Mehrkanalige Störgeräuschreduktion für Hörgeräte

Betreuer: Stefan Goetze
Art der Arbeit: Diplomarbeit (Dipl.)
Arbeit beendet: 01/2009
Bearbeiter: Timo Meyer
Status: abgeschlossen
ANT-Signatur: D-01/09-1
Kurzfassung:

Im Gegensatz zu einkanaligen Entrauschungsverfahren ermöglicht die Verwendung von Beamformersystemen mit mehreren im Array angeordneten Mikrofonen die Ausnutzung räumlicher Information zur Störgeräuschreduktion.

Die richtungsabhängigen Signallaufzeitunterschiede ermöglichen die Bestimmung der Einfallsrichtung des Nutzsignals. Durch den Laufzeitausgleich in den einzelnen Kanälen und die Summation der Einzelsignale wird die verzerrungsfreie Übertragung aus der Vorzugsrichtung bei gleichzeitiger Unterdrückung von Schall aus anderen Richtungen erzielt.

Beamformersysteme erzeugen lediglich ein einkanaliges Ausgangssignal. Damit die räumliche Wahrnehmung der verschiedenen Schallquellen für den Träger eines Hörgeräts mit integrierter Störgeräuschreduktion erhalten bleibt, sind spezielle binaurale Verfahren erforderlich. Hierin stellt der konventionelle Beamformer lediglich ein Teilsystem dar, welches in die Berechnung eines zweikanaligen Ausgangssingnals – für linkes und rechtes Ohr des Hörbeeinträchtigten – miteinbezogen wird.

Die Positionierung von Mikrofonen in unmittelbarer Kopfnähe – wie es bei Hörgeräten üblich ist – hat Auswirkungen auf die Schallausbreitung zu den Sensoren des verwendeten Arrays. Im Gegensatz zur Schallausbreitung im Freifeld führt die Beugung der Schallwellen um den Kopf zu einer betragsmäßigen Erhöhung der Laufzeitdifferenzen zwischen den einzelnen Mikrofonsignalen. Außerdem treten, u. a. wegen der Abschattung des Schalls durch den Kopf, frequenzabhängige Dämpfungen auf. Diese Einflüsse gilt es sowohl bei der Richtungsschätzung als auch beim Entwurf mehrkanaliger Störgeräuschunterdrückungssysteme zu berücksichtigen.

In dieser Arbeit wird beschrieben, wie sich die besonderen Verhältnisse der Schallausbreitung innerhalb der Richtungsortung und der mehrkanaligen Störgeräuschreduktion für Hörgeräte mit Hilfe von Modellen berücksichtigen lassen. Es wird untersucht, in welcher Weise solche Modelle die beschriebenen Systeme verbessern.

Untersucht wird außerdem die Robustheit der Richtungsortung gegenüber Rausch- und Halleinfluss. Hierfür werden einige Verfahren in mehreren Simulationsszenarien getestet.

Im Weiteren erfolgt die Beurteilung der Qualität verschiedener binauraler Verfahren – ebenfalls anhand von Simulationen mit einem Sprachsignal. Hierfür werden in erster Linie objektive Bewertungsmaße herangezogen.

Zuletzt aktualisiert am 11.06.2009 von S. Goetze
AIT ieee GOC tzi ith Fachbereich 1
© Arbeitsbereich Nachrichtentechnik - Universität BremenImpressum / Kontakt