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Evaluation der Störgeräuschunterdrückung von Hörsystemen durch eine Signalseparation im Frequenzbereich
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Published: | November 28, 2019 |
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In Hörgeräten kommen Algorithmen zum Einsatz, die durch die Absenkung der Störgeräusche bei gleichzeitigem Erhalt der Sprache, das Hören im Alltag erleichtern sollen. Die Wirkung dieser Algorithmen, welche als Störgeräuschunterdrückung bezeichnet werden, kann technisch durch die Veränderung des Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) nachgewiesen werden. 2004 stellten Björn Hagerman und Åke Olofsson das Phaseninvertierungsverfahren vor, mit dem es möglich ist, ein Signalgemisch aus einem bekannten Nutz- und Störschall am Hörgeräteausgang wieder in seine Bestandteile zu zerlegen. Dazu wird das Signalgemisch zwei Mal hintereinander präsentiert, mit dem Unterschied, dass beim zweiten Mal die Phase des Störgeräuschs invertiert wird. Durch Addition der Signalgemische ergibt sich der Nutz- und durch Subtraktion der Störschall. Die Trennung der Signale kann aber durch andere nichtlineare Teile der Signalverarbeitung, wie z.B. die Rückkopplungsunterdrückung, gestört werden. Darüber hinaus sind durch das zweimalige Abspielen der Signale keine kontinuierlichen Messungen möglich.Aus diesem Grund soll in diesem Beitrag als Alternative untersucht werden, ob eine Signaltrennung auch im Frequenzbereich möglich ist und sich dadurch Vorteile gegenüber dem Phaseninvertierungsverfahren ergeben. Bei der Signalseparation im Frequenzbereich werden Nutz- und Störschall mit zwei zueinander versetzten Frequenzkämmen gefiltert. Die Überlagerung des auf diese Weise gefilterten Nutz- und Störsignals wird dem Hörgerät präsentiert und durch die erneute Anwendung der gleichen Frequenzkämme auf das Ausgangssignal werden Nutz- und Störsignal wieder voneinander getrennt. Für die Untersuchung dieses Verfahrens wird das International Speech Test Signal (ISTS) als Nutzschall und das International Female Noise (IFnoise) als Störschall verwendet und es werden Hörgeräte verschiedener Hersteller in einer Messbox untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Signalseparation im Frequenzbereich möglich ist und vergleichbare Ergebnisse zum Phaseninvertierungsverfahren nach Hagerman und Olofsson erzielt werden können. Darüber hinaus ist auch eine kontinuierliche Auswertung der Ausgangssignale möglich, wobei die Kammfilter für robuste Messungen eine gewisse Frequenzauflösung benötigen und sich dadurch eine Verzögerung ergibt. Zudem zeigen die Ergebnisse keine Vorteile in Bezug auf die Robustheit gegenüber anderen nichtlinearen Teilen der Signalverarbeitung.