title: Entwurf einer kompakten, energieeffizienten, frei programmierbaren Hörgeräteplattform zur praxisnahen Erprobung audiologischer Algorithmen
Creators: name: Hintermaier, Amelie
Publisher: name: TU Ilmenau
Year: 2023
Subjects: subject: 621.3

description: Derzeit leidet rund 19 % der Weltbevölkerung an Hörverlust (WHO, World report on hearing, 2021). Dieser Anteil wird Prognosen zufolge in den nächsten Jahrzehnten weiter steigen. Die Beeinträchtigung des Hörvermögens geht zusätzlich mit gravierenden negativen Auswirkungen einher. Dazu zählen eine verringerte soziale Interaktion bis hin zur Isolation, Einfluss auf die psychische und sogar physische Gesundheit, der Zugang zu Bildung und eine dekrementierende Lebensqualität. Diese Folgeerscheinungen stellen einschneidende Belastungen für die Personen dar, aber auch für die Gesellschaft. Es bedarf daher einer Verbesserung der Versorgung von Hörverlust. Vor diesem Hintergrund wird in dieser Arbeit eine portable Forschungs- und Entwicklungsplattform implementiert. Diese Plattform kann als Hilfsmittel für die Entwicklung und praxisnahe Erprobung von entsprechenden Audiosignalverarbeitungsalgorithmen genutzt werden. Die Hardware des Geräts wird in dieser Arbeit weitgehend herstellerunabhängig entworfen. Zu testende Algorithmen können in der Programmiersprache C geschrieben werden. Eine möglichst hohe Adaptabilität zwischen der Funktionsweise aber auch den Restriktionen sowie dem technischen Umfang in einer Hörhilfe wie einem Hörgerät und der Entwicklungsplattform wird sichergestellt. Damit wird die Übertragbarkeit von Erkenntnissen und Entwicklungsarbeiten auf zukünftige Hörhilfen, die bei einer Versorgung eingesetzt werden, gewährleistet. Für die Implementierung einer solchen Plattform wird auf Basis eines Lastenhefts ein Systementwurf erstellt und konkretisiert, bevor ein Schaltplanentwurf sowie dessen Erprobung in Form eines funktionalen Tischaufbaus und ein Leiterplattendesign für eine portable, kosteneffiziente Lösung erfolgen. Ein erster Gehäuseentwurf ermöglicht die Implementierung einer Gesamtlösung, die in natürlicher Geräuschumgebung erprobt und genutzt werden kann. Der Prototyp wird geprüft, die korrekte Funktionsweise sichergestellt und das System mit ausgewählten elektrischen sowie elektroakustischen Eigenschaften charakterisiert. Mit dieser Arbeit wird versucht einen Beitrag für diese gesellschaftliche Herausforderung zu leisten sowie die Lebensqualität der geschädigten Personen auf lange Sicht zu steigern, indem die Entwicklung fortschrittlicher Signalverarbeitung von Audiosignalen für die Versorgung von Hörverlust unterstützt wird. Wissenstransfer sowie interdisziplinäre Zusammenarbeit soll vereinfacht und die Akzeptanz von Hörhilfen durch technischen Fortschritt verbessert werden.
description: These days, WHO estimates that 19 % of the world’s population suffers from hearing loss (WHO, World report on hearing, 2021). According to forecasts, the number of affected people is expected to rise in the fol-lowing decades. Furthermore, impaired hearing is associated with severe adverse side effects including reduced social interaction right up to isolation, restrained physical and mental health, access to education, and a decremented quality of life. These sequelae are heavy burdens and challenges for affected individuals as well as society. Consequently, taking care of hearing loss must be improved. Against this background, a portable platform for research and development is designed and implemented in this thesis. The platform can be used as a tool for engineering and testing algorithms for audio signal processing algorithms in a realistic environment. A device is designed that is mostly independent of manufacturer-specific components. It features C-programmability of algorithms to be tested on the platform. There is a high adaptability between the functionality, the restrictions as well as the technical scope of a hearing device and the portable platform in this work. This ensures that findings and engineered algorithms can be transferred to future hearing aids. The platform is implemented in several steps. First, a system design is conceived based on the requirement specification. This is followed by a schematic circuit diagram design, which is tested in form of a functional model, and the design of a printed board for a cost-efficient, portable device. In combination with a first enclosure concept, a complete solution, which can be used in a realistic acoustic environment, is implemented. This prototype is tested, correct functionality is ensured, and a system characterization with well-chosen electrical as well as electro-acoustic properties is created. This work strives to contribute to those social challenges and to improve impaired persons’ quality of life in the long term by supporting engineering of advanced audio signal processing algorithms for hearing loss care. Knowledge transfer as well as interdisciplinary cooperation is to be facilitated and the reputation of hearing aids can be enhanced thanks to technical progress.