(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
補聴器におけるフィードバック抑制フィルタの適応制御方法であって，
入力音をマイクロフォン出力信号に変換し，
上記マイクロフォン出力信号から入力信号を導出し，
上記入力信号からフィードバック抑制信号を減算して，これにより補聴器プロセッサ入力信号を提供し，
上記補聴器プロセッサ入力信号を制御信号として用いてフィードバック抑制フィルタのフィルタ係数を適応し，
増幅利得を上記補聴器プロセッサ入力信号に適用することによって補聴器プロセッサ出力信号を形成し，
上記フィードバック抑制フィルタにおいて上記補聴器プロセッサ出力信号をフィルタリングすることによって上記補聴器プロセッサ出力信号から上記フィードバック抑制信号を導出し，
上記入力信号，上記補聴器プロセッサ出力信号，または白色化補聴器プロセッサ出力信号のレベルが所定閾値よりも低いときに上記フィードバック抑制フィルタの適応を保留する，
方法。
【請求項２】
補聴器におけるフィードバック抑制フィルタの適応制御方法であって，
第１のマイクロフォンおよび第２のマイクロフォンにおいて，それぞれ，入力音を第１のマイクロフォン出力信号および第２のマイクロフォン出力信号に変換し，
上記第１のマイクロフォン出力信号および上記第２のマイクロフォン出力信号を加算し，これにより第１の入力信号を形成し，
上記第２のマイクロフォン出力信号から上記第１のマイクロフォン出力信号を減算し，これにより第２の入力信号を形成し，
上記第１の入力信号および上記第２の入力信号から，第１のフィードバック抑制信号および第２のフィードバック抑制信号をそれぞれ減算し，これによって第１の補聴器プロセッサ入力信号および第２の補聴器プロセッサ入力信号をそれぞれ提供し，
上記第１の補聴器プロセッサ入力信号および上記第２の補聴器プロセッサ入力信号をそれぞれ制御信号として用いて，第１のフィードバック抑制フィルタおよび第２のフィードバック抑制フィルタのフィルタ係数をそれぞれ適応し，
上記第１の補聴器プロセッサ入力信号および上記第２の補聴器プロセッサ入力信号の信号処理に基づいて補聴器プロセッサ出力信号を形成し，
上記第１のフィードバック抑制フィルタおよび上記第２のフィードバック抑制フィルタのそれぞれにおける上記補聴器プロセッサ出力信号のフィルタリングによって，上記補聴器プロセッサ出力信号から，上記第１のフィードバック抑制信号および上記第２のフィードバック抑制信号をそれぞれ導出し，
上記第１の入力信号，上記補聴器プロセッサ出力信号，または白色化補聴器プロセッサ出力信号のレベルが第１の所定閾値よりも低いときに上記第１のフィードバック抑制フィルタの適応を保留し，
上記第２の入力信号，上記補聴器プロセッサ出力信号，または白色化補聴器プロセッサ出力信号のレベルが第２の所定閾値よりも低いときに上記第２のフィードバック抑制フィルタの適応を保留する，
方法。
【請求項３】
音をマイクロフォン出力信号に変換するマイクロフォン，
上記マイクロフォン出力信号から入力信号を導出する手段，
フィードバック経路を推定し，かつフィードバック抑制信号を生成する推定手段，
上記フィードバック抑制信号を上記入力信号と結合して補聴器プロセッサ入力信号を形成する手段，
上記補聴器プロセッサ入力信号を処理して補聴器プロセッサ出力信号を形成する補聴器処理手段，
上記補聴器プロセッサ出力信号を音響出力に変換する出力トランスデューサ，
上記推定手段を適応する手段，
上記入力信号，上記補聴器プロセッサ出力信号，または白色化補聴器プロセッサ出力信号のレベルを検出する手段，
上記入力信号，上記補聴器プロセッサ出力信号，または白色化補聴器プロセッサ出力信号のレベルを所定の閾値レベルと比較する手段，および
上記入力信号，上記補聴器プロセッサ出力信号，または白色化補聴器プロセッサ出力信号のレベルが上記所定の閾値レベルよりも低いときに上記推定手段の適応を保留する手段，
を備える補聴器。
【請求項４】
音を第１および第２のマイクロフォン出力信号にそれぞれ変換する第１のマイクロフォンおよび第２のマイクロフォン，
上記第１のマイクロフォン出力信号と上記第２のマイクロフォン出力信号を加算し，これにより第１の入力信号を形成する第１の空間変換手段，
上記第２のマイクロフォン出力信号から上記第１のマイクロフォン出力信号を減算し，これにより第２の入力信号を形成する第２の空間変換手段，
第１のフィードバック抑制信号および第２のフィードバック抑制信号を，それぞれ上記第１の入力信号および上記第２の入力信号と結合し，これにより第１の補聴器プロセッサ入力信号および第２の補聴器プロセッサ入力信号をそれぞれ提供する手段，
上記第１の補聴器プロセッサ入力信号および上記第２の補聴器プロセッサ入力信号のそれぞれに基づいて，第１のフィードバック抑制フィルタおよび第２のフィードバック抑制フィルタのフィルタ係数をそれぞれ適応する手段，
上記第１の補聴器プロセッサ入力信号および上記第２の補聴器プロセッサ入力信号の信号処理に基づいて補聴器プロセッサ出力信号を形成する手段，
上記補聴器プロセッサ出力信号を音響出力に変換する出力トランスデューサ，
上記第１のフィードバック抑制フィルタおよび上記第２のフィードバック抑制フィルタのそれぞれにおいて，上記補聴器プロセッサ出力信号をフィルタリングすることによって，上記補聴器プロセッサ出力信号から，上記第１のフィードバック抑制信号および上記第２のフィードバック抑制信号をそれぞれ導出する手段，
上記第１および第２の入力信号，上記補聴器プロセッサ出力信号，または白色化補聴器プロセッサ出力信号のレベルを検出する手段，
上記第１および第２の入力信号，上記補聴器プロセッサ出力信号，または白色化補聴器プロセッサ出力信号のレベルを所定の閾値レベルと比較する手段，ならびに
上記第１の入力信号，上記補聴器プロセッサ出力信号，または白色化補聴器プロセッサ出力信号のレベルが第１の所定閾値よりも低いときに上記第１のフィードバック抑制フィルタの適応を保留する手段，および
上記第２の入力信号，上記補聴器プロセッサ出力信号，または白色化補聴器プロセッサ出力信号のレベルが第２の所定閾値よりも低いときに上記第２のフィードバック抑制フィルタの適応を保留する手段，
を備える補聴器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は補聴器に関する。より詳細にはこの発明は，音響および機械的フィードバック（acoustic and mechanical feedback）によって生じる問題を，適応フィードバック抑制により軽減（低減）する補聴器に関する。より詳細には，この発明は補聴器におけるフィードバック抑制システムの適応制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レシーバから一または複数のマイクロフォンへの音響および機械的フィードバックは，補聴器において用いることができる最大増幅を制限する。フィードバックに起因して，補聴器における増幅は共振を生じさせることがあり，これは補聴器の出力のスペクトルを望まれない振る舞いとなるように形付け（shape）かつ悪くすることさえあり，これによって補聴器は不安定となって最終的にホイッスルやハウリングが生じることがある。補聴器では通常，聴力損失を補償する圧縮が用いられており，音圧が増加するにつれて増幅利得が減少する。さらに，通常は，出力レベルを制限するために出力において自動利得制御が用いられており，これによって信号のクリッピング（clipping）が回避される。不安定な場合，このような圧縮の作用は結局はシステムをわずかに安定化させるにとどまり，したがってほぼ一定の音レベルのハウリングまたはホイッスルが生じてしまう。
【０００３】
音響および機械的フィードバックを補償するためにほとんどの補聴器においてフィードバック抑制が用いられている。音響フィードバック経路は，たとえば耳垢の量，ユーザが帽子をかぶるもしくは耳に受話器をあてる，またはユーザが咀嚼するもしくはあくびするといった結果，経時的に劇的に変化し得る。このため，経時的変化（time-variations）を考慮したフィードバック抑制における適応メカニズムを適用することが慣習的となっている。
【０００４】
適応フィードバック抑制フィルタは様々なやり方で補聴器に実装することができる。たとえば，ＩＩＲ，ＦＩＲまたはこの２つの組合せとすることができる。固定フィルタ（fixed filter）および適応フィルタの組合せから構成してもよい。上記適応メカニズムはさまざまなやり方，たとえば最小二乗平均（Least Mean Squares）（ＬＭＳ），正規化最小二乗平均（Normalized Least Mean Squares）（ＮＬＭＳ），または再帰最小二乗（Recursive Least Squares）（ＲＬＳ）に基づくアルゴリズムによって，実装することができる。
【０００５】
国際特許公開２００７１１３２８２はアンチ−フィードバック・システムを開示しており，外部トーン（外界音）（external tone）が再生されたことが検出された場合に適応フィードバック除去フィルタの係数の適応が停止される。突然の音圧増加が発生したことを検出し，その後フィードバック除去フィルタの適応を一時的に保留する方法および補聴器もこの公報には開示されている。
【０００６】
国際特許公開２００７１１３２８２は，大音量（突然である場合に限らない）が補聴器の一または複数のコンポーネントに非線形の振る舞い（nonlinear behavior）を生じさせることも開示する。上記除去フィルタから見て，音響フィードバック経路はマイクロフォン（一または複数），レシーバ，ならびに入力および出力コンバータを包含する。したがってこれらのユニットのうちの１つにおける飽和ないし過負荷が音響フィードバック経路中の非線形性に対応する。線形フィルタ（たとえばＦＩＲフィルタ）がフィードバック除去に用いられるとすると，上記フィルタは高次非線形飽和関数（the highly nonlinear saturation function）をモデリングすることに不適切であり（inadequate），このため上記適応におけるエラーにつながる。このため，一態様では，上記適応メカニズムがこのような周囲状況（circumstances）を認識する検出器を含み，非線形性が発生したときに上記除去フィルタの適応が一時的に保留される。この特定の態様によれば，上述の周囲状況の一つが検出された後しばらくの間上記適応は保留される。
【０００７】
全体的にみて，国際特許公開２００７１１３２８２は，上記フィルタ係数の特定の不確実さを支援するために（in order to maintain a specific uncertainty on the filter coefficients），上記補聴器の利得が低減されるときに上記適応速度を低減すべきであることを開示している。
【０００８】
米国特許６４３４２４７は，補聴器のフィードバック経路の素早い変化部分（the quickly varying portion）をモデル化するフィードバック経路における第１フィルタを適応し，かつ制約適応（constrained adaptation）のための参照（基準）フィルタとして使用される，あるいはフィードバック経路のよりゆっくりと変化する部分（more slowly varying portions）をモデル化する，フィードバック経路における第２フィルタを適応する補聴器用フィードバック除去システムを開示する。上記第２フィルタは，上記フィードバック経路の正確な推定を示す補聴器信号を得ることができたときにだけ更新される。上記第２フィルタ中の変更はその後補聴器フィードバック経路における変化を検出するためにモニタされる。上記第１フィルタは，少なくとも上記信号の状態が物理的フィードバックの正確な推定を得ることができないことを示すときに適応的に更新される。第１フィルタは連続的ないし高頻度に更新することもできる。さらに，圧縮補聴器において，周囲信号レベルが低ければ低いほど利得が高められ，その結果としてマイクロフォンにおける周囲信号のレベルに対してより好ましい上記フィードバックのレベルが得られ，ゆえによりよい適応フィルタの収束およびより正確なフィードバック経路のモデルを得ることができることが開示されている。このように，圧縮補聴器おける適応速度は，低い入力信号レベルのときまたは等価的に高い圧縮利得値のときに増加させることができる。
【０００９】
従来のシステムが持つ問題の一つは，好ましくない状況にあるときの（during unfavorable conditions）アンチ−フィードバック・システムは，大部分が雑音である入力信号に対して適応することを試みることである。
【００１０】
他の問題は，好ましくない状況にあるときのアンチ−フィードバック・システムは，補聴器が不安定になってしまうほど速く適応することがあることである。
【発明の開示】
【００１１】
したがって，この発明の特徴は少なくともこれらの問題を克服することにあり，かつ聴覚音の音の忠実性（the sound fidelity of the acoustic sounds）を維持しつつ補聴器におけるアンチ−フィードバックの適応についてより効率的でかつ安定した方法を提供することにある。これにより聴覚障害者にとっての快適性が向上する。
【００１２】
この発明の別の特徴は，向上したユーザ快適性および音の忠実性を持つアンチ−フィードバック・システムを含む補聴器を提供することにある。
【００１３】
第１の観点において，この発明は，請求項１による補聴器中のフィードバック抑制の適応制御方法を提供する。
【００１４】
これにより，効率的にフィードバックを抑制しかつ向上したユーザ快適性および音の忠実性を提供する，補聴器におけるフィードバック抑制システムの適応制御方法が提供される。
【００１５】
第２の観点において，この発明は，請求項５による補聴器におけるフィードバック抑制の適応制御方法を提供する。
【００１６】
これにより，効率的にフィードバックを抑制しかつ向上したユーザ快適性および音の忠実性を提供する，２つのマイクロフォンを備える先進的な補聴器におけるフィードバック抑制システムの適応制御方法が提供される。
【００１７】
第３の観点において，この発明は請求項７による補聴器を提供する。
【００１８】
これにより，効率的にフィードバックを抑制しかつ向上したユーザ快適性および音の忠実性を提供する，少なくとも一つのマイクロフォンを備える補聴器が提供される。
【００１９】
第４の観点において，この発明は請求項８による補聴器を提供する。
【００２０】
これにより，効率的にフィードバックを抑制しかつ向上したユーザ快適性および音の忠実性を提供する，２つのマイクロフォンおよび空間変換手段を備える先進的な補聴器が提供される。
【００２１】
さらなる有利な特徴は従属請求項から明らかにされる。
【００２２】
この発明のさらなる他の特徴は，この発明をさらに詳細に説明する以下の記載から，当業者に対して明らかにされよう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】適応フィードバック抑制フィルタを備えるフィードバック抑制システムを有する補聴器をかなり模式的に示す。
【図２】この発明の方法の実施態様による補聴器におけるアンチ−フィードバック・システムの適応制御方法を示すフロー図を表す。
【図３】この発明の装置の実施態様による２つの適応フィードバック抑制フィルタを備えるアンチ−フィードバック・システムを有する補聴器をかなり模式的に示す。
【実施例】
【００２４】
例示としてこの発明の好ましい実施態様を示しかつ記述する。明らかではあるが，この発明の他の異なる実施態様が可能であり，この発明から逸脱することなく，そのいくつかの詳細はさまざまなすべての明らかな側面において変形が可能である。したがって，図面および記述は本質的に例示として扱われ，限定的でないとみなされる。
【００２５】
従来技術のシステムが持つ問題の一つは，アンチ−フィードバック・システムの適応速度が典型的にはマイクロフォン入力信号レベルが低くなるほど上昇することにある。これはいくつかの状況において欠点となる。マイクロフォン入力信号レベルが非常に低いと，音響および機械的フィードバックに起因するマイクロフォン入力信号レベルも同様にかなり低くなり，アンチ−フィードバック・システムが主に低信号レベルの雑音たとえばマイクロフォン雑音である入力信号に適応しようとするからである。
【００２６】
従来技術のシステムが持つ他の問題は，非常に低いマイクロフォン入力信号レベルは，アンチ−フィードバック・システムの速すぎる適応速度に起因して不安定を生じさせやすくすることにある。たとえばＮＬＭＳアルゴリズムに基づく適応アルゴリズムの場合にこれは生じることある。
【００２７】
近年の補聴器では，特別な周囲環境のもとでは（under special circumstances）マイクロフォンを止める（切る）（turn off）ことも知られている。直接オーディオ入力を通して補聴器に音が与えられるとき，補聴器が特別のテレコイル・プログラム中で用いられているとき，ユーザが補聴器からの音メッセージを聞いているとき，またはユーザが単に補聴器をミュートすることを望んでいるときに，補聴器マイクロフォンを止めることができる。明らかではあるが，これらのような状況のもとではマイクロフォン入力信号レベルはかなり低い値に低下する。
【００２８】
はじめに図１を参照して，図１は適応フィードバック抑制フィルタを備える補聴器100をかなり概略的に示している。基本的に，補聴器はマイクロフォン101，補聴器プロセッサ102，レシーバ103および適応フィードバック抑制フィルタ104を備えている。図１において，入力信号105のレベルがフィードバック抑制信号106のレベルの減算によって補償される。結果として得られる信号107が，補聴器プロセッサ102のための入力信号および適応フィードバック抑制フィルタ104のための制御信号として用いられる。補聴器プロセッサ102からの出力信号108が，上記レシーバ103のための入力信号および上記適応フィードバック抑制フィルタ104のための入力信号として用いられる。
【００２９】
次に図２を参照して，図２はこの発明の第１の方法の実施態様による補聴器中のフィードバック抑制信号の適応制御方法のフロー図をかなり概略的に示している。
【００３０】
第１のステップ201において，補聴器入力トランスデューサによって音が入力信号に変換される。第２のステップ202において，フィードバック抑制信号のレベルが上記入力信号のレベルから減算され，これにより補聴器プロセッサ入力信号が形成される。第３のステップ203において，上記補聴器プロセッサは上記補聴器プロセッサ入力信号に対する利得を計算して適用し，これにより補聴器プロセッサ出力信号が形成される。第４のステップ204において，上記適応フィードバック抑制フィルタが，補聴器プロセッサ入力信号を制御信号として用いてそのフィルタ係数を適応する。第５のステップ205において，補聴器出力トランスデューサによって補聴器プロセッサ出力信号が出力音に変換される。第６のステップ206において，上記フィードバック抑制フィルタ中で補聴器プロセッサ出力信号をフィルタリングすることによって，上記補聴器プロセッサ出力信号から上記フィードバック抑制信号が導出される。第７のステップ207において，補聴器プロセッサ出力信号のレベルが第１の所定閾値よりも低くなると，フィードバック抑制フィルタの適応が保留される（suspended）。
【００３１】
他の実施態様において，上記フィードバック抑制フィルタの適応は上記入力信号のレベルが第２の所定閾値よりも低くなると保留される。
【００３２】
さらに他の実施態様では，上記フィードバック抑制フィルタの適応は，白色化補聴器プロセッサ出力信号（whitened hearing aid processor output level）のレベルが第３の所定閾値よりも低くなると保留される。補聴器における適応フィードバック抑制の最適化のための白色化（whitening）それ自体は知られている。これはたとえば国際特許公開２００５０９６６７０に詳細に記載されている。
【００３３】
上記補聴器入力信号，上記補聴器プロセッサ出力信号および上記白色化補聴器プロセッサ出力信号はすべて，一般用語としての参照信号（基準信号）（reference signal）を意味するものとすることができるものである。
【００３４】
次に図３を参照して，図３は２つの適応フィードバック抑制フィルタを備えるアンチ−フィードバック・システムを有する補聴器300をかなり模式的に示している。補聴器は，基本的に，一対のマイクロフォン301-ａおよび301-ｂ，補聴器プロセッサ302，レシーバ303および一対の適応フィードバック抑制フィルタ304-ａおよび304-ｂを備えている。図３において，入力音を第１のマイクロフォン出力信号309-ａに変換する第１のマイクロフォン301-ａを用い，入力音を第２のマイクロフォン出力信号309-ｂに変換する第２のマイクロフォン302-ｂを用い，かつ空間変換手段（spatial transformation means）310-ａにおいて上記第１のマイクロフォン出力信号309-ａおよび上記第２のマイクロフォン出力信号309-ｂを加算することによって第１の入力信号305-ａが形成される。加算による上記マイクロフォン出力信号（複数）の結合は，無指向（全指向）（omni-directional）入力信号または第１の空間信号（first spatial signal）を示すことができる信号を生成する。入力音を第２のマイクロフォン出力信号309-ｂに変換する第２のマイクロフォン301-ｂを用い，入力音を第１のマイクロフォン出力信号309-ａに変換する第１のマイクロフォン302-ａを用い，空間変換手段310-ｂにおいて第２のマイクロフォン出力信号309-ｂから第１のマイクフォン出力信号309-ａを減算することによって第２の入力信号305-ｂが形成される。減算による上記マイクロフォン出力信号（複数）の結合は，両指向性（双指向性）（bi-directional）入力信号または第２の空間信号（second spatial signal）を示すことができる信号を生成する。上記入力信号305-ａおよび305-ｂのレベルは上記フィードバック抑制信号306-ａおよび306-ｂの減算によって補償される。結果として得られる信号307-ａおよび307-ｂは上記補聴器プロセッサ302についての入力信号として用いられ，かつそれぞれ適応フィードバック抑制フィルタ304-ａおよび304-ｂについての制御信号として用いられる。上記補聴器プロセッサ302からの出力信号308は上記レシーバ303についての入力信号として用いられ，かつ上記適応フィードバック抑制フィルタ304-ａおよび304-ｂについての入力信号として用いられる。
【００３５】
ビームフォーミング（beamforming）のために無指向性入力信号および両指向性入力信号の両方を備える補聴器は，当該技術分野において既知である。このようなシステムの一つでは，第１のフィードバック抑制フィルタが無指向性入力信号のためのフィードバック抑制信号を提供し，かつ第２のフィードバック抑制フィルタが両指向性入力信号のためのフィードバック抑制信号を生成する。このようなシステムに関するさらなる情報は，国際特許公開２００７０４２０２５に見ることができる。
【００３６】
一実施態様によると，フィードバック抑制フィルタの適応を保留するための決定が，各フィルタについて個別に行われる。これにより，第１のフィードバック抑制フィルタを通常に適応しつつ，第２のフィードバック抑制フィルタの適応のみを保留することができるようになる。これは，入力音が補聴器中の２つのマイクロフォンを結ぶ線に対して主に垂直に衝突するときに特に有利である。この場合に上記両指向性入力信号はほぼ皆無となり，入力音の音量および補聴器の設定と無関係となるからである。
【００３７】
構成および手順の他の修正ないしバリエーションは当業者にとって明らかであろう。
【図１】
0005395960.tif 000002
【図２】
0005395960.tif 000003
【図３】
0005395960.tif 000004