(57)【要約】      （修正有）【課題】バイノーラル補聴器の空間聴覚を改善するための方法を提供する。【解決手段】バイノーラル補聴器において、第１の入力トランスデューサ２４によって環境音２５から第１の入力信号を生成し、第１の入力信号から第１の基準信号３２を導出する。第２の入力トランスデューサ２８によって環境音から第２の入力信号３０を生成し、第２の入力信号から第２の基準信号３４を導出する。第１の基準信号及び第２の基準信号から第１のバイノーラルビームフォーマ信号３６を導出する。第１の基準信号及び第１のバイノーラルビームフォーマ信号から第１のコヒーレンスパラメータ３８を導出し、第１のコヒーレンスパラメータから第１の混合パラメータ４０を導出する。第１の出力信号４２を生成するために、第１の基準信号及び第１のバイノーラルビームフォーマ信号を第１の混合パラメータに基づいて混合する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイノーラル補聴器（２０）の空間聴覚を改善するための方法であって、前記バイノーラル補聴器（２０）が、第１のローカルユニット（２１）及び第２のローカルユニット（２２）を含み、
前記第１のローカルユニット（２１）において、第１の入力トランスデューサ（２４）によって環境音（２５）から第１の入力信号（２６）が生成され、前記第１の入力信号（２６）から第１の基準信号（３２）が導出され、
前記第２のローカルユニット（２２）において、第２の入力トランスデューサ（２８）によって前記環境音（２５）から第２の入力信号（３０）が生成され、前記第２の入力信号（３０）から第２の基準信号（３４）が導出され、
前記第１の基準信号（３２）及び前記第２の基準信号（３４）から第１のバイノーラルビームフォーマ信号（３６）が導出され、
前記第１の基準信号（３２）及び前記第１のバイノーラルビームフォーマ信号（３６）から第１のコヒーレンスパラメータ（３８）が導出され、
前記第１のコヒーレンスパラメータ（３８）から第１の混合パラメータ（４０）が導出され、
第１の出力信号（４２）を生成するために、前記第１の基準信号（３２）と前記第１のバイノーラルビームフォーマ信号（３６）が前記第１の混合パラメータ（４０）に基づいて混合される、方法。
【請求項２】
前記第１の基準信号（３２）が、第１の入力信号セット（２６、６２）から導出され、前記第１の入力信号セット（２６、６２）の各々が、前記第１のローカルユニット（２１）の対応する入力トランスデューサ（２４、６０）によって前記環境音（２５）から生成される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
少なくともいくつもの周波数帯域にわたって、前記第１の出力信号（４２）の振幅が、前記第１のバイノーラルビームフォーマ信号（３６）の振幅と前記第１の基準信号（３２）の振幅との線形重ね合わせとして得られ、前記線形重ね合わせでは、前記第１のバイノーラルビームフォーマ信号（３６）の前記振幅と前記第１の基準信号（３２）の前記振幅が、前記第１の混合パラメータ（４０）に従って混合される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のコヒーレンスパラメータ（３８）に基づいて、第１の振幅閾値が導出され、
前記第１の混合パラメータ（４０）が、前記第１のコヒーレンスパラメータ（３８）と前記第１の振幅閾値との比較に基づいて得られる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１のコヒーレンスパラメータ（３８）が、複数の後続の時間周波数ビンに対して計算され、
周波数帯域に対する前記第１の振幅閾値が、前記第１のコヒーレンスパラメータ（３８）の対応する前記時間周波数ビンの時間平均から導出される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
第１の位相閾値が、前記第１のコヒーレンスパラメータの位相と比較され、
少なくともいくつもの周波数帯域にわたって、前記比較に基づいて、前記第１の出力信号（４２）の位相が、前記第１の基準信号の位相から及び／又は前記第１のバイノーラルビームフォーマ信号（３６）の位相から得られる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の基準信号（３２）が、前記第１の入力信号（２６）から生成され、
前記第２の基準信号（３４）が、前記第２の入力信号（３０）から生成され、
前記第１のバイノーラルビームフォーマ信号（３６）が、前記第１の基準信号（３２）及び前記第２の基準信号（３４）から生成される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記第１のローカルユニット（２１）において、第１の補助入力信号（６２）が、第１の補助入力トランスデューサ（６０）によって前記環境音（２５）から生成され、
前記第１のバイノーラルビームフォーマ信号（３６）が、少なくとも前記第１の補助入力信号（６２）から導出される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の基準信号（３２）が、前記第１の入力信号（２６）から生成され、
前記第２の基準信号（３４）が、前記第２の入力信号（３０）から生成され、
前記第１のバイノーラルビームフォーマ信号（３６）が、前記第１の基準信号（３２）、前記第２の基準信号（３４）及び前記第１の補助入力信号（６２）から生成される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２のローカルユニット（２２）において、第２の補助入力信号（６６）が、第２の補助入力トランスデューサ（６４）によって前記環境音（２５）から生成され、
前記第１のバイノーラルビームフォーマ信号（３６）が、前記第２の補助入力信号（６６）から導出される、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の基準信号（３２）が、前記第１の入力信号（２６）から生成され、
前記第２の基準信号（３４）が、前記第２の入力信号（３０）から生成され、
前記第１のローカルユニット（２１）において、第１のローカルビームフォーマ信号（６８）が、前記第１の基準信号（３２）及び前記第１の補助入力信号（６２）から生成され、
前記第２のローカルユニット（２２）において、第２のローカルビームフォーマ信号（７０）が、前記第２の基準信号（３４）及び前記第２の補助入力信号（６６）から生成され、
前記第１のバイノーラルビームフォーマ信号（３６）が、前記第１のローカルビームフォーマ信号（６８）及び前記第２のローカルビームフォーマ信号（７０）から導出される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１のローカルユニット（２１）において、前記第１の基準信号（３２）が、前記第１の入力信号（２６）及び前記第１の補助入力信号（６２）から第１のローカルビームフォーマ信号（６８）として生成され、
前記第２のローカルユニット（２２）において、前記第２の基準信号（３４）が、前記第２の入力信号（３０）及び前記第２の補助入力信号（６６）から第２のローカルビームフォーマ信号（７０）として生成され、
前記第１のバイノーラルビームフォーマ信号（３６）が、前記第１の基準信号（３２）及び前記第２の基準信号（３４）から導出される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
環境音（２５）を少なくとも第１の入力信号（２６）に変換するための少なくとも第１の入力トランスデューサ（２４）を有する第１のローカルユニット（２１）と、前記環境音（２５）を少なくとも第２の入力信号（３０）に変換するための少なくとも第２の入力トランスデューサ（２８）を有する第２のローカルユニット（２２）と、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成された信号処理ユニットとを含むバイノーラル補聴器（２０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイノーラル補聴器の空間聴覚を改善するための方法であって、前記バイノーラル補聴器が、第１のローカルユニット及び第２のローカルユニットを含み、第１のローカルユニットにおいて、環境音から第１の基準信号が生成され、第２のローカルユニットにおいて、環境音から第２の基準信号が生成され、第１の基準信号及び第２の基準信号から第１のビームフォーマ信号が導出され、第１の出力信号を生成するために第１の基準信号と第１のビームフォーマ信号が混合される、方法に関する。本発明は、第１のローカルユニット及び第２のローカルユニットを含むバイノーラル補聴器であって、そのような方法を実行するように構成されたバイノーラル補聴器にさらに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の最先端のバイノーラルビームフォーマは、雑音低減を提供し、対象話者のバイノーラルキューを効率的に保存することができる。バイノーラルキューは、音源を定位するために聴者の両耳において利用可能なすべての音響情報を含む。ここでは、ビームフォーミングを介して雑音低減が実行されるバイノーラルビームフォーマにおける適用の場合、典型的には、対象音源のバイノーラルキューが保存されるが、その理由は、ビームフォーミングがこの方向からの音を強化するためである。しかし、典型的な音環境は残留雑音も含み、この残留雑音は雑音低減によって低減すべきものであるが、その結果、残留雑音のバイノーラルキューが歪む。具体的には、これは、音環境の残留雑音が指向性雑音源若しくは少数の指向性雑音源の重ね合わせであるか又は拡散した背景雑音であるかにかかわらず起こり得る。残留雑音のバイノーラルキューの歪みは、結果として得られる音響シーンの知覚に悪影響をもたらす。
【０００３】
この問題の現在の最先端の解決法は、典型的には、リアルタイムアプリケーションにおいて利用可能でも測定可能でもない情報を必要とする。例えば、マルチチャネルウィーナフィルタに基づく解決法は、利用可能でも推定の余地もない対象信号の存在による雑音信号の統計の知識を必要とする。また、同様に、両耳間伝達関数を採用する解決法は、存在するこのタイプの雑音に対して両耳間伝達関数が利用可能であると想定するが、動的音響環境では、大抵の場合は当てはまらない。提案される解決法の別の部類は、バイノーラル出力を生成するために、単一の実数値スカラ共通利得を補聴器又はヒアリングシステムの両側の参照マイクロホンに適用することによって、対象のバイノーラルキューのみならず雑音のバイノーラルキューも保存する。しかし、雑音低減は、通常のビームフォーミング方法と比べてかなり低減される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、本発明の目的は、対象音信号の存在下で依然として残留雑音のバイノーラルキューをできる限り保存しながら雑音低減の実行を可能にするバイノーラルヒアリングシステムを操作するための方法を見出すことである。方法は、好ましくは、音響環境又は信号対雑音比（ＳＮＲ）に関する制限なしで、前記目的を達成するものとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、この目的は、バイノーラル補聴器の空間聴覚を改善するための方法であって、前記バイノーラル補聴器が、第１のローカルユニット及び第２のローカルユニットを含み、第１のローカルユニットにおいて、第１の入力トランスデューサによって環境音から第１の入力信号が生成され、第１の入力信号から第１の基準信号が導出され、第２のローカルユニットにおいて、第２の入力トランスデューサによって環境音から第２の入力信号が生成され、第２の入力信号から第２の基準信号が導出され、第１の基準信号及び第２の基準信号から第１のバイノーラルビームフォーマ信号が導出され、第１の基準信号及び第１のバイノーラルビームフォーマ信号から第１のコヒーレンスパラメータが導出され、第１のコヒーレンスパラメータから第１の混合パラメータが導出され、第１の出力信号を生成するために、第１の基準信号と第１のバイノーラルビームフォーマ信号が第１の混合パラメータに基づいて混合される、方法によって達成される。特定の利点を示し、それら自体に関して独創的な実施形態は、従属請求項によって及び後続の説明において提供される。
【０００６】
本発明の文脈では、環境音又は所定の信号セットからの寄与の他に生成信号への寄与がない場合は、信号は、具体的には、環境音から又は他の所定の信号セットから（すなわち、少なくとも１つの他の信号から）生成される。この点に関し、環境音又は所定の信号セットが信号寄与として導出信号に入力される一方で、環境音又は所定の信号セットからの寄与の他にも導出信号へのさらなる信号寄与が存在する可能性がある場合は、信号は、具体的には、環境音又は他の所定の信号セットから（すなわち、少なくとも１つの他の信号から）導出される。
【０００７】
具体的には、第１のローカルユニット及び第２のローカルユニットはそれぞれ、補聴器ユーザによって、彼の左耳及び彼の右耳にそれぞれ装着されるべきである。この点に関し、第１のローカルユニットは、バイノーラル補聴器のユーザの左耳のローカルユニット１によって又はユーザの右耳のユニット１によって提供することができる。第１及び第２のローカルユニットの各々は、環境音を電気入力信号に（すなわち、第１又は第２の入力信号のそれぞれに）変換するための少なくとも１つの入力トランスデューサ（すなわち、少なくとも第１及び第２の入力トランスデューサのそれぞれ）を含む。具体的には、第１及び第２のローカルユニットの各々は、少なくとも２つの入力トランスデューサを含み得、その結果、ローカルユニットの各々において、それぞれの入力トランスデューサによって環境音から２つの異なる入力信号が生成される。入力トランスデューサは、具体的には、環境音を電気入力信号に変換するように構成された電気音響トランスデューサ（例えば、マイクロホン）によって提供され、Ａ／Ｄ変換は、入力トランスデューサに組み込まれると考えることができる。
【０００８】
具体的には、第１の基準信号は、第１のローカルユニットの第１の入力トランスデューサによって生成された第１の入力信号から直接（すなわち、他の任意の信号からの信号寄与なしで）導出することも、第１の入力信号として直接取り入れることもできる。第１の事例における第１の基準信号は、動的圧縮などの前処理によって第１の入力信号から生成することができる。その代替として、第１の基準信号は、第１の入力信号及び第１の補助入力信号から導出することができ、第１の補助入力信号は、第１のローカルユニットの補助入力トランスデューサによって生成される。例えば、第１のローカルユニットは、第１の入力トランスデューサとしての前部入力トランスデューサと、前記補助入力トランスデューサとしての後部入力トランスデューサとを含み得、第１の入力信号としての前部入力信号及び前記第１の補助入力信号としての後部入力信号のそれぞれを環境音から生成することができ、第１の基準信号は、恐らくは何らかの前処理（周波数依存利得調整など）の後、これらの２つの信号からの信号寄与を含み得る。第２のローカルユニットにおいて生成される第２の基準信号に対しても、同様の条件を保持することができる。
【０００９】
好ましくは、第１の基準信号を導出するために使用される第１のローカルユニットの入力信号の数は、第２の基準信号を導出するために使用される第２のローカルユニットの入力信号の数に対応する。最も好ましくは、それぞれの入力信号から第１の基準信号及び第２の基準信号を生成するためのアルゴリズムは、互いに一貫している。これは、第１の基準信号が第１のローカルユニットにおいて遅延和ビームフォーミングによって２つの入力信号から（すなわち、第１の入力信号及び第１の補助入力信号から）生成される場合、第２の基準信号が第２のローカルユニットにおいてこの場合もやはり遅延和ビームフォーミングによって２つの入力信号から（すなわち、第２の入力信号及び第２の補助入力信号から）生成されることを含む。
【００１０】
好ましくは、第１の出力信号は、第１のローカルユニットの第１の出力トランスデューサによって第１の出力音に変換される。本発明の場合、出力トランスデューサは、具体的には、電気信号によって刺激される機械的振動によって、具体的には、電気信号を音に変換するように構成された電気音響トランスデューサによって提供することができる。第１の出力信号は、第１のバイノーラルビームフォーマ信号及び第１の基準信号から、例えば、これらの２つの信号を重ね合わせとして直接取り入れることによって生成することも、第１のバイノーラルビームフォーマ信号及び第１の基準信号から中間信号として生成することもでき、それに対し、第１の出力信号を生成する前に、さらなる補聴器特有の信号処理（周波数依存利得係数など）のみならず、フィードバック抑制も適用することができる。それに加えて又はその代替として、前記補聴器特有の信号処理及び／又はフィードバック抑制は、第１の出力トランスデューサによって第１の出力信号を出力音に変換する前に第１の出力信号に適用することができる。
【００１１】
第１のコヒーレンスパラメータは、好ましくは、第１の基準信号及び第１のバイノーラルビームフォーマ信号のコヒーレンスについて（具体的には、複素コヒーレンス関数について）の情報を含むように導出される。具体的には、第１のコヒーレンスパラメータは、その絶対値が複素コヒーレンス関数の絶対値において単調な複素コヒーレンス関数の関数として取り入れることができる。第１の混合パラメータは、コヒーレンスパラメータ又はその絶対値に単調に（具体的には、線形的に）依存する関数であり得る。第１の混合パラメータは、周波数依存性であっても、特定の周波数範囲又は所定の周波数帯域セットに依存してもよい。混合パラメータは、具体的には、混合すべき信号の振幅を混合するため及び混合すべき位相又は信号のうちの１つの割り当てを混合するための値を割り当てることができる。
【００１２】
提案される方法は、第１の基準信号（好ましくは、「局所的に（ローカルに）」生成される、すなわち、第１のローカルユニットの入力信号からのみ生成される）と第１のバイノーラルビームフォーマ信号を混合することによって、空間知覚のためのバイノーラルキューを「復元する」ために、これらの２つの信号のコヒーレンスを考慮する。第１のバイノーラルビームフォーマ信号は、典型的には、第１の出力信号を生成するためのいわば主信号であるが、その理由は、バイノーラルビームフォーミングを介して強力で効率的な雑音低減技法を組み込むことができるためである（ただし、空間知覚分解能の損失という代償を払わなければならない可能性がある）。ローカル信号として、第１の基準信号は、空間キューに関するより多くの情報を含むが、大抵の場合は、より多くの雑音も含む。第１のバイノーラルビームフォーミング信号の位相及び／又は振幅情報が基準信号の対応する情報とは実質的に異なる場合（すなわち、これらの２つの信号が「コヒーレンス」を失っている場合）は、これは、第１のバイノーラルビームフォーマ信号の位相及び／又は振幅成分がそれぞれ、第１の基準信号によって提供される「正しい」空間キュー及び知覚に対して多少「歪んでいる」ことを意味する。この事例では、第１の出力信号を生成するために、第１の基準信号の「正しい」位相情報を考慮することによって第１のバイノーラルビームフォーマ信号の位相「歪み」情報を復元すること及び／又は第１の基準信号の「正しい」振幅情報を考慮することによって第１のバイノーラルビームフォーマ信号の振幅「歪み」情報を復元することをそれぞれ行うことができる。これは、具体的には、周波数帯域別に、具体的には、位相情報及び振幅情報に対して独立して、第１の基準信号と第１のバイノーラルビームフォーミング信号を正しく混合することによって行われる。
【００１３】
好ましくは、方法は、第１のローカルユニットにおいて及び第２のローカルユニットにおいて対称的に実行される。すなわち、第１の基準信号及び第２の基準信号から第２のバイノーラルビームフォーマ信号が導出され、第２の基準信号及び第２のバイノーラルビームフォーマ信号から第２のコヒーレンスパラメータが導出され、第２のコヒーレンスパラメータから第２の混合パラメータが導出され、第２の混合パラメータによって第２の基準信号と第２のバイノーラルビームフォーマ信号を混合することによって、第２の基準信号及び第２のバイノーラルビームフォーマ信号から第２の出力信号が生成される。第２の出力信号は、好ましくは、第２のローカルユニットの第２の出力トランスデューサによって出力音に変換される。好ましくは、好ましい実施形態を特徴付ける補助信号などのさらなる信号も、第２のローカルユニットにおいて類似した方法で生成され、導出され、処理される。
【００１４】
実施形態では、第１の基準信号は、第１の入力信号セットから導出され、第１の入力信号セットの各々は、第１のローカルユニットの対応する入力トランスデューサによって環境音から生成される。具体的には、これは、第１の基準信号が、第１のローカルユニットにおいてそれぞれの入力トランスデューサによって生成された入力信号から（又は第１の入力信号のみから）の信号寄与のみを含み、具体的には、第２のローカルユニットにおいてそれぞれの入力トランスデューサによって（例えば、第２の入力トランスデューサによって）生成された入力信号からの信号寄与はないことを意味する。従って、第１の基準信号の空間情報は、第１のローカルユニットに限定され、第１の基準信号は、第１のバイノーラルビームフォーマ信号のための真の「空間キュー参照」として機能することができ、第１のバイノーラルビームフォーマ信号は、両方のローカルユニットにおいて生成された入力信号からの信号寄与を含む。
【００１５】
別の実施形態では、少なくともいくつもの周波数帯域にわたって、第１の出力信号の振幅は、第１のバイノーラルビームフォーマ信号の振幅と第１の基準信号の振幅との線形重ね合わせとして得られ、前記線形重ね合わせでは、第１のバイノーラルビームフォーマ信号の振幅と第１の基準信号の振幅は、第１の混合パラメータに従って混合される。混合は、
｜ｚｏｕｔ１｜＝ｂ・｜ｚｂｉｎ１｜＋（１−ｂ）・｜ｚｒｅｆ１｜
の形態であり得、式中、ｚｏｕｔ１は、第１の出力信号を示し、ｚｒｅｆ１は、第１の基準信号を示し、ｚｂｉｎ１は、第１のバイノーラルビームフォーマ信号を示す。混合パラメータｂは、好ましくは、単調に減少する｜Ｃｒｅｒ１，ｂｉｎ１｜の関数として、具体的には、最大混合パラメータｂｍａｘ（｜Ｃｒｅｒ１，ｂｉｎ１｜＝０の場合）と最小混合パラメータｂｍｉｎ（｜Ｃｒｅｒ１，ｂｉｎ１｜＝１の場合）との間の関数値を有する線形関数として選ぶことができ、Ｃｒｅｒ１，ｂｉｎ１は、ｚｒｅｆ１とｚｂｉｎ１との間の複素コヒーレンス関数を示す。
【００１６】
好ましくは、第１のコヒーレンスパラメータに基づいて、第１の振幅閾値が導出され、第１の混合パラメータは、第１のコヒーレンスパラメータと第１の振幅閾値との比較に基づいて得られる。例えば、第１のコヒーレンスパラメータの振幅｜Ｃｒｅｒ１，ｂｉｎ１｜が前記第１の振幅閾値ｔｈｍａｇ１より小さい場合（すなわち、｜Ｃｒｅｒ１，ｂｉｎ１｜＜ｔｈｍａｇ１）は、第１の混合パラメータｂ１を割り当てることができ、その逆の事例（すなわち、｜Ｃｒｅｒ１，ｂｉｎ１｜≧ｔｈｍａｇ１）では、第１の混合パラメータｂ２を割り当てることができる（ｂ１＞ｂ２、具体的には、ｂ１＞０．５＞ｂ２）。
【００１７】
前記第１の閾値は、具体的には、複数の後続の時間周波数ビンに対して第１のコヒーレンスパラメータを計算し、所定の周波数帯域に対する第１のコヒーレンスパラメータの時間周波数ビンの時間平均を取ることによって得ることができる。次いで、前記周波数帯域に対する第１の振幅閾値は、第１のコヒーレンスパラメータの対応する時間周波数ビンの前記時間平均として取り入れることができ（すなわち、ｔｈｍａｇ１＝ｍｅａｎｎ｛｜Ｃｒｅｒ１，ｂｉｎ１（ｎ，ｋ）｜｝）、Ｃｒｅｒ１，ｂｉｎ１（ｎ，ｋ）は、離散時間インデックスｎ及び周波数帯域インデックスｋを有する時間周波数領域における複素コヒーレンス関数である。
【００１８】
所定の時間周波数ビンに対し、複素コヒーレンス関数の振幅｜Ｃｒｅｒ１，ｂｉｎ１（ｎ，ｋ）｜が第１の振幅閾値ｔｈｍａｇ１より高い場合は、これは、通常、第１のバイノーラルビームフォーマ信号と第１の基準信号との間の比較的強いローカルな相似性を示し、そのキューは本質的に保存される。言い換えれば、第１のバイノーラルビームフォーマ信号によって達成される雑音低減は、所定の時間周波数ビンで第１の基準信号において達成される雑音低減に匹敵する可能性が高い。従って、これらの２つの信号が同様の雑音低減レベルを有する可能性が高い場合は、混合は、第１の基準信号（空間キューが保存される）のかなりの割合を含み得る。逆に、複素コヒーレンスの振幅｜Ｃｒｅｒ１，ｂｉｎ１（ｎ，ｋ）｜が閾値ｔｈｍａｇ１より低い場合は、これは、第１のバイノーラルビームフォーマ信号が第１の基準信号とは異なることを示す。従って、第１のバイノーラルビームフォーマ信号は、第１の基準信号より大きな雑音低減をもたらす可能性が高く、両信号の混合は、より優れた雑音低減のために、第１のバイノーラルビームフォーマ信号の方を重視することができる。
【００１９】
具体的には、第１の出力信号の振幅は、ある特定の周波数範囲（好ましくは、１ｋＨｚを上回る、好ましくは、１．５ｋＨｚを上回る、又は、最も好ましくは、２ｋＨｚを上回る）においてのみ適用することができる。
【００２０】
実施形態では、第１の位相閾値は、第１のコヒーレンスパラメータの位相と比較され、少なくともいくつもの周波数帯域にわたって、前記比較に基づいて、第１の出力信号の位相は、第１の基準信号の位相から及び／又は第１のバイノーラルビームフォーマ信号の位相から得られる。好ましくは、第１の出力信号の位相は、第１の出力信号の位相は、第１の基準信号の位相から又は第１のバイノーラルビームフォーマ信号の位相から得られる。第１の位相閾値ｔｈｐｈ１は、ゼロ位相からの偏差として定義することができる（すなわち、ｔｈｐｈ１はμπであると定義することができ、μ＜０．２、好ましくは、μ＜０．１である）。
【００２１】
次いで、第１のコヒーレンスパラメータの絶対位相（すなわち、位相の絶対値）が第１の位相閾値ｔｈｐｈ１より大きい場合は、第１の出力信号の位相は、好ましくは、前記位相を同一に取り入れることによって、第１の基準信号の位相から得られる。逆の事例の場合、すなわち、第１のコヒーレンスパラメータの絶対位相が第１の位相閾値ｔｈｐｈ１以下である場合は、第１の出力信号の位相は、好ましくは、前記位相を同一に取り入れることによって、第１のバイノーラルビームフォーマ信号の位相から得られる。
【００２２】
具体的には、低周波数成分（すなわち、２ｋＨｚ未満、１．５ｋＨｚ未満又は１ｋＨｚ未満）の場合、第１のコヒーレンスパラメータとしての複素コヒーレンス関数の絶対位相が閾値より高い際は、これは、比較信号の位相間にかなりの差があることを示す。従って、第１のバイノーラルビームフォーマ信号は、強い位相歪みをローカルに有する可能性が高く、第１の基準信号の方がより優れたキュー保存を提供するため、第１の基準信号の位相が使用される。そうでなければ、複素コヒーレンス関数の絶対位相が閾値より低い場合は、第１のバイノーラルビームフォーマ信号の方が低い歪みをローカルに有する可能性が高いため、第１のバイノーラルビームフォーマ信号の位相を使用することができる。
【００２３】
高周波数成分（すなわち、好ましくは、１ｋＨｚを上回る、より好ましくは、１．５ｋＨｚを上回る、又は、最も好ましくは、２ｋＨｚを上回る）の場合、位相情報は、それらの周波数成分に対してバイノーラルキューを保存する上で重要な役割を有さないため（特に、両耳間レベル差の観点から）、第１のバイノーラルビームフォーマ信号の位相のみを使用することができる。それに加えて、この選択により、より大きな雑音低減を維持することができる。
【００２４】
実施形態では、第１の入力信号から第１の基準信号が生成され、第２の入力信号から第２の基準信号が生成され、第１の基準信号及び第２の基準信号から第１のバイノーラルビームフォーマ信号が生成される。これは、各入力トランスデューサのうちの１つに対してのみ十分なスペースを有する小さなローカルユニット（例えば、ＩＴＥ機器の形状）の場合に特に有益である。
【００２５】
別の実施形態では、第１のローカルユニットの第１の補助入力トランスデューサによって環境音から第１の補助入力信号が生成され、少なくとも第１の補助入力信号から第１のバイノーラルビームフォーマ信号が導出される。これは、少なくとも２つの入力トランスデューサの各々を有するローカルユニットの場合に特に有益であるが、その理由は、提案される方法と組み合わせて、より優れた雑音低減のために、第１及び第２のバイノーラルビームフォーマ信号のそれぞれの形成に各側から２つの入力信号を含めることができるためである。
【００２６】
具体的には、第１の入力信号から第１の基準信号が生成され、第２の入力信号から第２の基準信号が生成され、第１の基準信号、第２の基準信号及び第１の補助入力信号から第１のバイノーラルビームフォーマ信号が生成される。これは、第２のローカルユニットから第１のローカルユニットに第２の基準信号を送信することのみを必要とし、具体的には、第１の補助入力信号が第１のローカルユニットから第２のローカルユニットに送信されないことを意味する。従って、第１のローカルユニットは、第１のバイノーラルビームフォーマ信号を生成するために「非ローカル」信号として第２の基準信号のみを受信する。これは、バッテリ電力が問題となる（例えば、サイズ制限のため）場合に特に有益であるが、その理由は、本実施形態は、たった１つの信号を送信することでバッテリ電力を節約しながら二ローカル入力雑音低減を可能にするためである。
【００２７】
さらなる別の実施形態では、第２のローカルユニットにおいて、第２の補助入力トランスデューサによって環境音から第２の補助入力信号が生成され、第２の補助入力信号から第１のバイノーラルビームフォーマ信号が導出される。この実施形態は、第１のバイノーラルビームフォーマ信号が２つのローカル入力信号及び第２のローカルユニットからの「非ローカル」入力信号に依存するという追加の利点を提供し、従って、雑音低減プロセスにおいて非常に詳細なビームフォーミングを可能にする。
【００２８】
具体的には、第１の入力信号から第１の基準信号が生成され、第２の入力信号から第２の基準信号が生成され、第１のローカルユニットにおいて、第１の基準信号及び第１の補助入力信号から第１のローカルビームフォーマ信号が生成され、第２のローカルユニットにおいて、第２の基準信号及び第２の補助入力信号から第２のローカルビームフォーマ信号が生成され、第１のローカルビームフォーマ信号及び第２のローカルビームフォーマ信号から第１のバイノーラルビームフォーマ信号が導出される。具体的には、これは、各ローカルユニットにおいて、前半球の強化又は同様のものなどのローカルな前処理のためにローカルビームフォーマ信号が生成され、空間キューを復元するために、第１のローカルユニットの２つのローカル入力信号のうちの１つを第１の基準信号に対して取り入れながら、これらの前処理されたローカルビームフォーマ信号から第１のバイノーラルビームフォーマ信号が生成されることを意味する。
【００２９】
さらなる別の実施形態では、第１のローカルユニットにおいて、第１の入力信号及び第１の補助入力信号から第１の基準信号が第１のローカルビームフォーマ信号として生成され、第２のローカルユニットにおいて、第２の入力信号及び第２の補助入力信号から第２の基準信号が第２のローカルビームフォーマ信号として生成され、第１の基準信号及び第２の基準信号から第１のバイノーラルビームフォーマ信号が導出される。これは、前処理されたローカルビームフォーマ信号をそれぞれの基準信号の生成に対して取り入れる。このプロセスは、２つの入力信号を有するローカルユニットのうちの１つの単一の入力信号の各々が多くの雑音を含む場合に特に有益であり、前処理により、基準信号の空間キューの大部分を依然として保存しながら、この雑音が低減される。
【００３０】
本発明の別の態様は、環境音を少なくとも第１の入力信号に変換するための少なくとも第１の入力トランスデューサを有する第１のローカルユニットと、環境音を少なくとも第２の入力信号に変換するための少なくとも第２の入力トランスデューサを有する第２のローカルユニットと、上記で説明される方法を実行するように構成された信号処理ユニットとを含むバイノーラル補聴器によって提供される。バイノーラル補聴器の雑音低減に対して及びその好ましい実施形態に対して提案される方法の利点は、バイノーラル補聴器自体にそのまま直接移すことができる。
【００３１】
ここでは、例示的な実施形態の図面を活用して、上記で説明してきた本発明の属性、特性及び利点を示す。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】最先端のバイノーラルヒアリングシステムのユーザ及び５人の話者を含む会話ヒアリング状況の概略上面図を示す。
【図２】図１による会話ヒアリング状況の概略上面図及びバイノーラルヒアリングシステムのユーザによって知覚される話者の音響定位を示す。
【図３】２つのローカルユニットを有するバイノーラル補聴器の概略ブロック図を示し、各ローカルユニットは単一の入力トランスデューサを含む。
【図４】２つのローカルユニットを有するバイノーラル補聴器の概略ブロック図を示し、バイノーラルビームフォーマ信号はたった１つの非ローカル信号で生成される。
【図５】２つのローカルユニットを有するバイノーラル補聴器の概略ブロック図を示し、バイノーラルビームフォーマ信号は他のそれぞれのユニットからの２つの非ローカル信号で生成される。
【図６】図５に示される実施形態と同様のバイノーラル補聴器の概略ブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
各事例において、互いに対応する部分及び変数は、すべての図において同じ参照番号で提供される。
【００３４】
図１では、会話に相当するヒアリング状況１の概略上面図が示されている。最先端のバイノーラルヒアリングシステム（図示せず）のユーザ２は、彼の会話の相手（話者４、６、８、１０、１２によって提供される）によって囲まれており、所定の瞬間に対象話者４の方に彼の視線を向けている。
【００３５】
最先端のバイノーラルヒアリングシステムが雑音低減（バイノーラルビームフォーミングシステムのバイノーラルビームフォーミングを介して対象話者４以外の方向からの雑音を少なくとも部分的に低減することを目的とする）を適用している場合は、対象話者４は、ユーザ２によって、正しい方向に知覚されることになる。しかし、他の非対象話者６、８、１０、１２は、ユーザ２によって知覚されるバイノーラルビームフォーミング補聴器の出力信号における減衰信号ボリュームを有することとは別に、バイノーラルビームフォーミングにより、対象話者４に集中しているユーザ２と話す際に彼らのバイノーラルキューが歪んで示され、ユーザ２の知覚において非対象話者６、８、１０、１２の音響定位の間違った知覚をもたらす。
【００３６】
これは図２に概略的に表示されている。バイノーラルヒアリングシステムの出力信号における対象話者４の寄与の信号ボリュームに対する非対象話者６、８、１０、１２の会話寄与の信号ボリュームの減衰（恐らくは時折起こる）は、図１と比べると、非対象話者６、８、１０、１２を小型化することによって表示されている。バイノーラルキューの損失は、ユーザ２による非対象話者６、８、１０、１２の位置の間違った音響知覚をもたらし得る。これは、ユーザ２には２人の介在する非対象話者６、１２の実際の位置が対象話者４から空間的に十分に離れているように見えるが、ビーム１４によって表示される最先端のバイノーラルビームフォーミングや雑音低減プロセスによって生じる非対象話者６、１２のバイノーラルキューの損失により、ユーザ２には非対象話者６、１２からの寄与がまるで対象話者４のはるか近くに位置するように「聞こえる」ことを意味する。
【００３７】
図３は、第１のローカルユニット２１及び第２のローカルユニット２２を有するバイノーラル補聴器２０の概略ブロック図を示す。第１のローカルユニット２１は、環境音２５を第１の入力信号２６に変換するための第１の入力トランスデューサ２４を含み、第２のローカルユニット２２は、環境音２５を第２の入力信号３０に変換するための第２の入力トランスデューサ２８を含む。第１の入力信号２６は、第１のローカルユニット２１に対する第１の基準信号３２として機能し、第２の入力信号は、第２のローカルユニット２２に対する第２の基準信号３４として機能する。簡単にするため、図３では、入力信号の周波数依存増幅又は動的圧縮などの追加の信号処理ステップは表さない。第１の入力トランスデューサ２４及び第２の入力トランスデューサの各々は、マイクロホン（例えば、無指向性マイクロホン）によって提供することができる。
【００３８】
第１の基準信号３２は、例えば、無線リンク及びブルートゥース（登録商標）を介して又は近距離ＩＲ通信を介して、第１のローカルユニット２１に送信される。第１のローカルユニット２１では、第１のバイノーラルビームフォーマ信号３６は、例えば、遅延和ビームフォーミング、バイノーラル一般化サイドローブキャンセラ（ＧＳＣ：Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ  Ｓｉｄｅｌｏｂｅ  Ｃａｎｃｅｌｌｅｒ）ベースのビームフォーマ、バイノーラル最小分散無歪応答（ＭＶＤＲ：Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｖａｒｉａｎｃｅ  Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｌｅｓｓ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）ベースのビームフォーマ、線形拘束付最小分散（ＬＣＭＶ：Ｌｉｎｅａｒｌｙ  Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ  Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｖａｒｉａｎｃｅ）ベースのビームフォーマ又は当技術分野で知られている他の適応的方法によって、第１の基準信号３２及び第２の基準信号３４から生成される。第１のバイノーラルビームフォーマ信号３６及び第１の基準信号３２から、複素コヒーレンス関数などのコヒーレンスパラメータ３８が導出される。前記コヒーレンスパラメータ３８から、周波数帯域別の第１の混合パラメータ４０が導出される。最後に、第１の出力信号４２を生成するため、第１の基準信号３２と第１のバイノーラルビームフォーマ信号３６は、各周波数帯域において第１の混合パラメータ４０に従って混合され、第１の出力信号４２は、第１のローカルユニット２１の第１の出力トランスデューサ４６によって第１の出力音４４に変換される。具体的には、異なる周波数帯域における混合は、第１のバイノーラルビームフォーマ信号３６及び第１の基準信号３２の位相及び振幅成分並びに第１の出力信号４２の位相及び振幅成分へのそれらのそれぞれの寄与に異なる方法で影響を及ぼし得る。
【００３９】
同様に、第２のローカルユニット２２では、第２のバイノーラルビームフォーマ信号４８は、第１の基準信号３２及び第２の基準信号３４から生成され、第２のコヒーレンスパラメータ５０及び第２の混合パラメータ５２は、第２のバイノーラルビームフォーマ信号４８及び第２の基準信号３４から導出される。最後に、第２の出力信号５４を生成するため、第２の基準信号３４と第２のバイノーラルビームフォーマ信号４８は、各周波数帯域において第２の混合パラメータ５２に従って混合され、第２の出力信号５４は、第２のローカルユニット２２の第２の出力トランスデューサ５８によって第２の出力音５６に変換される。この実施形態及び以下では、制限なしで、ラウドスピーカ、平衡金属ケースレシーバ又は同様のものによって、第１及び第２の出力トランスデューサ４６、５８の各々を提供することができる。
【００４０】
図４は、図３に示される実施形態の拡張としてのバイノーラル補聴器２０の異なる実施形態の概略ブロック図を示す。ここでは、第１及び第２のローカルユニット２１、２２の各々は、前部入力トランスデューサ及び後部入力トランスデューサを含む。第１のローカルユニット２１の前部入力トランスデューサは、第１の入力トランスデューサ２４として動作し、従って、その生成される入力信号は、第１の基準信号３２として取り入れられる。第１のローカルユニット２１の後部入力トランスデューサは、第１の補助入力トランスデューサ６０として動作し、第１の補助入力信号６２を生成する。第２のローカルユニット２２では、前部入力トランスデューサは、第２の入力トランスデューサ２８として動作し、第２の入力信号３０を生成し、第２の入力信号３０は、第２の基準信号３４として取り入れられる。その一方で、後部入力トランスデューサは、第２の補助入力トランスデューサ６４として動作し、第２の補助入力信号６６を生成する。第１のバイノーラルビームフォーマ信号３６は、第１の基準信号３２、第１の補助入力信号６２及び第２の基準信号３４から生成される。第２のバイノーラルビームフォーマ信号４８は、第２の基準信号３４、第２の補助入力信号６６及び第１の基準信号３２から生成される。第１の出力信号４２を生成するための第１のコヒーレンスパラメータ３８に依存する及び第１の混合パラメータ４０による第１の基準信号３２と第１のバイノーラルビームフォーマ信号３６の混合は、図３に表されるものと類似した方法で実装される。図４の第２の出力信号５４の生成に対しても同じことが言える。
【００４１】
図５は、図４に示される実施形態の拡張としてのバイノーラル補聴器２０のさらなる別の実施形態の概略ブロック図を示す。ここでは、前処理及び予備の指向性雑音低減のために、第１のローカルユニットの前部及び後部入力信号を使用して、第１のローカルビームフォーマ信号６８（すなわち、モノラルビームフォーマ信号）を生成するために、第１の基準信号３２としての第１の入力信号２６及び第１の補助入力信号６２が使用される。同様に、第２のローカルビームフォーマ信号７０を生成するために、第２の基準信号３４としての第２の入力信号３０及び第２の補助入力信号６６が使用される。次いで、第１のバイノーラルビームフォーマ信号３６は、第１のローカルビームフォーマ信号６８及び第２のローカルビームフォーマ信号７０から導出され、４つの入力信号２６、３０、６２、６６のすべてからの信号寄与を含む。従って、第１のバイノーラルビームフォーマ信号３６は、第１のローカルビームフォーマ信号６８及び第２のローカルビームフォーマ信号７０のみから生成することができる。しかし、最小分散無歪応答（ＭＶＤＲ）ビームフォーミングなどのある特定のビームフォーミング適用では、３つの入力信号が使用される。この実施形態に当てはめると、第１の補助入力信号６２は、第１のバイノーラルビームフォーマ信号３６を生成するビームフォーマに対する前記第３の信号として使用することができる。これは、点線で示されている。
【００４２】
第２のバイノーラルビームフォーマ信号４８は、第１のローカルビームフォーマ信号６８及び第２のローカルビームフォーマ信号７０から同様に、具体的には、第２の補助信号６６を第３の信号として第２のバイノーラルビームフォーマ信号４８に追加するという可能性（点線）と共に、導出される。次いで、第１及び第２の出力信号４２、５４は、図３に示されるものと類似した方法で、第１又は第２のバイノーラルビームフォーマ信号３６、４８から及び第１又は第２の基準信号３２、３４からそれぞれ生成される。混合パラメータを生成するため及び混合プロセス自体のための基準信号３２、３４はそれぞれ、１つの入力信号２６、３０からの信号寄与のみを含むことに留意されたい。
【００４３】
図６は、図５に示される実施形態と同様のバイノーラル補聴器２０の実施形態の概略ブロック図を示す。しかし、ここでは、第１及び第２の出力信号４２、５４を生成するため、第１及び第２のローカルビームフォーマ信号６８、７０はそれぞれ、第１及び第２の基準信号３２、３４として取り入れられる。第１の入力信号２６は、第１のローカルビームフォーマ信号６８を生成するためだけに使用され、ここでは、第１のローカルビームフォーマ信号６８が、第１の基準信号３２の役割を担う。この場合もやはり、点線は、第１及び第２のバイノーラルビームフォーマ信号３６、４８のそれぞれを生成するビームフォーマに第１及び第２の補助入力信号６２、６６を直接追加するという可能性を表す。
【００４４】
例示的な好ましい実施形態を活用して本発明を詳細に示し、説明してきたが、本発明はこの例によって制限されない。当業者であれば、この発明の保護範囲から離れることなく、他の変形形態を導出することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１  ヒアリング状況
２  ユーザ（バイノーラルヒアリングシステムの）
４  対象話者
６−１２  非対象話者
１４  ビーム
２０  バイノーラル補聴器
２１  第１のローカルユニット
２２  第２のローカルユニット
２４  第１の入力トランスデューサ
２５  環境音
２６  第１の入力信号
２８  第２の入力トランスデューサ
３０  第２の入力信号
３２  第１の基準信号
３４  第２の基準信号
３６  第１のバイノーラルビームフォーマ信号
３８  第１のコヒーレンスパラメータ
４０  第１の混合パラメータ
４２  第１の出力信号
４４  第１の出力音
４６  第１の出力トランスデューサ
４８  第２のバイノーラルビームフォーマ信号
５０  第２のコヒーレンスパラメータ
５２  第２の混合パラメータ
５４  第２の出力信号
５６  第２の出力音
５８  第２の出力トランスデューサ
６０  第１の補助入力トランスデューサ
６２  第１の補助入力信号
６４  第２の補助入力トランスデューサ
６６  第２の補助入力信号
６８  第１のローカルビームフォーマ信号
７０  第２のローカルビームフォーマ信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2020102835.tif 000007
【図６】
2020102835.tif 000008
【外国語明細書】
2020102835000001.pdf