JP2002530033A - モデルプロセッサを有する補聴器の出力信号を現場で測定し、補正または調整するための方法、および上記方法を実施するための補聴器 - Google Patents
モデルプロセッサを有する補聴器の出力信号を現場で測定し、補正または調整するための方法、および上記方法を実施するための補聴器Info
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Abstract
Description
って変換信号に変換するための少なくとも一個のディジタル信号プロセッサを含
む少なくとも一個のディジタル信号処理システムと、少なくとも一個のレシーバ
(受話器)および電源と、鼓膜の正面(前面)に現れる信号を検出するための少
なくとも一個の検出手段と、少なくとも一個の比較手段とを含む補聴器によって
、その動作位置において補聴器から鼓膜へ与えられる音響(音声)信号を測定し
、補正または調整するための方法に関する。
にドイツ国公報DE2808516 により知られている。この公報に開示された補聴器は
、レシーバに加えて、レシーバとは分離されている、またはレシーバに組み込ま
れたないしは一体化された測定用マイクロホンまたはプローブ・マイクロホンを
使用する。このマイクロホンは鼓膜正面(前面)の耳管内の音響(音声)環境を
捕捉するもので、信号の線形ひずみおよび/または非線形ひずみの補償のために
使用される。
入力に与えられ、差動増幅器の他の入力は補聴器の前置増幅器のひずみのない出
力信号を受取る。差動増幅器の出力信号は、補正電圧として、出力増幅器の入力
信号に加えられ、この結果、レシーバから正しい出力信号が得られる。
ずみを補正するためのフィードバック・ループの一部である。
はプログラム可能なまたはプログラム制御のディジタル補聴器システムとからな
る電気音響システム全体の瞬時的変化にリアルタイムには適応できない。
よび他の外部信号または鼓膜正面の音場に影響を与える音を含む音響環境さえも
、瞬時に測定し、補正する、または適応させるための新規な方法を創作し開発す
ることにある。
方法で、鼓膜正面の音響環境の変化を予見ないし予想することも可能である。
その方法は、耳と補聴器の電気音響システムのモデルであって鼓膜の正面におけ
る耳孔内の実際の音響信号をシミュレートするモデルを構築(確立)し、上記モ
デルを上記補聴器内に記憶し、鼓膜の正面に現れる実際の信号を検出し、上記音
響信号をディジタル表現に変換してそれをディジタル信号処理システムにフィー
ドバックし、上記検出信号のディジタル表現を上記モデルと上記比較手段で比較
し、上記検出信号と上記モデルの間に実質的な差がある場合には、上記モデルを
鼓膜の正面における実際の音響環境に合わせるためのエラー信号を生成すること
を特徴とする。
の全ての要素または殆ど全ての要素の大規模集積化が可能となる。
なろう。
学的音圧は補聴器の入力トランスデューサ、ここではマイクロホン1によって捕
捉される。マイクロホン1の出力信号は処理システムに、望ましくは、本発明に
従って動作し、少なくとも一個のディジタル信号プロセッサ2を含むディジタル
信号処理システムに与えられる。ディジタル信号プロセッサ2は、使用者の難聴
の程度および支配的な音響学的環境状態に従って入力信号を処理する。ディジタ
ル・プロセッサ2の出力は出力トランスデューサ、ここではレシーバ(受話器)
3に送られる。
別であっても、レシーバに組入れられてもよいプローブ・マイクロホン4によっ
て検出される。
は、プローブ・マイクロホンと組み合わせても使用され得る。
として示されているが、本発明は単一チャネル補聴器に限定されることはなく、
望ましくはマルチチャネル補聴器にも適用可能なことは明らかである。
、数個のマイクロホンや入力信号を生成する任意のタイプの入力トランスデュー
サを設けてもよい。
する任意のタイプの出力トランスデューサとすることができる。
グ変換器、望ましくはシグマ−デルタ変換器の形態のものを設けてもよい。
5に接続される。さらに、モデル・プロセッサ6が示され、それはディジタル信
号プロセッサ2の入力側から、またはマイクロホン1の出力から一個の入力信号
を受取る。モデル・プロセッサ6も比較手段に接続される。当初、モデル関数を
構築するときには、全システム、すなわち、耳たぶを含む外耳、鼓膜、および内
耳を含めた耳全体と補聴器とを考慮しなくてはならない。すなわち、通常の方法
でモデルを構築するときは、耳および補聴器の全ての要素を考慮しなくてはなら
ない。こうすれば、このモデルは、鼓膜正面の実際の音声信号の代表的シミュレ
ーションを実行可能である。
されると、補聴器内、望ましくはモデル・プロセッサ6内に記憶されることにな
る。
力トランスデューサまたはレシーバおよび検出手段に関連して、ディジタル信号
プロセッサ2と同様な動作をするものと理解されたい。
タ調整(調節)プロセッサ7が設けられ、これも比較手段に接続される。
実施例では、各種回路での全ての動作はディジタル的に行われる。つまり、マイ
クロホン1とディジタル信号プロセッサ2の間に、アナログ/ディジタル変換器
が設けられなければならない。このことは、検出手段4すなわちプローブ・マイ
クロホンと比較手段5との間の接続にもあてはまる。モデル・プロセッサ6もデ
ィジタル的に動作するので、モデル・プロセッサ6に与えられる信号はディジタ
ル形式でなければならず、またはモデル・プロセッサ6内でディジタル形式に変
換されなければならない。パラメータ調整プロセッサ7も同様な要請によりでデ
ィジタルで動作する。
要な音響(音)スペクトルがマイクロホン1によって捕捉され、補聴器にセット
されたパラメータに従ってディジタル信号プロセッサ内2で処理される。すなわ
ち、入力音響信号は、出力トランスデューサすなわちレシーバ3によって、鼓膜
正面の所望の音響信号に変換される。
ルを検出する。プローブ・マイクロホンの出力信号は直接または間接的に比較手
段5に与えられる。比較手段5はモデル・プロセッサ6からの信号を第2入力信
号として受取る。比較手段6において、これらの2つの信号間に実質的な(重大
な)差が検出されればエラー信号が生成される。このエラー信号はパラメータ調
整プロセッサ7に送られ、解析される。エラー信号の解析に従って、パラメータ
調整プロセッサ7はディジタル信号プロセッサ2および/またはモデル・プロセ
ッサ6の伝達特性を制御する一組のパラメータを変えることができ、モデルを適
応または変更する。この目的のために、パラメータ調整プロセッサ7はディジタ
ル信号プロセッサ2とモデルプロセッサ6にも接続される。
あるか否かを決定する。エラー信号の値が許容範囲を超えていれば、パラメータ
調整プロセッサ7はディジタル信号プロセッサ2に一組のパラメータを変えさせ
、その結果、エラー信号の値の新しい許容範囲を設定し、および/またはモデル
・プロセッサ6をにおける処理を適応または修正してそのモデルを変更または適
応させる。
ル・プロセッサ6のモデルも改善される。この新しいモデル関数はディジタル信
号プロセッサ2を制御してレシーバ3の出力が鼓膜正面の信号にできるだけ近似
するように適応させ、もちろん、望ましくはリアルタイムで、鼓膜正面の所望の
音響信号に近似するようにする。
ィジタル変換器とディジタル/アナログ変換器を設ければ、アナログまたはディ
ジタルで可能である。これは技術水準内のものである。
略を説明する。また、いくつかのプロセッサは実質的に同一であり、同一の参照
番号を付す。
またはマルチチャネルの補聴器は、必要に応じて変更を加えることにより、図2
,3,4に適用されるので、繰り返して説明する必要はないであろう。
ランスデューサ、マイクロホン1と、たとえば少なくとも一個のディジタル信号
プロセッ2を含むディジタル・プロセッシング・システムと、出力トランスデュ
ーサ3と、検出手段4と、比較手段5と、モデル・プロセッサ6と、望ましくは
モデル・プロセッサ6に内蔵されるパラメータ調整プロセッサ手段7とにより構
成される。
めに、ディジタル信号プロセッサ2の出力と出力トランスデューサ3との間に、
修正または補正手段8が設けられ、この補正手段8も、出力トランスデューサ3
への入力信号を制御するための比較手段5に接続される。
セッサ7の出力信号とに実質的な差が検出されれば、エラー信号が生成される。
このエラー信号も補正手段8を介してディジタル信号プロセッサ2の出力信号に
、したがって出力トランスデューサ3の入力信号に直接影響する。これによって
、エラー信号はほぼ直ちに減衰または減少する。
4にエラーを含んで伝達される結果としてエラー信号が生成された場合には特に
有利である。
効果によって生成される場合もあるが、これも直ちに克服されよう。
に似ているので、これらの図に関して挙げた特徴は図3にも当てはまる。
られ、入力側から得られるのではない。したがって、モデル・プロセッサ6はデ
ィジタル信号プロセッサに設けられたような処理能力をエミュレートとする必要
はなく、そのために、より簡単な構造にできる。
ムでは、モデル生成のためにモデル・プロセッサ6内での信号処理により多くの
時間がかかる。一方、ディジタル信号プロセッサ2の出力からモデル・プロセッ
サ6への入力信号を得ることによって、モデル・プロセッサ6内での処理時間は
短縮され、モデル・プロセッサ6の複雑さが減少する。これは要請されていたこ
とであろう。
プロセッサ6はディジタル信号プロセッサ2の入力またはマイクロホン1の出力
側に接続される。
ーブ信号補正プロセッサ9に接続される。このプロセッサ9は、必要ならば、ア
ナログ/ディジタル変換器および周波数特性補正と周波数帯分割のための手段を
含んでよい。このような周波数特性補正処理は、モデル・プロセッサ6において
個々のプローブ・マイクロホンの特性を補正することを不要にできるので、実に
有利である。
7によって制御され、調整される。処理後のプローブ・マイクロホン信号とモデ
ル・プロセッサ6からの出力とは共に比較手段5に供給される。比較手段5に供
給されたこれらの2つの信号間に実質的な差があれば、図1および図2に関して
説明したと同じやり方で、パラメータ調整プロセッサ7に影響を与えるためのエ
ラー信号が生成される。
処理に影響を与え、これにより、モデル・プロセッサ6内のモデルが調整され、
ディジタル信号プロセッサ2の伝達特性が決定され、最後に、当然ながら、出力
トランスデューサすなわちレシーバ3の入力信号、したがって鼓膜正面の耳孔内
の音響信号を、所望の音響または音圧レベルにできる限り近づける。
は一つであり、勿論、検出手段の出力とモデル・プロセッサ6からのモデルとの
比較から生成され、パラメータ調整プロセッサ7内の関数に関連するエラー信号
は一つである。当然であるが、複数個の(マルチプル)エラー信号を生成するた
めにマルチプル・プロセッサを使用してもよい。
ぼリアルタイムにより効率よく実施できる。
る。
はプログラム可能なまたはプログラム制御のディジタル補聴器システムとからな
る電気音響システムの全体の瞬時的変化にリアルタイムには適応できない。 米国特許4,596,902 が開示する補聴器は、補聴器の使用時に耳孔内に置かれる
フィードバック・マイクロホンを含む。このフィードバック・マイクロホンは耳
孔内の実際の音圧レベルをモニタする。補聴器は複数の周波数帯の個々の利得を
、モニタされた耳孔内音圧を、対象としている周波数帯内においてそれぞれの所
定値と比較した結果に応じて調整し、音圧レベルが各周波数帯の騒音不快レベル
を下回るようにする。 1987年11月1日発行のWidin G.P.による"The meaning of digital technology
", Hearing Instrumentsには、補聴器におけるディジタル信号処理の各種用法が
全般的に検討されている。それは、補聴器のフィッティングにおけるコンピュー
タの使用、アナログ電子機器を制御するためのディジタル回路の使用、標準的補
聴器機能を実現するためのアナログ回路の代替としてのディジタル信号処理の使
用、および騒音抑制などの新しい種類の信号処理を開発するためのディジタル技
術の使用の検討に分かれている。 スイス公報624,524Aはマイクロホンと、増幅器と、スピーカとを含む補聴器を
開示している。この補聴器は、さらに、フィードバック・マイクロホンを含み、
このフィードバック・マイクロホンは、スピーカからの音声をモニタして、出力
信号を生成する。この出力信号は補聴器によって生成された出力を補正するため
に増幅器にフィードバックされる。
信号または鼓膜正面の音場に影響を与える音を含む音響環境さえも、瞬時に測定
し、補正する、または適応させるための新規な方法を創作し開発することにある
。
その方法は、耳と補聴器とを含む電気音響システムのモデルであって鼓膜の正面
における耳孔内の実際の音響信号をシミュレートするモデルを構築(確立)し、
上記モデルを上記補聴器内に記憶し、鼓膜の正面に現れる実際の信号を検出し、
上記音響信号をディジタル表現に変換してそれをディジタル信号処理システムに
フィードバックし、上記検出信号のディジタル表現を上記モデルと上記比較手段
で比較し、上記検出信号と上記モデルの間に実質的な差がある場合には、上記モ
デルを鼓膜の正面における実際の音響環境に合わせるためのエラー信号を生成し
、さらに、上記エラー信号を使用して、上記エラー信号を減少させることによっ
て上記ディジタル信号プロセッサ内のプロセスを適応的に修正することを特徴と
する。
Claims (20)
- 【請求項1】 鼓膜に与えられる音響信号を補聴器の動作位置において上記補
聴器によって測定し、補正または調整する方法において、上記補聴器は少なくと
も一個のマイクロホン(1)と、入力音響を所望の変換関数に従って変換信号に
変換するための少なくとも一個のディジタル信号プロセッサ(2)を含む少なく
とも一個のディジタル信号処理システムと、少なくとも一個のレシーバ(3)お
よび電源と、鼓膜の正面に現れる信号を検出するための少なくとも一個の検出手
段(4)と、少なくとも一個の比較手段(5)とを含み、上記方法は、 A 耳と補聴器との電気音響システムのモデルであって、鼓膜の正面に おける耳孔内の実際の音響信号をシミュレートするモデルを構築し 、上記モデルを上記補聴器内に記憶し、 B 鼓膜の正面に現れる実際の信号を検出し、上記音響信号をディジタ ル表現に変換して上記ディジタル信号処理システムにフィードバッ クし、 C 上記検出信号のディジタル表現を上記モデルと上記比較手段(5) で比較し、上記検出信号と上記モデルの間に実質的な差がある場合 には、上記モデルを鼓膜の正面における実際の音響環境に調整する ためのエラー信号を生成することを特徴とする方法。 - 【請求項2】 上記比較結果の実質的な差をエラー信号として用いて、上記エ
ラー信号を減少させることによって上記ディジタル信号プロセッサ(2)内のプ
ロセスを適応的に修正することを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 上記モデルをモデル・プロセッサ(6)に記憶し、上記比較結
果の実質的な差をエラー信号として用いて上記モデル・プロセッサの上記モデル
を適応的に修正することを特徴とする請求項1または2に記載の方法。 - 【請求項4】 上記比較結果の実質的な差を用いて上記モデル・プロセッサ(
6)のモデルを制御し、上記モデルを鼓膜の正面における実際の音声環境に更新
することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項5】 上記比較結果の実質的な差を上記ディジタル信号処理システム
のパラメータ調整プロセッサ(7)に対するエラー信号として用いて、上記ディ
ジタル信号プロセッサ(2)のプロセスを調整することを特徴とする請求項1か
ら3のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項6】 上記比較結果の実質的な差を上記パラメータ調整プロセッサ(
7)に対するエラー信号として用いて、上記モデル・プロセッサのモデルを修正
することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項7】 上記比較結果の実質的な差を上記パラメータ調整プロセッサ(
7)に対するエラー信号として用いて、上記ディジタル信号プロセッサ(2)の
変換パラメータおよび上記モデル・プロセッサ(6)のモデル関数を調整するこ
とを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項8】 上記比較結果の実質的な差を、上記検出手段(4)と上記比較
手段(5)との間に接続されたマイクロホン信号補正プロセッサ(9)内のプロ
セスに対するエラー信号として用いることを特徴とする請求項1から7のいずれ
か一項に記載の方法。 - 【請求項9】 上記比較結果の実質的な差をエラー信号として用いて、上記デ
ィジタル信号プロセッサ(2)の変換後の信号を修正手段(8)内で修正するこ
とを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項10】 少なくとも一個の上記比較手段(5)と、上記のモデル・プ
ロセッサ(6)と、上記パラメータ調整プロセッサ(7)と、上記マイクロホン
信号補正プロセッサ(9)を、少なくとも上記電気音響モデルの少なくとも一部
分として用いることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項11】 プローブ・マイクロホンを上記検出手段(4)として用いる
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項12】 上記レシーバ(3)を少なくとも一個の上記検出手段(4)
として用いることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項13】 鼓膜に与えられる音響信号を、その動作位置において測定し
、補正または調整するための補聴器であって、上記補聴器は少なくとも一個のマ
イクロホン(1)と、入力音響を所望の変換関数に従って変換信号に変換するた
めの少なくとも一個のディジタル信号プロセッサ(2)を含む少なくとも一個の
ディジタル信号処理システムと、少なくとも一個のレシーバ(3)および電源と
、鼓膜の正面に現れる音響信号を検出するための少なくとも一個の検出手段(4
)と、少なくとも一個の比較手段(5)とを含む補聴器において、上記ディジタ
ル信号処理システムは、鼓膜の正面における実際の音響信号をシミュレートする
耳と補聴器との電気音響システムのモデル関数を最終的に保持するための処理お
よび記憶手段(6)を含むことを特徴とする補聴器。 - 【請求項14】 上記ディジタル信号処理システムは、上記検出信号と上記シ
ミュレートされたモデルとの間に実質的な差がある場合に、少なくとも一個の上
記エラー信号に応答して上記ディジタル信号プロセッサ(2)の出力信号を補正
された変換信号に修正するための修正手段(7,8)をさらに含むことを特徴と
する請求項13に記載の補聴器。 - 【請求項15】 上記ディジタル信号処理システムの上記修正手段(8)は、
上記比較手段(5)から少なくとも一個の上記エラー信号を受取り、上記変換信
号を修正するように構成されていることを特徴とする請求項13に記載の補聴器。 - 【請求項16】 上記パラメータ調整プロセッサ(7)は上記ディジタル信号
処理システム内の上記修正手段(7,8)の一つであり、上記比較手段(5)か
ら少なくとも一個の上記エラー信号を受取り、上記ディジタル信号プロセッサ(
2)のプロセスを適応的に修正するように構成されていることを特徴とする請求
項13,14または15に記載の補聴器。 - 【請求項17】 上記ディジタル信号処理システム内の上記修正手段(7,8
)の一つとしての上記パラメータ調整プロセッサ(7)は、上記比較手段(5)
から少なくとも一個の上記エラー信号を受取り、上記モデル・プロセッサ(6)
内のプロセスを適応的に修正するように構成されていることを特徴とする請求項
13,14または15に記載の補聴器。 - 【請求項18】 上記ディジタル信号処理システム内の上記修正手段(7,8
)の一つとしての上記パラメータ調整プロセッサ(7)は、上記比較手段(5)
から少なくとも一個の上記エラー信号を受取り、上記ディジタル信号プロセッサ
(2)および上記モデル・プロセッサ(6)内のプロセスを適応的に修正するよ
うに構成されていることを特徴とする請求項16または17に記載の補聴器。 - 【請求項19】 上記検出手段(4)と上記比較手段(5)との間にマイクロ
ホン信号補正プロセッサ(9)が設けられ、上記マイクロホン信号補正プロセッ
サ(9)は上記比較手段(5)から少なくとも一個の上記エラー信号を受取り、
上記マイクロホン信号補正プロセッサ(9)内のプロセスを適応的に修正するよ
うに構成されていることを特徴とする請求項13に記載の補聴器。 - 【請求項20】 少なくとも一個の比較手段(5)と、上記モデル・プロセッ
サ(6)と、上記パラメータ補正プロセッサ(7)と、上記マイクロホン信号補
正プロセッサ(9)は、上記電気音響モデルの少なくとも一部分であることを特
徴とする請求項13に記載の補聴器。
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