Gespräche. Teil 1: Classifier und SoundNav. Eine dreiteilige Serie

Transkript

1 Gespräche im Fokus Eine dreiteilige Serie Die Einführung einer neuen Technologie-Plattform bietet Hörgeräteherstellern die Gelegenheit neue Entwicklungen, die positiven Einfluss auf das Leben Ihrer Kunden haben, einfließen zu lassen. Die neue, leistungsstarke North Plattform sorgt dafür, dass Unitron dem Hörgeräteträger nicht nur dabei hilft, Sprache bei Hintergrundgeräuschen hören zu können, sondern fokussiert gezielt Sprache. Es ist nicht verwunderlich, dass viele andere Hörgerätehersteller an demselben Ziel arbeiten. Jedoch stellt es eine echte Herausforderung dar, die individuellen Hörziele jedes einzelnen Kunden zu erreichen und gleichzeitig den absolut natürlichen Klang gewährleisten zu können, sodass nicht alle Lösungsansätze diesem Ziel gerecht werden. Teil 1: Classifier und SoundNav Dieses Papier beschreibt das Automatikprogramm SoundNav. Dies ist der erste Teil einer dreiteiligen Serie die erläutert, wie Unitron die Leistungsfähigkeit von drei Technologien einsetzt, um Hörgeräteträger in die Lage zu versetzten, Sprache in noch nie dagewesener Art und Weise zu fokussieren. Autorin Tina Howard, Au.D., CCC-A, FAAA Senior Validation Specialist Lieblingsklang: Windspiel

2 Ein absolut einzigartiger Ansatz Das Hören in lauten en ist schon immer die größte Herausforderung für Menschen mit Hörverlust und der Hauptgrund dafür, dass Ihre Kunden Sie aufsuchen. 1 Hörgeräteakustiker wissen jedoch, dass es keine Universallösung für dieses Problem gibt, weil jeder Kunde, je nach Lebensstil, unterschiedlich viel Zeit in schwierigen Hörumgebungen verbringt. In Bezug auf Gesprächssituationen spielt der Lebensstil keine allzu große Rolle, denn Hörgeräteträger befinden sich immer wieder in Gesprächssituationen mit unterschiedlichen Arten und unterschiedlich lauten Hintergrundgeräuschen. Bisherige Technologien bewerten Gespräche in einem Café mit wenigen Besuchern, die leise im Hintergrund zu hören sind, wie auch Gespräche an einer lauten Straße als Sprache-im-Störgeräusch- Situation. Diese beiden Hörsituationen unterscheiden sich deutlich voneinander und repräsentieren unterschiedliche Schwierigkeitsgrade. Ein Hörsystem sollte sie deshalb auch unterschiedlich verarbeiten. Aus diesem Grund ordnet Unitron nicht jede Sprache-im-Störgeräusch-Situation einer einzigen Hörumgebung zu. Unser einzigartiger Ansatz ist in der Lage zwischen unterschiedlichen Arten von Gesprächssituationen mit den spezifischen Hintergrundgeräuschen zu unterscheiden. SoundNav erkennt vollautomatisch sieben verschiedene Hörumgebungen und legt den Schwerpunkt auf unterschiedliche Arten von Gesprächen mit den jeweiligen spezifischen Hintergrundgeräuschen. Gespräch in großer Gruppe Gespräch im Störgeräusch Gespräch in kleiner Gruppe SoundNav Musik Gespräch in ruhiger Ruhige Geräuschvolle 1

3 Ein intelligenter Classifier Auf der Unitron North Plattform wird im ersten Schritt der Classifier für eine präzise Erkennung von Sprache im Störgeräusch eingesetzt. Der Classifier besteht aus einer Reihe Detektoren, die das System mit wichtigen Informationen versorgen. Hierdurch können intelligente Entscheidungen darüber getroffen werden welche Einstellungen für das eingehende Signal vorgenommen werden müssen, um die Hörziele der individuellen zu erreichen. Die Sensoren analysieren Informationen auf der Basis von vordefinierten Parametern, welche für die jeweilige Hörumgebung charakteristisch sind. Da es unser Ziel ist, Hörgeräteträgern in allen Gesprächssituationen müheloses Hören zu ermöglichen, haben wir unseren Classifier so entwickelt, dass er in der Lage ist unterschiedliche Gesprächssituationen mit den jeweils zugehörigen Hintergrundgeräuschen zu identifizieren. Der Classifier ist nicht beschränkt auf en mit Sprache plus Hintergrundgeräusch - er erkennt darüber hinaus auch en ohne Sprache, von ruhiger bis hin zu en mit moderat lauten Hintergrundgeräuschen. Diese Unterscheidung ist sehr wichtig, um ein durchgehend komfortables und natürliches Hören in jeder zu ermöglichen. Der Classifier erkennt auch Musik und verarbeitet diese in einem separaten Programm, sodass der Hörgeräteträger sie ohne Verzerrungen genießen kann. Präzise Klassifizierung Viele Hörsystemhersteller verzichten auf den Einsatz eines Classifiers, weil eine adäquate und präzise Signalverarbeitung sehr komplex ist. Darüber hinaus müssen die Hörumgebungen, die der Classifier erkennen soll, im Vorfeld genau definiert werden. Einer klassifizierten muss auch ein ganz klares Hörziel zugewiesen werden können, um die eingehenden Informationen zielgerichtet zu verarbeiten. In Gesprächssituationen ist das Hörziel immer gleich: verstehen, was gesprochen wird. Unitron hat in seinen Automatikprogrammen immer schon erfolgreich Classifier eingesetzt, die mit jeder neuen Plattform weiterentwickelt und verbessert wurden. Das Automatikprogramm unserer letzten Plattform arbeitet absolut präzise, ermöglicht aber nur eine Klassifizierung in vier en. 2

4 Mit North bieten wir eine noch präzisere Klassifizierung in sieben en an. Unser Classifier verfügt über genau die Detektoren, die notwendig sind, um die unterschiedlichen Gesprächssituationen mit den zugehörigen Hintergrundgeräuschen zu klassifizieren. Die Sensoren der North Plattform erkennen nicht einfach nur Sprache im Störgeräusch, sondern auch feinste Details der Hörsituation, wie die Lautstärke und Art der jeweiligen Hintergrundgeräusche, sodass eine präzisere Klassifizierung möglich wird. Jeder einzelne Sensor unseres Classifiers ist für jeweils ein wichtiges Detail der sklassifizierung zuständig. Zusammen ergeben sie ein komplettes Bild der akustischen. Diese herausragende Präzision des neuen Classifiers der North Plattform ist das Ergebnis langjähriger Erfahrung und ständiger Weiterentwicklung. 1. Erfahrung Unsere Ingenieure haben verschiedene Generationen von Classifiern entwickelt und dabei sehr wertvolle Erfahrungen zur Funktionsweise der Mehrprogrammautomatik mit mehreren en gewonnen. 2. Weiterentwicklung Durch die gesteigerte Speicherkapazität und Leistungsfähigkeit der neuen North Plattform konnten wir auch unsere Klassifizierung verfeinern. Inzwischen ist eine Klassifizierung unterschiedlicher Arten von Hintergrundgeräuschen möglich, sodass das SoundNav Automatikprogramm jeden Gesprächstyp individuell und zielgerichtet verarbeiten kann. Das Automatikprogramm SoundNav Benutzerfreundlichkeit bedeutet für uns primär, mit einem Hörsystem in jeder Hörsituation bestmöglich zu hören ohne manuell nachregeln zu müssen. Deshalb haben wir eine Automatik entwickelt, die die adaptiven Funktionen des Hörsystems automatisch an die jeweilige Hörsituation anpasst und dabei zwischen verschiedenen akustischen en unterscheidet. SoundNav ist eine Erweiterung unserer Mehrprogramm- Automatik, denn es unterscheidet nicht nur zwischen mehreren en, sondern auch zwischen unterschiedlichen Spracheim-Störgeräusch-Situationen. SoundNav bestimmt die Grenzen, innerhalb welcher die Algorithmen aktiv werden sollen, der Classifier definiert diese Grenzen und die adaptiven Funktionen arbeiten zusammen, um die jeweiligen Hörziele zu erreichen. 3

5 Sieben en Bisher konnte unser Automatikprogramm zwischen vier en unterscheiden. Dank der gesteigerten Leistungsfähigkeit unserer North Plattform sind wir in der Lage eine Erweiterung auf sieben unterschiedliche akustische en vorzunehmen. Vier dieser en legen den Schwerpunkt speziell auf Gesprächssituationen. Dieser Ansatz steht für unsere Philosophie, dass eine einzelne nicht ausreicht, um alle unterschiedlichen en mit Sprache im Störgeräusch abzubilden. Die sieben en werden drei vordefinierten Klassifizierungen akustischer Situationen mit klar vorhersagbaren Hörzielen zugeordnet. Da wir wissen, welche Ziele erreicht werden sollen, können wir Gesetzmäßigkeiten und Kriterien definieren, die zur Erreichung der Ziele notwendig sind. Gesprächen folgen können Gespräch in ruhiger Geräuschvolle Gespräch in kleiner Gruppe Ruhige Gespräche Gespräch in großer Gruppe Hörkomfort und Wahrnehmung der Umwelt Musik Musik genießen Gespräch im Störgeräusch 4

6 Gespräche im Fokus Hintergrundgeräusche sind nicht statisch. Sie unterscheiden sich von Gespräch zu Gespräch und darüber hinaus von einem Moment zum nächsten innerhalb ein und desselben Gesprächs. Das Hören bei Hintergrundgeräuschen stellt immer noch eine Herausforderung für die Hörgeräteindustrie dar. Der einzigartige Ansatz der Mehrprogrammautomatik von Unitron wurde nun so erweitert, dass unabhängig vom Lebensstil die Hörziele auch bei Sprache mit Hintergrundgeräuschen erreicht werden. Die Einstellungen der adaptiven Funktionen im Hörsystem werden auf Grundlage der Klassifizierung im Automatikprogramm vorgenommen. Die Einrichtung individueller Unterklassen für jede Art von Gespräch mit Hintergrundgeräuschen ist der einzige Weg dieses Ziel zu erreichen, um so die optimale Einstellung der adaptiven Funktionen sicherstellen zu können. Gesprächen folgen können Die Klassifizierung von Gesprächssituationen beinhaltet Situationen mit Sprache von vorne. Diese Klassifizierung wird weiterhin auf Basis des Hintergrundgeräuschpegels unterteilt in: 1. Gespräch in ruhiger 2. Gespräch in kleiner Gruppe 3. Gespräch in großer Gruppe 4. Gespräch im Störgeräusch 5

7 Gespräch in ruhiger Das Spektrogramm* in Abb. 1 zeigt die spektrale Energie einer Unterhaltung zwischen einem männlichen Hörgeräteträger und seiner weiblichen Begleitung, während eines Sommernachmittages auf der Terrasse eines Restaurants. Am oberen Rand ist die Wellenform aufgrund der niedrigen Amplitude kaum sichtbar. Gespräch in kleiner Gruppe Das Spektrogramm in Abb. 2 zeigt dieselbe Unterhaltung. Dieses Mal sitzen jedoch auch Personen am Nachbartisch, die sich ebenfalls miteinander unterhalten. Ein Ansteigen der Hintergrundgeräusche wird durch den leichten Energiezuwachs in der Abbildung ersichtlich. Die Gesprächsspitzen sind aber immer noch sichtbar. Abb. 1 Abb. 2 *Spektrogramme zeigen die Energie an, die in einem bestimmten Zeitraum auftritt 6

8 Gespräch in großer Gruppe Gespräch im Störgeräusch Zum Feierabend finden sich immer mehr Gäste auf der Terrasse ein. Das Spektrogramm in Abb. 3 zeigt, dass die Hintergrundgeräusche signifikant zugenommen haben. Die Unterhaltung zwischen dem Mann und der Frau ist nun kaum noch erkennbar und lässt sich sehr schwer vom Hintergrundgeräusch unterscheiden. Zusätzlich sind auch noch Verkehrsgeräusche von der Straße zu hören, an der die Terrasse liegt. Das Spektrogramm in Abb. 4 zeigt das laute, statische Störgeräusch, das mit dem Gespräch zwischen Mann und Frau konkurriert. Das Störgeräusch ist über das komplette Spektrum nachweisbar, sodass es sehr schwer wird zu erkennen, wann Sprache vorhanden ist und wann nicht. Abb. 3 Abb. 4 7

9 Hörkomfort und Wahrnehmung der Umwelt Obwohl sowohl Ruhige als auch Komfort im Störgeräusch als en ohne Sprache klassifiziert werden, sind die Hörziele in beiden en völlig unterschiedlich. Für ein zufriedenstellendes Ergebnis werden diese Hörsituationen zwei unterschiedlichen en zugeordnet. Die en ohne Sprache werden in zwei unterschiedliche Kategorien klassifiziert: Ruhige alle Hörumgebungen ohne Sprache von vorne und nur minimale oder keine Hintergrundgeräusche Komfort im Störgeräusch alle Hörumgebungen ohne Sprache von vorne, aber mit deutlich wahrnehmbaren Hintergrundgeräuschen Ruhige Das Spektrogramm in Abb. 5 zeigt ein leises, statisches Hintergrundgeräusch, wie z.b. das Lüfterrauschen eines PCs, der sich im selben Raum befindet, in dem der Hörgeräteträger ein Buch liest. In dieser Situation ist das Hören wirklich ganz einfach. Komfort im Störgeräusch Das Spektrogramm in Abb. 6 zeigt ein moderat lautes bis lautes, statisches Hintergrundgeräusch, wie es z.b. beim Warten an einer viel befahrenen Straßenkreuzung auftreten kann. Abb. 5 Abb. 6 8

10 Musik genießen Musik ist ein besonderer Hörgenuss. Allerdings kann die intelligente Verarbeitung, die in einem Hörsystem eingesetzt wird, um Sprache deutlicher zu machen und/oder Störgeräusche zu reduzieren, die Klangqualität von Musik beeinträchtigen. Ein System, das Musik präzise erkennt, kann hingegen intelligent reagieren, um sie voll und klar klingen zu lassen. Das System muss den Hörverlust des Kunden ausgleichen und gleichzeitig die übrigen Funktionen gezielt steuern, um die Klangqualität der Musik nicht zu beeinträchtigen. Sobald der Classifier in SoundNav Musik erkennt, verarbeitet er diese vollautomatisch binaural, damit der Hörgeräteträger jeden Song und jedes Musikstück in höchster Qualität genießen kann. 9

11 SoundNav ist nur der Anfang Ganz grundsätzlich stellt das Verstehen von Sprache in Situationen mit Hintergrundgeräuschen die größte Herausforderung für Hörgeräteträger dar. Da aber jedes Gespräch seine eigene Geräuschkulisse hat, ist es nicht sinnvoll, alle Gesprächssituationen gleich zu behandeln. Eine Automatik, die zwischen mehreren en unterscheidet, kann daher den Hörkomfort im Alltag erheblich verbessern. Durch unsere langjährige Erfahrung und die Weiterentwicklung unserer Produkte mit jeder neuen Plattform, ist es uns gelungen, unsere Automatik noch präziser und intelligenter zu machen. Unser neuestes Automatikprogramm SoundNav ermöglicht dank der gesteigerten Leistungsfähigkeit und Speicherkapazität von North eine Klassifizierung in insgesamt sieben unterschiedliche akustische en. Vier dieser en legen den Schwerpunkt speziell auf Gesprächssituationen mit den jeweils zugehörigen Hintergrundgeräuschen, sodass Hörgeräteträger wieder mühelos an jedem Gespräch teilnehmen können. Das richtige Gleichgewicht finden SoundNav bildet die Grundlage durch die Klassifizierung der Signale in die jeweils passende. Das System ist dann bereit, die Signalverarbeitung auf Basis der akustischen anzupassen. Sound Conductor stellt eine intelligente Balance der entsprechenden Funktionen her, um so das jeweilige Hörziel zu erreichen - Gespräche verstehen, Hörkomfort plus Wahrnehmung der Umwelt und Musik genießen. Dies erfolgt über alle sieben en des Automatikprogramms SoundNav, ohne Kompromisse hinsichtlich der Klangqualität einzugehen. Eine detaillierte Beschreibung von Sound Conductor finden Sie in dem zweiten Papier unserer dreiteiligen Serie Gespräche im Fokus. Referenzen: 1. Kochkin S. MarkeTrak VIII: The key influencing factors in hearing aid purchase intent. Hearing Review. 2012; 19(3): Wir bei Unitron engagieren uns sehr für Menschen mit Hörverlust. Wir arbeiten eng mit Hörgeräteakustikern zusammen, um Hörlösungen von realem Nutzen anbieten zu können. Because hearing matters. unitron.com/de