|
Hörverluste betreffen weltweit mehr als 1,5 Milliarden Menschen und haben tiefgreifende Auswirkungen auf Kommunikation, Bildung, Erwerbsfähigkeit und soziale Teilhabe. Moderne Hörsysteme bieten eine zentrale Möglichkeit zur akustischen Rehabilitation, erreichen jedoch insbesondere in akustisch komplexen Umgebungen mit Störgeräuschen und Nachhall nur eingeschränkte Wirksamkeit. Ziel dieser Masterarbeit ist es, objektive Bewertungsparameter zur Beurteilung der Sprachverständlichkeit in Abhängigkeit verschiedener akustischer Bedingungen zu analysieren. Damit soll die Entwicklung und Auswahl geeigneter Signalverarbeitungsverfahren, insbesondere von Beamforming- und Rauschreduktions-Algorithmen, unterstützt werden, ohne aufwändige subjektive Hörtests durchführen zu müssen.
Im Rahmen der Arbeit werden zwei verschiedene Hörsysteme in zwei realen Räumen untersucht, deren akustische Eigenschaften sich signifikant unterscheiden. Die Messungen erfolgen an insgesamt 39 Messpositionen in einem Winkelraster von 30°. Jedes Hörsystem wird mit drei vergleichbaren Hörprogrammen untersucht. Diese enthalten einen omnidirektionalen, einen adaptiven und einen starr frontal gerichteten Mikrofonmodus. Die ausgewählten Messsignale umfassen ein Sprachsignal ohne Störgeräusche, ein Sprachsignal mit einem Störgeräusch aus einer definierten Richtung, ein Signal zur Berechnung des Sprachübertragungsindexes sowie ein Sprachsignal mit Störgeräuschen aus vielen Richtungen. Die Auswertung erfolgt anhand von fünf Metriken zur Vorhersage der Sprachqualität und Sprachverständlichkeit.
Die Ergebnisse zeigen, dass die vorhergesagte Sprachverständlichkeit maßgeblich von der Raumakustik und der Entfernung zur Schallquelle abhängt. Zusätzlich ausgespielte Störgeräusche verschlechtern die Bewertungsergebnisse deutlich, wobei sich insbesondere Babble Noise negativ auswirkt. Der adaptive Beamformer zeigt in beiden Räumen eine hohe Streuung bezüglich der Kennwerte von den untersuchten Metriken. Der omnidirektionale Modus liefert in homogenen Umgebungen robuste, stabilere Werte, während der gerichtete Beamformer vor allem unter schwierigen akustischen Bedingungen auf kurze Distanz Vorteile bietet. In allen Programmen ist eine klare Hauptempfindlichkeit in Richtung der Hörsystemseite nachweisbar. Von den untersuchten Parametern erweist sich der Hearing-Aid Speech Perception Index (HASPI) als die sensitivste und differenzierendste Metrik.
|
|
|
Hearing loss affects more than 1.5 billion people worldwide and has profound impacts on communication, education, employability, and social participation. Modern hearing systems offer a key means of acoustic rehabilitation; however, their effectiveness is often limited in acoustically complex environments with background noise and reverberation. The aim of this master’s thesis is to analyze objective evaluation parameters for assessing speech intelligibility under varying acoustic conditions. This is intended to support the development and selection of suitable signal processing methods, particularly beamforming and noise reduction algorithms, without the need for time-consuming subjective listening tests.
In this study, two different hearing systems are evaluated in two real rooms with significantly different acoustic characteristics. Measurements are conducted at a total of 39 positions within a 30-degree angular grid. Each hearing system is tested using three comparable hearing programs, including an omnidirectional mode, an adaptive mode, and a fixed front-facing directional microphone mode. The selected test signals include speech without background noise, speech with noise from a defined direction, a signal for calculating the Speech Transmission Index (STI), and speech with diffuse background noise from multiple directions. Evaluation is based on five metrics for predicting speech quality and intelligibility.
The results show that predicted speech intelligibility is strongly influenced by room acoustics and the distance to the sound source. Additional background noise significantly degrades evaluation scores, with babble noise having a particularly negative effect. The adaptive beamformer exhibits a high degree of variability in metric values across both rooms. The omnidirectional mode provides more robust and stable results in homogeneous environments, while the directional beamformer offers advantages at shorter distances under challenging acoustic conditions. All programs demonstrate a clear main sensitivity toward the side of the hearing device. Among the evaluated parameters, the HASPI proves to be the most sensitive and discriminative.
|
|