Ein Wiedergabesystem mit Wellenfeldsynthese zur Simulation alltäglicher Hörumgebungen

Zusammenfassung

Hintergrund

Der tatsächliche Nutzen von Hörsystemen und die Verbesserungen durch den Einsatz neuer Signalvorverarbeitungsalgorithmen sind mit den einfachen Messmethoden der klinischen Routine häufig nicht hinreichend genau messbar.

Fragestellung

Ziel der Arbeit war der Aufbau und die Evaluation eines Wiedergabesystems zur Simulation alltäglicher Hörumgebungen.

Material und Methoden

Es wurde ein Wiedergabesystem mit 128 Lautsprechern entwickelt. Durch Superposition der Lautsprechersignale (Verfahren der Wellenfeldsynthese) ist es möglich, nahezu beliebige alltagsrelevante Situationen unter reproduzierbaren Laborbedingungen nachzubilden. Die Störgeräuschszenarien können in Echtzeit verändert werden. Das Wiedergabesystem wurde durch Vermessungen des Schallfelds mit einem Mikrofonarray messtechnisch evaluiert. Zur Validierung des Wiedergabesystems wurde die Sprachverständlichkeitsschwelle (SVS) von bilateralen Cochleaimplantat(CI)-Nutzern im bewegten (Freifeld) und im ortsfesten (diffusen) Störgeräusch bestimmt und der Einfluss von verschiedenen Typen von Richtmikrofonen auf das Sprachverstehen untersucht.

Ergebnisse

Bei der bewegten Störgeräuschquelle im hinteren Halbraum wurde eine signifikante Verbesserung der SVS beim Einsatz des Richtmikrofons sowohl mit fester erhöhter Direktionalität (2,5 dB) als auch mit adaptivem Richtmikrofon (8,5 dB) erreicht. In Umgebungen mit diffusem Störgeräusch wird der Nutzen adaptiver Richtmikrofone verringert.

Schlussfolgerung

Der Einsatz von Wellenfeldsynthese ermöglicht die Simulation von Hörsituationen des Alltags unter reproduzierten Laborbedingungen und ist eine sinnvolle Ergänzung zu den gängigen klinischen Testverfahren, um den Hörerfolg bei einer Hörsystemanpassung oder mit einem Signalvorverarbeitungsalgorithmus unter dynamischen Hörbedingungen zu prüfen.

Abstract

Background

Test procedures used in clinical routine are often not sufficiently accurate to evaluate the auditory benefit of hearing systems and the improvements brought by new signal preprocessing algorithms.

Objective

The aim of the study was to realize and evaluate a sound reproduction system for simulation of everyday listening conditions.

Materials and methods

A sound reproduction system was developed using 128 loudspeakers. By appropriate superposition of the loudspeaker signals (so-called wave field synthesis), it is possible to create almost arbitrary everyday listening conditions in a reproducible laboratory setting. Auditory scenes can be changed in real time. The sound reproduction system was mechanically evaluated by measuring the sound field with a microphone array. To validate the system, speech reception thresholds (SRT) were measured in bilateral cochlear implant (CI) users in moving and diffuse noise conditions. Furthermore, the impact of different types of directional microphones on speech perception was assessed.

Results

With a moving noise source in the dorsal half-space, CI users showed significant SRT improvements by using directional microphones with higher directional sensitivity (2.5 dB improvement) as well as with adaptive directional sensitivity (8.5 dB). The benefit of adaptive directional microphones is reduced in environments with diffuse noise.

Conclusion

Wave field synthesis is a useful tool to simulate everyday listening conditions in a reproducible laboratory environment. This technique can complement established clinical methods to assess the benefit of a hearing device fitting or of signal preprocessing algorithms in dynamic listening conditions.