten und siebten Arbeitsschritt52,56,60, wobei jedoch unterschiedliche Eingangsdaten herangezogen werden, nämlich einmal die zeitlich vorhergehenden Kanalwerte44 und das andere Mal die rekonstruierten vorhergehenden Kanalwerte48, die jedoch aufgrund des vierten Arbeitsschritts46 sowie des dritten Arbeitsschritts42 gleich sind. Somit ist jeder Verstärkungsfaktor62 gleich dem senderseitigen Verstärkungsfaktor96, der dem jeweils gleichen Kanal36 zugeordnet ist. Eine Übertragung des Verstärkungsfaktors96 von Seiten des Senders18 zu Seiten des Empfängers20 ist nicht erforderlich.
In einem vierzehnten Arbeitsschritt98 wird empfängerseitig jeder der rekonstruierten angepassten Kanalwerte84 mittels des jeweils zugeordneten empfängerseitigen Verstärkungsfaktors96 zu einem rekonstruierten Kanalwert100 abgeändert und mit dem rekonstruierten unangepassten Kanalwert86 zu einem rekonstruierten Ausgangssignal102 zusammengefasst, welches somit mit Ausnahme von aufgrund Quantisierung eingebrachten Rauschens den aktuellen Kanalwerten40 entspricht, die auf Seiten des Senders18 vorhanden sind. Hierbei ist aufgrund der Quantisierung ein drittes Rauschlevel104 vorhanden, welches bei jedem der Kanäle36 unterschiedlich ist. So befindet sich das dritte Rauschlevel104 jeweils unterhalb des rekonstruierten Kanalwerts100 bzw. des rekonstruierten unangepassten Kanalwerts86, weswegen eine Audioqualität erhöht ist. Bei erneutem Ausführen des Verfahrens26 wird das rekonstruierte Ausgangssignal102 zumindest teilweise als die rekonstruierten vorhergehenden Kanalwerte48 herangezogen. In einem sich anschließenden fünfzehnten Arbeitsschritt106 wird das rekonstruierte Ausgangssignal102 in den Zeitbereich transferiert und mittels des Lautsprechers14 ausgegeben.
Ferner wird ein sechzehnter Arbeitsschritt108 auf Seiten des Senders18 ausgeführt, bei dem anhand des Übertragungswerts76 sowie der Verstärkungsfaktoren62 senderseitig rekonstruierte Kanalwerte110 sowie ein senderseitig rekonstruierter unangepasster Kanalwert112 erstellt werden, die zu den rekonstruierten Kanalwerten100 bzw. dem rekonstruierten unangepassten Kanalwert86 korrespondieren. Mit anderen Worten wird das rekonstruierte Ausgangssignal102 auch auf Seiten des Senders18 erstellt. Die senderseitig rekonstruierten Kanalwerte110 sowie der senderseitig rekonstruierte unangepasste Kanalwert112 werden bei einer zeitlich nachfolgenden Übertragung als die zeitlich vorhergehenden Kanalwerte44 herangezogen. Auf diese Weise ist eine etwaige Abweichung, welche aufgrund der sphärisch logarithmischen Quantisierung im rekonstruierten Ausgangssignal102 vorhanden ist, auch auf Seiten des Empfängers18 vorhanden, weswegen bei einer nachfolgenden Übertragung eine Abweichung verringert ist.
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste
- 2
- Hörgerätesystem
- 4
- Hörhilfegerät
- 6
- Gehäuse
- 8
- Mikrofon
- 10
- Schallwandler
- 12
- Signalverarbeitungseinheit
- 14
- Lautsprecher
- 16
- Audiosignal
- 18
- Sender
- 20
- Empfänger
- 22
- Datensignal
- 24
- Kommunikationseinrichtung
- 26
- Verfahren
- 28
- erster Arbeitsschritt
- 30
- zweiter Arbeitsschritt
- 32
- Eingangssignal
- 34
- Zeitfenster
- 36
- Frequenzkanal
- 38
- Frequenzpassfilter
- 40
- aktueller Kanalwert
- 42
- dritter Arbeitsschritt
- 44
- zeitlich vorhergehende Kanalwerte
- 46
- vierter Arbeitsschritt
- 48
- rekonstruierte vorhergehende Kanalwerte
- 50
- erstes Rauschlevel
- 52
- fünfter Arbeitsschritt
- 54
- Prognosewert
- 56
- sechster Arbeitsschritt
- 58
- Referenzwert
- 60
- siebter Arbeitsschritt
- 62
- Verstärkungsfaktor
- 64
- Differenz
- 68
- achter Arbeitsschritt
- 70
- angepasster Kanalwert
- 72
- angepasster Datensatz
- 74
- neunter Arbeitsschritt
- 76
- Übertragungswert
- 78
- zweites Rauschlevel
- 80
- zehnter Arbeitsschritt
- 82
- rekonstruierter angepasster Datensatz
- 84
- rekonstruierter angepasster Kanalwert
- 86
- rekonstruierter unangepasster Kanalwert
- 88
- elfter Arbeitsschritt
- 90
- empfängerseitiger Prognosewert
- 92
- zwölfter Arbeitsschritt
- 94
- dreizehnter Arbeitsschritt
- 96
- empfängerseitiger Verstärkungsfaktor
- 98
- vierzehnter Arbeitsschritt
- 100
- rekonstruierter Kanalwert
- 102
- rekonstruiertes Ausgangssignal
- 104
- drittes Rauschlevel
- 106
- fünfzehnter Arbeitsschritt
- 108
- sechzehnter Arbeitsschritt
- 110
- senderseitiger rekonstruierter Kanalwert
- 112
- senderseitiger rekonstruierter unangepasster Kanalwert
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur
- „Benesty, J., Chen, J., & Huang, Y. (Arden). (2008). Linear Prediction. In J. Benesty, M. M. Sondhi, & Y. (Arden) Huang (Eds.), Springer Handbook of Speech Processing (pp. 111–125) Springer Verlag“ offenbart, insbesondere in Kapitel 7.2 (Seite 112–113), insbesondere Formel 7.6, sowie insbesondere in Kapitel 7.9 (Seite 120–124), insbesondere Formel 7.108[0031]
- „B. Matschkal and J. B. Huber, "Spherical logarithmic quantization“, IEEE Trans. Audio, Speech, and Language Processing, vol. 18, pp. 126–140, Jan. 2010“[0035]
