(57)【要約】第１の耳の聴覚モデルでの第１の活性パターン（１１０）および第２の耳の聴覚モデルでの第２の活性パターン（１１２）に基づいてフィルタ処理された活性パターン（１４６）を生成するためのデバイスは、同じ音源と関連している第１の活性パターンにおける第１のトラジェクトリおよび第２の活性パターンにおける第２のトラジェクトリを確認するための識別器（１２０）を含む。デバイス（１００）は、２つのトラジェクトリが有用な音源の音声事象と関連しているかどうか決定するための決定器（１３０）を含む。さらに、デバイスは、トラジェクトリが有用な音源の音声事象と関連しているかどうかの決定の結果に基づいて第１の活性パターンまたは第２の活性パターンをフィルタ処理するためのフィルタ（１４０）を含み、フィルタ処理された活性パターンにおいて、有用な音源の音声事象と関連している活性事象が支配的であるか、または、有用な音源の音声事象と関連していない活性事象がフィルタ処理された活性パターンの中にもはや存在しなくなる。上述のデバイスは、それとは別に、音源分割器を実現するために使われる。発明のデバイスは、効率的で、信頼性が高く、聴覚適応された方法で、フィルタ処理された活性パターンの決定を可能にし、フィルタ処理された活性パターンにおいて、有用な音源は強調され、干渉する音源は抑制されるか減衰される。
2009540978.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の耳の聴覚モデルにおける第１の活性パターン（１１０）および第２の耳の聴覚モデルにおける第２の活性パターン（１１２）に基づいてフィルタ処理された活性パターン（１４６）を生成するためのデバイス（１００，２００）であって、
同じ音声事象と関連した第１の活性パターンにおける第１のトラジェクトリ（４３０，４３２，４３４）および第２の活性パターンにおける第２のトラジェクトリ（４４０，４４２，４４４）を確認するための識別器（１２０）、
２つのトラジェクトリ（４３０，４４０；４３２，４４２；４３４，４４４）が有用な音源（４６２）の音声事象と関連するかどうかを決定するための決定器（１３０）、および
フィルタ処理された活性パターンにおいて有用な音源の音声事象と関連している活動事象が支配的であるか、または、有用な音源の音声事象と関連していない活性事象がフィルタ処理された活性パターンにもはや存在しないように、トラジェクトリ（４３０，４３２，４３４，４４０，４４２，４４４）が有用な音源の音声事象と関連しているかどうかの判定の結果（１３６）に基づいて第１の活性パターンまたは第２の活性パターンをフィルタ処理するためのフィルタ（１４０）を含む、デバイス。
【請求項２】
識別器（１２０）は、同じ音声事象と関連している２つの確認されたトラジェクトリの間の時間シフト（Δｔ1，Δｔ2，Δｔ3）を決定し、
決定器（１３０）は、同じ音源と関連している２つの確認されたトラジェクトリ（４３０，４４０；４３２，４４２；４３４，４４４）が有用な音源（４６２）の音声事象と関連しているかどうかについて時間シフトを用いて決定する、請求項１に記載のデバイス（１００，２００）。
【請求項３】
第１の耳は左耳および第２の耳は右耳、またはその逆であって、
第１の活性パターン（１１０）が第１の耳の聴覚モデルによって処理される第１の音声信号に基づき、第２の活性パターン（１１２）が第２の耳の聴覚モデルによって処理される第２の音声信号に基づいており、
第１の音声信号は、第１の耳の環境において把握される音声信号を示し、第２の音声信号は、第２の耳の環境において把握される音声信号を示す、請求項１または請求項２に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項４】
第１の活性パターン（１１０）は、第１の耳での第１の音声信号の存在下で複数の神経線維上の反応を示す第１の耳の聴覚モデルの複数の神経線維（ＮＦ１，ＮＦ２，ＮＦ３，ＮＦ４）における時間経過にともなう神経活性パターンであり、第２の活性パターン（１１２）は、第２の耳での第２の音声信号の存在下で複数の神経線維上の反応を示す第２の耳の聴覚モデルの複数の神経線維における時間経過にともなう神経活性パターンであって、
活性パターンは、フィルタ処理された神経活性パターンである、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項５】
神経活性パターンは、聴覚モデルの複数の神経線維の活性を示す、請求項４に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項６】
トラジェクトリは、音声信号の同じ事象に基づく異なる神経線維上の活性インパルスを含む、請求項４または請求項５に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項７】
活性事象は、神経線維上の活性インパルスの発生である、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項８】
第１の活性パターンは、第１の音声信号が第１の耳に存在するときの反応を示す第１の耳の聴覚モデルの内聴細胞（ＩＨＺ１，ＩＨＺ２，ＩＨＺ３，ＩＨＺ４）における神経伝達物質小胞発生であり、
第２の活性パターンは、第２の耳における第２の音声信号の存在に対する反応を示す第２の耳の聴覚モデルの内聴細胞における神経伝達物質小胞発生であり、
フィルタ処理された活性パターンは、フィルタ処理された神経伝達物質小胞発生である、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項９】
トラジェクトリは、音声信号における同じ事象に基づく複数の内聴細胞内の、または、複数の内聴細胞における神経伝達物質小胞発生を含む、請求項８に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項１０】
活性パターンは、内聴細胞内の、または、内聴細胞における神経伝達物質小胞発生である、請求項１ないし請求項３、請求項８または請求項９のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項１１】
活性パターンにおけるトラジェクトリは、聴覚モデルの基底膜上の進行波と関連したグループを成す活性パターンにおける活性事象を示す、請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項１２】
第１のトラジェクトリおよび第２のトラジェクトリが所定の許容差範囲内で同じ曲率を有するとき、および、第１のトラジェクトリおよび第２のトラジェクトリが所定の最大の時間範囲内で発生するとき、識別器（１２０）は、第１の活性パターンにおける第１のトラジェクトリ（４３０，４３２，４３４）および第２の活性パターンにおける第２のトラジェクトリ（４４０，４４２，４４４）を同じ音声事象に帰属しているトラジェクトリとして確認する、請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項１３】
第１のトラジェクトリおよび第２のトラジェクトリが所定の許容差範囲内で同じ長さを有するとき、および、第１のトラジェクトリおよび第２のトラジェクトリが所定の最大の時間範囲内で発生するとき、識別器（１２０）は、第１の活性パターンにおける第１のトラジェクトリ（４３０，４３２，４３４）および第２の活性パターンにおける第２のトラジェクトリ（４４０，４４２，４４４）を同じ音声事象に帰属しているトラジェクトリとして確認する、請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項１４】
識別器（１２０）は、同じ音声事象と関連している２つの確認されたトラジェクトリの間の時間シフト（Δｔ1，Δｔ2，Δｔ3）を決定し、決定器（１３０）は、２つの確認されたトラジェクトリの間の時間シフトが固定のまたは設定可能な範囲内に位置するとき、２つの確認されたトラジェクトリが有用な音源（４６２）の音声事象と関連していることを示し、そうでなければ、２つの確認されたトラジェクトリが有用な音源の音声事象と関連していないことを示す、請求項１ないし請求項１３のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項１５】
固定のまたは設定可能な範囲は、ゼロの時間シフトを含む、請求項１４に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項１６】
デバイスは、その強度が所定の強度閾値より大きい同じ音声事象に帰属している２つのトラジェクトリが設定可能な範囲内で時間シフトを有し、その強度が所定の強度閾値より低い同じ音声事象に帰属している２つのトラジェクトリが選択された範囲外で時間シフトを有するように、設定可能な範囲を設定する範囲設定器を含む、請求項１４または請求項１５に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項１７】
デバイスは、さらに、同じ音声事象と関連している２つのトラジェクトリの間の異なる時間シフトに対するトラジェクトリ（４３０，４３２，４３４，４４０，４４２，４４４）の発生を示す情報を受信する範囲設定器を含み、
時間シフトの少なくとも２つの範囲に対するトラジェクトリの発生を示すために、時間の少なくとも２つの範囲に対する時間パターンまたは統計値を決定し、
時間パターンまたは統計値に基づいて設定可能な範囲を設定する、請求項１４、請求項１５または請求項１６に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項１８】
デバイスは、さらに、音声信号または音楽信号に帰属しているトラジェクトリが第１の活性パターンにおける、および、第２の活性パターンにおける設定された範囲内で時間シフトを含むように、第１の活性パターンまたは第２の活性パターンの分析に基づいて設定可能な範囲を設定する範囲設定器を含む、請求項１４ないし請求項１７のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項１９】
第１の活性パターン（１１０）は、第１の複数の信号（３９２，３９４，３９６，３９８；５１０；７１０）における信号の時間経過（３０２，３１０，３１５，３２０；３４２，３６０，３６５，３７０）によって示される二次元のパターンであって、第１の複数の信号のうちの信号が第１の耳の聴覚モデルの異なる聴神経または内聴細胞と関連しており、第１の複数の信号のうちの信号の時間経過が、聴神経での、または内聴細胞での、または第１の耳の聴覚モデルの内聴細胞における特性変数の経過を示し、
第２の活性パターン（１１２）は、第２の複数の信号（３９２，３９４，３９６，３９８；５１０；７１０）の時間経過（３０２，３１０，３１５，３２０；３４２，３６０，３６５，３７０）によって示される二次元のパターンであって、第２の複数の信号のうちの信号が第２の耳の聴覚モデルの異なる聴神経または内聴細胞と関連しており、第１の複数の信号のうちの信号の時間経過が、聴神経での、または内聴細胞での、または第２の耳の聴覚モデルの内聴細胞における特性変数の経過を示す、請求項１ないし請求項１８のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項２０】
識別器（１２０）が第１の活性パターン（１１０）における、および第２の活性パターン（１１２）における少なくともおよそ同じ曲率のトラジェクトリを検出し、
識別器は、第１の活性パターンおよび第２の活性パターンが異なるシフト状態に対する一致を含む位置を検出する時間方向に関して各々に対して第１の活性パターンおよび第２の活性パターンをシフトし、異なるシフト状態に対して検出される一致の位置に基づいて、第１の活性パターンにおけるトラジェクトリおよび第２の活性パターンにおけるトラジェクトリが、同じ曲率を有するかどうかを検出し、そして、そうであれば、一致の検出された位置に基づいて、第１の活性パターンにおけるトラジェクトリおよび第２の活性パターンにおけるトラジェクトリの時間シフトを検出する、請求項１９に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項２１】
識別器（１２０）は、複数の並列の時間信号（５１０）の形で並行して第１の活性パターン（１１０）を受信して、第１の方向にクロック的または時間連続的にそれをシフトし、複数の並列の時間信号（５１２）の形で平行に第２の活性パターン（１１２）を受信して、第１の方向と逆の第２の方向にクロック的または時間連続的にそれをシフトする活性パターン・シフト装置（５００）を含み、
活性パターン・シフト装置は、第１の活性パターンをシフトする第１の複数の並列分岐を含み、さらに、活性パターン・シフト装置は、第２の活性パターンをシフトする第２の複数の並列分岐を含み、
第１の複数の並列分岐のうちの分岐および第２の複数の並列分岐のうちの分岐間の配置が存在し、
第１の複数の並列分岐のうちの第１の検討される分岐に沿った個々の位置および第２の複数の並列分岐のうちの関連する第２の検討される分岐に沿った位置の間の配置が存在し、第１の検討される分岐に供給される活性事象が、第１のシーケンスにおける時間の経過において関連する位置を通り抜け、第２の検討される分岐に供給される活性事象が、第１のシーケンスの反対側にある第２のシーケンスにおける時間経過において関連する位置を通り抜け、
さらに、識別器は、複数の関連する並列分岐に関して、および関連する並列分岐内の複数の関連する位置に関して、２つの活性事象が２つの関連する位置に同時に存在するときを検出する一致検出手段を含み、
さらに、識別器は、一致検出手段によって与えられる情報に基づいて、同じ音声事象と関連した２つのトラジェクトリが第１の活性パターンおよび第２の活性パターンに含まれるときを検出する評価手段を含む、請求項１９または請求項２０に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項２２】
評価手段は、同じ音源と関連しており、それに基づいて第１の活性パターンにおける第１のトラジェクトリおよび第２の活性パターンにおける第２のトラジェクトリを確認し、同じ音声事象と関連している２つのトラジェクトリの間の時間シフトを決定するために、活性パターンのシフトする方向の複数の位置に関して、第１の活性パターン（１１０）における活性事象および第２の活性パターン（１１２）における活性事象のどれだけ多くの一致が全体的に所定の時間範囲における複数の関連する並列分岐に対して発生したかを別に決定する、請求項２１に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項２３】
識別器（１２０）は、活性事象のどれくらいの一致が全体として所定の時間範囲における活性パターンのシフト方向に沿った検討される位置での複数の関連している並列分岐に関して第１の活性パターンおよび第２の活性パターンにおいて生じたかという情報に基づいて、数値情報が少なくとも所定の最小数の一致の発生を示すとき、同じ音声事象と関連している第１のトラジェクトリおよび第２のトラジェクトリが第１の活性パターンおよび第２の活性パターンに存在することを検出し、活性パターンのシフト方向に沿った検討される位置に基づいて、同じ音声事象と関連している２つのトラジェクトリの間の時間シフトを決定する、請求項２１または請求項２２に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項２４】
識別器（１２０）は、トラジェクトリ検出器（７３０、７３２；１５０００；１７０００）を含み、トラジェクトリ出器に第１の活性パターン（１１０）および第２の活性パターン（１１２）を供給し、
トラジェクトリ検出器は、第１の活性パターンに基づいて第１の活性パターンにおいて検出されるトラジェクトリに関する情報（７４０，７４２，７４４，７４６）を提供し、第１の活性パターンにおいて検出されるトラジェクトリに関する情報は検出されたトラジェクトリの時間的位置および曲率を示し、
トラジェクトリ検出器は、第２の活性パターンに基づいて第２の活性パターンにおいて検出されるトラジェクトリに関する情報（７５０，７５２，７５４，７５６）を提供し、第２の活性パターンにおいて検出されるトラジェクトリに関する情報は検出されたトラジェクトリの時間的位置および曲率を示し、
識別器は、第１の活性パターンにおいて検出されるトラジェクトリに関する情報および第２の活性パターンにおいて検出されるトラジェクトリに関する情報に基づいて、第１の検出されたトラジェクトリおよび第２の検出されたトラジェクトリが同じ音声事象と関連しているかどうかを決定し、
識別器は、第１の活性パターンにおいて検出されるトラジェクトリおよび第２の活性パターンにおいて検出されるトラジェクトリに関する情報に基づいて、第１の検出されたトラジェクトリおよび第２の検出されたトラジェクトリの時間シフトを決定する、請求項１９に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項２５】
トラジェクトリ検出器（７３０）は、第１の活性パターンに基づいて第１の複数の並列の出力信号（７４０，７４２，７４４，７４６）を生成し、
トラジェクトリ検出器（７３０）は、第１の活性パターンにおけるトラジェクトリがある場合に第１の活性パターンにおけるトラジェクトリの曲率に応じて第１の複数の出力信号から少なくとも１つの出力信号を活性化させ、その結果、活性化された出力信号は、第１の活性パターンにおけるトラジェクトリの曲率およびトラジェクトリが発生する時点に関する情報を有し、
トラジェクトリ検出器（７３２）は、第２の活性パターン（１１２）に基づいて第２の複数の並列の出力信号（７５０，７５２，７５４，７５６）を生成し、
トラジェクトリ検出器（７３２）は、第２の活性パターンにおけるトラジェクトリがある場合に第２の活性パターンにおけるトラジェクトリの曲率に応じて第２の複数の出力信号から少なくとも１つの出力信号を活性化させ、その結果、活性化された出力信号は、第１の活性パターンにおけるトラジェクトリの曲率およびトラジェクトリが発生する時点に関する情報を有する、請求項２４に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項２６】
トラジェクトリ検出器（７３０、７３２）は、第１の複数の並列の出力信号（７４０，７４２，７４４，７４６）および第２の複数の並列の出力信号（７５０，７５２，７５４，７５６）を得るために並列ハフ変換を実行する、請求項２５に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項２７】
識別器は、第１の曲率／時間パターンとして第１の複数の出力信号のうちの出力信号（７４０，７４２，７４４，７４６）を受信し、第２の曲率／時間パターンとして第２の複数の出力信号のうちの出力信号（７５０，７５２，７５４，７５６）を受信し、第１の曲率／時間パターンおよび第２の曲率／時間パターンが異なるシフト状態に対して一致する位置を検出するために互いに反対の時間方向に関して第１の曲率／時間パターンおよび第２の曲率／時間パターンをシフトし、異なるシフト状態に対して検出される一致位置に基づいて、第１の活性パターンおよび第２の活性パターンにおけるトラジェクトリが同じ曲率を有するかどうかを決定し、そうであれば、検出された一致位置に基づいて、第１の活性パターンにおける第１のトラジェクトリおよび第２の活性パターンにおける第２のトラジェクトリの時間シフトを決定する一致手段（７７０）を含む、請求項２５または請求項２６に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項２８】
識別器（１２０）は、第１の活性パターン（１１０）および第２の活性パターン（１１２）をシフトレジスタ・セル（５８０）のフィールドを通って並列に逆方向にシフトさせるシフト手段（５００）を含み、
シフトレジスタ・セルのフィールドは、複数の行と複数の列とを有し、
シフトレジスタ・セルのフィールドは、第１の列の入力信号としての複数の並列の行信号（５１０）として第１の活性パターンを受信し、最後の列の入力信号としての複数の並列の行信号として第２の活性パターンを受信し、
検討される行および検討される列のシフトレジスタ・セルは、活性状態および非活性状態を受け入れる第１の活性パターンの情報価値および活性状態および非活性状態を受け入れる第２の活性パターンの情報価値を格納し、検討される行および第１の隣接する列の隣接するシフトレジスタ・セルに第１の活性パターンに帰属している情報価値を送り、検討される行および第２の隣接する列の隣接するシフトレジスタ・セルに第２の活性パターンに帰属している情報価値を送り、
シフトレジスタ・セルに存在し、第１の活性パターンおよび第２の活性パターンに帰属する情報価値が同時に活性状態を示すときに、シフトレジスタ・セルは、一致事象を検出し、
識別器は、複数の列に対して、どれくらい多くの一致事象が検討される列における所定の時間間隔の中で起こったかを別に決定し、それに基づいて、そうならば、どの時間シフトでトラジェクトリが同じ音声事象と関連している活性パターンにおいて発生したかどうかを決定する、請求項１９ないし請求項２７のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項２９】
第１の識別器（１２０）は、フィールドの列に関連しており、列における検討される時間間隔においてどれくらい多くの一致事象が発生したかを決定する複数のカウンタ、加算器または積分器を含む、請求項２８に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項３０】
トラジェクトリ検出器は、時間とともに活性パターンによって形成される二次元的な図解のトラジェクトリとしてまっすぐまたは曲線状のパターンを検出し、トラジェクトリの時間的位置を決定して、トラジェクトリに帰属する時間情報を提供するパターン認識手段を含む、請求項２４ないし請求項２９のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項３１】
さらに、パターン認識手段がトラジェクトリの長さに関する情報を提供する、請求項３０に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項３２】
パターン認識手段は、まっすぐな、または誇張してカーブするトラジェクトリを検出する、請求項３０または請求項３１に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項３３】
パターン認識手段は、トラジェクトリを検出して、トラジェクトリの時間的な位置を示す時間情報を得るために、時間的な活性パターンを示す二次元的な図解を少なくとも１つの比較パターンと比較するためのパターン比較手段を含む、請求項３０ないし請求項３３のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項３４】
比較パターンは、まっすぐであるか誇張してカーブした曲線を含む、請求項３３に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項３５】
パターン認識手段は、時間とともに段階的に活性パターンの二次元的な図解を歪めて、時間的に活性パターンの歪められた二次元の図解を得て、時間的に活性パターンの歪められた二次元の図解においておよそまっすぐなラインが含まれるときを検出し、およそまっすぐなラインをトラジェクトリとして検出して、トラジェクトリの時間的位置を決定し、トラジェクトリに帰属している時間情報を提供する、請求項３０ないし請求項３４のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項３６】
段階的に歪められることによる神経活性パターンにおいてカーブするトラジェクトリが時間とともにまっすぐとなるように曲げられるように、パターン認識手段は時間とともに段階的に神経活性パターンの二次元的な図解を歪め、カーブするトラジェクトリをまっすぐとなるように曲げるのに必要な複数の歪曲ステップはカーブするトラジェクトリの曲率に対応し、カーブするトラジェクトリをまっすぐとなるように曲げるのに必要な複数の歪曲ステップはトラジェクトリのオリジナルの形状に関する表示を含む、請求項３５に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項３７】
パターン認識手段は、複数の直列接続のステージを通して並行して異なる速度で信号を通すための複数の信号の形で並行して神経活性パターンを受信するための曲線認識手段を含み、少なくとも１つの所定のステージは、少なくとも所定の数の信号が所定のステージにおいて同時にアクティブであるときを検出するための閾値検出手段を含む、請求項３０ないし請求項３６のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項３８】
少なくとも１つのステージは、いくつかの信号をステージを通して通過させるときに、異なる程度にそれらの信号を遅延させる、請求項３７に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項３９】
デバイスは、フィルタ処理された活性パターン（１４６）またはそこから引き出される信号を蝸牛インプラントに送る、請求項１ないし請求項３８のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項４０】
デバイスは、フィルタ処理された活性パターン（１４６）またはそこから引き出される信号を人間または動物の聴細胞または聴神経に連結する、請求項１ないし請求項３９のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項４１】
フィルタ（１４０）は、有用な音源の音声事象と関連していない活性事象を減衰させるかまたは取り除くことにより第１の活性パターン（１１０）または第２の活性パターン（１１２）からフィルタ処理された活性パターン（１４６）を得る、請求項１ないし請求項４０のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項４２】
フィルタ（１４０）は、有用な音源の音声事象と関連しているフィルタ処理された活性パターンに活性事象を送ることにより第１の活性パターン（１１０）または第２の活性パターン（１１２）からフィルタ処理された活性パターン（１４６）を得る、請求項１ないし請求項４１のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項４３】
フィルタ（１４０）は、２つのトラジェクトリがいつ有用な音源の音声事象と関連しているかを示す決定器（１３０）の事象（１３６）に基づいてトラジェクトリに帰属している活性事象を確認するかまたは記録し、確認されたあるいは記録された活性事象に基づいてフィルタ処理された活性パターン（１４６）を得る、請求項１ないし請求項４２のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項４４】
フィルタ（１４０）は、第２のフィルタ処理された活性パターンを得るために、トラジェクトリが有用な音源の音声事象と関連しているかどうかについての決定器（１３０）の結果（１３６）に基づいて第１の活性パターン（１１０）または第２の活性パターン（１１２）をフィルタ処理して、第２のフィルタ処理された活性パターンにおいて有用な音源の音声事象と関連している活動事象が支配的であるか、有用な音源の音声事象と関連していない活性事象がフィルタ処理された活性パターンにもはや存在しないようにし、
その結果、全体として２つのフィルタ処理された活性パターンが得られ、その１つが第１の活性パターン（１１０）に基づき、他の１つが第２の活性パターン（１１２）に基づく、請求項１ないし請求項４３のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項４５】
デバイスは、第１の活性パターンとして第１の耳の聴覚モデルで第１の応答感度の内聴細胞内の、または内聴細胞における活性パターンを受信し、第２の活性パターンとして第２の耳の聴覚モデルで第１の応答感度の内聴細胞内の、また内聴細胞における活性パターンを受信し、
第１の耳の聴覚モデルで第２の応答感度の内聴細胞内の、または内聴細胞における第３の活性パターンを受信し、第２の耳の聴覚モデルで第２の応答感度の内聴細胞内の、または内聴細胞における第４の活性パターンを受信し、
識別器（１２０）は、同じ音声事象に関連している第３の活性パターンにおける第３のトラジェクトリおよび第４の活性パターンにおける第４のトラジェクトリを確認し、
決定器は、第１のトラジェクトリ、第２のトラジェクトリ、第３のトラジェクトリおよび第４のトラジェクトリが有用な音源（４６２）の音声事象と関連しているかどうかを決定し、
決定器は、トラジェクトリに対する音量情報、つまり第１の活性パターンおよび第３の活性パターンにおいて、所定の時間的許容差範囲内で所定の曲率許容差範囲内の同じ曲率のトラジェクトリが存在するかどうかの比較の結果に基づくトラジェクトリと関連した活性事象に対する音量情報を決定し、
確認されたトラジェクトリが前記音量情報に基づいて有用な音源と関連しているかどうかの情報を決定する、請求項１ないし請求項４４のいずれかに記載のデバイス。
【請求項４６】
フィルタは、音量情報またはフィルタ処理された活性パターンを得るためにトラジェクトリが有用な音源と関連しているかどうかに関する音量情報から得られる情報を用いて、第１の活性パターン、第２の活性パターン、第３の活性パターンまたは第４の活性パターンをフィルタ処理し、
その結果、フィルタ処理された活性パターンにおいて、関連する音量情報が所定の音量範囲内にある活性事象は音量情報が所定の音量範囲外にある活性事象に関して支配的であり、または、フィルタ処理された活性パターンにおいて、音量情報が所定の音量範囲外にある活性事象はもはや存在しない、請求項４５に記載のデバイス。
【請求項４７】
デバイスは、第１の耳の聴覚モデルで第３の応答感度の内聴細胞内の、または内聴細胞における第５の活性パターンを受信し、第２の耳の聴覚モデルで第３の応答感度の内聴細胞内の、または内聴細胞における第６の活性パターンを受信し、
決定器は、トラジェクトリに対する音量情報、つまり所定の時間的許容差範囲内の第１の活性パターンおよび第３の活性パターンにおいて、所定の曲率許容差範囲内で同じ曲率を有するトラジェクトリが存在するかどうか、および所定の時間的許容差範囲内の第３の活性パターンおよび第５の活性パターンにおいて、所定の曲率許容差範囲内で同じ曲率を有するトラジェクトリが存在するかどうかの比較の結果に基づいてトラジェクトリと関連している活性事象に対する音量情報を決定する、請求項４５または請求項４６に記載のデバイス。
【請求項４８】
第１の応答感度の内聴細胞は、低い自然放出率の聴細胞、中間の自然放出率の聴細胞または高い自然放出率の聴細胞を含み、
第２の応答感度の内聴細胞は、低い自然放出率の聴細胞、中間の自然放出率の聴細胞または高い自然放出率の聴細胞を含み、
第３の応答感度の内聴細胞は、低い自然放出率の聴細胞、中間の自然放出率の聴細胞または高い自然放出率の聴細胞を含み、
第１の応答感度、第２の応答感度および第３の応答感度は互いに異なる、請求項４５ないし請求項４８のいずれかに記載のデバイス。
【請求項４９】
さらに、帰還回路を含み、
帰還回路は、マルチ一致手段（１２０；５００；７００）から出力信号を受信し、マルチ一致手段の出力信号に基づいて制御信号を外有毛細胞に提供する、請求項１ないし請求項４８のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項５０】
少なくとも２つのチャネルを有する音声信号に基づいてデバッグされた音声信号（１３３０）を生成するための音源分割器（１３００）であって、
音声信号の第１のチャネル（１３１０）に基づいて第１の耳の聴覚モデルでの第１の活性パターン（１１０）を生成するための、および、音声信号の第２のチャネル（１３２０）に基づいて第２の耳の聴覚モデルでの第２の活性パターン（１１２）を生成するための活性パターン発生器（１３４０，１３４２）、
請求項１ないし請求項４４のいずれかに記載の第１の活性パターン（１１０）および第２の活性パターン（１１２）に基づいてフィルタ処理された活性パターン（１４６）を生成するためのデバイス（１００，２００）、
デバッグされた音声信号（１３３０）を得るために、フィルタ処理された活性パターン（１４６）を時間図解図、周波数図解図またはサブバンド図解図に変換するためのシンセサイザ（１３５０）を含む、ソース分割器。
【請求項５１】
第１の耳の聴覚モデルでの第１の活性パターン（１１０）および第２の耳の聴覚モデルでの第２の活性パターン（１１２）に基づいてフィルタ処理された活性パターン（１４６）を生成する方法（１２００）であって、
同じ音声事象に関連する第１の活性パターン（１１０）における第１のトラジェクトリ（４３０，４３２，４３４）および第２の活性パターンにおける第２のトラジェクトリ（４４０，４４２，４４４）を確認するステップ（１２１０）、
２つのトラジェクトリ（４３０，４４０；４３２，４４２；４３４，４４４）が有用な音源（４６２）の音声事象と関連しているかどうかを決定するステップ（１２２０）、
トラジェクトリが有用な音源（４６２）の音声事象と関連しているかどうか決定した（１２２０）結果（１３６）に基づいて第１の活性パターンまたは第２の活性パターンをフィルタ処理するステッップ（１２３０）を含み、その結果、フィルタ処理された活性パターンにおいて、有用な音源の音声事象と関連した活性事象が有用な音源の音声事象と関連していない活性事象に関して支配的であるか、または、有用な音源の音声事象と関連していない活性事象がフィルタ処理された活性パターンの中にもはや存在しないようになる、方法。
【請求項５２】
少なくとも２つのチャネルを有する音声信号に基づいてデバッグされた音声信号（１３３０）を生成する方法（１４００）であって、
音声信号の第１のチャンネル（１３１０）に基づいて第１の耳の聴覚モデルで第１の活性パターン（１１０）を生成するステップ（１４１０）、および音声信号の第２のチャネル（１３２０）に基づいて第２の耳の聴覚モデルで第２の活性パターン（１１２）を生成するステップ（１４２０）、
請求項５１に記載の第１の活性パターン（１１０）および第２の活性パターン（１１２）に基づいてフィルタ処理された活性パターン（１４６）を生成するステップ、および
デバッグされた音声信号（１３３０）を得るために、フィルタ処理された活性パターンを時間図解図、周波数図解図またはサブバンド図解図に変換するステップ（１４４０）を含む、方法。
【請求項５３】
コンピュータ・プログラムがコンピュータで実行されるとき、請求項５１または請求項５２に記載の方法を実行するための、コンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタ処理された活性パターンを生成するためのデバイスおよび方法、音源分割器、デバッグされた音声信号を生成するための方法およびコンピュータ・プログラムに関し、特に、ノイズ源フィルタリングのためのコンセプトに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日の医療工学の分野において、難聴の人を普通の生活に参加できるようにすることは重要な課題である。この目的のために、医療技術から、多くの異なる補聴器が公知である。患者の内耳が損傷を受けている場合、それは特別な課題である。この場合、直接患者の聴神経を刺激することが必要である。
【０００３】
これは、人工内耳の助けを借りることにより、すでにうまく達成されているが、いくつかの異なる音源の近くにいるときに、人工内耳を有する患者はまだ特別な問題点を持っている。この場合、特に、音声了解度は、明らかに減少する。
【０００４】
そのため、特にいくつかの音源がある状況において、人工内耳をもつ患者の聴取感覚を改善する必要がある。
【０００５】
以下に、上述の課題に関して背景となる情報を提供するものとして、いくつかの文献において議論されている。
【０００６】
Ｔ．Ｈａｒｃｚｏｓ（博士課程の２年目）および彼の指導教員Ｔ．Ｒｏｓｋａ博士（ＰＰＣＵ  Ｍｕｌｔｉｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙ  Ｄｏｃｔｏｒａｌ  Ｓｃｈｏｏｌ、２００５〜２００６の年次報告）による論文「蝸牛の修正された神経生物学的にパラメータ化されたモデルおよび付属の聴覚像処理ネットワーク（Ａ  ｒｅｖｉｓｅｄ  ｎｅｕｒｏｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｌｙ  ｐａｒａｍｅｔｅｒｉｚｅｄ  ｍｏｄｅｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｃｏｃｈｌｅａ  ａｎｄ  ａｎ  ａｔｔａｃｈｅｄ  ａｕｄｉｔｏｒｙ  ｉｍａｇｅ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｎｅｔｗｏｒｋ）」は、蝸牛の神経生物学的にパラメータ化されたモデルを記載する。記載されているモデルにおいて、基底膜モデリングが、拡張ツビッカー／バウムガルテモデル（Ｚｗｉｃｋｅｒ／Ｂａｕｍｇａｒｔｅ  ｍｏｄｅｌ）モデルに従って用いられる。さらに、内有毛細胞がメディス（Ｍｅｄｄｉｓ）によるモデルを用いて複製され、それによって、小胞放出が算出される。さらに、シナプス間隙がモデル化され、さらに、シナプス間隙後のプロセスがモデル化される。
【０００７】
ハフ変換を用いた音声データの処理に関する情報が、例えば、Ｔ．Ｈａｒｃｚｏｓ、Ｆ．ＫｌｅｆｅｎｚおよびＡ．Ｋａｔａｉ（議事録  ＶＩＳＡＰＰ  ２００６、セトゥバル、ポルトガル、２００６年２月２５−２８日の公表）による論文「ハフ変換を用いた神経生物学的に刺激される母音認識器」に見られる。
【０００８】
Ｇ．Ｓｚｅｐａｎｎｅｋ、Ｆ．ＫｌｅｆｅｎｚおよびＣ．Ｗｅｉｈｓによる表題「Ｎｅｕｒｏｎａｌｅ  Ｒｅｐｒａｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ  ｄｅｓ  Ｈｏｅｒｖｏｒｇａｎｇｓ  ａｌｓ  Ｂａｓｉｓ」を有する主要な寄稿ＳＣＨＡＬＬＡＮＡＬＹＳＥは、２００５年９月２８日にオンラインで発表され、インフォマティク―シュペクトラム、シュプリンガー出版社から国際標準逐次刊行物番号０１７０−６０１２として文書で発行されたが、聴神経の応答のモデリングおよび情報抽出を記載する。
【０００９】
さらなる情報は、Ｔ．Ｈａｒｃｚｏｓ、Ａ．Ｋａｔａｉ、Ｆ．Ｋｌｅｆｅｎｚ、Ｐ．ＳｃｈｉｋｏｗｓｋｉおよびＧ．Ｓｚｅｐａｎｎｅｋの論文「知覚で動機づけされた神経生理学的にパラメータ化された聴覚器官モデルによる音声分類のための特徴抽出（Ｆｅａｔｕｒｅ  Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｓｏｕｎｄ  ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｂｙ  ｍｅａｎｓ  ｏｆ  ａ  ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎａｌｌｙ  ｍｏｔｉｖａｔｅｄ  ｎｅｕｒｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃ  ｐａｒａｍｅｔｅｒｉｚｅｄ  ａｕｄｉｔｏｒｙ  ｍｏｄｅｌ）」（ベルリンにおける２００６年３月８日から３月１０日までの分類ＧｆＫｌ  ２００６  に関するゲゼルシャフトにおける会議で公表）に見られる。
【００１０】
さらに、公式のファイル番号１０  ２００５  ０３０  ３２６を有する事前に公表されていないドイツ特許出願には、音声信号を分析するためのコンセプトが開示されている。前述の特許出願には、さらに、ファイル番号ＰＣＴ／ＥＰ２００５／００６３１５を有する後願の国際出願が存在するが、音声信号の分析表現を得るために音声信号を分析する方法およびコンピュータ・プログラムが記載されている。さらに、上述の文書には、聴覚系の第１ステージの神経生理学的にパラメータ化されたシミュレーションのためのコンセプトが記載されている。ＤＥ  １０  ２００５  ０３０  ３２６およびＰＣＴ／ＥＰ２００５／００６３１５の教示および定義は、言及することによりここに含まれる。
【００１１】
同様に、公文書のファイル番号１０  ２００５  ０３０  ３２７を有するドイツ特許出願には、神経生理学的聴覚モデルの使用およびそれに基づく信号の生成について記載されている。上述の文書に関して、平行した米国出願が、公式ファイル番号１１／１７２，６０５として存在する。２つの最近の教示および定義は、言及することによりここに含まれる。
【００１２】
それとは別に、米国特許第６，４４２，５１０Ｂ１には、光学および音響信号のリアルタイム・パターン認識、局在および監視のための信号波形のための実行時間差を決定するためのコンセプトが記載されている。上述のコンセプトは、部分的な検出のステップを含み、そして、リアルタイム・パターン認識のための、そして、光学および音響信号の局在および監視のための単調なおよび連続的なトラジェクトリへの変換のための信号波形の一致に至らせる。上述の文書に記載されている方法は、実行時間差を決定し、前もってプログラムされたキー信号は、信号サンプリングによって検出される。データはサンプル値信号によって修正され、所定の信号実行時間差の信号組合せの対は検出信号の一致から決定される。
【００１３】
デバイスは、入って来る音響信号からデジタル量のシーケンスを生成するための少なくとも２つのレシーバを含む。デバイスは、入力ベクトルのデジタル量を形成するためのベクトル発生器、各ベクトル発生器の後に配置され、平行でプログラム可能なシグナルフロー・チェーンからなる信号検出装置および加算器／比較器ユニットを含む。加算器／比較器ユニットは、等距離の間隔に、シグナルフロー・チェーンに垂直に配置される。デバイスは、フリップフロップ・チェーンを形成する２つの逆平行のシフトレジスタおよびＡＮＤゲートからなるマルチ一致ユニットを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】ドイツ特許出願１０  ２００５  ０３０  ３２６
【特許文献２】ＰＣＴ／ＥＰ２００５／００６３１５
【特許文献３】米国特許出願１１／１７２，６０５
【特許文献４】米国特許第６，４４２，５１０Ｂ１
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】論文「蝸牛の修正された神経生物学的にパラメータ化されたモデルおよび付属の聴覚像処理ネットワーク（Ａ  ｒｅｖｉｓｅｄ  ｎｅｕｒｏｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｌｙ  ｐａｒａｍｅｔｅｒｉｚｅｄ  ｍｏｄｅｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｃｏｃｈｌｅａ  ａｎｄ  ａｎ  ａｔｔａｃｈｅｄ  ａｕｄｉｔｏｒｙ  ｉｍａｇｅ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｎｅｔｗｏｒｋ）」、Ｔ．Ｈａｒｃｚｏｓ（博士課程の２年目）および彼の指導教員Ｔ．Ｒｏｓｋａ博士（ＰＰＣＵ  Ｍｕｌｔｉｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙ  Ｄｏｃｔｏｒａｌ  Ｓｃｈｏｏｌ、２００５〜２００６の年次報告）
【非特許文献２】Ｔ．Ｈａｒｃｚｏｓ、Ｆ．ＫｌｅｆｅｎｚおよびＡ．Ｋａｔａｉ（議事録  ＶＩＳＡＰＰ  ２００６、セトゥバル、ポルトガル、２００６年２月２５−２８日の公表）による論文「ハフ変換を用いた神経生物学的に刺激される母音認識器」
【非特許文献３】Ｔ．Ｈａｒｃｚｏｓ、Ａ．Ｋａｔａｉ、Ｆ．Ｋｌｅｆｅｎｚ、Ｐ．ＳｃｈｉｋｏｗｓｋｉおよびＧ．Ｓｚｅｐａｎｎｅｋの論文「知覚で動機づけされた神経生理学的にパラメータ化された聴覚器官モデルによる音声分類のための特徴抽出（Ｆｅａｔｕｒｅ  Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｓｏｕｎｄ  ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｂｙ  ｍｅａｎｓ  ｏｆ  ａ  ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎａｌｌｙ  ｍｏｔｉｖａｔｅｄ  ｎｅｕｒｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃ  ｐａｒａｍｅｔｅｒｉｚｅｄ  ａｕｄｉｔｏｒｙ  ｍｏｄｅｌ）」（ベルリンにおける２００６年３月８日から３月１０日までの分類ＧｆＫｌ  ２００６  に関するゲゼルシャフトにおける会議で公表）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
先行技術に対して、本発明の目的は、音声信号のフィルタ処理された表現を生成するための聴覚に適合したコンセプトを提供し、その結果、干渉する音源の影響がフィルタ処理された表現において減少することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この目的は、請求項１に記載のフィルタ処理された活性パターンを生成するためのデバイス、請求項５０に記載の音源分割器、請求項５１に記載のフィルタ処理された活性パターンを生成する方法、請求項５２に記載のデバッグされた音声信号を生成する方法および請求項５３に記載のコンピュータ・プログラムによって達成される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、クレーム１によるフィルタ処理された活性パターンを生成するためのデバイスを提供する。
【００１９】
２つの確認されたトラジェクトリが有用な音源からの音声事象と関連しているかどうかを決定することにより同じ音声事象と関連した第１の活性パターンおよび第２の活性パターンにおけるトラジェクトリを確認することによって、およびトラジェクトリが有用な音源からの音声事象（または、干渉する音源からの音声事象）と関連しているかどうかの決定の結果に基づいて第１の活性パターンまたは第２の活性パターンを得ることによって、フィルタ処理された活性パターンが第１の耳の聴覚モデル上の第１の活性パターンおよび第２の耳の聴覚モデル上の第２の活性パターンに基づいて特に信頼性が高い方法で発生することができることが、本発明についての中心考えである。
【００２０】
第１の耳の聴覚モデルおよび第２の耳の聴覚モデルの上に形成される２つの活性パターンを用いて、両方の活性パターンにおいて発生し、同じ音声事象と関連する２つのトラジェクトリが、有用な音源から来るか、または干渉する音源から来るかについて、特に正確な情報が得られることを分かった。第１の耳の聴覚モデルに基づく第１のトラジェクトリおよび第２の耳の聴覚モデルに基づく第２のトラジェクトリが決定され、トラジェクトリが同じ音声事象に属する場合、トラジェクトリが有用な音源から来るか干渉する音源から来るかを、２つのトラジェクトリを比較することによって特にシンプルで信頼性の高い方法で示すことができる。
【００２１】
その理由は、有用な音源から来ているトラジェクトリは干渉する音源に帰属しているトラジェクトリより通常歪められ、および／または２つの耳におけるお互いに関して異なる方法で時間的にシフトされるということである。同じ音声事象に属する２つのトラジェクトリの歪みおよび／またはシフトのため、２つの活性パターンにおいて、トラジェクトリが有用な音声事象に関連するか干渉する音声事象に関連するか、特にシンプルな指摘が可能である。
【００２２】
フィルタ処理された活性パターンにおいて有用な音源からの音声事象と関連している活性事象が干渉する音源と関連している音声事象に関して支配的であるように、またはフィルタ処理された活性パターンにおいて有用な音源からの音声事象と関連していない活性事象が存在しない、および／または除去されるように、トラジェクトリが有用な音声事象または干渉する音声事象（および／または有用な音源または干渉する音源）と関連しているかどうかの知識は、さらに、第１の活性パターンから、または、第２の活性パターンからフィルタ処理された活性パターンを得るために発明のフィルタの範囲内で使用される。
【００２３】
換言すれば、発明のコンセプトは、基本的に、同じ音声事象と関連する第１の活性パターンにおけるまたは第２の活性パターンにおけるトラジェクトリの比較および／または歪みによって、トラジェクトリが有用な音源からの有用な音声事象に帰属するか、または、干渉する音源からの干渉する音声事象に帰属するかについて決定することにあり、そして、フィルタ処理された活性パターンを得るために上述の情報に基づいて第１の活性パターンまたは第２の活性パターンをフィルタ処理することである。
【００２４】
フィルタ処理された活性パターンを生成するときに、２つの耳が使われることは、本発明の基本的な利点である。トラジェクトリが有用な音源と関連しているか、干渉する音源と関連しているかの決定のため、２つの聴覚モデルの完全な入手可能な（例えば、左耳および右耳の）情報が用いられる。有用な音源および／または干渉する音源のトラジェクトリの識別のため、グループを成す（同じ音声事象に帰属する）第１の活性パターンと第２の活性パターンのトラジェクトリの間の関係が用いられることができる。これにより、有用な音源と干渉する音源のトラジェクトリの特に効率的で信頼性が高い区別が得られ、それは人間の脳の音響信号のバイノーラル処理に基づくものである。
【００２５】
本発明の好ましい実施例によれば、識別器は、同じ音声事象と関連する２つの確認されたトラジェクトリの間における時間シフトを決定するために行われる。この場合、決定器は、時間シフトを用いて、同じ音声事象と関連している２つのトラジェクトリが有用な音源からの音声事象と関連しているか、干渉する音源からの音声事象と関連しているかを決定するために行われる。
【００２６】
本発明の一実施例に従う記載されているコンセプトは、特に２つのトラジェクトリ間の時間シフトが有用な音声事象および／または有用な音源からのトラジェクトリが干渉する音源および／または干渉する音声事象からのトラジェクトリから切り離されることを可能にする特に分化機能であるという知見に基づく。トラジェクトリ間の時間シフトは、音源の空間位置のための測定である。時間シフトは、概して音源と第１の耳との間の、そして、音源と第２の耳との間の実行時間差から生じる。この実行時間差は、２つの（間隔を離して置かれる）耳と関連して、音源の位置に依存する。
【００２７】
それが概して正確に一方向からおよび／またはから限られた（おそらく、近接していない）角度範囲から音声事象を受け取り、そして、干渉する音源として上述の角度範囲の外側でそれらの起源を有する音声事象を考慮するという良い結果に至るので、特に、実行時間差、すなわち有用な音源および／または干渉する音源からの音が来る方向が、有用な音源と干渉する音源とを切り離すために特に重要で効果的な特徴であることがわかった。したがって、上述の角度範囲の外側でそれらの起源を有する動作を減らすかまたは抑制することが好ましい。
【００２８】
さらに、本発明は、請求項５１に従ってフィルタ処理された活性パターンを生成する方法を提供する。
【００２９】
従来の方法と比較して、この方法の基礎をなしている所見および発明の方法の効果に関して、それとは別に、請求項１に記載のデバイスに関する実施について述べる。
【００３０】
さらに、本発明は、請求項５０に記載のソース分割器を提供する。
【００３１】
本発明についての中心的な考えによれば、いくつかの音源、例えば有用な音源と干渉する音源を少なくとも２チャネル音声信号に分離するために、まず第一に音声信号の２つのチャネルを別々に第１の耳の聴覚モデル上の、および第２の耳の聴覚モデル上の活性パターンに変換することが有利であることが分かっている。活性パターンに基づいて、同じ音声事象と関連している活性パターンのトラジェクトリは認められている。すでに、上で説明するのと同じ音声事象と、それから、同じ音声事象と関連している２つのトラジェクトリの検出および／または識別に基づいて、すでに上述しているように、２つのトラジェクトリが有用な音源からの音声事象と関連しているのか、干渉する音源からの音声事象と関連しているのかが決定される。したがって、音源分離は、活性パターンに基づいて発明の方法で行われることができる。
【００３２】
活性パターンの異なる音源からの音声事象が識別可能なトラジェクトリとして表現されるので、特に聴覚モデル上の活性パターンを用いて、音源が特に効率的な方法で分離されることができることがわかった。音声信号の時間的表現でおよび／または音声信号の周波数表現において、異なる音源に帰属している信号が重複すると共に、異なる音源および／または聴覚モデルの活性パターンの異なる音源の情報量は別々の識別可能なトラジェクトリによって表される。このため、聴覚モデルの活性パターンに基づくフィルタ処理は特に効率的で、それとは別に、人間の脳の処理に適応し、その結果、フィルタ処理された活性パターンにおいて、干渉する音源は、それぞれ、特に高い抑制によって、抑制されることができるかまたは除去されることができる。有用な音声事象または干渉する音声事象に帰属しているトラジェクトリの検出は、それぞれ、すでに上述しているように、２つの耳の聴覚モデルのための２つの活性パターンを用いて特に信頼性が高く効率的な方法で成し遂げられる。時間表現、周波数表現またはフィルタ処理された活性パターンによって示されているデバッグされた音声信号のサブバンド表現へのフィルタ処理された活性パターンの次の後方変形によって、フィルタ処理された音声信号、すなわち、後方変形によってフィルタ処理された活性パターンから得られる音声信号の従来の後処理が可能にされる。
【００３３】
それとは別に、本発明は、請求項５２に記載のデバッグされた音声信号を生成するための方法を提供する。デバッグされた活性パターンを生成するための前述のコンセプトは、それが機能することに関して、発明のソース分割器のそれに対応する。
【００３４】
さらに、本発明は、請求項５３に記載のコンピュータ・プログラムを提供する。
【００３５】
それとは別に、本発明の好ましい実施例が従属する特許クレームによって定義される点に留意する必要がある。
以下に、本発明の好ましい実施例が、添付図面を参照して更に詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施例による活性パターンを生成するための発明のデバイスを示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例によるフィルタ処理された活性パターンを生成するための発明のデバイスを示すブロック図である。
【図３ａ】神経伝達物質小胞の数を示す活性パターンのトラジェクトリを示す図解図である。
【図３ｂ】複数の神経線維に関する活性パターンのトラジェクトリを示す図解図である。
【図３ｃ】図３ａおよび３ｂにより活性パターンを示しているデジタル化された信号を示す図解図である。
【図３ｄ】図３ａまたは３ｂによる活性パターンを示し、図３ｃによってデジタル化された信号に基づく二次元のパターンを示す図解図である。
【図４ａ】複数のトラジェクトリを含む第１の活性パターンおよび第２の活性パターンを示す図解図である。
【図４ｂ】図４ａにより活性パターンに基づいて発生するフィルタ処理された活性パターンを示す図解図である。
【図５ａ】本発明の一実施例による発明のマルチ一致手段を示すブロック図である。
【図５ｂ】図５ａによる発明のマルチ一致手段の列を示す詳細な回路図である。
【図５ｃ】図５ａによるマルチ一致手段に用いるための一致セルを示す回路図である。
【図６ａ】トラジェクトリ間の時間シフトがある場合とない場合における発明のマルチ一致手段の同じ曲率の２つのトラジェクトリの段階的な処理を示す図解図である。
【図６ｂ】発明のマルチ一致手段の異なる曲率の２つのトラジェクトリの段階的な処理を示す図解図である。
【図７】本発明の一実施例により２つの活性パターンのトラジェクトリを確認するための発明の識別器を示すブロック図である。
【図８】活性パターンに基づいて発明のパターン認識の実行のためのデバイスを示すブロック図である。
【図９】発明のパターン認識の実行のためのデバイスの信号を示す図解図である。
【図１０】発明のパターン認識の実行のためのヒューベル―ウィーゼル・ネットワークを示す回路図である。
【図１１】人間の聴覚のシミュレーションの、および発生している中間のおよび最終的な結果のシミュレーションの事象の進行を示す図解図である。
【図１２】本発明の一実施例によるフィルタ処理された活性パターンを生成する発明の方法を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の一実施例による発明の音源分割器を示すブロック図である。
【図１４】本発明の一実施例によるデバッグされた音声信号を生成する発明の方法を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の一実施例による発明のデバイスのブロック図の抜粋である。
【図１６】人間の蝸牛および選択された内有毛細胞を示す図解図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１は、第１の耳の聴覚モデル上の第１の活性パターンおよび第２の耳の聴覚モデル上の第２の活性パターンに基づいてフィルタ処理された活性パターンを生成するための発明のデバイスのブロック図を示す。図１によるデバイスは、全体が１００で示される。デバイス１００は、第１の耳の聴覚モデルから第１の活性パターン１１０を受け取る。さらに、デバイス１００は、第２の耳の聴覚モデルから第２の活性パターン１１２を受け取る。デバイス１００は、第１の活性パターン１１０および第２の活性パターン１１２を受信するための識別器１２０を含む。識別器１２０は、同じ音声事象（例えば、基底膜上の進行波になる母音、子音、音、クロッキング・ノイズまたは他の音の始まり）と関連する第１の活性パターンにおける第１のトラジェクトリおよび第２の活性パターンにおける第２のトラジェクトリを検出する。同じ音声事象は、例えば、同じ曲率および／または同じ長さを有するトラジェクトリ（少なくとも許容差範囲に近いか、または、許容差範囲内）につながる音声事象である。好ましくは、同じ音声事象は、音源から生じている音響信号の等しい事象である。
【００３８】
識別器１２０は第１の活性パターン１１０における第１のトラジェクトリおよび第２の活性パターン１１２における第２のトラジェクトリ１２４を示す情報１２６を提供し、それらは両方とも同じ音声事象と関連している。決定器１３０は、情報１２６を受信して、第１のトラジェクトリ１２２および第２のトラジェクトリ１２４に関する情報１２６に基づいて、２つのトラジェクトリ１２２、１２４が同じ音声事象、有用な音源からの音声事象または干渉する音源からの音声事象と関連しているかどうかを決定する。決定器１３０は、トラジェクトリ１２２、１２４が有用な音源からの有用な音声事象と関連しているか、干渉する音源からの干渉する音声事象と関連しているかについて示す情報１３６を提供する。
【００３９】
デバイス１００は、トラジェクトリが有用な音源からの音声事象と関連しているか干渉する音源からの音声事象と関連しているかの判定の結果１３６に基づいて第１の活性パターン１１０または第２の活性パターン１１２をフィルタ処理するためのフィルタ１４０を含む。フィルタ１４０は、第１の活性パターン１１０または第２の活性パターン１１２のいずれかを受信する。しかしながら、フィルタ１４０が第１の活性パターン１１０および第２の活性パターン１１２の両方を受信することも可能である。
【００４０】
それとは別に、フィルタ１４０はフィルタ処理された活性パターン１４６を生成し、その結果、フィルタ処理された活性パターンにおいて有用な音源からの音声事象と関連している活性事象が支配的となるか、または、有用な音源からの音声事象と関連していない活性事象がもはや存在しないかまたはフィルタから活性パターンから除去される。
【００４１】
上の構造記述に基づいて、以下に、デバイス１００の機能が更に詳細に説明される。識別器１２０は、第１の活性パターン１１０および第２の活性パターン１１２を受信する。活性パターン１１０、１１２は、例えば、各々、聴覚モデルの聴細胞（好ましくは内聴細胞または内有毛細胞）内の、または聴細胞における活性を示す複数の並列信号である。換言すれば、第１の活性パターン１１０は、第１の耳（例えば左耳）の複数の聴細胞内の、または聴細胞における活性を示す複数の並列信号または情報を含む。さらに、第２の活性パターン１１２は、第２の耳の聴細胞（好ましくは内側聴細胞または内有毛細胞）内の、または聴細胞における活性を示す複数の並列情報または信号を含む。
【００４２】
あるいは、活性パターンは、聴神経の神経線維上の活性を示すこともできる。例えば、第１の活性パターン１１０は第１の耳（例えば左耳）に帰属している複数の神経線維上の活性（または、活性の時間経過）を示すことができ、第２の活性パターン１１２は第２の耳（例えば右耳）に帰属している複数の神経線維上の活性を示す。
【００４３】
それとは別に、第１の活性パターン１１０および第２の活性パターン１１２は第１の耳および第２の耳の聴覚モデルを用いて得られることが好ましい。換言すれば、第１の耳の聴覚モデルは、（例えば人間の）頭の左側に配置されたマイクロホンから第１の音声信号を受信し、第１の活性パターンを提供する。
【００４４】
さらに、第２の活性パターンが第２の音声信号に基づいて第２の耳（例えば右耳）の聴覚モデルで測定されることが好ましい。第２の音声信号は、例えば、（例えば人間の）頭の右側に配置された第２のマイクロホンによって提供されることができる。
【００４５】
このように、第１の活性パターン１１０および第２の活性パターン１１２は、概して（例えば、２つの異なって配置されたマイクロホンからの）２つの異なる音声信号源からの２つの音声信号を示す。しかしながら、２つの活性パターンは、マルチチャネル音声信号の少なくとも２つのチャネルからの音声信号を示すこともできる。それとは別に、第１の活性パターン１１０および第２の活性パターン１１２が、（例えばその二次元の表現で）例えば二次元のパターンを示す複数の時間信号によって典型的に形成される点に留意する必要がある。例えば、第１の活性パターンＮは情報または並列の時間信号を含むことができ、それぞれ、Ｎ個の聴細胞内のまたは聴細胞における活性を示し、またはＮ個の聴神経における時間の関数としての活性を示す。同様に、第２の活性パターン１１２は、複数の情報または平行した（時間）信号を含み、それぞれ、複数の聴細胞内の、または聴細胞における活性の時間経過を示し、または複数の聴神経における活性の時間経過を示す。
【００４６】
活性の発生（すなわち、例えば特定物質の濃縮による特性変化または電位によって示される活性状態）は、活性事象として以下において言及され、活性パターン１１０、１１２から見られることができる。活性事象は、例えば、（例えば、聴細胞のシナプス間隙で）聴細胞に発生する神経伝達物質小胞であってもよく、神経線維上における（活性）活動電位の発生でもよい。
【００４７】
識別器１２０は、第１の活性パターン１１０および第２の活性パターン１１２を受信して、同じ音声事象に関連している第１の活性パターン１１０における第１のトラジェクトリ１２２および第２の活性パターン１１２における第２のトラジェクトリ１２４を確認する。この点で、同じ音声事象と関連したトラジェクトリは概して少なくともよく似た形状および／または同程度の長さから成り、前述の特徴に基づいて、グループを成すかまたは同じ音声事象に帰属すると確認されることができる。さらに、同じ事象と関連するかまたは同じ音声事象に帰属するトラジェクトリが、所定の最大の時間間隔の中で典型的に発生することは公知である。
【００４８】
このように、識別器１２０は、同じ音声事象に帰属するトラジェクトリとして、互いに類似しているトラジェクトリ、すなわち、たとえばそれらの曲率が所定の最大限認められる偏差より小さく、所定の最大時間間隔内で発生するトラジェクトリを確認する。あるいは、２つのトラジェクトリが同じ音声事象と関連しているかどうか決定するときに、識別器１２０はトラジェクトリの長さを考慮することができる。換言すれば、識別器１２０は、例えば、所定の最大の時間間隔内で発生し、所定の最大限認められる偏差を除いて等しい長さから成るときに、２つのトラジェクトリが等しい音声事象に帰属することを示すことができる。
【００４９】
２つのトラジェクトリ１２２、１２４が同じ音声事象と関連しているという発見に基づいて、識別器１２０は、グループを成す２つの確認されたトラジェクトリ１２２、１２４に関する情報を含む情報１２６を提供する。情報１２６は、例えば、第１の活性パターン１１０または第２の活性パターン１１２において共に（または、それぞれ、関連する活性事象に）帰属する確認されたトラジェクトリ１２２、１２４のうちの少なくとも１つを発見することを可能にする情報を含むことができる。
【００５０】
例えば、情報１２６は、グループを成すトラジェクトリ１２４が発生する時点に関する情報を含むことができる。さらに、情報１２６は、代わりに、または、さらに、２つのトラジェクトリ１２４、１２６の長さに関する情報を含むことができる。あるいは、情報１２６は、２つのトラジェクトリ１２２、１２４が互いにどれくらい強く異なるかという目安を含む。前述の情報１２６は、例えば、グループを成す同じ音声事象と関連している２つのトラジェクトリ１２４、１２６の曲率がどの程度まで異なるかについての目安を与えることができる。さらに、情報１２６は、代わりに、または、さらに、２つのトラジェクトリ１２４、１２６間の時間シフトがどれくらい大きいかという情報をもたらすことができる。
【００５１】
決定器１３０は、好ましくは、識別器１２０から情報１２６を受け取って、それに基づいて、それぞれ、グループを成す２つの確認されたトラジェクトリ１２２、１２４が有用な音声事象か有用な音源と関連しているか、または干渉する音声事象か干渉する音源と関連しているかを決定する。好ましい実施例において、決定器１３０は、グループを成す２つの確認されたトラジェクトリ１２２、１２４の特性または特徴の比較により、グループを成す２つのトラジェクトリが有用な音源と関連しているか、干渉する音源と関連しているかに関する情報を引き出す。このように、識別器１３０は、例えば、グループを成すと確認される２つのトラジェクトリ１２２、１２４の長さを比較することができる。長さが逸脱する場合、例えば、２つの確認されたトラジェクトリ１２２、１２４が干渉する音源と関連しているという表れであると見ることができ、もしそうならば、例えば、有用な音源と関連したトラジェクトリの長さが予め定められた許容差範囲の中で互いに等しいと見なすことができる。
【００５２】
さらに、決定器１３０は、２つのトラジェクトリ１２２、１２４が有用な音源と関連しているか干渉する音源と関連しているかに関して、それに基づいて表示を提供するためにグループを成すと確認される２つのトラジェクトリ１２２、１２４の曲率を比較することができる。
【００５３】
さらなる好ましい実施例において、決定器はグループを成すと確認される２つのトラジェクトリ１２２、１２４との間の時間シフトを決定し、グループを成すと確認されるトラジェクトリ１２２、１２４の間の時間シフトの大きさに基づいてグループを成すと確認されるトラジェクトリが有用な音源または干渉する音源の音声事象と関連しているかどうかを決定する。
【００５４】
フィルタ１４０は、好ましくは、識別器１２０によって確認されるトラジェクトリが有用な音源の音声事象に関連している事実および／または決定器１３０によって確認されるどちらのトラジェクトリが干渉する音源の音声事象と関連しているかという事実に関する情報を受信する。実施例において、フィルタ１４０は、第１の活性パターンまたは第２の活性パターンを受信し、第１の活性パターンまたは第２の活性パターンに含まれるトラジェクトリのうちのどちらが有用な音源と関連しているかについて更に情報を受信する。フィルタ１４０は、この場合、情報１３６によって示され、有用な音源の音声事象と関連するトラジェクトリ（またはそれらの活性事象）をフィルタ処理された活性パターン１４６に取り入れ、例えば、フィルタ処理された活性パターン１４６を生成するときに第１の活性パターン１１０および第２の活性パターン１１２の残りのトラジェクトリ（または、それらの活性事象）を抑制し、少なくとも有用な音源の有用な音声事象に帰属するトラジェクトリおよび／または活性事象に関してそれを減少させる。
【００５５】
さらなる実施例において、フィルタ１４０は、情報１３６として、識別器１２０によって確認されるトラジェクトリ１２２、１２４のどちらが干渉する音源の音声事象と関連しているかに関する情報を得る。この場合、フィルタ１４０は、好ましくは、第１の活性パターン１１０から、または、情報１３６によって干渉する音源からの音声事象に帰属する第２の活性パターン１１２からそれらのトラジェクトリ（または、対応するトラジェクトリに帰属している活性事象）を取り除くかまたは減少させる。
【００５６】
換言すれば、フィルタ１４０は、第１の活性パターン１１０または第２の活性パターン１１２に基づいて、情報１３６により有用な音源の音声事象に関連するこれらのトラジェクトリまたは音声事象を単に通過させる。あるいは、フィルタ１４０は、情報１３６により、第１の活性パターン１１０から、または干渉する音源からの音声事象に帰属する第２の活性パターン１１２からそれらのトラジェクトリまたは活性事象を取り除くことができる。
【００５７】
したがって、全般的に、フィルタ１４６の出力において、フィルタ処理された活性パターンが得られ、そこにおいて、干渉する音源の音声事象に帰属するトラジェクトリまたは活性事象は抑制されるかまたは減らされ、有用な音源からの音声事象に帰属する活性事象またはトラジェクトリは減衰されないか増幅された形で含まれる。
【００５８】
図２は、第１の耳の聴覚モデル上の第１の活性パターンおよび第２の耳の聴覚モデル上の第２の活性パターンに基づいてフィルタ処理された活性パターンを生成するための発明のデバイスのブロック図を示す。図２によるデバイスは、全体が２００で示される。図２によるデバイス２００は図１に示すデバイス１００と非常に類似しており、図１および２によるデバイス１００、２００において、同じ特徴および信号は同一参照番号で示し、繰り返して記述しない。
【００５９】
デバイス２００の識別器１２０は、同じ音声事象と関連している第１の活性パターン１１０における第１のトラジェクトリ１２２および第２の活性パターン１１２における第２のトラジェクトリ１２４を確認するように選択される。この識別は、例えば、すでに上に記載されているように、２つのトラジェクトリ１２２、１２４の曲率の比較および／または２つのトラジェクトリ１２２、１２４の長さの比較を使用して実行されることができる。それとは別に、同じ音声事象と関連している２つのトラジェクトリ１２２、１２４を確認するために、以下に説明されるパターン認識手段の１つが用いられることができる。
【００６０】
デバイス１００に関して説明されている識別器に加えて、デバイス２００の識別器１２０は、グループを成す（すなわち、同じ音声事象と関連している）２つのトラジェクトリ１２２、１２４との間で時間シフトを決定する。識別器１２０は、情報１２６として、または情報１２６の一部として、グループを成すと確認される２つのトラジェクトリ１２２、１２４の間の時間シフトに関する情報を決定器１３０に提供する。決定器１３０は、時間シフトΔｔを用いて（または、少なくとも時間シフトに基づいて）、２つのトラジェクトリ１２２、１２４が有用な音源の音声事象と関連しているかどうか決定する。
【００６１】
この目的のため、決定器１３０は、例えば、２つのトラジェクトリ１２２、１２４間の時間シフトΔｔが所定の許容範囲内にあるかどうかを調べることができる。２つのトラジェクトリ１２２、１２４間の時間シフトΔｔが所定の許容範囲内にある場合、決定器１３０は、例えば、トラジェクトリが有用な音源からの音声事象に帰属すると決定することができる。時間シフトΔｔが所定の許容範囲外にある場合、決定器１３０は、トラジェクトリ１２２、１２４が干渉する音源からの音声事象と関連していると決定することができる。
【００６２】
許容範囲は、例えば、確実に予定されていてもよく、許容範囲内の時間シフトΔｔがある場合、２つのトラジェクトリ１２２、１２４が有用な音源からの音声事象に帰属すると見なされるという事実によって定義される。好ましい実施例において、トラジェクトリ１２２、１２４の時間シフトのための許容範囲は、その量が所定の上限より小さい時間シフトのための値を含むと仮定される。換言すれば、トラジェクトリ間の時間シフトΔｔが所定の最大値より小さいとき、２つのトラジェクトリが有用な音源からの音声事象として確認される。
【００６３】
第１の活性パターンが、例えば、第１の耳の近くに配置されるマイクロホンから来て、第２の活性パターンが、例えば、第２の人間の耳の近くに配置されるマイクロホンから来ると仮定される場合、同時に２つの活性パターン１１０、１１２内で到達するトラジェクトリ１２２、１２４は、例えば、音源が頭の前方にまっすぐにあることを示す。有用な音源からの音声事象に帰属するとして２つのトラジェクトリ１２２、１２４を確認するために時間差Δｔの最高値を決定する定義は、人の頭の前方における角度範囲の測定に対応し、その耳の近くにおいて、音声信号が記録され、第１の活性パターン１１０および第２の活性パターン１１２はそれに基づいている。
【００６４】
別の実施形態では、活性パターン１１０、１１２の基礎をなしている信号の特性に基づいて許容範囲を決定することが好ましい。この目的のために、例えば、関連するトラジェクトリが時間シフトの範囲の各々に対して発生するとき、時間シフトの複数の範囲が決定されることができる。換言すれば、例えば、グループを成すすべてのそれらのトラジェクトリの対が決定され（それは、同じ曲率を有するか、または同じ音声事象に関連する）、各々に関する時間シフトが、Δｔ1およびΔｔ2の間の範囲にある。Δｔ1およびΔｔ2の間の範囲の時間シフトを有するトラジェクトリに基づいて、Δｔ1およびΔｔ2の間の範囲で時間シフトを有するトラジェクトリがどの時点で発生するかを示す発生パターンが決定される。発生パターンまたは発生パターンから導き出される統計データから、例えば、Δｔ1およびΔｔ2の間の範囲の時間シフトを有するトラジェクトリが音声信号に帰属するかどうかが決定される。換言すれば、Δｔ1およびΔｔ2の間の範囲に、または間隔で、時間シフトを有するトラジェクトリの発生パターンから、例えば、トラジェクトリが発生する時点間の平均時間、トラジェクトリが発生する時点間の標準偏差、２つのトラジェクトリの発生の間の最大時間距離、２つのトラジェクトリの発生の間の最小時間距離または他の統計変数（例えば、上述の統計値のうちの１つの関連する標準偏差）を含む統計が決定される。前述の統計変数のうちの１つまたは前述の統計変数の組合せに基づいて、時間シフトがΔｔ1およびΔｔ2の間の範囲にあるトラジェクトリが有用な信号を示すか、干渉する信号を示すかを決定することができる。
【００６５】
統計の計算に代わるものとして、それとは別に、パターン認識がトラジェクトリの発生パターンに適用されることができる。換言すれば、時間シフトがΔｔ1とΔｔ2の間の範囲にあるトラジェクトリが発生する時間パターンは、Δｔ1およびΔｔ2の間の範囲に時間シフトを有するトラジェクトリが有用な信号を示すか、干渉する信号を示すかを決定するために、少なくとも１つの比較パターンと比較することができる。ここで、比較パターンは、例えば、典型的な有用な信号（例えば、音声信号）のトラジェクトリおよび／または典型的な干渉する信号のトラジェクトリの発生を特徴づける特性パターンを含む。
【００６６】
上記の手順に基づいて、Δｔ1とΔｔ2の間の範囲において時間シフトを有するグループを成すトラジェクトリが、有用な音源または干渉する音源からの音声事象を示すことが知られている場合、それに基づいて、遅延時間Δｔ1およびΔｔ2の間の間隔が許容範囲に加えられるか、または許容範囲から取り除かれる。
【００６７】
換言すれば、この場合、決定器１３０は、それぞれの間隔の中の遅延時間を有するトラジェクトリが有用な音源と関連しているかまたは干渉する音源と関連しているかの（グループを成す２つのトラジェクトリの間の）遅延時間の複数の間隔を決定し、有用な音源と関連している（グループを成すトラジェクトリ間の時間シフトの）これらの時間間隔の組合せとしての許容範囲を得るための範囲調節手段を含む。
【００６８】
したがって、範囲選択手段は、許容範囲（すなわち、時間シフトΔｔの範囲、その結果、許容範囲から時間シフトを有するグループを成すトラジェクトリ１２２、１２４が有用な音源からの音声事象に帰属しているトラジェクトリと確認される。）を選択する。その結果、許容範囲は、１つまたはいくつかの有用な音源からの音声事象に基づいてトラジェクトリに帰属している時間シフトを示す１つまたはいくつかの（連続的または不連続的な）時間的間隔を含む。
【００６９】
時間シフトΔｔの許容範囲の選択は、それとは別に、第１の活性パターン１１０および／または第２の活性パターン１１２が基礎とする音声信号の他の特性に基づいて決定されることもできる。例えば、第１の活性パターンのどのトラジェクトリが最も大きい音声信号に帰属するかが決定されることができる。最も大きい音声信号に帰属しているトラジェクトリが許容範囲内にある時間シフトΔｔを含むように、許容範囲がそこにおいて設定されることができる。
【００７０】
換言すれば、許容範囲を設定するために、例えば、決定されることができる音声信号部の特性（例えば、相関特性、音量、強度の時間経過、帯域、トラジェクトリの発生時間）に基づいて、対応する音声信号部が有用な信号源からの有用な信号として見なされるか、または干渉する信号源からの干渉する信号として見なされるかについて決定することが有利である。有用な信号源からの有用な信号または干渉する信号源からの干渉する信号としての信号部分の前述の分類、および対応する信号部に帰属するグループを成すトラジェクトリ１２２、１２４の間の時間シフトΔｔの決定に基づいて、有用な信号源からの有用な信号に帰属するトラジェクトリはΔｔ1およびΔｔ2の間の範囲の時間シフトΔｔを含み、干渉する信号源からの干渉する信号に帰属するトラジェクトリは前述の範囲外の時間シフトを含むように、時間シフトの範囲がΔｔ1およびΔｔ2の間で決定される。
【００７１】
以下に、Δｔ1およびΔｔ2の間の範囲内の時間シフトΔｔを含むグループを成すトラジェクトリが、有用な信号に帰属するトラジェクトリであると見なされ、さらに処理されることが、決定器１３０によって決定される。
【００７２】
このように、全般的に見て、遅延時間Δｔの許容範囲の動的な調整は可能であり、許容範囲内で遅延時間を有するトラジェクトリは、決定器１３０によって有用な信号源からの有用な信号に帰属しているトラジェクトリとして確認される。
【００７３】
許容範囲Δｔの決定の後、それとは別に、グループを成すトラジェクトリ１２２、１２４の間の時間シフトのみが、トラジェクトリが有用な音源の音声事象と関連するものとして確認されるのか、または干渉する音源の音声事象と関連するものとして確認されるのかを決定するために評価されなければならない。したがって、許容範囲を調整した後に、（例えば、相関特性の連続測定の形の）活性パターン１１０、１１２のコストおよび時間のかかる処理は、干渉する信号源の音声事象に基づく活性事象のトラジェクトリから有用な信号源の音声事象に基づく活性事象のトラジェクトリを切り離すために、もはや必要としない。
【００７４】
有用な信号および干渉する信号の分離は、有用な音源からの音声事象に関連したグループを成すトラジェクトリ間の時間シフトが大幅に変化しない限り維持される。例えば、第１の活性パターン１１０および第２の活性パターン１１２が基礎とした音声信号を記録するのに役立つマイクロホンに関する有用な音源の位置が変化するときのみ、許容範囲の新たな設定が必要である。
【００７５】
同じ音声事象と関連している第１の活性パターン１１０の第１のトラジェクトリ１２２の存在および第２の活性パターン１１２の第２のトラジェクトリ１２４の存在がどのように検出されることができるか、そして、２つのトラジェクトリ１２２、１２４間の時間シフトΔｔが技術的に有利な方法でどのように決定されることができるかが、以下に説明される。
【００７６】
この点で、トラジェクトリが何であるか、そして、第１の活性パターン１１０、第２の活性パターン１１２およびフィルタ処理された活性パターン１４６がどんな形で表されることができるかが、簡単に最初に説明される。
【００７７】
この目的のために、図３ａは、内聴細胞内の、または、内聴細胞における神経伝達物質小胞発生の図における２つのトラジェクトリの図解図を示す。
【００７８】
図３ａの図解図は、全体が３００で示される。第１の説明図３０２は、第１の内聴細胞ＩＨＺ１内で、または第１の内聴細胞ＩＨＺ１において発生している多くの神経伝達物質小胞の時間経過を示す。時間軸は３０４で示され、数軸３０６はタイムユニットの範囲内で放出され、または（例えば、放出された形で）考慮される内聴細胞内の、または内聴細胞における特定の時点で存在する神経伝達物質小胞の数を示す。第１の図解図３０２は、第１の神経伝達物質小胞発生３０８および第２の神経伝達物質小胞発生３０９を示す。第１の神経伝達物質小胞発生３０８は、例えば、第１の活性事象と考えることができ、第２の神経伝達物質小胞発生３０９は、例えば、第２の活性事象と考えることができる。第２の図解図３１０は、第２の内聴細胞ＩＨＺ２における神経伝達物質小胞発生を示す。数軸３１２は、タイムユニットにつき放出されるかまたは（例えば、放出された形で）特定の時点で全体的に存在する内聴細胞ＩＨＺ２内の、または内聴細胞ＩＨＺ２における神経伝達物質小胞の数を示す。内聴細胞ＩＨＺ２の第１の神経伝達物質小胞発生は３１３で示され、内聴細胞ＩＨＺ２の第２の神経伝達物質小胞発生は３１４で示される。第３の図解図３１５は、同様に、第３の内聴細胞ＩＨＺ３における神経伝達物質小胞発生を示し、内聴細胞ＩＨＺ３の第１の神経伝達物質小胞発生は３１８で示され、第２の神経伝達物質小胞発生は３１９で示される。第４の図解図３２０は、最後に、第４の内聴細胞ＩＨＺ４での第１の神経伝達物質小胞発生２３２および内聴細胞ＩＨＺ４での第２の神経伝達物質小胞発生３２４を示す。
【００７９】
内聴細胞ＩＨＺ１、ＩＨＺ２、ＩＨＺ３、ＩＨＺ４が、例えば、図１５を参照して後述するように配置されることに注意されたい。
【００８０】
図３ａの図解図３００に関して、第１の聴細胞ＩＨＺ１における第１の活性事象３０８、第２の内側聴細胞ＩＨＺ２における第１の活性事象３１３、第３の内側聴細胞ＩＨＺ３における第１の活性事象３１８および第４の内側聴細胞ＩＨＺ４における第１の活性事象３２３は、活性事象の二次元の図解において時間とともにおよそまっすぐなライン３３０で接続されていることがわかる。ライン３３０は、したがって第１のトラジェクトリである。第１の内聴細胞ＩＨＺ１におけるまたは内部の第２の活性事象３０９、第２の内聴細胞ＩＨＺ２におけるまたは内部の第２の活性事象３１４、第３の内聴細胞ＩＨＺ３におけるまたは内部の第２の活性事象３１９および第４の内聴細胞ＩＨＺ４におけるまたは内部の第２の活性事象３２４は、第２のトラジェクトリを形成する図３ａの図解図３００の第２のライン３３２によって接続されている。
【００８１】
トラジェクトリは、同じ音声事象に基づく２つ、好ましくは２つ以上の活性事象を接続する線状の経過であるように定義される。トラジェクトリは、概してまっすぐであるかまたは単一方向にカーブし、好ましくは湾曲方向を変えない。さらに、トラジェクトリは、概して、いかなる折れ曲がりも弁別不能な閾値も示さない滑らかな曲線である。それとは別に、この説明の範囲内で複数の活性事象がトラジェクトリと関連していると仮定され、その結果、トラジェクトリという語は、トラジェクトリと関連した活性事象を含む。例えば、トラジェクトリ３３０は、活性事象３０８、３１３、３１８、３２３を含む。トラジェクトリ３３２は、さらに活性事象３０９、３１４、３１９、３２４を含む。
【００８２】
トラジェクトリが、好ましくは人間の内耳の基底膜上の進行波の伝播に基づく複数の活性事象を含む点にさらに注意される。
【００８３】
図３ｂは、聴覚モデルの内聴細胞に連結する複数の神経線維上の活性の図解図を示す。図３ｂの図解図は、全体が３４０で示される。第１の図解図３４２は、例えば、第１の内聴細胞ＩＨＺ１に連結する第１の神経線維の活性を示す。時間軸３４４は時間を示し、ポテンシャル軸３４６は例えば第１の神経線維ＮＦ１上のポテンシャルを示す。図解図３４２は、例えば、第１の神経線維ＮＦ１上の活動電位のトリガーを含む第１の活性事象３４８を示す。換言すれば、第１の神経線維ＮＦ１上のポテンシャル・コースは、活性事象３４８を形成する活性（時間変更またはインパルス）を含む。第１の図解図３４２は、第１の神経線維ＮＦ１上の第２の活性事象３５０を示す。第２の図解図３６０は、例えば、第２の内聴細胞ＩＨＺ２に連結する第２の神経線維ＮＦ２の活性を示す。ここで、２つの活性事象３６３、３６４は、第２の神経線維ＮＦ２に明らかである。第３の図解図３６５は、第３の神経線維ＮＦ３上の２つの活性事象３６８、３６９を示す。さらに、第４の図解図３７０は、第４の神経線維ＮＦ４上の２つの活性事象３７３、３７４を示す。
【００８４】
さらに、図３ｂの図解図３４０において、時間の関数として、複数の神経線維ＮＦ１、ＮＦ２、ＮＦ３、ＮＦ４上の活性を示し、活性事象３４８、３６３、３６８、３７３は第１のトラジェクトリ３８０に接続しているか、またはトラジェクトリ３０８上に存在している。さらに、活性事象３５０、３６４、３６９、３７４の全てが、トラジェクトリ３８２によって接続されるかまたは、トラジェクトリ３８２上に存在している。
【００８５】
図３ｃは、例えば図３ａまたは図３ｂに図示された活性事象に基づいて、時間的に離散化されたおよび数値的に離散化された信号の図解図を示す。換言すれば、例えば、複数の時間的に離散化されたおよび数値的に離散化された信号は、複数の内聴細胞において神経伝達物質小胞の数の時間的な図解図から得られ、信号は、発生している活性事象３０８９、３１３、３１８、３２３、３０９、３１４、３１９、３２４を示す。例えば、第１の信号３９２は、第１の内聴細胞ＩＨＺ１において、または第１の内聴細胞ＩＨＺ１内で起こっている活性事象を示す。第２の信号３９４は、例えば、第２の内聴細胞ＩＨＺ２において、または第２の内聴細胞ＩＨＺ２内で起こっている活性事象を示す。第３の信号３９６は、例えば、第３の内側聴細胞ＩＨＺ３において、または第３の内聴細胞ＩＨＺ３内で起こっている活性事象を示し、第４の信号３９８は、例えば、第４の内聴細胞ＩＨＺ４において、または第４の内聴細胞ＩＨＺ４内で起こっている活性事象を示す。
【００８６】
あるいは、４つの信号３９２、３９４、３９６、３９８は、神経線維ＮＦ１、ＮＦ２、ＮＦ３、ＮＦ４上の活性事象を示すこともできる。図３ｃの二次元の時間図解３９０において、活性事象（または活性状態）が、トラジェクトリ３９８ａ、３９９ｂ上の信号３９２、３９４、３９６、３９８上に存在している。
【００８７】
換言すれば、平行な（例えば、２進値の）信号３９２、３９４、３９６、３９８は、活性事象３０８、３１３、３１８、３２３、３０９、３１４、３１９、３２４の、または、活性事象３４８、３６３、３６８、３７３、３５０、３６４、３６９、３７４の電気的な（例えば、２進値の）表現を表すだけである。二次元の図解の中の活性事象がトラジェクトリ上にあるという事実は、並列信号３９２、３９４、３９６、３９８としての表現への変換によって影響されない。
【００８８】
さらに、図３ｄは、図３ｃの図解図３９０において図示される電気信号３９２、３９４、３９６、３９８と関連したパターンの図解図を示す。ここで、第１の信号３９２の時間経過は、図解図４００において図示されるパターンの第１列４０２に対応する。第２の信号３９４の時間経過は、図解図４００において図示されるパターンの第２列４０４に対応する。第３の信号３９６の時間経過は、パターン４００の第３列４０６によって表される。第４の信号３９８の時間経過は、パターン４００の第４列４０８によって表される。
【００８９】
換言すれば、図３ｄによるパターン４００は、聴覚モデルの複数の（内）聴細胞内の、または聴細胞における、または、聴覚モデルの複数の神経線維における活性事象３０８、３０９、３１３、３１４、３１８、３１９、３２３、３２４；３４８、３５０、３６３、３６４、３６８、３６９、３７３、３７４の発生を表す。図３ｄによるパターンへの図３ａ、３ｂによる活性パターンの変換が、例えば、信号３９２、３９４、３９６、３９８の時間的な、並列サンプリングによって、および、移動手段による前述の信号のサンプルの移動によって起こることができる。
【００９０】
図３ａ、３ｂによる活性パターンがパターン認識の方法を受け入れる点に注意すべきである。以下において、図４ａおよび４ｂを参照して、２つの活性パターンの処理の例が示されている。図４ａの図解図は、全体が４００で示される。第１の図解図４１０は、聴覚モデルの、または聴覚モデルの複数の神経線維の複数の内聴細胞における、または複数の内聴細胞内の活性パターンにおけるトラジェクトリを示す。ここで、第１の軸４１２は時間を示し、第２の軸４１４は蝸牛に沿って（活性パターンまたはトラジェクトリがその活性に基づく）内聴細胞の空間位置を示す。あるいは、第２の軸４１４は、神経線維のインデックスを示し、神経線維が内聴細胞に連結し、そして、神経線維のインデックスは神経線維が単調な方法で蝸牛に沿って連結される内聴細胞の位置を示すものと仮定される。
【００９１】
それとは別に、明快さの理由で、図解図４００がもはや個々の活性事象を示さないが、グループを成す（１つの単一音声事象に帰属する）複数の活性事象が二次元の図解の活性事象に接続しているトラジェクトリによって示されている点に留意する必要がある。
【００９２】
第１の図解図４１０は、第１の耳の聴覚モデルにおける活性パターンを示し、第１の耳の聴覚モデルが第１の音声信号によって振動すると仮定される。第２の図解図４２０は、第２の耳の聴覚モデル上の関連するトラジェクトリの形で活性パターンの対応する図解を示し、第２の耳の聴覚モデルが第２の音声信号によって振動すると仮定される。
【００９３】
第１の図解図４１０に類似の第２の図解図４２０は、時間がプロットされる横座標４２２を含む。縦座標４２４は、上で説明されたように、蝸牛または神経線維のインデックスに沿った内聴細胞の空間位置を示す。
【００９４】
第１の図解図４１０は、まっすぐであるかまたはわずかな第１の曲率を有するだけである第１のトラジェクトリ４３０を示す。第２のトラジェクトリ４３２は、第１のトラジェクトリ４３０より強い曲率を有し、トラジェクトリ４３０の後に発生する。例えば、第３のトラジェクトリ４３４は、第１のトラジェクトリ４３０の第１の曲率および第２のトラジェクトリ４３２の第２の曲率と異なる第３の曲率を有する。第３のトラジェクトリ４３４は、第１のトラジェクトリ４３０および第２のトラジェクトリ４３２の後で発生する。図解図４２０において図示される第２の活性パターンは、第４のトラジェクトリ４４０を含む。ここで、第１のトラジェクトリ４３０および第４のトラジェクトリ４４０が有用な音源の同じ音声事象に基づき、第１のトラジェクトリ４３０および第４のトラジェクトリ４４０が同じ曲率を有するか、所定の許容偏差以上に異ならない曲率を有するものと仮定される。それとは別に、第４のトラジェクトリ４４０が、第１のトラジェクトリ４３０と比較して遅延時間Δｔ1だけ遅れて発生する点に留意する必要がある。
【００９５】
さらに、図解図４２０は、第２の活性パターンに含まれる第５のトラジェクトリ４４２を示す。ここで、第２のトラジェクトリ４３２および第５のトラジェクトリ４４２が有用な音源の同じ音声事象に基づくと仮定される。したがって、第２のトラジェクトリ４３２および第５のトラジェクトリ４４２は、等しい曲率を有するか、または所定の最大許容偏差より少ない差を有する第２のトラジェクトリ４３２および第５のトラジェクトリ４４２の曲率を有する。第５のトラジェクトリ４４２が、第２のトラジェクトリ４３２と比較して遅延時間Δｔ2だけ遅れる点に更に注意される。全てのトラジェクトリ４３０、４３２、４４０、４４２が同じ有用な信号源の音声事象に基づくため、遅延時間Δｔ2が遅延時間Δｔ1から所定の最大許容偏差より小さい値だけそれると仮定されることができる。
【００９６】
さらに、第２の図解図４２０は、第２の活性パターンに含まれる第６のトラジェクトリ４４４を示す。ここで、第３のトラジェクトリ４３４および第６のトラジェクトリ４４４は、両方とも干渉する音源の同じ音声事象に基づくと仮定される。このために、第３のトラジェクトリ４３４および第６のトラジェクトリ４４４が例えば同じ曲率を有するか、または、第３のトラジェクトリ４３４および第６のトラジェクトリ４４４の曲率が所定の最大許容偏差以上に異ならないと仮定されることができる。さらに、干渉する音源が有用な音源とは異なる位置にあると仮定される。図解図４５０は、手本となるようにこの状況を示す。
【００９７】
図解図４５０は、人間の頭４５２の上面図を示す。第１の耳４５４（例えば左耳）の近くにおいて、第１のマイクロホン４５６が配置される。第２の耳４５８（例えば右耳）の近くにおいて、第２のマイクロホン４６０が配置される。さらに、図解図４５０は、有用な音源４６２および干渉する音源４６４を示す。第１の図解図４１０は、人間の耳の聴覚モデルを使用している第１のマイクロホン４５６から受信する音声信号から発生する第１の活性パターンを示し、さらに、第２の図解図４２０は、第２のマイクロホン４６０によって与えられる音声信号に（例えば人間の耳の）聴覚モデルを通貨することによって、第２のマイクロホン４６０によって与えられるマイクロホン信号に基づいて発生する第２の活性パターンを示すと仮定される点に注意される。
【００９８】
上面図４５０において図示される有用な音源４６２および干渉する音源４６４と同様にマイクロホン４５６、４６０の配置から、例えば、有用な音源４６２および第１のマイクロホン４５６の間で、そして、有用な音源４６２および第２のマイクロホン４６０の間で実行時時間差があるということがわかる。換言すれば、有用な音源４６２の音声事象は、第２のマイクロホン４６０より先に第１のマイクロホン４５６に到達する。対応する工程差は４７０で示され、時間シフトΔｔ1という結果となる。
【００９９】
換言すれば、工程差４７０のため、第２の活性パターンにおける第４のトラジェクトリ４４０は、第１の活性パターンにおける第１のトラジェクトリ４３０より遅延時間Δｔ1だけ遅れて発生する。有用な音源４６２が移動しないと仮定される場合、第２の遅延時間Δｔ2が第１の遅延時間Δｔ1に等しいと仮定することができる。
【０１００】
さらに、干渉する音源４６４および第１のマイクロホン４５６間の移動経路が、干渉する音源４６４および第２のマイクロホン４６０間の移動経路より工程差４７２だけ短い点に注意されるべきである。このため、干渉する音源４６４の音声事象を示す第６のトラジェクトリ４４４は、干渉する音源４６４の同じ音声事象を示す第３のトラジェクトリ４３４より遅延時間Δｔ3だけ遅れて発生する。ここで、遅延時間Δｔ3は、工程差４７２によって決定される。
【０１０１】
図示の例では、工程差４７２は、工程差４７０より大きい。したがって、遅延時間Δｔ3は、遅延時間Δｔ1より大きいか、遅延時間Δｔ2より大きい。換言すれば、同じ音声事象に帰属する第１の活性パターンおよび第２の活性パターンにおけるトラジェクトリ４３０，４４０；４３２，４４２；４３４，４４４間の遅延時間Δｔ1、Δｔ2、Δｔ3は、２つのマイクロホン４５６、４６０と関連するそれぞれの音声事象の位置に依存する（そして、対応する音源が２つのマイクロホン４５６、４６０の連絡線に関して位置する角度に依存する）。
【０１０２】
すでに上述されているように、発明のデバイスは、最初に、同じ音声事象に基づく第１の活性パターンにおけるトラジェクトリおよび第２の活性パターンにおける第２のトラジェクトリを確認する。これは、例えば、同じ曲率および／または等しい長さを有するトラジェクトリを確認することによって実行されることができ、さらにオプションとして、所定の最大の時間間隔の中で追加的に発生する。最大時間間隔の決定によって、第１の活性パターンおよび第２の活性パターンにおける同じ音声事象に帰属している２つのトラジェクトリ間の時間シフトが、第１のマイクロホン４５６および第２のマイクロホン４６０の間の実行時間差によって一番上に限定されると考えられる。
【０１０３】
前述の処理仕様に基づいて、識別器１２０は、第１の活性パターンの第１のトラジェクトリ４３０および第２の活性パターンの第４のトラジェクトリ４４０が同じ曲率を有し、同じ音声事象に２つのトラジェクトリ４３０、４４０を結びつける。さらに、識別器１２０は、２つのトラジェクトリが等しい曲率および／または等しい長さを有するので、第２のトラジェクトリ４３２および第５のトラジェクトリ４４２が同じ音声事象に基づくことを検出する。さらに、識別器１２０は、第３のトラジェクトリ４３４および第６のトラジェクトリ４４４が同じ音声事象に基づくことを検出する。
【０１０４】
さらに、決定器１２０は、第１のトラジェクトリ４３０および第４のトラジェクトリ４４０の発生の間、すなわち同じ音声事象に基づくグループを成すトラジェクトリの間の遅延時間Δｔ1を決定する。さらに、決定器は、第２のトラジェクトリ４３２の発生および第５のトラジェクトリ４４２の発生との間の遅延時間Δｔ2を決定する。それとは別に、識別器１２０は、第３のトラジェクトリ４３４の発生および第６のトラジェクトリ４４４の発生の間の遅延時間Δｔ3を決定する。
【０１０５】
決定器１３０は、トラジェクトリ４３０，４３２，４３４，４４０，４４２，４４４に関する情報に基づいて、トラジェクトリ４３０，４３３，４３４，４４０，４４２，４４４のうちのどれが有用な音源の音声事象に関連しているか、そして、どのトラジェクトリが干渉する音源の音声事象と関連しているかを決定する。
【０１０６】
最も単純なケースにおいて、決定器１３０は、グループを成す２つのトラジェクトリ４３０，４４０；４３２，４４２；４３４，４４４の間の時間シフトが所定の許容範囲内にあるかどうかを決定するための手段を含む。ここで、決定器１３０は、格納された最小限の遅延値Δｔminおよび格納された最大遅延値Δｔmaxを含むものと仮定され、最小限の許容遅延値Δｔminおよび許容最大遅延値Δｔmaxは、許容範囲を間隔［Δｔmin；Δｔmax］として定義する。ここで、以下の関係が与えられると仮定される。
Δｔmin≦Δｔ1≦Δｔmax  および  Δｔmin≦Δｔ2≦Δｔmax
さらに、例えば、以下の関係が与えられる。
Δｔmax≦Δｔ3
【０１０７】
したがって、決定器１３０は、第１のトラジェクトリ４３０および第４のトラジェクトリ４４０の間の遅延時間Δｔ1が許容範囲内にあり、第２のトラジェクトリ４３２および第５のトラジェクトリ４４２の間の遅延時間Δｔ2が許容範囲内にあると決定する。したがって、決定器１３０は、トラジェクトリ４３０、４３２、４４０、４４２が有用な音源の音声事象と関連したトラジェクトリであることを示す信号１３６によって信号を送る。さらに、決定器１３０は、遅延時間Δｔ3が許容範囲外にあることを認めて、例えば、トラジェクトリ４３４、４４４は干渉する音源の音声事象と関連していることを信号１３６によって合図する。
【０１０８】
決定器によって与えられる情報１３６に基づいて、フィルタ１４０は、フィルタ処理された活性パターンを生成する。フィルタ処理された活性パターンの１つの例が図４ｂに示される。図４ｂの図解図は、全体が４８０で示される。第１の図解図４８２における図解図４８０は、図解図４１０による第１の活性パターンに基づいて第１のフィルタ処理された活性パターンを示す。第１のフィルタ処理された活性パターンは、第１の活性パターンに従って第１のトラジェクトリ４３０および第２のトラジェクトリ４３２を含む。しかしながら、第１のフィルタ処理された活性パターンは、干渉する信号源の音声事象に基づく第３のトラジェクトリ４３０を含まない。換言すれば、第１のフィルタ処理された活性パターンの生成において、例えば、フィルタ１４０は、干渉する音源の音声事象と関連したトラジェクトリ４３４を取り除く。あるいは、フィルタ１４０は、第１のフィルタ処理活性パターンに、有用な音源の有用な音声事象に基づいて、トラジェクトリ４３０および４３２を取り入れる。
【０１０９】
第２の図解図４８４は、第２のフィルタ処理された活性パターンを示す。第２のフィルタ処理された活性パターン４８４は、第２の活性パターンに従って、第４のトラジェクトリ４４０および第５のトラジェクトリ４４２を含むが、第６のトラジェクトリ４４４を含まない。第２のフィルタ処理された活性パターンは、有用な音源からの有用な音声事象と関連した第１の活性パターンのトラジェクトリを含むが、干渉する音源からの干渉する音声事象と関連したトラジェクトリは含まない。それと同様に、第２のフィルタ処理された活性パターンは、有用な音源の有用な音声事象と関連した第２の活性パターンの音声事象を含むが、干渉する音源の干渉する音声事象と関連したトラジェクトリは含まない。
【０１１０】
それとは別に、第１のフィルタ処理された活性パターンが、それぞれのトラジェクトリを形成している複数の活性事象を含む点に留意する必要がある。換言すれば、各トラジェクトリは、複数の個々の活性事象を表す。
【０１１１】
したがって、全体的に、第１のフィルタ処理された活性パターンが、第１のマイクロホン４５６の位置で把握される有用な音源の情報内容を示す。しかしながら、干渉する音源４６４の情報内容は、第１のフィルタ処理された活性パターンには含まれないか、弱められた形でのみ含まれる。それと同様に、第２のフィルタ処理された活性パターンは、第２のマイクロホン４６０の位置で把握される有用な音源の情報内容を含むが、干渉する音源４６４の情報内容は含まれないか、弱められた形でのみ含まれる。
【０１１２】
以下において、上記のコンセプトの拡張が、改良された聴覚的印象を達成するか、または干渉する信号源からの干渉する信号の改良された距離を達成するために用いられてもよい。本発明の一実施例によれば、神経活性パターンは、異なる応答感度を有する内聴細胞に対して別に算出される。
【０１１３】
換言すれば、拡張された識別手段は、第１の耳の聴覚モデルから、第１の応答感度を有する内聴細胞内の、または内聴細胞における活性事象を示す第１の活性パターン、第２の応答感度を有する内側聴細胞内の、または、内聴細胞における活性事象を示す第２の活性パターン、第３の応答感度を有する内聴細胞内の、または内聴細胞における活性事象を示す第３の活性パターンを受信する。第１の応答感度は好ましくは第２の応答感度より大きく、第２の応答感度は好ましくは第３の応答感度より大きい。それとは別に、第１の活性パターン、第２の活性パターンおよび第３の活性パターンが、同じ音声信号に基づいて異なる聴細胞の励起によって得られる異なる応答感度を有する異なるタイプの内聴細胞における活性事象を示す点に留意する必要がある。例えば、３つの活性パターンは、低い自然放出率（ＬＳＲ）、中間の放出率（ＭＳＲ）または高い自然放出率（ＨＳＲ）を有する内聴細胞から生じる。
【０１１４】
さらに、拡張された識別手段は、第２の耳の聴覚モデルから、第４の応答感度を有する内聴細胞内の、または内聴細胞における活性事象を示す第４の活性パターン、第５の応答感度を有する内聴細胞内の、または内聴細胞における活性事象を示す第５の活性パターン、および第６の応答感度を有する内聴細胞内の、または内聴細胞における活性事象を示す第６の活性パターンを受信する。第４の応答感度は好ましくは第５の応答感度より大きく、第５の応答感度は好ましくは第６の応答感度より大きい。それとは別に、第４の活性パターン、第５の活性パターンおよび第６の活性パターンが、同じ音声信号に基づいて異なる聴細胞の励起によって得られる異なる応答感度を有する異なるタイプの内聴細胞での活性事象を示す点に留意する必要がある。
【０１１５】
第１の耳および第２の耳の聴覚モデルは、それとは別に、任意に発明のデバイスの一部でもよい。換言すれば、高感度の聴細胞が第１の音声信号によって刺激されたとき、第１の活性パターンは、例えば、高感度の内聴細胞で得られる活性事象を示す。聴細胞が第１の音声信号によって刺激されたとき、第２の活性パターンは中間の感度の聴細胞内で、または聴細胞において得られる活性事象を示す。さらに、内聴細胞（または聴覚モデル、それぞれ、対応する内聴細胞を含む）が第１の音声信号によって刺激されたとき、第３の活性パターンは低い感度を有する内聴細胞内で、または内聴細胞において得られる活性パターンまたは活性事象を示す。
【０１１６】
対応する内聴細胞（または、基礎をなす聴覚モデル）が第２の音声信号によって刺激されたとき、第４の活性パターンは、高感度の内聴細胞で得られる活性事象を示す。内聴細胞が第２の音声信号によって刺激されたとき、第５の活性パターンは、中間の感度の内聴細胞内で、または内聴細胞において得られる活性事象を示し、対応する内聴細胞が第２の音声信号によって刺激されたとき、第６の活性パターンは、低感度の内聴細胞内で、または内聴細胞において得られる活性事象を示す。
【０１１７】
換言すれば、第１、第２および第３の活性パターンは、第１の音声信号によって刺激される第１の耳の聴覚モデルの異なる感度を有する内聴細胞における活性事象を示す。第４、第５および第６の活性パターンは、第２の音声信号によって刺激される第２の耳の聴覚モデルの異なる感度を有する内聴細胞における活性事象を示す。
【０１１８】
識別器は、同等の感度ステージ（高感度；中間の感度；低感度）の内聴細胞と関連している第１の耳の聴覚モデルにおける活性パターンおよび第２の耳の聴覚モデルにおける活性パターンをそれぞれ処理する。例えば、識別器は、同じ音声事象と関連している第１の活性パターンにおける第１のトラジェクトリおよび第４の活性パターンにおける第４のトラジェクトリを確認する。この目的のために、例えば、第１の活性パターンおよび第４の活性パターンは、第１の活性パターンおよび第４の活性パターンにグループを成すトラジェクトリと同じ曲率および／または同じ長さを有するトラジェクトリを確認する第１の検出手段に供給される。第１の検出手段は、例えば、（例えば、図５ａに示す）マルチ一致装置または図７に示す検出手段とすることができる。対応する第１の検出手段は、どのような時点に、およびどのような時間シフトで、同じ音声事象と関連しているトラジェクトリが第１の活性パターンおよび第４の活性パターンで起こるかの情報を提供する。
【０１１９】
同様にして、第２の検出手段は、例えば第２の活性パターンおよび第５の活性パターンを受信して、それらの中の、同じ音声事象と関連しているトラジェクトリを決定する。第２の検出手段は、いつおよび／または互いに関してどのような時間シフトで、トラジェクトリが同じ音声事象に関連している第２の活性パターンおよび第５の活性パターンに含まれるかに関する情報を提供する。
【０１２０】
さらに、第３の検出手段は、第３の活性パターンおよび第６の活性パターンを受信して、それらの中の、同じ音声事象に関連しているトラジェクトリを確認する。第３の検出手段は、同じ音声事象に関連している第３の活性パターンおよび第６の活性パターンにおけるトラジェクトリに関する情報、および同じ音声事象と関連しているトラジェクトリ間の時間シフトに関する情報を提供する。
【０１２１】
第１の検出手段、第２の検出手段および第３の検出手段によって与えられた情報を比較することによって、活性パターンの１つにおけるトラジェクトリによって示される音声事象の音量がどれくらい高いか決定することができる。
【０１２２】
以下に、３つの音量程度が区別される。したがって、高い音量の音声事象、中間の音量の音声事象および低い音量の音声事象があると仮定される。高い音量の音声事象が、第１の活性パターンにおける、第２の活性パターンにおける、第３の活性パターンにおける、第４の活性パターンにおける、第５の活性パターンにおける、そして第６の活性パターンにおけるトラジェクトリという結果になると仮定される。さらに、中間の音量の音声事象が、第１の活性パターンにおける、第２の活性パターンにおける、第４の活性パターンにおける、そして第５の活性パターンにおけるトラジェクトリという結果になるが、第３の活性パターンにおける、および第６の活性パターンにおけるトラジェクトリという結果にはならないと仮定される。その理由は、中間の音量の音声事象が低感度の聴細胞（その反応が、第３の活性パターンおよび第６の活性パターンによって示される）を刺激するのに十分強くないと仮定されるので、第３の活性パターンおよび第６の活性パターンが低感度の聴細胞によって形成されるということである。しかしながら、低い音量の音声事象は、第１の活性パターンにおける、および第４の活性パターンにおけるトラジェクトリを生成するだけである。低い音量の音声事象が中間の感度の、および低感度の聴細胞を刺激するのに十分でないと仮定され、その結果、低い音量の音声事象は、（中間の感度の聴細胞によって形成される）第２の活性パターンにおける、および第５の活性パターンにおけるトラジェクトリをもたらさず、そして、同様に、（低感度の聴細胞によって形成される）第３の活性パターンにおける、および第６の活性パターンにおけるものをほとんどもたらさない。
【０１２３】
したがって、第１の活性パターンにおける、第２の活性パターンにおける、および第３の活性パターンにおけるトラジェクトリを比較することにより、音声事象の音量に関する情報を得ることが可能である。
【０１２４】
換言すれば、例えば、識別器の一部または決定器の一部である音声事象音量検出手段は、情報および複数のトラジェクトリのためのトラジェクトリの基礎をなす音声事象の量を生成することができる。音量検出手段は、例えば、第１の活性パターンにおいて、および第２の活性パターンにおいて（または、それぞれ、所定の最大の時間間隔の中で）、同じ曲率を有するトラジェクトリ（または、それぞれ、曲率が所定の最大許容曲率差より小さい曲率のトラジェクトリ）があるかどうか検出することができる。特定の曲率のトラジェクトリが対応する（少なくとも、およそ）等しい曲率を有する関連するトラジェクトリが第２の活性パターンに存在しない第１の活性パターンで起こるとここで決定される場合、音量決定器は、第１の活性パターンに存在するトラジェクトリが低い音量の音声事象と関連していることを検出することができる。さらに、音量検出器は、第２の活性パターンにおいて、および第３の活性パターンにおいて、少なくともおよそ同じ曲率を有するトラジェクトリが少なくともおよそ同時に発生するかどうかを検出することができる。トラジェクトリのために、対応するおよそ同時に発生するおよそ同じ曲率の関連するトラジェクトリが第２の活性パターンに存在しない場合、音量検出器は、第２の活性パターンの対応する曲率が帰属する音声事象が中間の音量を含むことを検出することができる。
【０１２５】
さらに、音量検出器は、例えば、第１の活性パターンおよび第２、第３の活性パターンの両方においておよそ同時に起こるおよそ同じ曲率のトラジェクトリが発生するとき、音声事象が高い音量を含むことを決定することができる。
【０１２６】
対応する処理は、第４の活性パターン、第５の活性パターンおよび第６の活性パターンに対して起こることもできる。第５の活性パターンに存在するおよそ同時に発生するおよそ同じ曲率のトラジェクトリに対応しないトラジェクトリが第４の活性パターンに発生する場合、音量検出器は、第４の活性パターンで起こっている曲率が低い音量を有する音声事象と関連していると決定することができる。さらに、音量検出器が、第６の活性パターンに存在するおよそ同時に発生するおよそ同じ曲率のトラジェクトリに関連しないトラジェクトリを第５の活性パターンにおいて確認する場合、音量検出器は、第５の活性パターンにおいて確認されるトラジェクトリが中間の音量の音声事象と関連していると決定することができる。さらに、音量検出器が、第４の活性パターン、第５の活性パターン、および第６の活性パターンにおいておよそ同時に発生するおよそ同じ曲率のトラジェクトリが発生すると決定する場合、音量検出器は、対応するトラジェクトリが高い音量の音声事象と関連していると決定することができる。
【０１２７】
換言すれば、音量検出器は、音量情報を検討された活性パターンで起こっているトラジェクトリ（または、少なくともトラジェクトリの一部）と関連させる。
【０１２８】
この目的のため、音量検出器は、一般的に、異なると見られる活性パターンにおいて同じ曲率のトラジェクトリがおよそ同時に（すなわち所定の最大の時間間隔の範囲内で）発生するかどうかを分析し、もしそうならば、どの活性パターンにおいて、およそ同じ曲率のトラジェクトリがおよそ同時に発生するかを分析する。前述の情報に基づいて、または、異なる感度の内聴細胞と関連している異なる活性パターンで起こるトラジェクトリの間の比較に基づいて、音量検出器は、トラジェクトリと関連した音量情報を決定する。
【０１２９】
それとは別に、実施例において、フィルタ１４０が、フィルタリングの間、音量情報を考慮する。換言すれば、フィルタ１４０は、音量検出器から音量情報を受け取ることができる。したがって、フィルタ１４０は、関連する音量情報が所定の最小限の音量より低いすべてのトラジェクトリをフィルタ処理し、または除去し、または減衰することができる。あるいは、フィルタ処理された活性パターンにおいて、所定の範囲の音量を含む音量検出器によって与えられる情報に従って音声事象と関連しているトラジェクトリだけが含まれるように、フィルタはフィルタ処理された活性パターンを生成することもできる。例えば、活性パターンにおいて、トラジェクトリが低い音量の音声事象に帰属して強調されるかまたは増幅されるように、フィルタ１４０はフィルタ処理された活性パターンを生成することができ、その一方で、例えば、より高い音量の音声事象に帰属するトラジェクトリは、それと関連して減衰されるか完全に取り除かれる。
【０１３０】
このようにして、例えば、フィルタ処理された活性パターンでだけ、または少なくとも主としてそこで、トラジェクトリが低い音量の音声事象に帰属して含まれることが達成されることができる。したがって、フィルタ処理された活性パターンによって、特に、オリジナルの活性パターンの静かな信号部分が示されることを可能にされ、それによって静かな部分の了解度は、オリジナルの活性パターンにおいて改良されるかまたは可能にされるだけである。
【０１３１】
全体として、図１または図２による発明のデバイスが、それぞれ、高い自然放出率、中間の自然放出率および低い自然放出率を有する聴細胞でそれぞれ活性事象を示す２つの耳の聴覚モデルにおいて２セットの活性パターンを受信するデバイスによって拡張されることができるということができる。そこにおいて同じ音声事象に帰属しているトラジェクトリの識別は、異なる放出率の聴細胞の活性パターンに対して別々に行われる。換言すれば、高い放出率の聴細胞に対する第１の耳の聴覚モデルの活性パターンは、（同じ音声事象に基づく）対応するトラジェクトリに関する情報を得るために、高い放出率の聴細胞に対する第２の耳の聴覚モデルで活性パターンと共に処理される。同様にして、一般の処理は、中間の放出率の聴細胞に帰属している２つの活性パターンのために実行される。さらに、低放出率の聴細胞の２つの活性パターンのために一般の処理が実行される。第１の活性パターン、第２の活性パターンおよび第３の活性パターンにおけるトラジェクトリの間の比較によって、対応するトラジェクトリが低いか、高いか、中間の音量の音声事象と関連しているかどうかを示す更なる音量情報が得られる。音量情報は、フィルタ処理されるときに、またはトラジェクトリが有用な音声事象と関連するか、干渉する音声事象と関連するかに関する情報を生成するときに考慮される。
【０１３２】
それとは別に、好ましい実施例において、音量情報、更には時間シフトに関する情報が考慮されることになっている点に留意する必要がある。したがって、フィルタ処理された活性パターンにおいて、関連する音量情報が例えば所定の範囲内にあり、関連する時間シフト情報が所定の範囲内にあるトラジェクトリが支配的であるように、（決定器と関連して）フィルタは、フィルタ処理された活性パターンを得ることができる。したがって、フィルタ処理された活性パターンが基本的に空間的に限られた範囲から生じている音声信号を含むように、（決定器と関連して）フィルタは、例えば、フィルタ処理された活性パターンを生成することができる。範囲の角度制限は、グループを成す２つのトラジェクトリの間の許容時間シフトの限定によって与えられる。ここで距離に関する限定は、音量の所定の範囲への限定から得られる。
【０１３３】
換言すれば、図１または図２の回路（または、少なくともそれからの識別器１２０）は、それぞれ実施例において、３回反復される。したがって、３つの音量・スペースＨＳＲ、ＭＳＲ、ＬＳＲのための３つの平行な分岐が得られる。その構成は構造的に同じであるが、高い自然放出率を有する聴細胞（または螺旋神経節細胞）の１回の活性事象または活性パターンが処理されて、中間の自然放出率を有する聴細胞の１回の活性パターンが処理されて、そして低い自然放出率を有する聴細胞の活性パターンが処理される。
【０１３４】
要約すると、実施例において、回路（例えば、識別器、決定器、マルチ一致装置５００および／または検出手段７００）は、ＨＳＲスペース、ＭＳＲスペースおよびＬＳＲスペースのために３回設けられると言えるかもしれない。
【０１３５】
したがって、本発明は、以下の特徴を有する。
ａ）時間シフトによって各々に関して遅延トラジェクトリに適合することによる両耳性小胞フィルタリング
ｂ）一致対を決定するための各々に関する直接の小胞フィルタリング
ｃ）騒音源から小胞を除くことによってそこから得られる雑音抑圧
ｄ）音源が空間的に正確に配置されるように、左右の蝸牛インプラントの正確に時刻を決められたクロッキングおよび同期
【０１３６】
さらなる態様によれば、本発明は全ての３つのＨＳＲ、ＭＳＲ、ＬＳＲスペースの態様ａ）、ｂ）およびｃ）に従って方法およびデバイスを提供する（そこにおいて、ＨＳＲスペースは、高い自然放出率を有する複数の聴細胞とみなされ、ＭＳＲスペースは、中間の自然放出率を有する複数の聴細胞とみなされ、ＬＳＲスペースは、低い自然放出率を有する複数の聴細胞とみなされる）。全ての３つの螺旋神経節細胞（または、それぞれ、全ての３種類の螺旋神経節細胞、すなわちＨＳＲ細胞、ＭＳＲ細胞およびＬＳＲ細胞）が異なる動的閾値を含むので、比較すると、異なるタイプの細胞（ＨＳＲ、ＭＳＲ、ＬＳＲ）は同時に小胞を始動させ、および／または差動対の形成によって、大きいおよびかすかな音源は切り離されることができる。
【０１３７】
換言すれば、（例えば図１および２に示す）発明のシステムは、実施例において、３回設けられ、高い自然放出率、中間の自然放出率および低い自然放出率（ＨＳＲ、ＭＳＲ、ＬＳＲ）を有する螺旋神経節細胞からの別々の信号または活性パターンがそれぞれ用いられる。異なる自然放出率を有する螺旋神経節細胞が異なる感度レベル範囲を有するので、小胞放出（または、一般に、活性パターン）は、大きい、中程度のおよび静かなトーンによって異なる。このように、異なる音量の信号源は、切り離されることができる。
【０１３８】
図５ａは、本発明の一実施例において、発明のデバイスに使用する発明のマルチ一致装置の回路図を示す。図５ａによる回路は、全体が５００で示される。回路５００は、第１の複数の並列信号５１０および第２の複数の並列信号５１２を受信する。例えば、複数の第１の並列信号５１０が活性パターンを示すと仮定される。換言すれば、第１の複数の並列信号５１０の時間経過は、二次元のパターンを示す（図３ａ〜図３ｄを参照）。同じことは、第２の複数の並列信号５１２にあてはまる。
【０１３９】
回路５００は、一致セルの領域を含む。単一の一致セルの１つの実施例は、図５ｃにおいて示される。換言すれば、図５ｃは、一致セルの回路図を示す。一致セル５８０は、第１のデータ入力５８２および第２のデータ入力５８４を含む。さらに、一致セル５８０は、第１のデータ出力５８６および第２のデータ出力５８８を含む。一致セル５８０は、第１のメモリ手段５９０および第２のメモリ手段５９２を含む。第１のメモリ手段またはメモリ・セル５９０および第２のメモリ手段またはメモリ・セル５９２は、それぞれ、共通の（または別々の）クロック信号５９４を受信して、クロック信号５９４に応答して入力から情報を取り入れて格納する。したがって、第１のメモリ・セル５９０は、例えば、第１の入力５８２から情報（例えば２進値）を取り入れて、それを格納し、第１の出力５８６にそれを出力する。さらに、第２のメモリ・セル５９２は、クロック信号５９４に応答して第２の入力５８４から情報（例えば２進値）を取り入れて、それを格納し、第２の出力５８８でそれを出力する。さらに、一致セル５８０は、例えば、一致セル５８０の両方の出力５８６、５８８がアクティブ状態であるときを見つけるＡＮＤゲートを含む。ＡＮＤゲートは５９６で示されて、一致信号５９８を出力する。
【０１４０】
マルチ一致装置５００は、配線が以下にて説明する複数の一致セル５８０で構成される。マルチ一致装置５００が一致セル５８０のマトリクスの形でセットアップされる点に留意する必要がある。一致セルは、次の２つのインデックスｉ、ｊによって示され、インデックスｉは行を示し、インデックスｊは列を示す。それとは別に、マルチ一致装置は、少なくともＩ行および少なくともＪ列で構成されると仮定され、ここでＩ≧３かつＪ≧３である。個々の一致セルは、Ｚ（ｉ，ｊ）によって示される。
【０１４１】
通常、以下のことが適用され、一致セルＺ（ｉ，ｊ）の第１の出力は、隣接する一致セルＺ（ｉ，ｊ＋１）の第１の入力に接続され、ここで、１≦ｊ≦Ｊ−１である。
さらに、一致セルＺ（ｉ，ｊ）の第２の入力は、一致セルＺ（ｉ，ｊ＋１）の第２の出力に接続され、ここで、１≦ｊ≦Ｊ−１である。一致セルｚ（ｉ，ｊ＝１）の第１の入力は、第１の複数の並列の入力信号５１０からｉ番目の信号を受信する。さらに、一致セルＺ（ｉ，ｊ＝Ｊ）の第２の入力は、第２の複数の並列信号５１２のｉ番目の信号を受信する。
【０１４２】
換言すれば、ｉ番目の行の一致セルは、段階的に（時間信号５９４に応答して）第１の方向（例えば、左から右）に第１の複数の並列の入力信号５１０のｉ番目の入力信号を送り、第２の複数の並列の入力信号５１２のｉ番目の入力信号を段階的に第２の方向（例えば、右から左）に送る。
【０１４３】
このように、一致セルＺ（ｉ，ｊ）の出力５８６、５８８で、送られた信号が得られる。ここで、一致セルは、対応する一致セルの第１の出力５８６における第１の複数の並列信号５１０の送られた信号および一致セルの第２の出力５８８における第２の複数の並列信号５１２の送られた信号が同時にアクティブになるときを検出する。この場合、対応する一致セルは、出力５９８で一致信号を出力する。
【０１４４】
マルチ一致装置５００は、さらに加算器５３０を含む。ここで、好ましくは、少なくとも１つの加算器５３０は、マルチ一致装置５００の列と関連している。換言すれば、ｊ番目の加算器５３０は、ｊ番目の列の一致セル５８０の一致信号５９８を受信して、それを合計する。したがって、ｊ番目の加算器５３０は、Ｊ番目の列のどれくらいの数の一致セルの出力で一致信号５９８が同時に、または所定の時間間隔内に発生するかにを見出す。それとは別に、加算器５３０は、同期をとって、または非同期でリセット信号を受信する。換言すれば、例えばトラジェクトリを検出するために、Ｊ番目の列のマルチ一致装置５００において多数の一致が合計される時間間隔が定められる。
【０１４５】
さらに、マルチ一致装置５００は、関連する加算器５３０から関連する合計信号を受け取るための閾値決定器５４０を含む。閾値決定器５４０は、少なくとも所定の数の一致が、単一の列ｊ内で合計される一致セル５８０で発生するときを検出する。この場合、閾値決定器５４０は、関連する閾値信号５４２を出力する。
【０１４６】
換言すれば、一致装置５００は、ｊ番目の列の所定の時間間隔内に、少なくとも所定の数の一致が発生したかどうかを決定し、その一方で、２つの活性パターンはマルチ一致装置５００を介して反対方向にシフトされる。ここで、一致は、上記記載の通り、一致ステージ５８０における２つのアクティブ信号の同時の存在のことである。
【０１４７】
一致装置５００によって、トラジェクトリを含む２つの活性パターンが逆方向にシフトすると仮定される。したがって、同じ一致セルにおいて第１の活性パターンの活性事象および第２の活性パターンの活性事象の両方が適用されるときに、一致は発生する。簡単に言うと、第１の活性パターンの第１のトラジェクトリ（例えば、第１の複数の並列入力５１０によるマルチ一致装置５００への入力）が第２の活性パターンの第２のトラジェクトリ（例えば、第２の複数の並列入力５１２によるマルチ一致装置５００への入力）と交差するときに、一致は発生する。したがって、マルチ一致装置は、全体として、第１の活性パターンのトラジェクトリおよび第２の活性パターンのトラジェクトリがどんな位置において２つの活性パターンのシフトの間に交差するかについて決定する。
【０１４８】
マルチ一致装置５００の結果を評価する可能性は、以下において説明する。
【０１４９】
図５ｂは、例えば、マルチ一致装置５００において使われることができるような列の回路図を示す。図５ｂに示される列５７０は基本的にその構成において一致セル５８０の列ｊに対応するため（図５ａおよび５ｃを参照）、詳細な説明はここでは省略される。
【０１５０】
図６ａは、第１の活性パターンおよび第２の活性パターンの２つのトラジェクトリがマルチ一致装置５００によってシフトされるときのマルチ一致装置５００の過程を示す概略図である。ここで、図形記述におけるマルチ一致装置５００によるトラジェクトリのシフトは、（例えば、列によって）トラジェクトリをシフトさせることに対応することに注意されるべきである。それとは別に、マルチ一致装置５００による評価を目的とした図６ａ、６ｂおよび６ｃに例示されるトラジェクトリが複数の平行した時間信号によって表される点に留意する必要がある。第１の図解図６１０において、図６ａは、例えば、第１の活性パターンに含まれ、そして、第１の複数の並列信号５１０の複数の並列信号によってマルチ一致装置に入力されるとみなされる第１のトラジェクトリ６１２を示す。さらに、図解図６１０は、第２の活性パターンの第２のトラジェクトリ６１４を示す。第２の活性パターンの第２のトラジェクトリ６１４が第２の複数の並列な二進信号５１２の複数の並列信号によってマルチ一致装置５００に入力されると仮定される。さらに、２つのトラジェクトリ６１２、６１４が同じ曲率を有し、さらに同時に発生すると仮定される。図解図６２０、６２４、６２８、６３２は、マルチ一致装置５００のステージによるトラジェクトリ６１２、６１４の段階的なシフトを示す。トラジェクトリ６１２、６１４が同じ曲率を有して、さらに同時に発生すると仮定されるので、トラジェクトリ６１２、６１４のシフトの過程において、一致は各々のマルチ一致装置５００の中間の列で生じる。しかしながら、トラジェクトリのシフトが続くときに、一致はマルチ一致装置５００の異なる列で生じる。トラジェクトリ６１２、６１４のシフトが続くときに、図解図６２４、６２８、６３２、６３６において際立った点６３８で示されるように、マルチ一致装置５００の中間の列に帰属している加算器５３０はそのカウントを増加させる。
【０１５１】
以下において、トラジェクトリ６１４の代わりに、それに関して時間シフトされるトラジェクトリ６４０がマルチ一致装置に入力されると仮定される。トラジェクトリ６４０がトラジェクトリ６１２に関して時間シフトされるので、トラジェクトリ６１２およびトラジェクトリ６１４の間の一致が発生するときに、すでにトラジェクトリ６１２はマルチ一致装置によってトラジェクトリ６４０よりさらにシフトされている。対応する状況は、図解図６４４、６４８、６５２、６５６および６６０で示されている。マルチ一致装置５００の中間の列は、６６４で示される。図解図６４４、６４８、６５２、６５６、６６０において、トラジェクトリ６１２に関して時間シフトされるトラジェクトリ６４０があるときに、シフトされたトラジェクトリ６１２およびシフトされたトラジェクトリ６４０の間の一致が発生し、一致の位置は、マルチ一致装置５００の中間の列６６４に関してシフトされることがわかる。
【０１５２】
換言すれば、第１の複数の並列信号５１０によってマルチ一致装置５００に供給される第１のトラジェクトリおよび第２の複数の並列信号５１２によってマルチ一致装置５００に供給される第２のトラジェクトリ６１４、６４０が同じ曲率を有すると仮定され、したがって、第１のトラジェクトリ６１２および第２のトラジェクトリ６１４、６４０の間の時間シフトは、一致がマルチ一致装置５００のどの列ｊで生じるかについて決定する。換言すれば、（第１の複数の並列信号５１０によってマルチ一致装置に供給される）第１の活性パターンにおける第１のトラジェクトリおよび（第２の複数の並列信号５１２によってマルチ一致装置５００に供給される）第２の活性パターンの第２のトラジェクトリの間の時間シフトに関する情報は、一致がマルチ一致装置のどの列で発生するかという事実に由来することができる。
【０１５３】
図６ｂは、マルチ一致装置５００が第１の活性パターンに含まれる第１のトラジェクトリ６７０および第２の活性パターンに含まれる第２のトラジェクトリ６７４で振動するとき結果としてマルチ一致装置５００に生じる割合を示す図解図であり、第１のトラジェクトリ６７０および第２のトラジェクトリ６７４が異なる曲率を有すると仮定される。図６ｂに示される極端な例において、明確にするために、第１のトラジェクトリ６７０がカーブしない、または、まっすぐであるとみなされる。第１のトラジェクトリ６７０および第２のトラジェクトリ６７４が上記の通りにマルチ一致装置５００によって逆方向にシフトされる場合、第１の一致は６８０で示されるマルチ一致装置５００の列で生じる。トラジェクトリ６７０が第１の方向にさらにシフトされる場合、トラジェクトリ６７４は反対方向にさらにシフトされるが、次の一致は列６８０では起こらず、一般的にマルチ一致装置５００の隣接する列６８２において生じる（図解図６９０を参照）。トラジェクトリ６７０、６７４のさらなるシフトの後、最終的に、一致は、一般的に列６８２と隣接している列６８４で生じる（図解図６９２を参照）。移転のさらなる継続は図解図６９４において示され、一致はさらなる列６８６で起こる結果となる。
【０１５４】
換言すれば、同じ曲率のトラジェクトリがマルチ一致装置５００によって逆方向に段階的にシフトされるときに一致が各々同じ列で生じるように、マルチ一致装置５００は実行される。しかしながら、異なる曲率のトラジェクトリがマルチ一致装置５００によって段階的にシフトされる場合、一致は異なる列で生じる。
【０１５５】
実施例において、同じ曲率の（または、所定の最大の逸脱より小さい逸脱で互いに異なる曲率を有する）トラジェクトリがマルチ一致装置５００によって逆方向にシフトされるときに閾値決定器５４０が応答する（または、アクティブな出力信号を出力する）だけであるように、閾値決定器５４０の閾値が設定される。
【０１５６】
換言すれば、閾値決定器５４０のいずれかのアクティブな出力信号の発生が、第１の活性パターンおよび第２の活性パターンにおいて、およそ（所定の許容差範囲内で）同じ曲率の２つのトラジェクトリが存在するようにマルチ一致装置５００は実行される。どの閾値決定器５４０がその出力においてアクティブな信号を出力するかという事実から、同じ曲率のトラジェクトリ間の時間シフトに関するさらなる情報が得られる。
【０１５７】
しかしながら、同じまたはおよそ同じ曲率を有するトラジェクトリ間の時間シフトを決定するために、マルチ一致装置５００は、少なくともおよそ（すなわち、例えば同じ許容差範囲内で）同じ曲率を有する第１の活性パターンおよび第２の活性パターンにおける（または、線状の幾何学的な形の）トラジェクトリを検出することが可能である他のいかなる手段とも交換されることができる点に留意する必要がある。第１の活性パターンおよび第２の活性パターンのトラジェクトリの曲率とは別に、第１の活性パターンの第１のトラジェクトリおよび第２の活性パターンの第２のトラジェクトリが同じ音声事象と関連しているかどうか決めるために、さらに第１の活性パターンおよび第２の活性パターンのトラジェクトリの長さを用いることは可能である。
【０１５８】
図７は、本発明の実施例において、発明の識別器を示すブロック図である。図７に示す識別器は、全体が７００で示される。識別器７００は、第１の複数の並列信号７１０または並列の情報の形で第１の活性パターンを受信する。さらに、識別器７００は、第２の複数の並列信号７２０の形で第２の活性パターンを受信する。並列信号７１０、７２０による活性パターンの説明は、例えば二進信号によって実行され、活性状態は、活性事象の発生を示す。
【０１５９】
識別器７００は、第１のトラジェクトリ検出器７３０および第２のトラジェクトリ検出器７３２を含む。第１のトラジェクトリ検出器７３０は、第１の複数の並列信号７１０によって第１の活性パターンを受信し、第１の活性パターンのトラジェクトリを検出する。例えば、第１のトラジェクトリ検出器７３０は、特定の所定の曲率を有する第１の活性パターンの線形の構造を検出する。例えば、トラジェクトリ検出器は、複数の異なる所定の曲率を有する線形の構造を検出することができる。トラジェクトリ検出器の例は、さらに図８、９および１０を参照して後で説明する。同様に、第２のトラジェクトリ検出器７３２は、第２の複数の並列信号７２０によって第２の活性パターンを受信する。例えば、第２のトラジェクトリ検出器７３２は、異なる曲率のトラジェクトリを検出する。
【０１６０】
例えば、いくつかの出力ラインのうちの１つが活性化されるという事実が活性パターンにおいて確認されるトラジェクトリの曲率についての情報を含むように、第１のトラジェクトリ検出器７３０は、第１の活性パターンに基づいて出力ラインを活性化させる。換言すれば、トラジェクトリ検出器７３０が第１の活性パターンのトラジェクトリを検出する場合、トラジェクトリ検出器は、好ましくはトラジェクトリの曲線に応じて、出力ライン７４０、７４２、７４４、７４６の１つ（場合によっては、１つ以上）を活性化する。さらに、例えば、第２のトラジェクトリ検出器７３２は、第２の活性パターンにおいて検出されるトラジェクトリの曲率に応じて、出力ライン７５０、７５２、７５４、７５６のうちの少なくとも１つ（好ましくは正確に１つ、場合によっては、いくつか）を活性化する。ここで、２つのトラジェクトリ検出器７３０、７３２の対応する出力ラインが（許容差範囲内で）トラジェクトリの同じ曲率を示すように、第１のトラジェクトリ検出器７３０および第２のトラジェクトリ検出器７３２は実行される。換言すれば、第１のトラジェクトリ検出器７３０のｉ番目の出力信号は第１の活性パターンの特定のｉ番目の曲率を有するトラジェクトリの存在を示し、第２のトラジェクトリ検出器７３２のｉ番目の出力信号は第２の活性パターンの同じｉ番目の曲率を有するトラジェクトリの存在を示す。
【０１６１】
さらに、識別器７００は、一致検出器７７０を含む。その構成に関して、一致検出器７７０は、例えばマルチ一致装置５００に対応する。一致検出器７００は、例えば、第１の複数の入力５１０の入力信号として、第１のトラジェクトリ検出器７３０の出力信号７４０、７４２、７４４、７４６を受信する。さらに、一致検出器７７０は、第２の複数の入力５１２の入力として、好ましくは、第２のトラジェクトリ検出器７３２の出力信号７５０、７５２、７５４、７５６を受信する。第１のトラジェクトリ検出器７３０のｉ番目の出力信号および第２のトラジェクトリ検出器７３２のｉ番目の出力信号は、マルチ一致装置５００のｉ番目の行に供給されると仮定される。第１のトラジェクトリ検出器７３０および第２のトラジェクトリ検出器７３２がこのように同じ曲率のトラジェクトリを検出する場合、第１のトラジェクトリ検出器７３０および第２のトラジェクトリ検出器７３２は対応する出力信号（例えば、各ｉ番目の出力信号）を活性化させる。したがって、例えば、（一致検出器７７０を形成する）マルチ一致装置５００のｉ番目の行で、一致は発生する。マルチ一致装置５００のどの列ｊにおいて一致が発生するかという事実は、同じ曲率のトラジェクトリの間の時間シフトがどれくらい大きいかの程度を表す。
【０１６２】
換言すれば、マルチ一致装置５００の一致セルにおける一致の単なる発生は、識別器７００でのすでに同じ曲率のトラジェクトリの存在を示す。したがって、例えば、一致検出器７７０としてマルチ一致装置５００を使用する場合、閾値決定器５４０および加算器ｌ５３０は任意に省略されることができる。一致検出器７７０は、どのような時間シフトで同じ曲率のトラジェクトリが発生するかについて示す複数の好ましくは並列な出力信号を提供する。一致検出器７７０の出力信号は、７８０で示される。
【０１６３】
したがって、回路７００は、２つの活性パターンにおいて同じ曲率（すなわち、同じ音声事象と関連するトラジェクトリ）のトラジェクトリがあるかどうか、そして、そうならば、これらのトラジェクトリはどのような時間シフトを有するかを、２つの活性パターンに基づいて決定する別の手段を表す。
【０１６４】
それとは別に、好ましい実施例において、一致検出器７７０の代わりにマルチ一致装置５００を使用するときに、加算器５３０をＯＲ演算と置き換えて、ＯＲ演算の出力信号が一致検出器７７０または識別器７００の出力信号７８０を形成するようにできる点に留意する必要がある。
【０１６５】
以下において、図８、９および１０を参照して、例えば、トラジェクトリ検出器として使用され、トラジェクトリ検出器７３０、７３２の代わりに、本発明の特定の実施例で起こり得る異なるデバイスが説明される。
【０１６６】
図８は、神経活性パターンの発明の処理のためのデバイスのブロック図を示す。図８に示すデバイスは、全体が１５０００で示される。図示されたデバイス１５０００は、複数のステージ１５１００、１５１２０、１５１４０を含み、そこにおいて、第１のステージ１５１００は、神経細胞から並列信号１５２００、１５２２０、１５２４０を受信する。信号１５２００、１５２２０、１５２４０は、好ましくは、活性パターン（例えば、対応する神経細胞または内有毛細胞に連結する神経線維または複数の内聴細胞で発生する神経伝達物質小胞上の活動電位）を示す。信号１５２００、１５２２０、１５２４０は、例えば神経活性パターンを示す。しかしながら、信号は、例えば複数の内有毛細胞において発生する神経伝達物質小胞のような他の活性パターンを示すこともできる。
【０１６７】
第１ステージ１５１００において、第１の信号または神経信号１５２００は、それぞれ、例えば、第１の遅延手段１５３００において遅延させられ、それから遅延信号または神経信号１５３２０として第２ステージ１５１２０に送られる。同様にして、第２信号または神経信号１５２２０は、それぞれ、第１ステージ１５１００において遅延させられ、遅延信号または神経信号として第２ステージ１５１２０に送られる。同様に、残りの信号または神経信号は、それぞれ、第１ステージ１５１００において処理される（すなわち、例えば、ｎ番目の信号または神経信号１５２４０も）。
【０１６８】
それぞれ、第２ステージ１５１２０が第１ステージ１５１００と平行して実行され、すなわち再び遅延信号または神経信号１５３２０、１５３４０、１５３６０の遅延転送を可能にし、それによって、２回遅延された信号または神経信号が得られる。活性パターンの発明の処理のためのデバイスは、第１ステージ１５１００または第２ステージ１５１２０のように構成された複数の直列接続のステージを含む。信号または神経信号１５２００、１５２２０、１５２４０は、それぞれ、複数のステージ１５１００、１５１２０、１５１４０を通して並列に通され、そこにおいて、それぞれのステージは、設定可能な遅延を信号または神経信号に加える。
【０１６９】
さらに、ステージ１５１００、１５１２０、１５１４０の各々は、その入って来るか出て行く信号または神経信号（または、ｍ回遅延神経信号）を合計するために形成される。さらに、ステージ１５１００、１５１２０、１５１４０は、好ましくは、特定の時に、少なくとも所定の数の信号または神経信号または遅延された信号または神経信号（すなわち、入ってくる信号または神経信号、または出ていく信号または神経信号）がアクティブである（すなわち、活動電位を含んでいる）かどうかを決定するために、この合計を設定可能な閾値と比較する。
【０１７０】
例えば、第１の信号または神経信号１５２００が、ステージ１５１００、１５１２０、１５１４０を通過するときに、第２の信号または神経信号１５２２０と異なる遅延となるように、ステージ１５１００、１５１２０、１５１４０にある遅延手段の遅延が異なって設定されることが好ましい。ステージ１５１００、１５１２０、１５１４０（例えば、２つの信号または神経信号が、それぞれ、同様に遅延されることは、もちろん認められる）を通過するときに、信号または神経信号１５２００、１５２２０、１５２４０のために異なる全体の遅延が起こるように、遅延は、例えば、設定されることができる。換言すれば、同じ遅延がすべての信号または神経信号に起こらないように、手段１５０００は、好ましくは実行される。それとは別に、ｊステージ１５１００、１５１２０、１５１４０がある場合に、少なくとも、複数の信号のための１つのステージに含まれる遅延手段が全て同じ遅延を含むわけではないように、（ｊ−１）ステージ１５１００、１５１２０が実行されることが有利である。このようにして、個々の信号または神経信号が、それぞれ他の信号または神経信号に関して時間シフトされるように、時間とともに発明の手段１５０００に入る活性パターンが、示されている手段を通過するときに、時間に関して歪められることが達成される。時間的図解図の歪曲によって、曲がった線状のパターン、すなわちトラジェクトリは、活性パターンにおいて直線状になるために曲がっていてもよい。
【０１７１】
ステージにおける合計によって、当初は曲がっているトラジェクトリが活性パターンにおいて直線状にされるときが検出される点に更に注意されるべきである（そこにおいて、直線状になる線は、所定の数の遅延信号または神経信号が、それぞれ、実質的に同時にまたは時間的に重複した活性ステージまたは活動電位を含むという事実によって示されるか検出される）。
【０１７２】
手段１５００の機能が、図９に関して示される。図９は、発明の活性パターンの処理のためのデバイス１５０００における信号の典型的な図解図を示す。図９の図解図は、全体が１６０００で示される。
【０１７３】
ここで、第１の図解図１６１００は、デバイス１５０００の入力での典型的な活性パターンを示す。例として、４つの神経細胞（または、４つの神経線維上）の信号が、時間経過の形で示される。それとは別に、活動電位１６１２０がトラジェクトリ１６１４０を形成する点に留意する必要がある。例示されているように、異なる神経線維の活動電位１６１２０は第１ステージ１５１００の入力においてかなりの時間オフセットを有するので、トラジェクトリ１６１４０は時間的な図解図において高い曲率を有する。したがって、第１ステージ１５１００において、ある時点で、それぞれ１つの活動電位だけがあり、その結果、第１ステージに適用される活動電位の合計に対する閾値は、例えば２に設定され、超されることはない。したがって、第１ステージは、閾値出力において出力信号を提供しない。
【０１７４】
第２の図解図１６２００は、第１ステージ１５１００の出力における状況を示す。第１ステージ１５１００において、第１の神経細胞ＮＺ１によって与えられている神経信号が他のステージによって与えられている神経信号より強く遅延させられていると仮定される。それとは別に、挙げられた実施例において、第４の神経細胞ＮＺ４によって与えられている神経信号が最少で遅延させられ、第３の神経細胞ＮＺ３からの神経信号はもう少し遅延させられ、神経細胞ＮＺ２およびＮＺ１からの神経信号は連続的に増加する。一般的に言って、低い周波数に応答する神経細胞に帰属している信号は、より高い周波数を検出している神経細胞からの神経信号より小さく遅延する。
【０１７５】
第２の図解図は、時間の関数として、再び活動電位１６２４０を示し、活動電位１６２２０は、トラジェクトリ１６２４０を形成する。第２の図解図１６２００から見られるように、第１ステージの出力におけるトラジェクトリ１６２４０の曲率は、第１ステージの入力におけるトラジェクトリ１６１６０の（それぞれ、時間的−空間的または時間的―周波数的）曲率より小さい。これは、第１ステージの遅延手段（例えば、１５３００）における異なる神経細胞に帰属している神経信号の異なる遅延から生じる。これによって、曲がった軌道は、いわばまっすぐとなるように曲げられる。しかしながら、第２の図解図１６２００からわかるように、第２のトラジェクトリ１６２４０は残余の曲率を有し、その結果、異なる神経細胞または神経線維から来ている活動電位１６２２０は、第１ステージ１５１００の出力または第２ステージ１５１２０の入力に同時に適用されるわけではない。
【０１７６】
また、第２ステージ１５１２０は、さらなる遅延を引き起こし、低周波に関して感度が高い神経細胞からの信号は、より高い周波数に関して感度が高い神経細胞からの信号より小さく遅延される。第３の図解図１６３０は、第２ステージ１５１２０において再び遅延する第２ステージの出力における神経信号を示す。第３の図解図１６３００から、本実施例において、いくつかの神経細胞からの活動電位１６３２０が同時に第２ステージの出力に適用されるように、第２ステージの出力の神経信号がそれぞれ遅延させられることがわかる。換言すれば、活動電位１６３２０によって示されるトラジェクトリ１６３４０は、少なくとも、まっすぐとなるように曲げられる。活動電位１６３２０は同時に、またはほぼ同時に（少なくとも、時間的に重複して）発生し、その結果、同時発生が第２ステージの出力（または、第３ステージの入力）において適用される信号の合計による所定の（例えば、２または３の）閾値を超えるのに十分高い明らかなピークを有する。
【０１７７】
換言すれば、曲線状のトラジェクトリがまっすぐとなるように曲げられるとき、それは適切な合計手段（または、他の適当な手段）によって検出される。対応する情報は、トラジェクトリの開始時間およびトラジェクトリの形状の両方に関して達すべき結果を可能にする。何回のステージを通過した後にトラジェクトリがまっすぐに曲げられるかが決定されることができる。これによって、手段１５０００のステージにおける個々の神経信号に対する遅延を知るとき、トラジェクトリのオリジナルの形状に関して結論が出される。さらに、ステージのための実行時間は好ましくは公知であり、その結果、トラジェクトリが手段１５０００に入力された時間が決定される。したがって、どの活性事象がトラジェクトリに帰属するかおよび／またはどの活性事象がトラジェクトリに帰属しないか決定するために、トラジェクトリの特性時間情報およびトラジェクトリの形状または曲率に関する情報の両方が、それぞれ決定されることができる。
【０１７８】
それとは別に、明確さを向上させるための第４の図解図１６４００が、第３ステージの出力における出力信号を示す点に留意する必要がある。活動電位１６４２０は、トラジェクトリのさらなる屈曲によって再び曲げられるトラジェクトリ１６４４０を示す。
【０１７９】
ステージ１５１００、１５１２０、１５１６０における遅れが異なる方法で成し遂げられる点にさらに注意される。遅延手段（例えば、１５３００）は、例えば、計測されることができ、および／または、連続的に、または別々に設定可能な遅延手段であってもよい。それとは別に、１つまたはいくつかの遅延手段が、１つまたはいくつかの神経信号に対して所定のステージにおいて停止することは可能であり、その結果、神経信号のいくつかは最も遅延の可能性の少ないステージによって通過させられる。それとは別に、手段１５０００が全体としてアナログ回路またはデジタル回路として実施できることに留意すべきである。
【０１８０】
神経活性パターンの評価が上述されている点にさらに注意される。しかしながら、デバイス１５０００は、いかなる活性パターンにおいてもトラジェクトリを発見するために用いられることができる。
【０１８１】
例えば、信号１５２００、１５２２０、１５２４０が、それぞれ、信号７１０または７２０に対応する点にさらに注意される。（閾値に対する合計信号の比較から得られる）閾値評価合計信号Σ1、Σ2、Σiは、それぞれ信号７４０、７４２、７４４、７４６または７５０、７５２、７５４、７５６に対応する。
【０１８２】
図１０は、本発明の第２実施例における音声信号の実例を分析する計算のための典型的なヒューベル―ウィーゼル・ネットワークの回路図を示す。図１７の回路図は、全体が１７０００で示される。第１の回路ブロック１７１００は、例えば、神経活性パターン、基底膜の興奮パターンまたは神経伝達物質小胞発生を表すことができる入力信号１７２００、１７２２０、１７２４０を受信する。入力信号１７２００、１７２２０、１７２４０は、それから複数のステージ１７３００、１７３２０、１７３４０によって導かれる。入力信号１７２００は、複数のステージ１７３００、１７３２０、１７３４０を通過し、１つのステージ１７３００、１７３２０、１７３４０において入力信号１７２００は、遅延手段を通過するかまたは後段に直接通過させられる。換言すれば、遅延手段は、橋渡しされることもできる。
【０１８３】
換言すれば、各信号に対する各ステージは、切り換え可能な遅延手段を含み、遅延手段は、入力信号によって通過するかまたは橋渡しされることができる信号経路に切り換えられることができる。各ステージの入力における信号は、加算器１７４００、１７４２０、１７４４０に供給され、１つのステージの入力に供給された信号は、各々合計される。第１の回路ブロック１７１００はこのように遅延素子および加算器のグリッドを形成し、図示されているように相互接続される。
【０１８４】
さらに、ヒューベル−ウィーゼル・ネットワーク１７０００は閾値手段１７５００を含み、１つの値が、それぞれ閾値レジスタ１７６００、１７６２０、１７６４０および加算器１７４００、１７４２０、１７４４０の出力から比較器１７７００、１７７２０、１７７４０に供給される。比較器１７７００、１７７２０、１７７４０の出力信号１７８００、１７８２０、１７８４０は、ここで、所定のステージ１７３００、１７３２０、１７３４０の入力で多くの信号が同時にアクティブであるかどうかを表示し、アクティブな出力信号１７８００、１７８２０、１７８４０が出力されている最小数は、閾値レジスタ１７６００、１７６２０、１７６４０によって決定される。換言すれば、加算器１７４００、１７４２０、１７４４０および閾値レジスタ１７６００、１７６２０、１７６４０と関連した比較器１７７００、１７７２０、１７７４０によって、第１のブロック１７１００の入力１７２００、１７２２０、１７２４０を介して読み込まれたトラジェクトリがいつまっすぐに曲げられるか（または、通過の後、ステージ１７３００、１７３２０、１７３４０の中のどれくらい）が、決定されることができる。
【０１８５】
個々のステージ１７３００、１７３２０、１７３４０の遅延は、できるだけ高い多くのトラジェクトリ（または、トラジェクトリの形態）の検出を可能にするように、最適に予定されている。
【０１８６】
入力信号１７２００、１７２２０、１７２４０は、例えば図７に示す信号７１０、７２０に対応し、その一方で、出力信号１７８００、１７８２０、１７８４０は、例えば図７に示す信号７４０、７４２、７４４、７４６または信号７５０、７５２、７５４、７５６に対応する。
【０１８７】
以下において、どのようにして、活性パターンが人間の耳の聴覚モデルに基づいて本発明の範囲内の使用のために計算されることができるかについて図１１を参照して説明する。活性パターンが聴覚モデルの複数の聴細胞内のまたは複数の聴細胞における活性、または聴覚モデルの複数の聴神経における活性の説明を表す点に留意する必要がある。以下において、例えば、どの中間の変数が、耳の聴覚モデルの評価において計算されることができるかが説明される。例えば、それぞれの中間の変数は活性パターンを決定することに適しており、対応する中間の変数が予定値より大きい音声信号が存在しないときに得られる不活発な値から逸脱するときに、活性事象は与えられる。換言すれば、以下に述べる中間の変数または最終的な変数のうちの１つが所定の閾値を超えるかまたは所定の閾値以下にあるときに、活性事象はある。それとは別に、活性パターンの形成のために、伝達物質放出速度２６８０、神経伝達物質小胞発生２７６０および神経活性パターン２８４０が特に適切なことがわかった。
【０１８８】
高度な聴覚モデルを使用している所定の変数の計算の詳細は、以下において示される。しかしながら、活性パターンの計算のため、他の聴覚モデルが、１つ以上の中間の変数が別の方法で計算されるか、または１つまたはいくつかの中間の変数の計算が省略されるのに適している点に留意する必要がある。
【０１８９】
この目的のために、図１１は、人間の聴覚のシミュレーション、およびシミュレーションで起こっている中間のおよび最終的な結果のシミュレーションの動作シーケンスの概略図を示す。図１１の概略図は、全体が２０００で示される。換言すれば、図１１は、本発明との関係で用いられる人間の耳の聴覚モデルを示す。
【０１９０】
図１１の概略図２０００は、このように人間の聴覚システムのシミュレーションモデルを示す。音声信号２１００は、シミュレーションモデル２０００のための入力信号の役割を果たす。音声信号２１００に基づいて、第１ステップ２１４０において、外耳の力学的音声変換が評価され、それによって鼓膜の励振２１８０が決定される。第２ステップ２２２０において、小骨を経た音響伝送が算出されるかシミュレーションされ、それによって鼓膜の励振２１８０から、中耳および蝸牛間の前庭窓の励振２２６０が決定される。第３のステップ２３００において、蝸牛の流体力学的振動の励振２３４０が算出されるかまたはシミュレーションされる。第４のステップ２３８０において、蝸牛の振動励振２３４０から、基底膜運動２４２０が決定される。第５のステップ２４６０において、基底膜運動２４２０から不動毛の偏位２５２０まで結論が出される。不動毛の偏位２５２０に基づいて、第６のステップ２５６０において、有毛細胞のカルシウム濃度２６００が計算される。カルシウム濃度２６００は、第７のステップ２６４０において、伝達物質の伝達物質放出速度２６８０を算出するために用いられる。伝達物質放出速度２６８０に基づいて、第８のステップ２７２０において、神経伝達物質小胞の発生を示す神経伝達物質小胞発生２７６０が導き出される。最後に、第９のステップ２８００において、神経活性パターン２８４０は、神経伝達物質小胞発生２７６０から推定される。ここで、神経活性パターン２８４０は、およそ、（人間または動物の）聴神経の神経細胞における健康な聴力によって発生している活性を示す。神経活性パターン２８４０は、蝸牛インプラントによる聴神経の刺激についての説明を提供することに適している。
【０１９１】
シミュレーションモデル２０００の範囲内で、ステップ２１４０、２２２０、２３００、２３８０、２４６０、２５６０、２６４０、２７２０、２８００のいくつかが対応する中間結果を計算しないで結合されることができる点に留意する必要がある。換言すれば、いくつかのステップは、図解図２０００において示される中間のステップを計算することのない簡略ステップで処理されることができる。
【０１９２】
不動毛の偏位２５２０、内有毛細胞のカルシウム濃度２６００、内有毛細胞の伝達物質放出速度２６８０、内有毛細胞における神経伝達物質小胞発生２７６０または内有毛細胞に適用される神経活性パターン２８４０（またはその関連する時間的経過）は、内有毛細胞で活性パターンまたは活性パターンの一部を各々表すことができる。
【０１９３】
同様に、例えば、カルシウムイオンの濃度２６００は、複数の内有毛細胞の活性パターンを形成することができる。カルシウム濃度を考慮するときに、活性事象は、例えば、特定の閾値を超えたカルシウム濃度の大幅な上昇または特定の閾値を下回るカルシウム濃度の減少である。
【０１９４】
それとは別に、活性パターンは、例えば、平衡なカルシウム濃度からの現在のカルシウム濃度の偏差を示すこともできる。この場合、活性事象は、それぞれのカルシウム濃度の頂点または底面への大幅な偏差によって示されている。
【０１９５】
さらに、伝達物質放出速度２６８０または伝達物質放出確率の時間経過が、時間の経過にともなう活性パターンとして複数の内有毛細胞において用いられることができる。活性パターンは、ｉ番目の内有毛細胞における伝達物質放出速度または伝達物質放出確率によって形成される。
【０１９６】
それとは別に、伝達物質放出速度２６８０または伝達物質放出確率を考えるときに、例えば、ゼロより大きい伝達物質放出速度またはゼロより大きい伝達物質放出確率の存在が、それぞれ、活性事象として考えられることができるという点に留意する必要がある。
【０１９７】
さらに、神経伝達物質小胞発生２７６０は、複数の内有毛細胞に活性パターンを形成することができる。換言すれば、前述のケースにおける活性パターンは、どれくらいの神経伝達物質小胞が、例えば、特定の時間か時間的間隔の間に放出されるかについて示している。しかしながら、神経伝達物質小胞発生２７６０は、どれくらいの神経伝達物質小胞が特定の時間か時間的間隔の間に新しく放出されるかについて示すこともできる。それぞれの時間経過が、例えば、どれくらいの神経伝達物質小胞がタイムユニットのシナプス前内有毛細胞において放出されるか、または時間間隔内に存在するか、または放出した形における時点について更に示すことができる。さらに、神経伝達物質小胞発生２７６０は、例えば、どれくらいの神経伝達物質が、タイムユニットにつき、シナプス前内有毛細胞を神経線維から、シナプス前内有毛細胞を神経線維に連結するシナプス間隙に拡散するかについて示すこともできる。
【０１９８】
換言すれば、神経伝達物質小胞発生は、例えば、タイムユニットにつき実際に存在するか放出された神経伝達物質小胞の数であり、神経伝達物質小胞の対応する数か神経伝達物質小胞の対応する放出速度が有毛細胞かシナプスのどこで決定されるかは、必ずしも本発明には関連しない。内有毛細胞のシナプス前部において放出される神経伝達物質小胞が特定の時定数でシナプス間隙に広まると仮定される。
【０１９９】
それとは別に、神経伝達物質小胞発生が、本発明という意味において活性パターンを示すために質および量の両方に関して示されることができる点に留意する必要がある。換言すれば、神経伝達物質小胞発生２７６０に属している時間経過は、例えば、どれくらいの神経伝達物質小胞が放出されるかまたは放出された形で存在するかについて示すことができる。経過は、神経伝達物質小胞が時間的間隔において放出されるか、または放出された形に存在するかどうかについての定性的情報を与えることができるだけである。
【０２００】
聴覚モデルの複数の内有毛細胞内の、または複数の内有毛細胞における神経伝達物質小胞発生２７６０を活性パターンとみなすとき、例えば、特定の閾値より大きいタイムユニットにおける複数の神経伝達物質小胞の放出は活性パターンと考えることができる。例えば、神経伝達物質小胞が時間間隔の中で放出されるときに、活性事象が常に起こると仮定されることができる。さらに、少なくとも１つの（または、一般的にいえば、所定の最小数より多い）遊離伝達物質小胞が内有毛細胞に存在するとき、活性事象が存在すると仮定されることができる。
【０２０１】
換言すれば、活性事象は、１つの内有毛細胞で発生する事象である。活性事象は、概して活性パターンの極小または極大から、または、閾値を上回るかまたは下回ることから知ることができる。
【０２０２】
さらに、聴覚モデルの複数の内有毛細胞の神経活性パターンが、活性パターンとして用いられることができる。ここで、神経活性パターンは、いくつかの異なる内側有毛細胞に連結するいくつかの異なる神経線維上の活性または活性の時間経過を示す。例えば、ｉ番目の内有毛細胞に連結する神経細胞の電位または電圧の時間経過は、活性パターンのｉ番目の時間経過に関連する。発生が活性パターンによって示される活動電位は、個々の神経線維に発生する。活性事象は、この場合、神経線維と考えられるｎのうちの１つにおける活動電位の発生である。
【０２０３】
全体として、フローチャート２０００による方法で、異なる量２５２０、２６００、２６８０、２７６０が、複数の異なる内有毛細胞に対して計算されることができ、活性パターンは、複数の異なる有毛細胞に対して同じ量の組合せによって形成される。
【０２０４】
それとは別に、図１２は、第１の耳の聴覚モデルでの第１の活性パターンおよび第２の耳の聴覚モデルでの第２の活性パターンに基づいて、フィルタ処理された活性パターンを生成する発明の方法のフローチャートを示す。図１２による方法は、全体が１２００で示される。
【０２０５】
第１のステップ１２１０において、方法１２００は、同じ音声事象と関連している第１の活性パターンにおける第１のトラジェクトリおよび第２の活性パターンにおける第２のトラジェクトリを確認することを含む。
【０２０６】
第２のステップ１２２０において、方法１２００は、２つのトラジェクトリが有用な音源の音声事象と関連しているかどうかについて決定することを含む。
【０２０７】
第３のステップ１２３０において、方法１２００は、トラジェクトリが有用な音源の音声事象と関連しているかどうかの判定の結果に基づいて第１の活性パターンまたは第２の活性パターンをフィルタ処理することを更に含み、その結果、フィルタ処理された活性パターンにおいて、有用な音源の音声事象と関連している活動事象が支配的となり、または、有用な音源の音声事象と関連していない活性事象はフィルタ処理された活性パターンにもはや含まれない。
【０２０８】
それとは別に、方法１２００が上述の発明のデバイスによって実行されるすべてのこれらのステップによって補充されるかまたは延長されることができる点に留意する必要がある。
【０２０９】
図１３は、本発明の実施例において、発明の音源分割器のブロック図を示す。図１３の音源分割器は、全体が１３００で示される。音源分割器１３００は、少なくとも２チャネル音声信号の第１のチャンネル１３１０を受信する。さらに、音源分割器１３００は、少なくとも２チャネル音声信号の第２のチャネル１３２０を受信する。さらに、音源分割器１３００は、少なくとも２チャネルを有する音声信号に基づいてデバッグされた音声信号１３３０を提供する。
【０２１０】
音源分割器１３００は、音声信号の第１のチャンネル１３１０に基づいて第１の活性パターン１１０を計算する第１の活性パターン計算機１３４０を含む。ここで、活性パターン計算機１３４０は、例えば、耳の聴覚モデルを含むかまたは使用する。さらに、音源分割器１３００は、音声信号の第１のチャンネル１３２０に基づいて第２の活性パターン１１２を計算する第２の活性パターン計算機１３４２を含む。この目的のために、活性パターン計算機１３４２は、例えば、第２の活性パターン１１２を得るために、１つの耳の聴覚モデルを音声信号の第２のチャネル１３２０に適用する。
【０２１１】
それとは別に、音源分割器１３００は、図１に関してすでに記載されているように、識別器１２０、決定器１３０およびフィルタ１４０を含む。デバイス１００の手段に対応する音源分割器１３００の手段は、図１および図２と同じ参照番号によって示されて、再びここでは説明されない。むしろ、参照は、図１および２に関する説明になされる。
【０２１２】
音源分割器１３００は、デバイス１００、２００の手段に加えて、フィルタ処理された活性パターン１４６を受信し、フィルタ処理された活性パターン１４６に基づいてデバッグされた音声信号１３３０を生成するためのシンセサイザ１３５０を含む。この目的のために、シンセサイザは、デバッグされた活性パターン１４６を時間表現、周波数表現またはサブバンド表現に変換する。換言すれば、シンセサイザ１３５０は、少なくとも部分的に聴覚モデルを用いて活性パターンの決定において実行された計算を逆転させる。換言すれば、シンセサイザ１３５０は、例えば、神経伝達物質小胞発生を表す活性パターンに基づいて時間範囲音声信号としてデバッグされた音声信号を再構成する。あるいは、例えば、シンセサイザ１３５０は、神経活性パターンを時間範囲音声信号に変換することもできる。それとは別に、音声信号の時間範囲表現の代わりに、周波数範囲表現を用いることができる、すなわち、例えば、複数のスペクトル範囲における、または、複数の周波数帯域における複数の複素標識の形の表現としてのエネルギーまたは複素振幅値の表現である。
【０２１３】
したがって、音源分割器１３００は、マルチチャネル（少なくとも２チャネル）音声信号を用いて音源分割を可能にし、音声信号の２つのチャネルを表している２つの活性パターンに共に帰属しているトラジェクトリの検出に基づいて音源分割が起こる。
【０２１４】
図１４は、少なくとも２つのチャネルを有する音声信号に基づいてデバッグされた音声信号を生成する発明の方法のフローチャートを示す。図１４による方法は、全体が１４００で示される。
【０２１５】
第１のステップ１４１０において、方法１４００は、音声信号の第１チャンネルに基づいて第１の耳の聴覚モデルで第１の活性パターンを生成するステップを含む。
【０２１６】
さらに、第２のステップ１４２０において、方法１４００は、音声信号の第２チャネルに基づいて第２の耳の聴覚モデルで第２の活性パターンを生成するステップを含む。
【０２１７】
第３のステップ１４３０において、図１および図２を参照してすでに記載したように、方法１４００は、第１の活性パターンおよび第２の活性パターンに基づいてフィルタ処理された活性パターンを生成するステップをさらに含む。
【０２１８】
さらに、第４のステップ１４４０において、方法１４００は、デバッグされた音声信号を得るために、フィルタ処理された活性パターンを時間表現、周波数表現またはサブバンド表現に変換するステップを含む。
【０２１９】
それとは別に、方法１４００が本願の範囲内で記載されている発明のデバイスによって実行される全てのそれらのステップによって拡張されることができる点に留意する必要がある。それとは別に、第１の活性パターンおよび第２の活性パターンに基づいてフィルタ処理された活性パターンを生成することが、例えば、図１２に示す方法１２００を用いて起こる点に留意する必要がある。
【０２２０】
図１５は、２つの音声信号に基づいてフィルタ処理された活性パターンを計算するための発明のデバイスのブロック図からの抜粋を示す。図１５によるデバイスは、全体が１５００で示される。デバイス１５００は、（例えば、人間の）第１の耳の近くに配置される第１のマイクロホンから第１の音声信号１５１０を受信する。さらに、デバイス１５００は、（例えば、人間の）第２の耳の近くに配置される第２のマイクロホンから第２の音声信号１５１２を受信する。例えば、デバイス１５００は、人間の頭の左側に配置されるマイクロホンから第１の音声信号１５１０を受信し、人間の頭の右面に配置されるマイクロホンから第２の音声信号１５１２を受信する。デバイス１５００は、例えば聴覚モデルを用いて、第１の音声信号１５１０に基づいて第１の活性パターン１５２２を計算する第１の活性パターン計算機１５２０を含む。さらに、デバイス１５００は、聴覚モデルを用いて、第２の音声信号１５１２に基づいて第２の活性パターン１５３２を計算する第２の活性パターン計算機１５３０を含む。さらに、デバイス１５００は、活性パターン１５２２における異なる曲率のトラジェクトリの存在を示す第１の活性パターン１５２２を受信して、複数の並列信号１５４２を生成する第１のヒューベル−ウィーゼル・ネットワーク１５４０を含む。換言すれば、複数の並列信号１５４２は、信号と関連した曲率を有するトラジェクトリが異なる曲率を有する複数のトラジェクトリから与えられるときを示す。ここで、平行線１５４２はそれらの機能に関してデバイス７００の信号７４０、７４２、７４４、７４６に対応し、そして、第１のヒューベル−ウィーゼル・ネットワーク１５４０は第１のトラジェクトリ検出器７３０に対応する。さらに、デバイス１５００は、第２の活性パターン１５３２に基づいて複数の並列信号１５５２を生成する第２のヒューベル―ウィーゼル・ネットワーク１５５０を含む。ここで、複数の並列信号１５４２の並列信号は、第２の活性パターン１５３２における特定の曲率を有するトラジェクトリの存在を明確にする。複数の平行線１５５２の平行線に関して、複数の平行線１５４２に関して言われたことがあてはまる。さらに、平行線１５５２はデバイス７００の線７５０、７５２、７５４、７５６に対応し、そして、第２のヒューベル−ウィーゼル・ネットワーク１５５０はデバイス７００の第２のトラジェクトリ検出器７３２に対応する。
【０２２１】
デバイス１５００は、第１の複数の平行線１５４２によって第１の入力を受信し、第２の複数の平行線１５５２によって第２の入力信号を受信するためのマルチ一致装置１５６０を含む。それとは別に、マルチ一致装置１５６０は、基本的にデバイス７００の一致検出器７７０に対応する点に留意する必要がある。マルチ一致装置１５６０は、例えば、すでに図５に示されているマルチ一致装置であってもよい点に留意する必要がある。
【０２２２】
マルチ一致装置１５６０は、ヒューベル−ウィーゼル・ネットワーク１５４０、１５５０と関連して、同じ曲率のトラジェクトリが活性パターン１５２２、１５３２に含まれるかどうかを決定して、同じ曲率のトラジェクトリの間の時間シフトを決定する。対応する情報は、上述したように、フィルタ処理された活性パターンを得るために第１の活性パターン１５２２および／または第２の活性パターン１５３２をフィルタ処理するために用いることができる。
【０２２３】
明快さのために、図１６は、どのようにして内聴細胞または内有毛細胞ＩＨＺ１、ＩＨＺ２、ＩＨＺ３、ＩＨＺ４が、それぞれ、基底膜に沿って配置されるかを示す。
【０２２４】
この目的のため、図１６は、基底膜の形状および基底膜の励振への反応の図解図を示す。
【０２２５】
第１の図解図２６１０は、蝸牛のベースから蝸牛の端（先端）に向かって基底膜２６２０の幅がおよそ１０倍に増加することを示す。さらに、図解図２６１０は、最大感度が蝸牛の異なる位置に存在する異なる特性周波数（ヘルツ）を示す。蝸牛のベース付近において、２０，０００ヘルツ域の周波数が、最も強いと把握される。蝸牛のベースからみると、最大感度が得られる周波数は連続的に減少する。さらに、図解図６１０は、蝸牛に沿って配置され、関連する神経線維ＮＦ１、ＮＦ２、ＮＦ３、ＮＦｎに連結される４つの典型的な内有毛細胞ＩＨＺ１、ＩＨＺ２、ＩＨＺ３、ＩＨＺ４を示す。蝸牛の正弦波励振と仮定すれば、例えば、第１の内有毛細胞ＩＨＺ１は、約６０００Ｈｚの周波数を有する励振に最も強く反応する。しかしながら、第２の内有毛細胞ＩＨＺ２は、例えば、約３３００Ｈｚの周波数を有する励振に最大感度を示す。それと同様に、残りの内有毛細胞ＩＨＺ３、ＩＨＺｎは、他の周波数に最大感度を有する。
【０２２６】
さらに、第２の図解図２６５０は、前庭窓２６６０を介した蝸牛への音響波の結合を示す。前庭窓２６６０による結合は、蝸牛のベース２６８０から蝸牛の先端２６８２進む進行波を生成し、それにより基底膜２６２０を偏向させる。蝸牛のベース２６８０のより近くに位置する神経細胞は、蝸牛のベース２６８０から離れた位置にある神経細胞より早く刺激される。換言すれば、時間の関数としての進行波２６７０の位置は、進行波２６７０のトラジェクトリと考えることができる。トラジェクトリは、もちろん、不連続の神経細胞に位置することもでき、その結果、トラジェクトリは、いくつかの空間的に分離された神経細胞がどんな時間的シーケンスにおいて進行波に興奮するかを示す。
【０２２７】
図示された例では、例えば、内有毛細胞ＩＨＺ１は、他の内有毛細胞ＩＨＺ２、ＩＨＺ３、ＩＨＺｎより早く、進行波２６７０によって刺激される。第１の内有毛細胞ＩＨＺ１は、前庭窓２６６０により近く、そこにおいて、進行波２６７０は、前庭窓から（すなわち、蝸牛のベース２６８０から）蝸牛の先端２６８２まで伝播する。したがって、次々と、第１の内有毛細胞ＩＨＺ１、第２の内有毛細胞ＩＨＺ２、第３の内有毛細胞ＩＨＺ３および第ｎ番目の内有毛細胞ＩＨＺｎが刺激される。換言すれば、１つの進行波は、図示された内有毛細胞において、時系列で活性事象を生成し、そこにおいて、時間距離は、進行波２６７０の伝播速度および対応する内有毛細胞ＩＨＺ１、ＩＨＺ２、ＩＨＺ３、ＩＨＺｎの位置で測定される。しかしながら、（時間および内有毛細胞ＩＨＺｉのインデックスｉに応じて二次元の説明図において考慮される）内有毛細胞での活性事象が、例えば、進行波２６７０の最大偏向の位置の時間的なトラジェクトリに対応するトラジェクトリを形成する点に留意する必要がある。
【０２２８】
さらに、発明の方法は、状況に応じて、ハードウェアにおいて、または、ソフトウェアで行うことができる。実現は、例えば対応する方法が実行されるように、プログラム可能なコンピュータ・システムと連携することができる電子的に読み込み可能な制御信号を有するフレキシブルディスク、ＣＤ、ＤＶＤ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭまたはフラッシュ記憶媒体などデジタル記憶媒体において行われてもよい。一般に、コンピュータ・プログラム製品はコンピュータにおいて実行されるとき、本発明は、発明の方法を実行するための機械で読み取ることができるキャリアに格納されたプログラムコードを有するコンピュータ・プログラム製品にある。換言すれば、コンピュータ・プログラムがコンピュータにおいて実行されるとき、本発明は、方法を実行するためのプログラムコードを有する計算機プログラムとして実現されることができる。
【０２２９】
要約すれば、本発明の範囲内で、（蝸牛が音声事象によって刺激されるときに、例えば、内耳の蝸牛上の進行波の伝播から生じ、聴覚モデルに基づいて決定される活性パターンにおいて反映される）遅延トラジェクトリが、マルチ一致装置において（例えば、図５ａに示すマルチ一致装置５００において）各々に反して動作する。この目的のために、マルチ一致装置は、長さｍのｎ逆行性遅延路を含み、そこにおいて、ｎは活性パターンの計算において考慮される多くの内有毛細胞（または、神経線維）を示し、ｍはビンの数およびこのように最大遅延時間および／または最大時間分解能を示す。
【０２３０】
本発明の範囲内で、２つの方法が、特別な効果をもたらす。したがって、例えば、活性パターンまたは活性事象は、それぞれ（例えば、小胞）マルチ一致装置（例えば、図５ａに示すマルチ一致装置５００）において反対側に直接進むことができる。そこにおいて、積分器セルにおいて（または、加算器５３０において）合計が（例えば、一致セル５８０の一致出力のマルチ一致信号の）結果として得られる。例えば、各遅延トラジェクトリは、それぞれ、ｎ個の活性事象または小胞を含む。したがって、各積分計（または、加算器５３０）がいくぶんｍを下回る（例えば、少なくともｎの５０％）閾値を備えていることは有利である。閾値は、閾値決定器５４０によって図５ａに示すブロック図に表され、さらに次のものが与えられる：ｎ＝Ｉ。積分器（または、加算器５３０）は、さらに（個々のトラジェクトリの信頼性が高い検出を可能にして、異なるトラジェクトリの一致事象の混合を防止するために）約１０〜１００ｍｓの積分時間以内でリセットされることになっている。
【０２３１】
さらに好ましい概念によれば、図７に示すように、例えばマルチ一致装置５００からヒューベル−ウィーゼル・ネットワークまたはハフ変換ネットワークを、それぞれ、上流に接続することは可能である。これにより、（活性パターンにおいて）遅延トラジェクトリは、まっすぐな信号波面に曲げられる。検出された遅延トラジェクトリは、マルチ一致装置において（例えば、一致検出器７００において）一致させられる。換言すれば、活性パターンの中に存在し、同じ曲率を有する遅延トラジェクトリ間の時間シフトが決定されるとき、それは一致検出器７００において検出される。
【０２３２】
本発明は、活性パターンの両耳性フィルタリングのための、または、両耳性小胞フィルタリングのためのデバイスを提供する。（活性パターンにおいて）遅延トラジェクトリは、時間シフトによって互いに対して一致させられる。それに関する詳細は、例えば、米国特許第６，４４２，５１０Ｂ１に含まれており、その教示はここに言及することにより含まれる。
【０２３３】
さらに、互いに関する直接の小胞フィルタリングが、一致対を決定するために起こる。さらに、その結果として、ノイズ抑圧またはノイズ源抑制、あるいは干渉源抑制は、（最初の活性パターンから、または、最初の活性パターンのうちの少なくとも１つから）雑音源が取り除かれている小胞によって得られる。
【０２３４】
さらに、本発明は左および右の蝸牛インプラントの正確なクロッキングおよび同期を可能にし、その結果、音源は右方向に間隔を隔てて配置されることができる。
【０２３５】
本発明は、両耳性ノイズ源フィルタリングを可能にし、カクテルパーティー効果を減らすことを可能にする。
【０２３６】
要約すると、本発明が、例えば同じ音声事象に帰属するトラジェクトリの時間シフトを決定することによって、音源の角度決定を実行することを可能にするということができる。さらに、音源に応じて（フィルタによるフィルタ処理の範囲内で）活性事象または小胞を選択することは可能である。換言すれば、音声事象または小胞はどの音源が起源であるかに応じて、音声事象または小胞は、それぞれ、フィルタ処理された活性パターンに引き継がれ、または、フィルタ処理された活性パターンは減衰されるか、または抑制される。本発明の一実施例において、（例えば、蝸牛インプラントを有する患者に関して）特定の方向からの音源だけが再生されるので、（例えば、フィルタ処理された活性パターンを用いて制御される蝸牛インプラントのキャリアのために）これはカクテルパーティー効果の減少に至る。
【０２３７】
それとは別に、蝸牛インプラントがフィルタ処理された活性パターンによって（または、より好ましくは、２つのフィルタ処理された活性パターンによって）制御されるとき、発明の方法が特別な効果を持ってくる点に留意する必要がある。蝸牛インプラントキャリアで、場合によっては、立体音音源定位は、脳によってもはや実行されることができない。これは、例えば、両耳のインプラントの電極が基底膜に沿って異なる場所に位置するためである。したがって、内聴細胞または内有毛細胞に対する等しい関連は、もはや可能でない。
【０２３８】
外有毛細胞が対向する耳（または、それぞれのマルチ一致装置の出力）から求心的に制御されるときに、発明のコンセプトの有利な使用がさらに起こる。この予め計算された情報を用いて、同様に損なわれていない外有毛細胞を刺激する蝸牛インプラントが組み立てられることができ、新世代の蝸牛インプラントが結果として得られる。
【０２３９】
換言すれば、マルチ一致装置の出力または出力信号は、動的なレベル範囲を選択的に外側の運動有毛細胞を調整するために制御するための遠心性フィードバック制御ループのための入力変数である。
【０２４０】
本発明の好ましい実施例によれば、聴覚モデルは、二つ一組で構成される。内聴細胞または内有毛細胞からの左右からの信号は、それぞれ、逆平行の遅延路（回路改良型１）において二つ一組で一致させられる。
【０２４１】
本発明の一態様では、システムがＨＳＲ、ＭＳＲおよびＬＳＲ螺旋神経節細胞からの別々の信号によって３回セットアップされることを忘れてはならない。それは異なる感度レベル範囲を有するので、大きい、中程度のおよび静かなトーンに対して小胞解放が異なる。したがって、異なる音量の信号源は分離されることができる。
【０２４２】
発明のコンセプトは、発明のデバイスまたは発明の方法によって音源を配置することによりカクテルパーティー効果を減らすのに役立つ。そこにおいて、ノイズソース（また、干渉する音源とも言われる）に帰属する（または、干渉する音源に帰属する）小胞は、（例えば、フィルタ処理された活性パターンを生成するときに）選択的にフィルタ処理される（または、除去または削除される）。
【０２４３】
本発明のさらに別の態様では、さらに、ヒューベル−ウィーゼル・ネットワークは、マルチ一致装置から上流に接続される。
【０２４４】
本発明のさらに別の態様では、マルチ一致装置の出力は、遠心性結合トレースによる出力において外有毛細胞を刺激する帰還回路に供給される。制御回路が入力パラメータから選択的な制御信号を計算する場合、活動電位は算出された遠心性細胞で（または、複数の算出された遠心性セルで）始動され、外有毛細胞は、収縮するように刺激される。したがって、遠心性ニューロンから（または、遠心性ニューロンに、または、遠心性ニューロンを用いて）外有毛細胞への刺激の供給が起こる。
【０２４５】
本発明は、このように、フィルタ処理された活性パターンの生成のために使われることができるコンセプトを提供し、フィルタ処理された活性パターンが蝸牛インプラントの制御のために効果的に使われることができ、その結果、通常発生するカクテルパーティー効果は蝸牛インプラントのキャリアのために減少させられる。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年4月21日(2008.4.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の耳の聴覚モデルにおける第１の活性パターン（１１０）および第２の耳の聴覚モデルにおける第２の活性パターン（１１２）に基づいてフィルタ処理された活性パターン（１４６）を生成するためのデバイス（１００，２００）であって、
同じ音声事象と関連した第１の活性パターンにおける第１のトラジェクトリ（４３０，４３２，４３４）および第２の活性パターンにおける第２のトラジェクトリ（４４０，４４２，４４４）を確認するための識別器（１２０）、
２つのトラジェクトリ（４３０，４４０；４３２，４４２；４３４，４４４）が有用な音源（４６２）の音声事象と関連するかどうかを決定するための決定器（１３０）、および
フィルタ処理された活性パターンにおいて有用な音源の音声事象と関連している活動事象が支配的であるか、または、有用な音源の音声事象と関連していない活性事象がフィルタ処理された活性パターンにもはや存在しないように、トラジェクトリ（４３０，４３２，４３４，４４０，４４２，４４４）が有用な音源の音声事象と関連しているかどうかの判定の結果（１３６）に基づいて第１の活性パターンまたは第２の活性パターンをフィルタ処理するためのフィルタ（１４０）を含み、
第１の活性パターン（１１０）は第１の耳の聴覚モデルによって処理される第１の音声信号に基づくものであり、第２の活性パターン（１１２）は第２の耳の聴覚モデルで処理される第２の音声信号に基づくものであって、
第１の活性パターンおよび第２の活性パターンは、異なる音声信号源からの２つの音声信号またはマルチチャネル音声信号のうちの２つのチャネルからの音声信号を示し、
活性パターンにおけるトラジェクトリは、聴覚モデルの基底膜上の進行波に関連してグループを成す活性パターンにおける活性事象を示し、
第１のトラジェクトリおよび第２のトラジェクトリが所定の許容差範囲内で同じ曲率を有するとき、および第１のトラジェクトリおよび第２のトラジェクトリが所定の最大時間範囲において発生するとき、識別器（１２０）は、同じ音声事象に帰属するトラジェクトリとして、第１の活性パターンにおける第１の曲線状のトラジェクトリ（４３０，４３２，４３４）および第２の活性パターンにおける第２の曲線状のトラジェクトリ（４４０，４４２，４４４）を確認し、
識別器（１２０）は、同じ音声事象と関連している２つの確認されたトラジェクトリの間の時間シフト（Δｔ1，Δｔ2，Δｔ3）を決定し、
決定器（１３０）は、同じ音源と関連している２つの確認されたトラジェクトリ（４３０，４４０；４３２，４４２；４３４，４４４）が有用な音源（４６２）の音声事象と関連しているかどうかについて時間シフトを用いて決定する、デバイス。
【請求項２】
第１の耳は左耳および第２の耳は右耳、またはその逆であって、
第１の活性パターン（１１０）が第１の耳の聴覚モデルによって処理される第１の音声信号に基づき、第２の活性パターン（１１２）が第２の耳の聴覚モデルによって処理される第２の音声信号に基づいており、
第１の音声信号は、第１の耳の環境において把握される音声信号を示し、第２の音声信号は、第２の耳の環境において把握される音声信号を示す、請求項１に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項３】
第１の活性パターン（１１０）は、第１の耳での第１の音声信号の存在下で複数の神経線維上の反応を示す第１の耳の聴覚モデルの複数の神経線維（ＮＦ１，ＮＦ２，ＮＦ３，ＮＦ４）における時間経過にともなう神経活性パターンであり、第２の活性パターン（１１２）は、第２の耳での第２の音声信号の存在下で複数の神経線維上の反応を示す第２の耳の聴覚モデルの複数の神経線維における時間経過にともなう神経活性パターンであって、
活性パターンは、フィルタ処理された神経活性パターンである、請求項１または請求項２に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項４】
神経活性パターンは、聴覚モデルの複数の神経線維の活性を示す、請求項３に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項５】
トラジェクトリは、音声信号の同じ事象に基づく異なる神経線維上の活性インパルスを含む、請求項３または請求項４に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項６】
活性事象は、神経線維上の活性インパルスの発生である、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項７】
第１の活性パターンは、第１の音声信号が第１の耳に存在するときの反応を示す第１の耳の聴覚モデルの内聴細胞（ＩＨＺ１，ＩＨＺ２，ＩＨＺ３，ＩＨＺ４）における神経伝達物質小胞発生であり、
第２の活性パターンは、第２の耳における第２の音声信号の存在に対する反応を示す第２の耳の聴覚モデルの内聴細胞における神経伝達物質小胞発生であり、
フィルタ処理された活性パターンは、フィルタ処理された神経伝達物質小胞発生である、請求項１または請求項２に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項８】
トラジェクトリは、音声信号における同じ事象に基づく複数の内聴細胞内の、または、複数の内聴細胞における神経伝達物質小胞発生を含む、請求項７に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項９】
活性パターンは、内聴細胞内の、または、内聴細胞における神経伝達物質小胞発生である、請求項１または請求項２または請求項７または請求項８に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項１０】
第１のトラジェクトリおよび第２のトラジェクトリが所定の許容差範囲内で同じ長さを有するとき、および、第１のトラジェクトリおよび第２のトラジェクトリが所定の最大の時間範囲内で発生するとき、識別器（１２０）は、第１の活性パターンにおける第１のトラジェクトリ（４３０，４３２，４３４）および第２の活性パターンにおける第２のトラジェクトリ（４４０，４４２，４４４）を同じ音声事象に帰属しているトラジェクトリとして確認する、請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項１１】
識別器（１２０）は、同じ音声事象と関連している２つの確認されたトラジェクトリの間の時間シフト（Δｔ1，Δｔ2，Δｔ3）を決定し、決定器（１３０）は、２つの確認されたトラジェクトリの間の時間シフトが固定のまたは設定可能な範囲内に位置するとき、２つの確認されたトラジェクトリが有用な音源（４６２）の音声事象と関連していることを示し、そうでなければ、２つの確認されたトラジェクトリが有用な音源の音声事象と関連していないことを示す、請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項１２】
固定のまたは設定可能な範囲は、ゼロの時間シフトを含む、請求項１１に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項１３】
デバイスは、その強度が所定の強度閾値より大きい同じ音声事象に帰属している２つのトラジェクトリが設定可能な範囲内で時間シフトを有し、その強度が所定の強度閾値より低い同じ音声事象に帰属している２つのトラジェクトリが選択された範囲外で時間シフトを有するように、設定可能な範囲を設定する範囲設定器を含む、請求項１１または請求項１２に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項１４】
デバイスは、さらに、同じ音声事象と関連している２つのトラジェクトリの間の異なる時間シフトに対するトラジェクトリ（４３０，４３２，４３４，４４０，４４２，４４４）の発生を示す情報を受信する範囲設定器を含み、
時間シフトの少なくとも２つの範囲に対するトラジェクトリの発生を示すために、時間の少なくとも２つの範囲に対する時間パターンまたは統計値を決定し、
時間パターンまたは統計値に基づいて設定可能な範囲を設定する、請求項１１、請求項１２または請求項１３に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項１５】
デバイスは、さらに、音声信号または音楽信号に帰属しているトラジェクトリが第１の活性パターンにおける、および、第２の活性パターンにおける設定された範囲内で時間シフトを含むように、第１の活性パターンまたは第２の活性パターンの分析に基づいて設定可能な範囲を設定する範囲設定器を含む、請求項１１ないし請求項１４のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項１６】
第１の活性パターン（１１０）は、第１の複数の信号（３９２，３９４，３９６，３９８；５１０；７１０）における信号の時間経過（３０２，３１０，３１５，３２０；３４２，３６０，３６５，３７０）によって示される二次元のパターンであって、第１の複数の信号のうちの信号が第１の耳の聴覚モデルの異なる聴神経または内聴細胞と関連しており、第１の複数の信号のうちの信号の時間経過が、聴神経での、または内聴細胞での、または第１の耳の聴覚モデルの内聴細胞における特性変数の経過を示し、
第２の活性パターン（１１２）は、第２の複数の信号（３９２，３９４，３９６，３９８；５１０；７１０）の時間経過（３０２，３１０，３１５，３２０；３４２，３６０，３６５，３７０）によって示される二次元のパターンであって、第２の複数の信号のうちの信号が第２の耳の聴覚モデルの異なる聴神経または内聴細胞と関連しており、第１の複数の信号のうちの信号の時間経過が、聴神経での、または内聴細胞での、または第２の耳の聴覚モデルの内聴細胞における特性変数の経過を示す、請求項１ないし請求項１５のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項１７】
識別器（１２０）が第１の活性パターン（１１０）における、および第２の活性パターン（１１２）における少なくともおよそ同じ曲率のトラジェクトリを検出し、
識別器は、第１の活性パターンおよび第２の活性パターンが異なるシフト状態に対する一致を含む位置を検出する時間方向に関して各々に対して第１の活性パターンおよび第２の活性パターンをシフトし、異なるシフト状態に対して検出される一致の位置に基づいて、第１の活性パターンにおけるトラジェクトリおよび第２の活性パターンにおけるトラジェクトリが、同じ曲率を有するかどうかを検出し、そして、そうであれば、一致の検出された位置に基づいて、第１の活性パターンにおけるトラジェクトリおよび第２の活性パターンにおけるトラジェクトリの時間シフトを検出する、請求項１６に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項１８】
識別器（１２０）は、複数の並列の時間信号（５１０）の形で並行して第１の活性パターン（１１０）を受信して、第１の方向にクロック的または時間連続的にそれをシフトし、複数の並列の時間信号（５１２）の形で平行に第２の活性パターン（１１２）を受信して、第１の方向と逆の第２の方向にクロック的または時間連続的にそれをシフトする活性パターン・シフト装置（５００）を含み、
活性パターン・シフト装置は、第１の活性パターンをシフトする第１の複数の並列分岐を含み、さらに、活性パターン・シフト装置は、第２の活性パターンをシフトする第２の複数の並列分岐を含み、
第１の複数の並列分岐のうちの分岐および第２の複数の並列分岐のうちの分岐間の配置が存在し、
第１の複数の並列分岐のうちの第１の検討される分岐に沿った個々の位置および第２の複数の並列分岐のうちの関連する第２の検討される分岐に沿った位置の間の配置が存在し、第１の検討される分岐に供給される活性事象が、第１のシーケンスにおける時間の経過において関連する位置を通り抜け、第２の検討される分岐に供給される活性事象が、第１のシーケンスの反対側にある第２のシーケンスにおける時間経過において関連する位置を通り抜け、
さらに、識別器は、複数の関連する並列分岐に関して、および関連する並列分岐内の複数の関連する位置に関して、２つの活性事象が２つの関連する位置に同時に存在するときを検出する一致検出手段を含み、
さらに、識別器は、一致検出手段によって与えられる情報に基づいて、同じ音声事象と関連した２つのトラジェクトリが第１の活性パターンおよび第２の活性パターンに含まれるときを検出する評価手段を含む、請求項１６または請求項１７に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項１９】
評価手段は、同じ音源と関連しており、それに基づいて第１の活性パターンにおける第１のトラジェクトリおよび第２の活性パターンにおける第２のトラジェクトリを確認し、同じ音声事象と関連している２つのトラジェクトリの間の時間シフトを決定するために、活性パターンのシフトする方向の複数の位置に関して、第１の活性パターン（１１０）における活性事象および第２の活性パターン（１１２）における活性事象のどれだけ多くの一致が全体的に所定の時間範囲における複数の関連する並列分岐に対して発生したかを別に決定する、請求項１８に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項２０】
識別器（１２０）は、活性事象のどれくらいの一致が全体として所定の時間範囲における活性パターンのシフト方向に沿った検討される位置での複数の関連している並列分岐に関して第１の活性パターンおよび第２の活性パターンにおいて生じたかという情報に基づいて、数値情報が少なくとも所定の最小数の一致の発生を示すとき、同じ音声事象と関連している第１のトラジェクトリおよび第２のトラジェクトリが第１の活性パターンおよび第２の活性パターンに存在することを検出し、活性パターンのシフト方向に沿った検討される位置に基づいて、同じ音声事象と関連している２つのトラジェクトリの間の時間シフトを決定する、請求項１８または請求項１９に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項２１】
識別器（１２０）は、トラジェクトリ検出器（７３０、７３２；１５０００；１７０００）を含み、トラジェクトリ検出器に第１の活性パターン（１１０）および第２の活性パターン（１１２）を供給し、
トラジェクトリ検出器は、第１の活性パターンに基づいて第１の活性パターンにおいて検出されるトラジェクトリに関する情報（７４０，７４２，７４４，７４６）を提供し、第１の活性パターンにおいて検出されるトラジェクトリに関する情報は検出されたトラジェクトリの時間的位置および曲率を示し、
トラジェクトリ検出器は、第２の活性パターンに基づいて第２の活性パターンにおいて検出されるトラジェクトリに関する情報（７５０，７５２，７５４，７５６）を提供し、第２の活性パターンにおいて検出されるトラジェクトリに関する情報は検出されたトラジェクトリの時間的位置および曲率を示し、
識別器は、第１の活性パターンにおいて検出されるトラジェクトリに関する情報および第２の活性パターンにおいて検出されるトラジェクトリに関する情報に基づいて、第１の検出されたトラジェクトリおよび第２の検出されたトラジェクトリが同じ音声事象と関連しているかどうかを決定し、
識別器は、第１の活性パターンにおいて検出されるトラジェクトリおよび第２の活性パターンにおいて検出されるトラジェクトリに関する情報に基づいて、第１の検出されたトラジェクトリおよび第２の検出されたトラジェクトリの時間シフトを決定する、請求項１６に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項２２】
トラジェクトリ検出器（７３０）は、第１の活性パターンに基づいて第１の複数の並列の出力信号（７４０，７４２，７４４，７４６）を生成し、
トラジェクトリ検出器（７３０）は、第１の活性パターンにおけるトラジェクトリがある場合に第１の活性パターンにおけるトラジェクトリの曲率に応じて第１の複数の出力信号から少なくとも１つの出力信号を活性化させ、その結果、活性化された出力信号は、第１の活性パターンにおけるトラジェクトリの曲率およびトラジェクトリが発生する時点に関する情報を有し、
トラジェクトリ検出器（７３２）は、第２の活性パターン（１１２）に基づいて第２の複数の並列の出力信号（７５０，７５２，７５４，７５６）を生成し、
トラジェクトリ検出器（７３２）は、第２の活性パターンにおけるトラジェクトリがある場合に第２の活性パターンにおけるトラジェクトリの曲率に応じて第２の複数の出力信号から少なくとも１つの出力信号を活性化させ、その結果、活性化された出力信号は、第１の活性パターンにおけるトラジェクトリの曲率およびトラジェクトリが発生する時点に関する情報を有する、請求項２１に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項２３】
トラジェクトリ検出器（７３０、７３２）は、第１の複数の並列の出力信号（７４０，７４２，７４４，７４６）および第２の複数の並列の出力信号（７５０，７５２，７５４，７５６）を得るために並列ハフ変換を実行する、請求項２２に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項２４】
識別器は、第１の曲率／時間パターンとして第１の複数の出力信号のうちの出力信号（７４０，７４２，７４４，７４６）を受信し、第２の曲率／時間パターンとして第２の複数の出力信号のうちの出力信号（７５０，７５２，７５４，７５６）を受信し、第１の曲率／時間パターンおよび第２の曲率／時間パターンが異なるシフト状態に対して一致する位置を検出するために互いに反対の時間方向に関して第１の曲率／時間パターンおよび第２の曲率／時間パターンをシフトし、異なるシフト状態に対して検出される一致位置に基づいて、第１の活性パターンおよび第２の活性パターンにおけるトラジェクトリが同じ曲率を有するかどうかを決定し、そうであれば、検出された一致位置に基づいて、第１の活性パターンにおける第１のトラジェクトリおよび第２の活性パターンにおける第２のトラジェクトリの時間シフトを決定する一致手段（７７０）を含む、請求項２２または請求項２３に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項２５】
識別器（１２０）は、第１の活性パターン（１１０）および第２の活性パターン（１１２）をシフトレジスタ・セル（５８０）のフィールドを通って並列に逆方向にシフトさせるシフト手段（５００）を含み、
シフトレジスタ・セルのフィールドは、複数の行と複数の列とを有し、
シフトレジスタ・セルのフィールドは、第１の列の入力信号としての複数の並列の行信号（５１０）として第１の活性パターンを受信し、最後の列の入力信号としての複数の並列の行信号として第２の活性パターンを受信し、
検討される行および検討される列のシフトレジスタ・セルは、活性状態および非活性状態を受け入れる第１の活性パターンの情報価値および活性状態および非活性状態を受け入れる第２の活性パターンの情報価値を格納し、検討される行および第１の隣接する列の隣接するシフトレジスタ・セルに第１の活性パターンに帰属している情報価値を送り、検討される行および第２の隣接する列の隣接するシフトレジスタ・セルに第２の活性パターンに帰属している情報価値を送り、
シフトレジスタ・セルに存在し、第１の活性パターンおよび第２の活性パターンに帰属する情報価値が同時に活性状態を示すときに、シフトレジスタ・セルは、一致事象を検出し、
識別器は、複数の列に対して、どれくらい多くの一致事象が検討される列における所定の時間間隔の中で起こったかを別に決定し、それに基づいて、そうならば、どの時間シフトでトラジェクトリが同じ音声事象と関連している活性パターンにおいて発生したかどうかを決定する、請求項１６ないし請求項２４のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項２６】
第１の識別器（１２０）は、フィールドの列に関連しており、列における検討される時間間隔においてどれくらい多くの一致事象が発生したかを決定する複数のカウンタ、加算器または積分器を含む、請求項２５に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項２７】
トラジェクトリ検出器は、時間とともに活性パターンによって形成される二次元的な図解のトラジェクトリとしてまっすぐまたは曲線状のパターンを検出し、トラジェクトリの時間的位置を決定して、トラジェクトリに帰属する時間情報を提供するパターン認識手段を含む、請求項２１ないし請求項２６のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項２８】
さらに、パターン認識手段がトラジェクトリの長さに関する情報を提供する、請求項２７に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項２９】
パターン認識手段は、まっすぐな、または誇張してカーブするトラジェクトリを検出する、請求項２７または請求項２８に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項３０】
パターン認識手段は、トラジェクトリを検出して、トラジェクトリの時間的な位置を示す時間情報を得るために、時間的な活性パターンを示す二次元的な図解を少なくとも１つの比較パターンと比較するためのパターン比較手段を含む、請求項２７ないし請求項２９のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項３１】
比較パターンは、まっすぐであるか誇張してカーブした曲線を含む、請求項３０に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項３２】
パターン認識手段は、時間とともに段階的に活性パターンの二次元的な図解を歪めて、時間的に活性パターンの歪められた二次元の図解を得て、時間的に活性パターンの歪められた二次元の図解においておよそまっすぐなラインが含まれるときを検出し、およそまっすぐなラインをトラジェクトリとして検出して、トラジェクトリの時間的位置を決定し、トラジェクトリに帰属している時間情報を提供する、請求項２７ないし請求項３１のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項３３】
段階的に歪められることによる神経活性パターンにおいてカーブするトラジェクトリが時間とともにまっすぐとなるように曲げられるように、パターン認識手段は時間とともに段階的に神経活性パターンの二次元的な図解を歪め、カーブするトラジェクトリをまっすぐとなるように曲げるのに必要な複数の歪曲ステップはカーブするトラジェクトリの曲率に対応し、カーブするトラジェクトリをまっすぐとなるように曲げるのに必要な複数の歪曲ステップはトラジェクトリのオリジナルの形状に関する表示を含む、請求項３２に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項３４】
パターン認識手段は、複数の直列接続のステージを通して並行して異なる速度で信号を通すための複数の信号の形で並行して神経活性パターンを受信するための曲線認識手段を含み、少なくとも１つの所定のステージは、少なくとも所定の数の信号が所定のステージにおいて同時にアクティブであるときを検出するための閾値検出手段を含む、請求項２７ないし請求項３３のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項３５】
少なくとも１つのステージは、いくつかの信号をステージを通して通過させるときに、異なる程度にそれらの信号を遅延させる、請求項３４に記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項３６】
デバイスは、フィルタ処理された活性パターン（１４６）またはそこから引き出される信号を蝸牛インプラントに送る、請求項１ないし請求項３５のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項３７】
デバイスは、フィルタ処理された活性パターン（１４６）またはそこから引き出される信号を人間または動物の聴細胞または聴神経に連結する、請求項１ないし請求項３６のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項３８】
フィルタ（１４０）は、有用な音源の音声事象と関連していない活性事象を減衰させるかまたは取り除くことにより第１の活性パターン（１１０）または第２の活性パターン（１１２）からフィルタ処理された活性パターン（１４６）を得る、請求項１ないし請求項３７のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項３９】
フィルタ（１４０）は、有用な音源の音声事象と関連しているフィルタ処理された活性パターンに活性事象を送ることにより第１の活性パターン（１１０）または第２の活性パターン（１１２）からフィルタ処理された活性パターン（１４６）を得る、請求項１ないし請求項３８のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項４０】
フィルタ（１４０）は、２つのトラジェクトリがいつ有用な音源の音声事象と関連しているかを示す決定器（１３０）の事象（１３６）に基づいてトラジェクトリに帰属している活性事象を確認するかまたは記録し、確認されたあるいは記録された活性事象に基づいてフィルタ処理された活性パターン（１４６）を得る、請求項１ないし請求項３９のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項４１】
フィルタ（１４０）は、第２のフィルタ処理された活性パターンを得るために、トラジェクトリが有用な音源の音声事象と関連しているかどうかについての決定器（１３０）の結果（１３６）に基づいて第１の活性パターン（１１０）または第２の活性パターン（１１２）をフィルタ処理して、第２のフィルタ処理された活性パターンにおいて有用な音源の音声事象と関連している活動事象が支配的であるか、有用な音源の音声事象と関連していない活性事象がフィルタ処理された活性パターンにもはや存在しないようにし、
その結果、全体として２つのフィルタ処理された活性パターンが得られ、その１つが第１の活性パターン（１１０）に基づき、他の１つが第２の活性パターン（１１２）に基づく、請求項１ないし請求項４０のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項４２】
デバイスは、第１の活性パターンとして第１の耳の聴覚モデルで第１の応答感度の内聴細胞内の、または内聴細胞における活性パターンを受信し、第２の活性パターンとして第２の耳の聴覚モデルで第１の応答感度の内聴細胞内の、また内聴細胞における活性パターンを受信し、
第１の耳の聴覚モデルで第２の応答感度の内聴細胞内の、または内聴細胞における第３の活性パターンを受信し、第２の耳の聴覚モデルで第２の応答感度の内聴細胞内の、または内聴細胞における第４の活性パターンを受信し、
識別器（１２０）は、同じ音声事象に関連している第３の活性パターンにおける第３のトラジェクトリおよび第４の活性パターンにおける第４のトラジェクトリを確認し、
決定器は、第１のトラジェクトリ、第２のトラジェクトリ、第３のトラジェクトリおよび第４のトラジェクトリが有用な音源（４６２）の音声事象と関連しているかどうかを決定し、
決定器は、トラジェクトリに対する音量情報、つまり第１の活性パターンおよび第３の活性パターンにおいて、所定の時間的許容差範囲内で所定の曲率許容差範囲内の同じ曲率のトラジェクトリが存在するかどうかの比較の結果に基づくトラジェクトリと関連した活性事象に対する音量情報を決定し、
確認されたトラジェクトリが前記音量情報に基づいて有用な音源と関連しているかどうかの情報を決定する、請求項１ないし請求項４１のいずれかに記載のデバイス。
【請求項４３】
フィルタは、音量情報またはフィルタ処理された活性パターンを得るためにトラジェクトリが有用な音源と関連しているかどうかに関する音量情報から得られる情報を用いて、第１の活性パターン、第２の活性パターン、第３の活性パターンまたは第４の活性パターンをフィルタ処理し、
その結果、フィルタ処理された活性パターンにおいて、関連する音量情報が所定の音量範囲内にある活性事象が音量情報が所定の音量範囲外にある活性事象に関して支配的であり、または、フィルタ処理された活性パターンにおいて、音量情報が所定の音量範囲外にある活性事象がもはや存在しない、請求項４２に記載のデバイス。
【請求項４４】
デバイスは、第１の耳の聴覚モデルで第３の応答感度の内聴細胞内の、または内聴細胞における第５の活性パターンを受信し、第２の耳の聴覚モデルで第３の応答感度の内聴細胞内の、または内聴細胞における第６の活性パターンを受信し、
決定器は、トラジェクトリに対する音量情報、つまり所定の時間的許容差範囲内の第１の活性パターンおよび第３の活性パターンにおいて、所定の曲率許容差範囲内で同じ曲率を有するトラジェクトリが存在するかどうか、および所定の時間的許容差範囲内の第３の活性パターンおよび第５の活性パターンにおいて、所定の曲率許容度範囲内で同じ曲率を有するトラジェクトリが存在するかどうかの比較の結果に基づいてトラジェクトリと関連している活性事象に対する音量情報を決定する、請求項４２または請求項４３に記載のデバイス。
【請求項４５】
第１の応答感度の内聴細胞は、低い自然放出率の聴細胞、中間の自然放出率の聴細胞または高い自然放出率の聴細胞を含み、
第２の応答感度の内聴細胞は、低い自然放出率の聴細胞、中間の自然放出率の聴細胞または高い自然放出率の聴細胞を含み、
第３の応答感度の内聴細胞は、低い自然放出率の聴細胞、中間の自然放出率の聴細胞または高い自然放出率の聴細胞を含み、
第１の応答感度、第２の応答感度および第３の応答感度は互いに異なる、請求項４２ないし請求項４４のいずれかに記載のデバイス。
【請求項４６】
さらに、帰還回路を含み、
帰還回路は、マルチ一致手段（１２０；５００；７００）から出力信号を受信し、マルチ一致手段の出力信号に基づいて制御信号を外有毛細胞に提供する、請求項１ないし請求項４５のいずれかに記載のデバイス（１００；２００）。
【請求項４７】
少なくとも２つのチャネルを有する音声信号に基づいてデバッグされた音声信号（１３３０）を生成するための音源分割器（１３００）であって、
音声信号の第１のチャネル（１３１０）に基づいて第１の耳の聴覚モデルでの第１の活性パターン（１１０）を生成するための、および、音声信号の第２のチャネル（１３２０）に基づいて第２の耳の聴覚モデルでの第２の活性パターン（１１２）を生成するための活性パターン発生器（１３４０，１３４２）、
請求項１ないし請求項４１のいずれかに記載の第１の活性パターン（１１０）および第２の活性パターン（１１２）に基づいてフィルタ処理された活性パターン（１４６）を生成するためのデバイス（１００，２００）、
デバッグされた音声信号（１３３０）を得るために、フィルタ処理された活性パターン（１４６）を時間図解図、周波数図解図またはサブバンド図解図に変換するためのシンセサイザ（１３５０）を含む、ソース分割器。
【請求項４８】
第１の耳の聴覚モデルでの第１の活性パターン（１１０）および第２の耳の聴覚モデルでの第２の活性パターン（１１２）に基づいてフィルタ処理された活性パターン（１４６）を生成する方法（１２００）であって、
同じ音声事象に関連する第１の活性パターン（１１０）における第１のトラジェクトリ（４３０，４３２，４３４）および第２の活性パターンにおける第２のトラジェクトリ（４４０，４４２，４４４）を確認するステップ（１２１０）、
同じ音声事象に関連している２つの確認されたトラジェクトリの間の時間シフトを決定するステップ、
２つのトラジェクトリ（４３０，４４０；４３２，４４２；４３４，４４４）が有用な音源（４６２）の音声事象と関連しているかどうかを決定するステップ（１２２０）、
トラジェクトリが有用な音源（４６２）の音声事象と関連しているかどうか決定した（１２２０）結果（１３６）に基づいて第１の活性パターンまたは第２の活性パターンをフィルタ処理するステッップ（１２３０）を含み、その結果、フィルタ処理された活性パターンにおいて、有用な音源の音声事象と関連した活性事象が有用な音源の音声事象と関連していない活性事象に関して支配的であるか、または、有用な音源の音声事象と関連していない活性事象がフィルタ処理された活性パターンの中にもはや存在しないようになり、
第１の活性パターン（１１０）は第１の耳の聴覚モデルによって処理される第１の音声信号に基づくものであり、第２の活性パターン（１１２）は第２の耳の聴覚モデルによって処理される第２の音声信号に基づくものであって、
第１の活性パターンおよび第２の活性パターンは、異なる音声信号源からの２つの音声信号またはマルチチャネル音声信号のうちの２つのチャネルからの音声信号を示し、
活性パターンにおけるトラジェクトリは、聴覚モデルの基底膜上の進行波に関連してグループを成す活性パターンにおける活性事象を示し、
第１のトラジェクトリおよび第２の曲線状のトラジェクトリを確認するステップは、第１のトラジェクトリおよび第２のトラジェクトリが所定の許容差範囲内で同じ曲率を有するとき、同じ音声事象に帰属するトラジェクトリとして、第１の活性パターンにおける第１の曲線状のトラジェクトリおよび第２の活性パターンにおける第２の曲線状のトラジェクトリを確認するステップを含み、
２つの確認されたトラジェクトリ（４３０，４４０；４３２，４４２；４３４，４４４）が有用な音源の音声事象と関連しているかどうかを決定するステップは、時間シフトを用いて実行される、方法。
【請求項４９】
少なくとも２つのチャネルを有する音声信号に基づいてデバッグされた音声信号（１３３０）を生成する方法（１４００）であって、
音声信号の第１のチャンネル（１３１０）に基づいて第１の耳の聴覚モデルで第１の活性パターン（１１０）を生成するステップ（１４１０）、および音声信号の第２のチャネル（１３２０）に基づいて第２の耳の聴覚モデルで第２の活性パターン（１１２）を生成するステップ（１４２０）、
請求項４８に記載の第１の活性パターン（１１０）および第２の活性パターン（１１２）に基づいてフィルタ処理された活性パターン（１４６）を生成するステップ、および
デバッグされた音声信号（１３３０）を得るために、フィルタ処理された活性パターンを時間図解図、周波数図解図またはサブバンド図解図に変換するステップ（１４４０）を含む、方法。
【請求項５０】
コンピュータ・プログラムがコンピュータで実行されるとき、請求項４８または請求項４９に記載の方法を実行するための、コンピュータ・プログラム。
【国際調査報告】
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