Cape4all: Hörgeräte sollen von Open Hardware profitieren

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Bei Hörverlust und Schwerhörigkeit die passende Hilfe zu bekommen, ist nicht immer einfach. Das Hörvermögen kann bei den verschiedenen Tonhöhen unterschiedlich gut funktionieren – alle eingehenden Geräusche gleich zu verstärken, ist da nicht hilfreich, die Optimierung kann aber teuer werden. Für mehr Forschung soll nun ein Open-Hardware-Board sorgen, das auf den Einplatinenrechner BeagleBone Black passt.

Bessere Algorithmen in Hörgeräten

Das Cape4all verfügt über drei Stereo-Klinkenbuchsen für sechs Audio-Eingänge und zwei Klinkenbuchsen für vier Ausgänge sowie Pin-Stecker, über die zwei weitere Audio-Ausgänge genutzt werden können. Für das Cape, das an der Leibniz Universität Hannover entwickelt wurde, muss eine speziell angepasste Variante von Debian genutzt werden, auf der die Software openMHA läuft. Sie ist ein Projekt der Universität Oldenburg und HörTech gGmbH und wurde bisher vor allem auf Notebooks eingesetzt. Um neue Signalverarbeitungsalgorithmen realistischer bewerten zu können, bieten sich Einplatinenrechner an, da sie noch mobiler eingesetzt werden können.

Die Vorteile des BeagleBone Black von BeagleBoard sind dabei sein harter Echtzeit-Kernel mit einer Latenz von nur einer Millisekunde und die Unterstützung der Soundschnittstelle I²S TDM. Dies nutzen auch die Capes Bela und CTAG aus, sie sind allerdings mit einigen Audio-Programmen inkompatibel oder benötigen eine externe Spannungsversorgung.

Einplatinenrechner beschleunigen Forschung

Im nächsten Schritt soll ein Bluetooth-Modul entwickelt werden, mit dem etwa Telefonanrufe in das Hörgerät weitergeleitet werden können. Außerdem soll die Latenz des Capes weiter gesenkt werden, um einen Puffer für Verzögerungen durch Algorithmen zu haben. Derzeit liegt sie bei 3,6 Millisekunden vom Mikrofon bis zum Hörgerät. Ab 10 Millisekunden werden akustische Verzögerungen von Menschen erkannt. Sowohl die Software openMHA, als auch die Designdateien für das Cape4all stehen auf der Githubseite der HörTech zum Download zur Verfügung.

Außerdem gibt es seit Kurzem einen Gehörgerät-Prototypen, der auf dem Raspberry Pi basiert und ebenfalls an der Uni Oldenburg entwickelt wurde. Dabei werden der Raspi, eine Raspi-Soundkarte, ein Vorverstärker und Kopfhörer mit Mikrofon genutzt. Mit Kosten von 250 Euro ist das System günstiger als kommerzielle Geräte und soll mehr Interessierten den Einstieg in die Forschung ermöglichen.

Hörgeräte-Hacking mit Hindernissen

Warum es so schwer ist, Hörgeräte anzupassen und welche Audiohacking-Projekte es bereits gibt, stellte auf dem 28C3 die schwerhörige Programmiererin Helga Velroyen vor.

• Das Paper als PDF: T. Herzke, H. Kayser, C. Seifert, P. Maanen, C. Obbard, G. Payá-Vayá, H. Blume, V. Hohmann, Open Hardware Multichannel Sound Interface for Hearing AidResearch on BeagleBone Black with openMHA: Cape4all, Linux Audio Conference, 2018.

(hch)