Projekt: AHEVA
Gegenüberstellung von Laborsituation und Alltagssituationen von Hörgeräteträgern.
Ausführliche Beschreibung anzeigen
Ein Diagramm, das die Bewertung von Hörgeräten im Labor und im Alltag gegenüberstellt.
An der unteren Kante verläuft ein Pfeil von links nach rechts, der die Komplexität der Umgebung darstellt. Links steht "Einfache Szenen", rechts steht "Komplexe Szenen".
Darüber befinden sich zwei sich überschneidende, keilförmige Flächen, die entgegengesetzte Verläufe zeigen:
- Eine blaue Fläche, die links (bei einfachen Szenen) breit ist und nach rechts (zu komplexen Szenen) spitz zuläuft. Sie ist beschriftet mit "Labor" und den Stichpunkten:
- Künstlich
- Reproduzierbar
- Wissenschaftlich nachgewiesener Gewinn durch Hörgerät - Eine grüne Fläche, die rechts (bei komplexen Szenen) breit ist und nach links spitz zuläuft. Sie ist beschriftet mit "Alltag" und den Stichpunkten:
- realitätsnah
- nicht reproduzierbar
- Empfundener Gewinn durch Hörgerät
Das Diagramm visualisiert den Übergang: Während Labortests eher in einfachen, künstlichen und reproduzierbaren Szenen stattfinden, spielt sich der Alltag in komplexen, realitätsnahen, aber schwer reproduzierbaren Szenen ab.
Ziel
Das Ziel des Projektes Alltagsnahe Hörgeräteevaluation mittels virtueller Akustik (AHEVA) ist es technische und perzeptive Verfahren zu erforschen, mit denen Hörgeräte sowohl alltagsnah, für Probanden intuitiv, aber dennoch reproduzierbar im Labor evaluiert werden können. Bisherige Untersuchungsverfahren im Labor gelten als wenig alltagsnah, und alternative Feldtests mit Hörgeräten mittels Fragebögen im Alltag sind schlecht reproduzierbar.
Sphärischer Multikanal-Lautsprecheraufbau im reflexionsarmen Raum der Technischen Hochschule Lübeck
In Kooperation mit dem Deutschen Hörgeräte Institut GmbH (DHI) als akkreditierte und herstellerunabhängige Prüfstelle für Hörgeräte, werden in diesem Projekt Alltagsszenen in Form von virtuellen akustischen Umgebungen mittels Multikanal-Lautsprechersystem an der TH Lübeck simuliert. Ein Kernstück des Vorhabens ist die Entwicklung „eingebetteter“ (also sich in die Szene natürlich einfügende) Messverfahren, bei denen die Bewertung aufgrund von natürlich in der Szene vorkommenden alltagsrelevanten Maßen erfolgt, beispielsweise eine Preis-Durchsage an der Supermarktkasse. Hierdurch wird die Hörleistung bzw. die Veränderung der Wahrnehmung durch ein Hörgerät aus einer Alltagssituation abgeleitet, und nicht wie momentan in der Hörgeräteevaluation üblich, Ergebnisse aus Laborsituationen auf den Alltag übertragen. Ein weiteres Kernstück ist die Entwicklung einer technischen Methode, das adaptive Verhalten von kommerziellen High-end Hörgeräten in diesen Alltagsszenen zeitsynchron zu untersuchen. Dies ist wichtig, da High-End Hörgeräte sich zunehmend an die akustische Szene anpassen und die versorgte Hörleistung nur bei Wissen über die Änderung der Signalverarbeitung richtig interpretiert werden kann. Durch die Kombination von technischen und audiologischen Messverfahren werden neue Benchmarks gesetzt, die dabei helfen, die Signalverarbeitung von Hörgeräten langfristig zu verbessern.
Arbeitspaket 1: Inbetriebnahme und technische Verifikation
Das Lautsprechersystem mit 69 Lautsprechern, Verstärkern, Soundkarte und Soundumgebungs-Rendering-PC wird von einer externen Firma am Anfang des Projekts im bestehenden reflexionsarmen Raum der TH Lübeck aufgebaut, sodass eine Inbetriebnahme zeitnah nach Projektanfang erfolgen kann. Die Hard- und Softwareeinrichtung, Inbetriebnahme und Installation erfolgen und werden begleitet von umfangreichen Literaturrecherchen um sich in die räumliche Schallfeldwiedergabe in 3D einzuarbeiten. Nach der Kalibrierung und Entzerrung der Lautsprecher soll die Genauigkeit des erzeugten Schallfeldes in Bezug auf Pegel, Frequenzgang und räumliche Abhängigkeiten hin untersucht werden. Die Größe des „Sweet Spots“, also des räumlich begrenzten Bereichs, in dem das Schallfeld nahezu fehlerfrei nachgebildet wird, soll mit Methoden der UzL ermittelt werden. Eine Reproduktion des Schallfeldes bis 4 kHz (bei Verwendung von Higher-Order Ambisonics 7. Ordnung) wird erforderlich sein, um z.B. adaptive Hörgeräte-Richtmikrofonie realistisch im Labor in einer simulierten Szene zu untersuchen.
Arbeitspaket 2: Evaluationsmethoden in den virtuellen Alltagsszenen
Aus frei verfügbaren Datenbanken werden diverse Alltagssituationen entnommen (z.B. Gespräch in einer halligen Cafeteria, Bahnsteigszene, Shopping-Mall Szene, Fernsehen mit einer zweiten Person, Gespräch auf einer Familienfeier). Mittels 3D-Rendering-Software werden Sprachaufnahmen in die jeweilige Szene künstlich eingebettet, sodass eine plausible Alltagssituation entsteht, in der das Sprachmaterial zur Szene passt, aber auch flexibel austauschbar ist. Anschließend werden diese akustischen Szenen im Lautsprechersystem mit Normalhörenden auf Alltagsnähe und Realismus bewertet. Aus den erstellten akustischen Szenen werden dann die geeignetsten für das Projekt ausgewählt, für welche dann ein eingebettetes Bewertungsverfahren entwickelt wird. Aus den Antworten wird dann für jede Szene eine Bewertung zwischen 0 und 100 % berechnet. Zudem soll jede Szene in mehreren Realisierungen mit gleichem (z.B. durch Änderung der Schlüsselwörter) oder unterschiedlichem Schwierigkeitsgrad (Änderung des SNR) angeboten werden können. Der Messablauf beinhaltet dann mehrfache Darbietungen bei adaptiver Schwierigkeitsgrad-Veränderung (ähnlich wie bei adaptiven Sprachtests). Lerneffekte sind hierbei zu berücksichtigen. Ziel ist es ein Testverfahren zu erhalten, das sowohl alltagsnah und realistisch, als auch gut reproduzierbar ist.
Arbeitspaket 3: Technische Evaluation von Hörgeräten in den Szenen
Es soll ein technisches Verfahren entwickelt werden, mit dem die adaptive Einstellung von High-end Hörgeräten (bzgl. Verstärkungswerten, Richtmikrofoncharakteristik und Adaptation an die Umgebung) in den simulierten Szenen zeitsynchron verfolgt werden kann. Als Grundlage dafür wird auf bereits vom DHI entwickelte Verfahren zurückgegriffen, die es ermöglichen mittels verallgemeinertem Phaseninvertierungsverfahren den SNR-Gewinn zeit- und richtungsabhängig durch ein Richtmikrofonsystem in einer akustischen Situation technisch zu bestimmen.
Arbeitspaket 4: Evaluation der Alltagssituationen mit Hörgesunden
Die neuen eingebetteten Tests aus Arbeitspaket 2 werden mit Hörgesunden in der virtuellen Umgebung evaluiert und optimiert. Hierzu werden umfangreiche Hörtests von wissenschaftlichen Hilfskräften ausgeführt, um z.B. die Pegel von bestimmten Schlüsselwörtern so anzupassen, dass ein fließender Austausch dieser Schlüsselwörter in der Szene bei gleichem Sprachverstehen möglich ist. Ebenso soll das adaptive Verfahren zur Änderung der Schwierigkeit der Szene in seiner Reproduzierbarkeit geprüft und optimiert werden. Die Optimierung soll auch in Bezug auf die Länge der dargebotenen Szene und die Anzahl und Auswahl der daraufhin dem Probanden vorgelegten Fragen erfolgen. Es folgen umfangreiche Test um normative Werte für Normalhörende zu erhalten.
Arbeitspaket 5: Evaluation der Alltagssituationen mit Hörgeräteträgern
Dieselben Tests wie mit Normalhörenden aus Arbeitspaket 4 werden nun mit Schwerhörenden mit und ohne High-end Hörgeräte durchgeführt. Aus den Ergebnissen wird klar werden, wie sich in Alltagssituationen Wahrnehmung, Aufmerksamkeit, Sprachverstehen und Höranstrengung ändern, wenn eine (versorgte) Schwerhörigkeit vorliegt und wie Hörgerätefeatures diese beeinflussen. Es werden an dieser Stelle vor allem sensorineural schwerhörende Probanden für die Messungen benötigt. Bezüglich der kommerziell erhältlichen Hörgeräte ist auf Kontrolle des Herstellers, sowie des Anpass-Prozesses zu achten um möglichst unbeeinflusst von diesen Größen den Effekt des Hörgerätes an sich auf die Wahrnehmung, Aufmerksamkeit, das Sprachverstehen und die Höranstrengung zu untersuchen.
Projektleitung
| Prof. Dr. rer. nat
Dipl. Phys.
Tim Jürgens | |
| Telefon: | +49 451 300 5261 |
| Fax: | +49 451 300 5512 |
| E-Mail: | tim.juergens@th-luebeck.de |
| Raum: | G.2 17-0.07 |
Team
| Prof. Dr.-Ing.
Markus Kallinger | |
| Telefon: | +49 451 300 5242 |
| E-Mail: | markus.kallinger@th-luebeck.de |
| Raum: | G.2 17-0.08 |
| Prof. Dr. rer. nat.
Jürgen Tchorz | |
| Telefon: | +49 451 300 5240 |
| E-Mail: | juergen.tchorz@th-luebeck.de |
| Raum: | G.2 17-0.06 |
| Fabian Hettler
M.Sc.
| |
| Telefon: | +49 451 300 5095 |
| E-Mail: | fabian.hettler@th-luebeck.de |
| Raum: | G.1 13-0.27 |
| Franziska Scharata
B.Sc.
| |
| Telefon: | +49 451 300 5095 |
| E-Mail: | franziska.scharata@th-luebeck.de |
| Raum: | G.1 13-0.27 |
Controlling
| Annette Julius | |
| Telefon: | +49 451 300 5255 |
| E-Mail: | annette.julius@th-luebeck.de |
| Raum: | A.1 36-0.21 |
Projektpartner: Deutsches Hörgeräte Institut GmbH
|
Dr. Florian Denk Deutsches Hörgeräte Institut GmbH | |
| Telefon: | +49 451 30505115 |
| E-Mail: | f.denk@dhi-online.de |
| Raum: | 36-0.50 |
|
Dr. habil. Hendrik Husstedt Deutsches Hörgeräte Institut GmbH | |
| Telefon: | +49 451 30505110 |
| E-Mail: | h.husstedt@dhi-online.de |
| Raum: | 36-0.50 |
Noak, C., Kallinger, M., Tchorz, J., Hettler, F., Denk, F., Husstedt, H., Jürgens, T. (2024) “Technical Characterisation of a spherical loudspeaker array”, Student conference proceedings, Universität zu Lübeck, ISBN: 978-3-945954-73-7
Jürgens, T., Noak, C., Hettler, F., Denk, F., Husstedt, H., Tchorz, J., Kallinger, M. (2024) “Erste technische Vermessung eines Multikanal-Lautsprecheraufbaus zur Erzeugung physikalisch korrekter akustischer Umgebungen für die Hörgeräteevaluation”, 26. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Audiologie (DGA), Aalen, https://dx.doi.org/10.3205/24dga154
Hettler, F., Denk, F., Husstedt, H., Tchorz, J., Kallinger, M., Mertins, A., Jürgens, T. (2024) “Assessing virtual spatial acoustic scenes for technical evaluation of hearing aid performance”, International Hearing Aid developers conference (IHCON), Lake Tahoe, California.
Jürgens, T., Hettler, F., Denk., F., Husstedt, H., Mertins, A., Tchorz, J., Kallinger, M. (2025) “Technical evaluation of hearing aid performance within a simulated everyday scene using the extended phase inversion technique”, 51. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Akustik (DAGA), Kopenhagen.
Hettler, F., Denk, F., Husstedt, H., Mertins, A., Tchorz, J., Kallinger, M., Jürgens, T. (2025) “Technical survey of a multi-channel loudspeaker system to generate realistic sound fields for hearing aid evaluation”, 51. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Akustik (DAGA), Kopenhagen.
Babel, T., Stiefenhofer, G., Hettler, F., Jürgens, T., Husstedt, H., Denk, F. (2025) “Influence of processing delay and coupling on spatial hearing with hearing aids – insights from an audiovisual search paradigm”, International Symposium on Auditory and Audiological Research, Nyborg Strand, Denmark.
Hettler, F., Stohlmann, J., Denk, F., Husstedt, H., Tchorz, J., Kallinger, M., Jürgens, T. (2026) “Development of an ecologically-valid Speech Intelligibility Test using Virtual Acoustics”, 17th Speech in Noise Workshop, Paris, France.
Jürgens, T., Stohlmann, J., Hettler, F., Tchorz, J., Kallinger, M., Denk, F., Husstedt, H. (2026) “Untersuchung der Test-Retest-Reliabilität eines neuen alltagsnahen Sprachtests mit der verallgemeinerten Binomialverteilung”, 28. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Audiologie (DGA), Oldenburg, https://conferences.publisso.de/de/conferences/dga2026/26dga081
Hettler, F., Denk, F., Husstedt, H., Tchorz, J., Kallinger, M., Mertins, A., Jürgens, T. (2026) “Technische Untersuchung von Hörgeräten in komplexen Alltagsszenen mittels virtueller Akustik und objektbasiertem Phaseninvertierungsverfahren”, 28. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Audiologie (DGA), Oldenburg, https://conferences.publisso.de/de/conferences/dga2026/26dga135
Stohlmann, J., Hettler, F., Husstedt, H., Denk, F., Tchorz, J., Kallinger, M., Jürgens, T. (2026) “Entwicklung, Modellierung und Evaluation eines Sprachverständlichkeitstests mit synthetischer Sprache in einer simulierten Alltagsumgebung”, 28. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Audiologie (DGA), Oldenburg, https://conferences.publisso.de/de/conferences/dga2026/26dga240
Gefördert durch:
Dieses Projekt wird hauptfinanziert vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) im Rahmen des Programms FH-Kooperativ.
Das Deutsche Hörgeräte Institut (DHI) kofinanziert das Projekt AHEVA und beteiligt sich aktiv sowie beratend an der Bearbeitung der Arbeitspakete.
Das Institut für Signalverarbeitung der Universität zu Lübeck bringt seine Kompetenz bei der räumlichen Schallfeldwiedergabe, Schallfeldvermessung, räumlichen Filterung und Platzierung von akustischen Objekten im Raum ein.
Die Hörhanse im Hanse Innovation Campus (HIC) Lübeck ist das zentrale Organ der Vernetzung aller Institutionen rund ums Hören in Lübeck. Hier findet regelmäßiger Austausch zu Kooperationen und Veranstaltungen statt.
