JP5514698B2 - 補聴器 - Google Patents

Description

本発明は、マイクにより取得される音信号（マイク入力信号）に加えて、テレビなどの外部機器から外部入力端子に入力される音信号（外部入力信号）も、レシーバに出力する補聴器に関するものである。

近年、テレビやＣＤなどの外部機器の音をマイクで拾うのではなく、有線手段や無線手段（例えば、ブルートゥース）を介して、直接的に外部入力端子から受信する補聴器が提案されている。

この補聴器は、テレビやＣＤなどの外部機器の音を、ノイズのないクリアーな音で楽しむことができるため、補聴器の使用者に好評である。

一方、この補聴器では、例えば、家族でテレビを見ながら食卓を囲んでいる際に、マイクにおいて受信した家族の会話を聞き取ることができないおそれがある。

そこで、特許文献１には、テレビやオーディオ機器等の外部機器から有線や無線により外部入力端子に入力される音信号（外部入力信号）と、補聴器に付属しているマイクで取得された音信号（マイク入力信号）とを混合し、レシーバから使用者に提供する補聴器が開示されている。

この補聴器では、マイクで取得された音信号（マイク入力信号）の音圧レベルが、所定レベルを超過している場合には、外部機器からの音信号（外部入力信号）を弱める処理を行うことで、上述した問題を解消している。

しかしながら、上記従来の補聴器では、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、上記公報に開示された補聴器では、マイクで取得された音信号（マイク入力信号）を、外部機器からの音信号（外部入力信号）よりも優勢にする処理を行うためには、マイク入力信号が所定の音圧レベルを超える必要がある。そのため、従来の構成では、小さな声（音）がマイクに入力された場合には、マイク入力信号を外部入力信号よりも優勢にする処理は行われないため、いわゆる「聞き逃し」が発生してしまう。

一方、この「聞き逃し」を防ぐために、音圧レベルの閾値を下げた場合には、使用者がテレビなどの外部機器から出力される音を聞きたいと思っているにもかかわらず、周りで大きな声で会話が行われていると自動的にマイク信号を優勢にしてしまう。このため、従来の構成では、上記処理を行う閾値を調整した場合でも、テレビの音が聞きにくくなってしまうという問題がある。

このように、マイク入力信号と外部入力信号とを出力する従来の補聴器では、使用者が聞きたい音を適切に聞くことができないので、補聴効果を十分に得ることが困難であった。

本発明の課題は、マイク入力信号と外部入力信号とを出力する構成において、従来よりも補聴効果を向上させることが可能な補聴器を提供することにある。

第１の発明に係る補聴器は、マイクと、外部入力端子と、補聴処理部と、レシーバと、混合部と、類似度算出部と、混合比決定部と、を備えている。マイクは、使用者に装着された状態における使用者の顔の正面方向の音を取得する。外部入力端子は、外部機器から入力される入力音を取得する。補聴処理部は、マイクおよび外部入力端子から出力された音信号を受信して、音信号に対して補聴処理を行う。レシーバは、補聴処理部において補聴処理された音信号を受信して出力する。混合部は、マイクに入力された音信号と外部入力端子に入力された音信号とを混合してレシーバに音信号を出力する。類似度算出部は、マイクから入力された音信号と外部入力端子から入力された音信号との間の相関度を算出する。混合比決定部は、類似度算出部における算出結果に基づいて、混合部におけるマイクに入力された音信号と外部入力端子に入力された音信号との混合比を決定し、混合部に送信する。

本発明の補聴器は、以上のような構成により、使用者がその音を聞きたいと興味を持った方向に対して顔を向けるという行動に着目し、使用者の正面方向の音を取得するマイクによって使用者の顔の正面に外部機器（テレビ等）以外の音が有るか否かを判断し、周囲音の中から使用者が聞きたい音を判別することができる。この結果、マイクに入力された音信号と外部入力端子に入力された音信号とを適切な混合比によって混合して出力することができるため、従来よりも補聴効果を向上させることができる。

本発明の実施の形態１に係る補聴器の構成を示す斜視図。 図１の本発明の実施の形態１に係る補聴器のブロック図。 図２の補聴器に搭載された混合比決定部を示すブロック図。 図１の補聴器における動作を示すフローチャート。 図１の補聴器に含まれる状態検出部において検出を行う状態の一覧を示す図。 図１の補聴器における具体的動作例を示す説明図。 図１の補聴器における具体的動作例を示す説明図。 図１の補聴器における他の具体的動作例を示す説明図。 図１の補聴器における他の具体的動作例を示す説明図。 図１の補聴器における他の具体的動作例を示す説明図。 本発明の他の実施形態に係る補聴器の構成を示す斜視図。

以下に、本発明の一実施の形態に係る補聴器１００について、図１〜図１０を用いて説明する。

図１は、本実施の形態に係る補聴器１００の構成図、図２は、図１の補聴器１００の制御ブロック図である。図１および図２において、１０１は指向性マイク、１０２は外部入力端子、１０４は減算器、１０５，１０６は増幅器、１０７，１０８は補聴フィルタ、１０９は類似度算出部、１１０は正面音検出部、１１１は混合比決定部、１１２は混合部、１１３はレシーバである。

本実施形態の補聴器１００は、指向性マイク１０１、外部入力端子１０２、減算器１０４、増幅器１０５，１０６、補聴フィルタ１０７，１０８、類似度算出部１０９、正面音検出部１１０、混合比決定部１１１、混合部１１２、レシーバ１１３を、本体ケース１内に収納しており、電池２によって駆動される。

指向性マイク１０１は、本体ケース１の表面に形成された開口３を介して、本体ケース１外に通じている。

レシーバ１１３は、湾曲状の耳掛け部４を介して、使用者の耳管内へ挿入される装着部５に連結されている。また、レシーバ１１３は、本体ケース１の外表面に露出したボリューム９によって設定された大きさで音を出力する。

外部入力端子１０２は、テレビ６（外部機器の一例）をノイズのないクリアーな音で楽しむために、テレビ６から出力される音を直接的に補聴器１００に入力するために設けられている。なお、補聴器１００とテレビ６とを有線で接続する場合には、外部入力端子１０２として、通信用のリード線７の接続端子を用いることができる。また、補聴器１００とテレビ６とが無線で接続されている場合には、外部入力端子１０２として、無線通信用のアンテナを用いることができる。

また、補聴処理部１５０は、減算器１０４、増幅器１０５，１０６、補聴フィルタ１０７，１０８、類似度算出部１０９、正面音検出部１１０、混合比決定部１１１、混合部１１２を含むように構成されている。なお、図１の８は電源スイッチであって、使用時および不使用時に操作され、補聴器１００の電源をＯＮ／ＯＦＦする。また、９はボリュームであって、指向性マイク１０１に入力された音の出力音を調整して、大きくしたり、小さくしたりする。

図１に示した補聴器１００は、耳掛け式（ＢＴＥ（Behind-the-ear））の補聴器であって、耳掛け部４が耳の上部に掛けられた状態で、本体ケース１が耳の後ろ側に沿うように装着される。また、装着部５は、使用者の耳管内に挿入された状態で使用される。

指向性マイク１０１は、補聴器１００の使用者の正面にある音源から発せられる音（使用者の正面から聞こえてくる音）を取得し、マイク入力信号１２３として類似度算出部１０９、減算器１０４に出力する。

ここで、指向性マイク１０１によって音が取得される使用者の正面の範囲は、以下のように定義される。

具体的には、人間の視野角は、顔の正面方向を０度とした場合に左右それぞれに９０〜１０５度の広がり（つまり、顔の正面における左右方向に１８０〜２１０度の広がり）を持っている。そして、この視野角のうち、比較的明瞭に認知可能な範囲である有効視野角の範囲（顔の正面における４〜２０度）を考慮すれば、使用者の顔の正面とは、左右方向に２０〜４０度の範囲と定義される。よって、使用者の顔の正面（左右２０〜４０度の範囲）において、聞こえてくる音を拾うように、指向性マイク１０１が設定されていることが好ましい。

一方、外部入力端子１０２は、リード線７等の有線手段を介して、またはブルートゥースやＦＭ電波などの無線手段を介して、テレビ６から出力される音が直接入力される。そして、外部入力端子１０２に入力された音は、外部入力信号１２４として類似度算出部１０９、減算器１０４、増幅器１０６に出力される。

減算器１０４は、外部入力端子１０２から入力されたテレビ６やＣＤ等の音を利用して、指向性マイク１０１に回り込んだテレビ６の音をキャンセルするノイズキャンセル処理を行い、増幅器１０５に出力する。なお、ノイズキャンセル処理には、外部入力の位相を反転させ、マイク入力から減算するなどの方法を利用すればよい。

増幅器１０５は、指向性マイク１０１から入力されたマイク入力信号１２３を増幅して、補聴フィルタ１０７に対して出力する。

増幅器１０６は、外部入力端子１０２から入力された外部入力信号１２４を増幅して、補聴フィルタ１０８に対して出力する。

補聴フィルタ１０７，１０８は、使用者の聴力に応じた補聴処理を行い、それぞれマイク入力補聴信号１２８、外部入力補聴信号１２９を混合部１１２に対して出力する。

正面音検出部１１０は、取得したマイク入力信号１２３に基づいて正面の音が含まれているか否かを判定する。ここで、正面音検出部１１０は、使用者の顔の正面方向からの音が含まれていると判定した場合には「＋１」、含まれていないと判定した場合には「−１」とする判定結果を、正面音検知信号１２２として混合比決定部１１１に出力する。

類似度算出部１０９は、指向性マイク１０１から入力されたマイク入力信号１２３と外部入力端子１０２から入力された外部入力信号１２４との相関関係の程度（相関度）を求める。ここで、両信号の相関度が低いと判断した場合には、マイク入力信号１２３と外部入力信号１２４との間に異なる信号、すなわち使用者の顔の正面方向から指向性マイク１０１で取得可能な音が聞こえてきたものと判定する。そして、類似度算出部１０９は、使用者の顔の正面方向に外部入力と異なる音がある場合に「＋１」、無い場合に「−１」とする前方環境音存在信号１２５を、混合比決定部１１１に対して出力する。

混合比決定部１１１は、正面音検知信号１２２と前方環境音存在信号１２５とに基づいて、補聴フィルタ１０７，１０８から出力された補聴処理後のマイク入力補聴信号１２８と補聴処理後の外部入力補聴信号１２９とを、どのような割合で混合してレシーバ１１３から出力すればよいかを判断して、混合比率（優勢度とも表現される）を決定する。

混合部１１２は、混合比決定部１１１から送られてきた混合比信号１２６に基づいて決定される混合比によって、補聴フィルタ処理されたマイク入力補聴信号１２８と外部入力補聴信号１２９とを混合し、レシーバ１１３に対して混合信号１２７を出力する。

レシーバ１１３は、混合部１１２から受信した混合信号１２７を出力する。
なお、補聴処理部１５０において行われる補聴処理としては、ＮＡＬ−ＮＬ１法などの公知な技術を用いることができる（例えば、原著者ＨａｒｖｅｙＤｉｌｌｏｎ, 監訳者中川雅文「補聴器ハンドブック」Ｐ２３６参照。）。

（混合比決定部１１１の詳細な構成）
図３は、図２に示した混合比決定部１１１の詳細な構成図である。

混合比決定部１１１は、図３に示すように、状態検出部２０１、経過時間算出部２０２、混合比算出部２０３を有している。

状態検出部２０１は、正面音の有無と正面の音の種類によって想定される使用者の状態を判別し、状態信号２１１を出力する。

経過時間算出部２０２は、状態信号２１１に基づいて、前記状態が継続している継続時間を算出する。そして、経過時間算出部２０２は、前記状態とその継続時間とに基づいて生成される継続時間付き状態信号２１２を、混合比算出部２０３に対して出力する。なお、状態検出部２０１において検出された前記状態が変化した場合には、継続時間は０にリセットされる。

混合比算出部２０３は、マイク入力補聴信号１２８と外部入力補聴信号１２９とをどのような割合で混合すれば良いかを表す混合比αを保持している。そして、混合比算出部２０３は、継続時間付き状態信号２１２と混合比αとに基づいて混合比αの値を更新するとともに、混合部１１２に対してこの混合比αを示す混合比信号１２６を出力する。なお、混合比αとは、マイク入力補聴信号１２８を割合α、外部入力補聴信号を割合（１−α）で混合することを示す指標である。

＜本補聴器１００の動作＞
以上のように構成された補聴器１００を用いた使用者が、自宅でテレビ６を見ながら家族と会話する場面を想定し、図４に示すフローチャートを用いて、本実施形態の補聴器１００の動作について説明する。

まず、ステップ３０１（音取り込みステップ）では、指向性マイク１０１によって使用者の前方（顔の正面方向）の音を取得し、また外部入力端子１０２を介してテレビ６の音を取得する。

次に、ステップ３０２（正面音検出ステップ）では、指向性マイク１０１によって取得された使用者の顔の正面方向の音に基づいて、正面から音が来ているかどうかを判定し、正面音検知信号を出力する。正面から音が来ているか否かの判定は、例えば、指向性マイク１０１において取得された音圧レベルに基づいて判定すればよい。

次に、ステップ３０３（類似度算出ステップ）では、類似度算出部１０９において、指向性マイク１０１を介して入力されたマイク入力信号１２３と、外部入力端子１０２を介して入力された外部入力信号１２４との相関係数（相関度）を求める。ここで、相関係数が高くない場合（例えば、相関係数０．９以下の場合）は、類似度算出部１０９は、マイク入力信号１２３と外部入力信号１２４との間に異なる音があるものと判断する。これにより、使用者の顔の正面方向に話をしている家族がいることを検出することができる。ここで、上記相関係数の算出は、直近の２００ｍｓｅｃ間に入力された音に対して行われればよい。そして、類似度算出部１０９は、前方環境音存在信号（会話がある場合は「１」、無い場合は「−１」）を混合比決定部１１１に対して出力する。

次に、ステップ３０４（状態検出ステップ）では、ステップ３０２において類似度算出部１０９が取得した前方環境音存在信号１２５と、ステップ３０３において正面音検出部１１０が取得した正面音検知信号１２２とに基づいて、使用者がどのような状態にあるかを検出する。

ここで、使用者の状態は、図５に示すように、テレビ６以外の音が指向性マイク１０１から入力されているか（すなわち、家族の会話がある）を表す前方環境音存在信号１２５と、使用者の顔の正面方向に音があるかを示す正面音検知信号１２２との組合せによって表される。

通常、使用者の顔の正面からの音がテレビ６である状態Ｓ１では、使用者はテレビ６の音声に着目している状態であることが予想される。

また、正面からの音がテレビ６以外である状態Ｓ２では、使用者は正面にあるテレビ６以外の音（すなわち、正面にいる家族の話し声）に着目していることが想定される。

さらに、正面からの音がない状態Ｓ３は、会話の途中で話が途切れている状態や、使用者が何も音がない方向を向いている状態が想定される。使用者の正面に何も音がない場合には、テレビ６や周囲の音に対して何に着目するかが均等の状態であることが想定される。また、使用者は次の発話を待っている場合でも、その発話があるかどうかはその時点では分からない。このため、この状態では、特に顔の正面方向の音だけを聞こうとしている状態ではなく、テレビ６の音や正面を含む周囲の音に対して、次に着目する音を見つけるまでの状態であると想定される。

次に、ステップ３０５（経過時間算出ステップ）では、ステップ３０４において検出された状態がどの程度続いているか算出し、混合比算出部２０３に対して継続時間付き状態信号２１２を出力する。この時、ステップ３０４において検出された状態が変化した場合は、継続時間を０にリセットし、状態が変化していない場合は、その継続時間を更新する。

次に、ステップ３０６（混合比算出ステップ）では、継続時間付き状態信号２１２と、直前の混合比αとに基づいて、以下の式で混合比αの更新を行う。

ここで、各状態に切り替わったときの時刻ｔｉｎを当該状態での継続時間、αｉｎｉｔｉａｌを各状態に切り替わったときのαの初期値、αｍａｘ、αｍｉｎ、αｃｅｎｔｅｒをそれぞれαのとりうる最大値と最小値と中間値、αを継続時間ｔｉｎに応じてαを増加させる割合、ｂを継続時間ｔｉｎに応じてαを減算させる割合、Ｌｐを通常人が発話と発話の間に息継ぎをするなどに必要となる空白時間（約３秒程度）とすると、各状態になってからｔｉｎ時間経過した時刻ｔ１＋ｔｉｎにおける混合比αの値は、以下の（式１）のように計算できる。

（式１）

本実施形態では、以上の式１に従って混合比αを算出することにより、使用者が正面にいる家族の会話に対して興味を持っている状況が想定される状態Ｓ２において、使用者の正面に家族の会話が検出されてから混合比αを最大混合比αｍａｘまで増加させることができる。そして、この混合比αの値が０．５以上に増加によって、マイク入力補聴信号１２８の入力を外部入力補聴信号１２９よりも優勢にすることができる。

さらに、使用者の正面にテレビ６がありテレビ６の音を聞いている状態Ｓ１の場合、混合比αを初期値αｉｎｉｔｉａｌから最小値αｍｉｎまで減少させる。これにより、外部入力補聴信号１２９の優勢度をマイク入力補聴信号１２８よりも高めて、外部入力音をマイク入力音よりも優先的に聞くことができる。すなわち、この場合には、テレビ６の音をマイク入力音よりも優勢に聞くことができる。

また、使用者の正面に音がない状態Ｓ３では、会話の途中で話が途切れて顔の正面方向からの音がない状態である可能性がある。このため、例えば、相手が次の発話を行うのに必要な時間Ｌｐの間、直前の混合比を維持したまま会話相手の発話があるまで待機する。しかし、会話がないまま時間Ｌｐを過ぎた場合は、指向性マイク１０１からのマイク入力信号１２３の優勢度を下げて他の音への注意を払うことができるように、混合比αの値を小さくする方向に変化させる。このとき、最終的に混合比αcenterに漸近させることにより、次にどの音へ着目するかを阻害することなく、混合比αを制御することができる。これにより、マイク入力補聴信号１２８および外部入力補聴信号１２９の両者に対して、適度に聞き取れる状態を実現でき、重要な情報を聞き逃すことが無くなる。

以上のように、ステップ３０６（混合比算出ステップ）では、使用者の状態、各状態の継続時間、現在の混合比に基づいて、直近の状態に応じた新たな混合比を算出する。

ステップ３０７（キャンセル処理）では、減算器１０４において、マイク入力信号１２３と外部入力信号１２４とのゲインを揃えた後、マイク入力信号１２３から外部入力信号１２４を減算する。これにより、減算器１０４は、周辺の会話状況に応じた信号を抽出し、増幅器１０５に出力することができる。

ステップ３０８（増幅処理ステップ）では、増幅器１０５，１０６にそれぞれ入力された信号を増幅し、補聴フィルタ１０７，１０８に出力する。

ステップ３０９（補聴処理ステップ）では、ステップ３０８において増幅されたマイク入力信号１２３と外部入力信号１２４とを、使用者の聴力データに基づいて、補聴フィルタ１０７，１０８によってフィルタバンク処理して複数の周波数帯に分け、各周波数帯ごとに利得調整を行う。そして、補聴フィルタ１０７，１０８は、その結果を、マイク入力補聴信号１２８および外部入力補聴信号１２９として、混合部１１２に出力する。

ステップ３１０（混合処理ステップ）では、混合部１１２が、ステップ３０６において得られた混合比αに基づいて、ステップ３０９において得られたマイク入力補聴信号１２８と外部入力補聴信号１２９とを混合して混合信号を生成する。

ステップ３１１（出力ステップ）では、混合部１１２が、レシーバ１１３に対して混合信号１２７を出力する。

ステップ３１２（電源ＯＦＦステップ）では、電源スイッチ８がＯＦＦになったか否かを検出する。ここで、電源スイッチ８がＯＦＦになっていない場合には、ステップ３０１に戻って処理を繰り返す。一方、電源スイッチ８がＯＦＦになっている場合には、処理を終了する。

＜本補聴器１００のより詳細な動作＞
次に、本実施の形態における補聴器１００の具体的な動作を、図６（ａ）〜図６（ｅ）および図７を用いて説明する。

図６（ａ）〜図６（ｅ）および図７では、補聴器１００の使用者（お父さんＡ）が自宅のテレビ６でドラマを見ている時に、家族（お母さんＢ）から話しかけられるという場面を想定する。

具体的には、補聴器１００において処理を開始してから５秒後に、お母さんＢがお父さんＡに、小さい声で「お父さん、このドラマに出ているＣって可愛いよね」と発話し、しばらくして（１８秒後）、Ｃさんの笑顔がテレビ６に映り、お母さんＢが興奮して大きな声で「ほら〜、可愛いでしょ」とお父さんＡに同意を求める発話をする。それに対して、お父さんＡが「そうだね」と答えるという一例を挙げて説明する。

上記会話例を図６（ｅ）、前方環境音存在信号を図６（ｄ）、正面音検出信号を（図６（ｃ）、混合比信号を図６（ｂ）、状態信号を図６（ａ）にそれぞれ示す。

また、混合比αの初期値であるαｉｎｉｔｉａｌを０．１、αｍｉｎを０．１、αｍａｘを０．９、αｃｅｎｔｅｒを０．５、Ｌｐを３とする。混合比αの初期値αｉｎｉｔｉａｌ=０．１であることから、混合比α＝０．１から開始される。

ここで、図６（ｅ）に示すように、処理開始後の最初の５秒間は家族間で会話はなく、使用者がテレビ６をただ見ている状態であるため、状態Ｓ１と判定され、混合比αは最小値の０．１のままである。したがって、外部入力信号１０２であるテレビ６の音とマイク入力信号１２３の音とは、９：１で混合され、レシーバ１１３から出力される。

次に、処理開始から５秒後に「お父さん、このドラマに出ているＣさんって可愛いよね。」とお母さんＢがお父さんＡに話しかける。このとき、マイク入力信号１２３の割合が０．１と少ないものの、呼びかけに対してお父さんＡが、お母さんＢの方に振り向くことにより、一旦テレビ６からお母さんの方に向く間に正面音が途切れ、そしてお母さんの方に向いた時点で正面音が検出される。このとき、その音がテレビ６ではない話し声であるため、前方環境音存在信号１２５として（−１）が出力される。すなわち、状態信号２１１が、状態Ｓ３を経て状態Ｓ２に移行する。

状態Ｓ２では、上述した（式１）に従って、状態Ｓ２に移行してから１秒間後に、混合比αが増大することでマイク入力信号１２３の混合比率が高くなり、マイク入力信号１２３の聞き取りがしやすくなる。これにより、お父さんＡがお母さんＢの発話「このドラマに出ているＣさんって可愛いよね。」を聞き取ることができる。

処理開始から１３秒後、「このドラマに出ているＣさんって可愛いよね。」という音声入力が終了した後、状態Ｓ３へ移行する。状態Ｓ３に移行した後、発話が続く可能性がある間（Ｌｐ）は混合比αを維持する。そして、状態Ｓ３に移行してから経過した時間ｔｉｎがＬｐを越えた後、混合比αをαｃｅｎｔｅｒまで低下させる。

次に、処理開始から１８ｓ後、Ｃさんがテレビ６の画面に再度登場し、これを見たお母さんＢが「ほら〜、可愛いでしょ。」と発話する。この時、再び状態Ｓ２に移行して混合比αの値が再び０．９まで上昇するため、お父さんＡは、お母さんＢの発言をもれなく聞きとって、同意を行う会話である「そうだね」と返答することができる。

これに対して、従来手法の音圧による混合比の制御を行う方法では、お母さんＢの発話が所定の音圧レベルを超えた場合にのみ、処理が行われる。そのため、処理開始５秒後の「お父さん、このドラマに出ているＣさんって可愛いよね。」という発話が、本会話例のように小さい声で行われた場合には、混合比を変更する制御が行われないため、この発話を聞き取ることができない。そして、処理開始１８秒後に、テレビ６の画面に映し出されたＣさんの笑顔を見て興奮して行われた発話「ほら〜、可愛いでしょ。」の意味を、使用者は理解することができず、うまくコミュニケーションが成立しなくなってしまう。

これに対して、本実施形態の補聴器１００によれば、上述したように、従来よりも補聴効果を向上させることで、従来では上手く行えなかったコミュニケーションを確実に行うことができる。

続いて、さらに異なる例として、使用者（お父さんＡ）が自宅でテレビ６のニュースを見ており、周りでは子供Ｄ，Ｅがゲームをやり、お母さんＢが子供Ｄ，Ｅがゲームをしているのをやめさせようとしている状況における補聴器１００の処理について、以下で説明する。

ここでは、お父さんはその会話には余り触れず、テレビ６でニュース以外の番組がやっているかどうかを調べるために新聞Ｆのテレビ欄を見ている状況を想定し、図８（ａ）〜図８（ｅ）、図９および図１０を用いて説明する。

具体的には、図９および図１０に示すような配置において、図８（ａ）〜図８（ｅ）に示すように、まずお母さんＢが「そろそろゲームをやめなさい。」と子供Ｄ，Ｅに促す.これに対して、子供Ｄ，Ｅは反発し「もうちょっと。」、「やだよー。」と発話する。さらに、お母さんＢが「宿題やりなさい！！」と怒り、最後には「お父さんも何か言ってよー。」と助けを求めている。さらに、このときお父さんＡは、テレビ６で他にどのような番組がやっているかを調べるために、ニュースを聞きながら新聞Ｆのテレビ欄を見ているものとする。

従来の音圧による手法では、これら周りの声を指向性マイク１０１が拾って混合比を変更する制御が行われるため、お父さんＡは外部入力音であるニュースの音を聞きにくくなってしまう。さらに、処理開始から約１０秒後に、例えば、正面のテレビ６の方向から右４５度顔を回転させ、テーブルの上の新聞Ｆに手を伸ばすことにより、途中で周りの会話の音声の入力を外部入力よりも優勢（混合比０．９）にした場合には、お父さんＡは、ニュースの音声が聞き取れない状態になってしまう。

これに対して、本実施の形態に係る補聴器１００によれば、お父さんＡが顔を動かしたり、新聞を取ったりした場合でも、顔の正面方向にお母さんＢや子供Ｄ，Ｅがいないため、外部入力であるニュースの音声が聞き取りにくくなるように、外部入力に対する混合比αの値を変化させすぎることを回避することができる。また、本実施形態の補聴器１００では、お茶を手に取ることなくお父さんＡの顔さえ動かなければ、混合比αが最小値の０．１のまま変わらない。これにより、上述のようにお母さんＢや子供Ｄ，Ｅの声に邪魔されずに、外部入力信号１２４として入力されるテレビ６のニュースの音声を明確に聞き取ることができる。

図８（ａ）〜図８（ｅ）に、そのときの状況を示す。なお、混合比αなどのパラメータについては、図６（ａ）〜図６（ｅ）の例と同様とする。

処理開始０秒後から、お母さんＢの「そろそろゲームをやめなさい。」という声に続いて、子供Ｄ，Ｅが「もうちょっと。」、「やだよー。」、さらにお母さんＢが「宿題やりなさい！！」と答えている。さらに途中で、お父さんＡが、新聞を手に取っている。補聴器１００の使用者であるお父さんＡは、周りで会話が行われているが、会話をしている子供Ｄ，Ｅやお母さんＢの方を向いていないので、テレビ６以外の会話が指向性マイク１０１からほとんど入ってこないため、前方環境音存在信号１２５は＋１になることはない。そのため、状態Ｓ３へ移行し、混合比αは、外部入力と指向性マイク１０１の入力とが均等となるように変化する。

その後、お母さんＢの「お父さんも何か言ってよ。」という発話に反応し、お父さんＡが、図１０に示すように、お母さんＢの方に顔を動かすと、指向性マイク１０１によってお母さんＢの声を取得し、前方環境音存在信号１２５が＋１となる。これにより、混合比αの値が増大し、その後、子供Ｄ，Ｅにゲームをやめさせる会話を行うために必要な会話（マイク入力信号１２３）に対する混合比αが増大するため、お父さんＡは、自然に周辺の会話を聞き取り易くなる。

以上のように、本実施の形態に係る補聴器１００によれば、使用者の顔の動きを利用することなく指向性マイク１０１における入力と、指向性マイク１０１において取得された音とによって、使用者のマイク入力補聴信号１２８と外部入力補聴信号１２９との混合比（優勢度）αを適切に変更することができる。この結果、使用者が着目している音を従来よりも確実に聞き取り易くして、従来よりも補聴効果を向上させることができる。

＜主な特徴＞
本実施形態に係る補聴器１００は、指向性マイク１０１と外部入力端子１０２と補聴処理部１５０とレシーバ１１３と混合部１１２と類似度算出部１０９と混合比決定部１１１とを備えており、指向性マイク１０１に入力された音信号と外部入力端子１０２に入力された音信号との混合比を決定する混合比決定部１１１に、類似度算出部１０９とを接続している。

ここで、類似度算出部１０９は、指向性マイク１０１において取得した使用者の顔の正面方向からの音と外部入力端子１０２に入力される音との相関度、つまり両音信号が類似しているか否かを検出するために設けられている。具体的には、指向性マイク１０１において取得した使用者の顔の正面の音と、外部入力端子１０２から取得した音とがほぼ一致している場合には、類似度算出部１０９は、両信号の相関度が高いと判断する。

すなわち、このような状況は、使用者がテレビ６の方向を向いて、集中してテレビ６を見ている状況が想定される。

これにより、使用者がテレビ６から出力される音を集中して聞きたい状況では、使用者の顔の正面からの音がほとんどテレビ６の音のみであるか否かを検出して、外部入力端子１０２からの音信号をマイク入力音よりも優勢にする。この結果、使用者が興味のない周りの人の雑談の声が邪魔になることを回避することができる。

一方、外部入力端子１０２から入力された音信号をマイク入力信号よりも優勢にしている状態で、例えば、使用者が家族から話しかけられた場合には、その家族の方向に使用者の顔が向いたことを、正面音検出部１１０と類似度算出部１０９とによって検出する。

すなわち、この場合には、指向性マイク１０１によって取得された使用者の顔の正面方向の音（家族の声）と、外部入力端子１０２において取得された音（テレビ６の出力音）との相関度が低くなる。

これにより、家族の話を聞こうとする使用者の意思を示す顔の動作に応じて、指向性マイク１０１から入力された音信号の優勢度を外部入力端子１０２から入力された音信号よりも高めることで、家族の話を適切に聞き取ることができる。よって、指向性マイク１０１から取得した音を聞きたい補聴器１００の使用者に対して、外部入力信号よりもマイク入力信号の優勢度を高めることが可能になる。

本実施形態の補聴器１００では、以上のように、使用者の意思に応じて適切な音の優勢度を高めた補聴処理を行うことができるため、従来よりも補聴効果を向上させることができる。

また、本実施形態の補聴器１００では、正面音検出部１１０と類似度算出部１０９とにおいて、使用者の顔の向きがテレビ（外部機器）６の方向に向いていることが検出された場合に、混合比決定部１１１において、指向性マイク１０１において取得された音の優勢度を低下させるように、混合比αを変更することができる。

これにより、テレビ６等の外部機器の出力音を聞きたい使用者に対して、外部入力信号の優勢度を高める混合比αに変更することができる。

また、本実施形態の補聴器１００では、正面音検出部１１０において使用者の顔の正面方向から音を取得していないと判定された場合には、混合比決定部１１１において指向性マイク１０１において取得された音信号と外部入力端子１０２において取得された音信号の優勢度を中庸にする混合比αに変更する。

すなわち、本実施形態の補聴器１００では、使用者の正面方向から音が取得されない場合には、使用者が周辺の様子に気を配っている状況を想定し、指向性マイク１０１および外部入力端子１０２において取得された音信号の優勢度をほぼ均等（混合比α≒０．５）に設定する。

これにより、使用者が、周辺の様子に気を配るために必要な優勢度で、マイク入力信号を提供することができる。かつ、この時、外部入力端子１０２において取得された音も同様に聞くことができる。

また、本実施形態の補聴器１００では、混合比決定部１１１が、使用者の正面方向からの音の有無と、使用者の正面方向からの環境音の有無とによって決定される使用者の状態を検出する状態検出部２０１と、状態検出部２０１において検出された状態が継続している時間を計測する経過時間算出部２０２と、状態検出部２０１において検出された状態と経過時間算出部２０２において算出された継続時間と直前の混合比αとに基づいて新たな混合比αを算出する混合比算出部２０３と、を有している。

これにより、正面音検出部１１０と類似度算出部１０９とにおいて使用者の正面方向からの音の有無とその種類とに基づいて使用者の状態を判定し、その状態の継続時間に基づいて混合比αを計算することができる。

また、本実施形態の補聴器１００では、混合比算出部２０３において、さらに各状態に入ったときの混合比αと状態検出部２０１において検出された状態と経過時間算出部２０２において算出された継続時間とに基づいて、混合比αを決定する混合比決定テーブルを設けてもよい。

これにより、混合比決定テーブルを用いて、テーブルルックアップ処理によって混合比αの演算をすることなく補聴処理を行うことができるため、状況に応じた効率のよい適切な補聴処理を行うことができる。

［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

（Ａ）
上記実施形態では、補聴処理部１５０が、類似度算出部１０９や正面音検出部１１０、混合比決定部１１１および混合部１１２等を含むような構成を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、混合部等の構成については、必ずしも補聴処理部内に設けられている必要はなく、それぞれの構成、あるいは一部の構成が補聴処理部に対して並列関係で別々に設けられている構成であってもよい。

（B）
上記実施形態では、使用者の顔の正面の音を取得するために指向性マイク１０１を利用した補聴器１００を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、図１１に示すように、装着状態における使用者の正面方向において前後に配置された無指向性マイク１１４，１１４を備え、２つの無指向性マイク１１４，１１４において得られる音を信号処理することによって使用者の顔の正面方向への指向性を持たせてもよい。

（Ｃ）
上記実施形態では、混合比算出部２０３が、上述した式１に基づいて、混合比αを計算する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、各状態ごとに混合比αの初期値と継続時間とに基づいて、混合比αを選択的に取り出せるテーブル（混合比決定テーブル）を、補聴器１００内に設けられた記憶手段等に用意しておいてもよい。

これにより、混合比αの演算を行うことなく、容易に混合比αの値を決定することができる。

（Ｄ）
上記実施形態では、補聴器１００の外部入力端子１０２に接続された外部機器として、テレビを例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、テレビ以外の外部機器として、ＣＤ／ＭＤプレイヤー、ＤＶＤ／ＨＤＤレコーダー、携帯型オーディオプレイヤー、ラジオ等のオーディオ機器、カーナビゲーションシステム、パソコンなどの情報機器、ドアホンなどのホームネットワーク機器、ガスコンロ、電磁調理器などの調理機器等を、外部入力端子１０２を介して補聴器に接続してもよい。

本発明に補聴器は、使用者の顔の動きに応じて適切な補聴動作を行うことで、従来よりも補聴効果を向上させることができるという効果を奏することから、テレビ、ＣＤ／ＭＤプレイヤー、ＤＶＤ／ＨＤＤレコーダー、携帯型オーディオプレイヤー、カーナビゲーションシステム、パソコンなどの情報機器、ドアホンなどのホームネットワーク機器、ガスコンロ、電磁調理器などの調理機器などを含む各種外部機器と、無線や有線を介して接続可能な補聴器に対して広く適用可能である。

１ 本体ケース
２ 電池
３ 開口
４ 耳掛け部
５ 装着部
６ テレビ（外部機器の一例）
７ リード線
８ 電源スイッチ
９ ボリューム
１００ 補聴器
１０１ 指向性マイク
１０２ 外部入力端子
１０４ 減算器
１０５ 増幅器
１０６ 増幅器
１０７ 補聴フィルタ
１０８ 補聴フィルタ
１０９ 類似度算出部
１１０ 正面音検出部
１１１ 混合比決定部
１１２ 混合部
１１３ レシーバ
１１４ 無指向性マイク
１２２ 正面音検知信号
１２３ マイク入力信号
１２４ 外部入力信号
１２５ 前方環境音存在信号
１２６ 混合比信号
１２７ 混合信号
１２８ マイク入力補聴信号
１２９ 外部入力補聴信号
１５０ 補聴処理部
２００ 補聴器
２０１ 状態検出部
２０２ 経過時間算出部
２０３ 混合比算出部
２１１ 状態信号
２１２ 継続時間付き状態信号

特開平１−１７９５９９号公報

Claims (6)

1. 使用者に装着された状態における使用者の顔の正面方向の音を取得するマイクと、
   外部機器から入力される入力音を取得する外部入力端子と、
   前記マイクおよび前記外部入力端子から出力された音信号を受信して、前記音信号に対して補聴処理を行う補聴処理部と、
   前記補聴処理部において補聴処理された音信号を受信して出力するレシーバと、
   前記マイクに入力された音信号と前記外部入力端子に入力された音信号とを混合して前記レシーバに音信号を出力する混合部と、
   前記マイクから入力された音信号と前記外部入力端子から入力された音信号との間の相関度を算出する類似度算出部と、
   前記類似度算出部における算出結果に基づいて、前記混合部における前記マイクに入力された音信号と前記外部入力端子に入力された音信号との混合比を決定し、前記混合部に送信する混合比決定部と、
   を備えている補聴器。
2. 前記類似度算出部において前記相関度が低いことが検出されると、
   前記混合比決定部は、前記マイクからの入力された音信号の優勢度を前記外部入力端子から入力された音信号よりも高めるように前記混合比を決定する、
   請求項１に記載の補聴器。
3. 前記類似度算出部において前記相関度が高いことが検出されると、
   前記混合比決定部は、前記マイクからの入力された音信号の優勢度を前記外部入力端子から入力された音信号よりも低下させるように前記混合比を決定する、
   請求項１または２に記載の補聴器。
4. 前記マイクで取得された音に基づいて、前記正面方向に音源があるか否かを判定する正面音検出部をさらに備え、
   前記正面音検出部において、前記マイクにおいて取得された音信号に音情報が含まれていないことが検出された場合には、
   前記混合比決定部は、前記マイクにおいて取得された音信号と前記外部入力端子において取得された音信号との優勢度がほぼ均等になるように前記混合比を決定する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の補聴器。
   
   
5. 前記混合比決定部は、
   前記正面音検出部により判定される前記正面方向の音の有無、および前記音が外部入力信号か否かにより決定される使用者の状態を検出する状態検出部と、
   前記状態検出部において検出された状態が継続している時間を計測する経過時間算出部と、
   前記状態検出部において検出された状態と前記経過時間算出部において算出された継続時間と直前の前記混合比とに基づいて、新たな混合比を算出する混合比算出部と、
   を有している、
   請求項４に記載の補聴器。
6. 前記混合比決定部は、前記混合比算出部において前記状態検出部で検出された状態ごとに各状態に入ったときの混合比の初期値と前記経過時間算出部において算出された継続時間とに基づいて混合比を決定可能な混合比決定テーブルを、さらに有し、前記混合比決定テーブルに基づいて新たな混合比を決定する、
   請求項５に記載の補聴器。
   

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