(57)【要約】本発明は、使用者の第一耳の中またはそばに配置するように構成された、第一入力信号を提供する第一マイクロホンシステム、および使用者の第二耳の中またはそばに配置するように構成された、第二入力信号を提供する第二マイクロホンシステムを備えた両耳補聴器システムの、全方向性(OMNI)マイクロホンモードと指向性(DIR)マイクロホンモードを自動的に切換える方法であって、第一入力信号および第二入力信号のスペクトル変調と時間変調とを監視する測定ステップ；前記第一入力信号および第二入力信号のスペクトル変調と時間変調を、前記各信号の音声明瞭度の評価指標を計算することによって計算する評価ステップ；および両耳補聴器の第一マイクロホンシステムと第二マイクロホンシステムのマイクロホンモードを、前記計算された評価指標によって選択する操作ステップを含む方法に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の第一耳の中またはそばに配置するように適応され第一入力信号を提供する第一マイクロホンシステムと、前記使用者の第二耳の中またはそばに配置するように適応され第二入力信号を提供する第二マイクロホンシステムとを備えた両耳補聴器で、
前記第一入力信号および前記第二入力信号のスペクトル変調と時間変調とが監視される測定ステップ、
前記第一入力信号および第二入力信号のスペクトル変調と時間変調とが、前記各信号の音声明瞭度の評価指標を計算することによって評価される評価ステップ、
前記両耳補聴器の第一マイクロホンシステムと第二マイクロホンシステムのマイクロホンモードが、前記計算された評価指標によって選択される操作ステップ、を備え、
全方向性(OMNI)マイクロホンモードと指向性(DIR)マイクロホンモードを自動的に切換える方法。
【請求項２】
前記評価ステップが、前記二つの入力信号の評価指標を、第一閾値と比較することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記評価ステップが、さらに、前記二つの評価指標間の差を計算し、その差を第二閾値と比較することを含む請求項２または３に記載の方法。
【請求項４】
前記測定ステップが、前記入力信号各々のスペクトル変調と時間変調とを、OMNIモードにおいて少なくとも一方のマイクロホンシステムで監視することを含む請求項１、２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記測定ステップが、前記入力信号各々のスペクトル変調と時間変調とを、OMNIモードにおける一方のマイクロホンシステムおよびDIRモードにおけるもう一方のマイクロホンシステムによって監視することを含む請求項１、２または３に記載の方法。
【請求項６】
音声明瞭度の評価指標が、音声伝達指標(STI)、変形音声伝達指標(mSTI)、スペクトル時間変調指標(STMI)、変形時間変調指標(mSTMI)、明瞭度指標(AI)および変形明瞭度指標(mAI)からなる群から選択される請求項１−５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも一つの信号プロセッサー；使用者の第一耳の中またはそばに配置するように適応され第一入力信号を提供する第一マイクロホンシステム；使用者の第二耳の中またはそばに配置するように適応され第二入力信号を提供する第二マイクロホンシステムを含む両耳補聴器であって、
前記少なくとも一つの信号プロセッサーが、請求項１−６のいずれか一項に記載の方法を実行するように適応されることを特徴とする両耳補聴器。
【請求項８】
信号プロセッサーおよび入力信号を提供するマイクロホンシステムを含み、および両耳補聴器の一部を形成するように適応されかつ別の補聴器から情報を受け取り前記両耳補聴器の一部も形成する補聴器であって、
前記信号プロセッサーが請求項１−６のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成されていることを特徴とする補聴器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用者の第一耳の中またはそばに配置するように適応され第一入力信号を提供する第一マイクロホンシステムと、前記使用者の第二耳の中またはそばに配置するように適応され第二入力信号を提供する第二マイクロホンシステムとを備えた両耳補聴器システムの、全方向性(OMNI)マイクロホンモードと指向性(DIR)マイクロホンモードを自動的に切換える方法に関する。本発明は、さらに、OMNIマイクロホンモードとDIRマイクロホンモードを自動的に切換えるよう適応された両耳補聴器に関する。本発明は、さらに、両耳補聴器の一部を形成する補聴器に関する。
【０００２】
現行の補聴器は、全方向性(OMNI)処理(processing)と指向性(DIR)処理の両方を実行することができ、そしてOMNI/DIR補聴器の新しいものは、二つのマイクロホン処理モードを自動的に切換える。OMNI処理とDIR処理の両者は、特定の聴取状況によっては、他のモードと比べて利点がある。
【０００３】
比較的静かな聴取状況では、一般に、OMNI処理の方がDIRモードより好ましい。これは、存在するどの暗騒音も振幅がかなり小さい状況では、OMNIモードは周囲環境の音の全範囲に大きくアクセスするはずであるから、環境に「連結している」という感覚がより大きくなることが原因である。信号源が聴取者の横または背後にあるとき、OMNI処理の方が一般に好ましいと予想できる。聴取者が現在、対面していない音源に大きくアクセスすることによって、OMNI処理は、かような場所(例えば給仕が聴取者の背後または横から話しかけるレストラン)から到達する音声信号の認識を改善する。聴取者の前以外の場所から到達する標的信号に対するOMNI処理のこの利点は、静かな聴取状況および騒がしい聴取状況の両方に存在している。聴取者が信号源(例えば対象の話者)に対面している騒がしい聴取状況では、前からくる信号のDIR処理によって与えられるS/N比が増大して、DIRの方が好ましくなるようである。
【０００４】
上記の各聴取状況(話者に対面しているかまたは対面していない患者の静かなおよび騒々しい聴取状況)は、難聴の聴取者の毎日の経験で、頻繁に起こる(例えば、Walden,B.E.,Surr,R.K.,Cord,M.T.およびDyrlund,O.が2004年に報告した研究論文「Predicting hearing aid microphone preference in everyday listening」Jounal of American Academy of Audiology,15,365-396参照)。したがって、補聴器の使用者は、DIR処理の方がOMNIモードより好ましい聴取状況およびその逆の聴取状況に、通常遭遇する。
【０００５】
指向性処理の市販されている器具は、伝統的に、OMNIマイクロホンモードとDIRマイクロホンモードの切換えを手動で行う必要がある。使用者は、補聴器のトグルスイッチを動かすかまたはボタンを押すことによって処理モードを変更して、特定の環境内で遭遇した聴取条件に従って装置を好ましいモードにする。
【０００６】
この方法の問題点は、聴取者が、モードを積極的に切換えなければ、モードの変更が、与えられた聴取状況で有利であるということに気づくことができないことである。さらに、最も適切な処理モードは、幾つかの聴取環境でかなり頻繁に変化するので、聴取者は、モードを手動で具合よく切換えて、かような動的聴取条件を扱うことができない。最終的に、多くの聴取者は、二つのモードを手動で切換えて手動で比較することが、煩わしくかつ不便であることを知る。その結果、聴取者は、彼らの装置を、永久的に、初期設定のOMNIモードのままにしておく。Cord,M.T.,Surr,R.K.,Walden,B.E.,Olson,L.が2002年に報告した研究論文「Performance of directional microphones in everyday life」,Journal of American Academy of Audiology,13,295-307には、手動で切換え可能なOMNI/DIR補聴器を装着した聴取者の約1/3が、彼らの装置を、聴取状況のいかんにかかわらず、初期設定のモードのままにしていると推定されている。これらの患者は、(使用されない)DIR処理モードから利益を受けることができないことは明らかである。
【０００７】
最近、幾つかの補聴器製造業者が、音響環境の分析に基づいてOMNIマイクロホンモードとDIRマイクロホンモードを自動的に切換える補聴器を紹介している。自動切換えは、上記手動切換えに伴う前記問題点の多くを回避する。この場合、入力信号の音響分析を実施し、OMNIまたはDIRの処理のどちらが好ましいかを決定して、装置は、その分析結果に基づいて適切なモードを自動的に選択する。OMNIマイクロホンモードとDIRマイクロホンモードを自動的に切換えることができる補聴器の例は、下記特許文献に記載されている。
【０００８】
国際特許願公開第WO2004/114722号には、協調音響処理をおこなう両耳補聴器システムが開示されており、この場合、OMNIマイクロホンモードとDIRマイクロホンモードの切換えは、環境の分類に基づいている。
【０００９】
欧州特許第0664071号は、暗騒音のため口頭によるコミュニケーションが困難になっている環境で使用される補聴器装置に指向性マイクロホンを使うマイクロホン切換えシステムを備えた補聴器に関する特許である。また、この発明は、全方向性マイクロホンシステムと指向性マイクロホンシステムの切換えを、周囲騒音レベルの測定値に基づいて実施する発明である。
【００１０】
米国特許第6,327,370号は、異なる騒音条件に対応してOMNIマイクロホンとDIRマイクロホンを自動的に切換える各種技術に関する特許である。
【００１１】
マイクロホンモードの切換えを自動的に決定するこれらの方法はすべて、多かれ少なかれ、周囲騒音のレベルに付随する規則および／または音声などの変調信号が存在するかどうかに基づいている。しかし、指向性マイクロホンが、聴取者によって手動で選択されようとまたは聴取装置で自動的に選択されようとも、指向性マイクロホンは、音声の損失コーディング(lossy coding)を行い(基本的に、スペクトルの除去が、二つの信号のうち一つを移相させることによって、付加の前に、起こる)、音声の到達方向に基づいてスペクトルの情報が除去される。この情報は、一旦除去されると、聴取装置または聴取者が、もはや利用したり検索することはできない。
【００１２】
したがって、手動でまたは自動的にマイクロホンモードを切換えるかような方法の主な問題点の一つは、情報が除去されることであり、これは、聴取装置が双指向性マイクロホンモードに設定されたときに起こり、このことは、聴取者にとって重要である。指向性マイクロホンの目的は、対象の信号に対して一層良好なS/N比を与えることであり、対象の信号の決定は最終的に聴取者の選択肢であり、聴取装置は決定できない。対象の信号が、聴取者の視方向(指向性マイクロホンの軸上)に起こると仮定すると、聴取者の視方向から外れて起こるいかなる信号も、前記指向性マイクロホンによって除去される。
【００１３】
これは臨床の経験に基づいており、このことは、先に考察したようなおよび現在市販されている自動切換えのアルゴリズムは、広く容認されてはいないことを示唆している(例えば、Cord,M.T.,Surr,R.K.,Walden,B.E.,Olson,L.が2002年に報告した研究論文「Performance of directional microphones in everyday life」,Journal of American Academy  Audiology,13,295-307参照)。患者は一般に、これらのアルゴリズムの決定を当てにするより、手動で、モードを切換えるほうを選択する。
【００１４】
したがって、本発明の目的は、自動切換えアルゴリズムに利用される処理アルゴリズムと決定方法を改善することであり、これらは、将来、それらの性能および受容(補聴器使用者による)を改善するために必要である。
【００１５】
本発明のさらなる目的は、将来、それらの性能および受容(補聴器使用者による)を改善するために必要である、OMNIモードとDIRモードの自動切換えに使用される改良された処理アルゴリズムと決定方法を有する両耳補聴器システムを提供することである。
【００１６】
本発明によれば、上記およびその外の目的は、
使用者の第一耳の中またはそばに配置するように適応され第一入力信号を提供する第一マイクロホンシステムと、前記使用者の第二耳の中またはそばに配置するように適応され第二入力信号を提供する第二マイクロホンシステムとを備えた両耳補聴器で、
前記第一入力信号および前記第二入力信号のスペクトル変調と時間変調とが監視される測定ステップ、
前記第一入力信号および第二入力信号のスペクトル変調と時間変調とが、前記各信号の音声明瞭度の評価指標を計算することによって評価される評価ステップ、
前記両耳補聴器の第一マイクロホンシステムと第二マイクロホンシステムのマイクロホンモードが、前記計算された評価指標によって選択される操作ステップ、を備え、
全方向性(OMNI)マイクロホンモードと指向性(DIR)マイクロホンモードを自動的に切換える方法によって達成される。
【００１７】
前記測定ステップにおいて、前記二つのマイクロホンシステムからの入力信号のスペクトル変調と時間変調を監視することによって、音声信号の忠実度の小さい変化に対してさえ敏感な周囲の音響環境の非常に豊富な表現が達成される。したがって、相加性騒音、残響および位相ひずみの作用が観察できる。科学的試験結果(2006年3月5日のthe American Audity Society conferenceで提供された)は、これらのスペクトル変調と時間変調の評価に基づいて、OMNIかまたはDIRかの使用者の選択を高い精度で予想することができることを示しており、すなわち、入力信号のスペクトル変調と時間変調に含まれている情報に基づいて、使用者がOMNIマイクロホンモードかDIRマイクロホンモードのどちらを選択するかを予想できることを示している。さらに、この科学的試験結果は、これらマイクロホンシステムのどちらをOMNIモードで作動させるべきかおよびこれら二つのマイクロホンシステムのどちらをDIRモードで作動させるべきかという使用者の選択を予想できることを示している。さらに、使用者が対称の両耳装着(binaural fit)から利益を受けるであろう状況は、ある程度予想できる。入力信号のスペクトル変調と時間変調は、両信号の評価指標(EI)を計算することによって評価できる。
【００１８】
本発明の方法は、両耳補聴器で使用されるので、ヒトの聴覚系で実行され(最も重要なことは、ヒトの聴覚系が音響情報の2チャネルを提供することである)、聴覚系の周辺器官すなわち蝸牛と関連器官を通じて生じる音響翻訳神経情報の2チャネルで自然に始まる信号処理に、よく似ているが、切換え無しの処理を、使用者に提供する。この音響信号の周波数、時間および強度の要素は、神経がコードする要素である。音響信号の低レベルの処理によって、信号のトノトピカル分離(tonotopical separation)(周波数に関する)、時相のコーディングおよびその外の低レベルの機能が起こる。本発明の興味深い点は、以下の音響プロセス：逐次ストリーム分離(sequential stream segregation)、スペクトルのインテグレーション(supectral integration)および抑止(inhibition)である。逐次ストリーム分離は、 情報の別個の流れを同時に存在させる共通の時相とスペクトルのパターンを分類する音響系の性能である。スペクトルのインテグレーションは、時間がわずかに異なる関連信号を、単一の知覚として融合することである(例えば、スペクトルが類似している二つの信号を時間の順に並べて、加えて一つの信号にする)。抑止は、音響情報の流れを無視する聴取者の能力である。
【００１９】
所望の音声信号が発生する周囲の音声環境が実質的に静かであるならば、EIが一般に高いであろうから、科学的研究の結果は、使用者が、一般に、両耳補聴器の両マイクロホンシステムに、OMNIモードを選択することを示唆した。一方、所望の音声信号が発生する周囲の音声環境が少なくとも一つの他の音声信号を含んでいるならば、EIが一般に、第一事例より低いであろうから、科学的研究の結果は、使用者が、両耳補聴器のマイクロホンシステムの一方に、OMNIモードを選択し、そして他方の(反対側の)マイクロホンシステムにDIRモードを選択することを示した。一方のマイクロホンシステムがOMNI作動モードであり、および他方のマイクロホンシステムがDIR作動モードである非対称のかようなマイクロホンの配置構成を、使用者が選択するのは、ヒトの脳が、使用者にとって重要な音声信号に、ある程度集中できるからである。この状況は、一方の眼に「遠視」用のコンタクトレンズを装着し、他方の眼に「近視」用コンタクトレンズを装着したヒトに非常によく似ている。コンタクトレンズのこの使用者の脳は、感知した光の情報を混合する。使用者は一種類のレンズだけを使用している場合によりよく見ることができる。したがって、我々は、音声を、非対称に両側で処理すると、脳に、異なる音声を分離させ、必要でない分離音声を抑止し、次いで残りの必要な分離音声を一体化することができる。このアイデアは、脳が聴覚情報を流す方法(すなわち音響対象を確認して無視することを選択する)である。我々が信号に、より良好な(集中した)SNRを与えかつすべての環境(周辺)音声の情報を与えることができると、脳は、両チャネル (すなわち、第一入力信号と第二入力信号の両者に存在している音響情報) を比較し、その音響情報を分離して、最終使用者が、何が関連する音声でありかつ何が関連の無い音声であるかを決定できるようにする。我々が、同時に二つの指向性システムを有しかつ対象の信号が聴取者の背後または横に存在しているときは、上記状況は起こらない。
【００２０】
したがって、両耳補聴器の二つの入力信号のスペクトル変調と時間変調とを計算して評価する本発明の方法は、使用者の音響システムを助けて、音響情報の流れを分類し分離して、一つまたは二つ以上の音響の流れを抑止し、次いで残りの信号の流れを融合して、単一の両耳像にする。さらに、この両方向信号処理の戦略を両耳補聴器に実施することによって、使用者は、どちらの音響流が対象の信号を含んでいるかを定義し、一方、使用者に、関連のないまたは必要でない情報(すなわち騒音)を含む音響流を抑止させる選択肢を与えられる。聴覚系の二つのチャネルのうちの一つに、指向性マイクロホンが処理した入力信号からの情報を与えると、より良好なS/N比(SNR)が得られ、その結果、騒音中の音声明瞭度が改善される。
【００２１】
科学的試験結果は、所望の音声信号が実質的に使用者の前からやってくる騒音状況でのみ、使用者はDIRモードを選択したことを示し、そして、その科学的試験結果は、DIRモードを選択することが、EIの低い状況に強く関連していることを示した。したがって、これら科学的試験は、入力信号のスペクトルと時相の変調を監視し評価することによって、使用者の選択を高精度で予想できること、および上記二つの入力信号のスペクトルと時相の変調を評価することによって、前記二つのマイクロホンモードのうちの好ましいマイクロホンモード(OMNIまたはDIR)さえ予想できることを示した。
【００２２】
好ましい実施態様では、本発明方法の評価ステップは、さらに、前記二つの入力信号の評価指数を、第一閾値、例えば予め定められた第一閾値と比較するステップを含んでいる。このステップによって、使用者は、その両耳補聴器の両マイクロホンシステムがOMNIモードで作動することを選択するのか、または使用者は、少なくとも一方のマイクロホンシステムがDIRモードで作動することを選択するのかを簡単な方法で予測できる。科学的研究結果は、両マイクロホンシステムにOMNIモードが選択されることは、第一と第二の入力信号両方について測定したEIが高いことと強く関連していることを示した。
【００２３】
本発明の方法のさらに好ましい実施態様での評価ステップは、さらに、前記二つの評価指数の間の差を計算して、この差を、第二閾値、例えば予め定められた第二閾値と比較するステップを含んでいる。このステップによって、各入力信号のEIを互いに比較することができ；およびさらに、このEI値を第二閾値と比較して、デフォルト非対称装着(default asymmetric fit)(すなわち、一方のマイクロホンモードのOMNIモードおよびもう一方のマイクロホンシステムのDIRモード)が、使用者にとって好ましい配置構成なのかどうか、または使用者が、より特定の非対称装着を選択する(その装着から利益を得る)かどうか、すなわち使用者が、いかなる特定のマイクロホンシステムをOMNIモードで操作することを選択し、そしていかなるマイクロホンシステムをDIRモードで操作することを選択するのかを評価できる。科学的試験結果は、前記二つの入力信号のEIの差が特定のレベルを超えると、最高のEI値が、対応する入力信号から測定されたマイクロホンシステムはOMNIモードで操作すべきであるという、使用者の、マイクロホンの配置構成に対する明確な選択があることを示した。このステップは、前記二つの入力信号のEI値が第一閾値より小さいとき、または両マイクロホンシステムにとってOMNIモードが好ましいときにのみ適用することが好ましい。
【００２４】
本発明の方法の測定ステップは、各入力信号の、スペクトルおよび時相の変調を、OMNIモードのマイクロホンシステムの少なくとも一つで監視するステップを含んでいる。各入力信号の、スペクトルおよび時相の変調は、OMNIモードの両マイクロホンシステムで監視する方が好ましい。この配置構成は、本発明の方法を、OMNIマイクロホンモードから非対称装着に切り換えるのに使用するとき、すなわち、両マイクロホンシステムがOMNIモード(すなわち、対称OMNIBIモード)であるモードから、マイクロホンシステムの一方がDIRモードに切り換えられてもう一方のマイクロホンシステムがOMNIモードのまま残されているモードに切り換えるのに使用するとき有利である。
【００２５】
別の実施態様では、本発明の方法の測定ステップは、各入力信号の、スペクトルと時相の変調を、OMNIモードの一方のマイクロホンシステムとDIRモードのもう一方のマイクロホンシステムで、監視するステップを含んでいる。これは、本発明の方法を、非対称の装着から対称のDIRモードに切り換えるのに使用するとき、特に有利であり、すなわち、一方のマイクロホンシステムがOMNIモードでありそしてもう一方のマイクロホンシステムがDIRモードであるマイクロホンモードから、OMNIモードであるマイクロホンシステムがDIRモードに切り換えられているマイクロホンの配置構成に切り換えるとき、すなわち、両マイクロホンシステムがDIRモードであるマイクロホンの配置構成に切り換えるとき、特に有利である。
【００２６】
非対称の装着または非対称の両耳指向性モードから、対称の両耳OMNIモード(すなわち、両マイクロホンシステムがOMNIモードである作動状態)に切り換えて元に戻すことは、周囲の音声環境中の周囲の騒音レベルの測定に基づいて決定することが好ましい。
【００２７】
さらに、本発明の目的は、少なくとも一つの入力信号のスペクトル変調と時間変調とを評価するように構成されている少なくとも一つの信号プロセッサー；使用者の第一耳の中またはそばに配置されるように構成されかつ前記変調の評価によってOMNIとDIRのマイクロホンモードの間の切換えを自動的に行なうように構成されている、第一入力信号を提供する第一マイクロホンシステム；前記使用者の第二耳の中またはそばに配置されるように構成されている、第二入力信号を提供する第二マイクロホンシステムを含む両耳補聴器システムによって達成される。
【００２８】
本発明のさらに別の目的は、入力信号のスペクトル変調と時間変調とを評価するように構成されている信号プロセッサー、および前記評価によってOMNIとDIRのマイクロホンモードの間の切換えを自動的に行なうように構成されている、入力信号を提供するマイクロホンシステムを含みかつ両耳補聴器システムの一部を形成する補聴器であって、その両耳補聴器システムの一部を形成する別の補聴器からの情報を受け取るように適応されている補聴器で達成される。
【００２９】
両耳補聴器は、両耳補聴器システムと呼称されるときがあるが、これら同等の二つの表現すなわち両耳補聴器と両耳補聴器システムは、本明細書全体を通して交換して使用できると解すべきである。
【００３０】
かくして、少なくとも一つの入力信号のスペクトル変調と時間変調との評価によって、一つの非対称装着を選択できる、すなわち少なくとも一つの入力信号のスペクトル変調と時間変調との評価によって、一方のマイクロホンシステムのOMNIとDIRのモードの間の切換えを行なえる両耳補聴器を得ることができる。このようにして、非対称の装着(すなわち一方のマイクロホンシステムがOMNIモードでもう一方のマイクロホンシステムがDIRモード)の利点を、少なくとも一つの入力信号のスペクトルと時相の変調の簡単な評価に基づいて、使用者に与える両耳補聴器が提供される。
【００３１】
本発明の両耳補聴器システムの好ましい実施態様では、第二マイクロホンシステムも、少なくとも一つの入力信号のスペクトルと時相の両方の変調の評価によって、OMNIとDIRのモードの間の切換えを自動的に行なうように構成されている。このようにして、各単一の状況における使用者の選択に合わせるため、二つのマイクロホンシステム各々のマイクロホンモード(OMNIまたはDIR)を、少なくとも一つの入力信号、好ましくは両方の入力信号のスペクトルと時相の両方の変調の評価によって選択できる両耳補聴器が得られる。さらに、使用者は、少なくとも一つの入力信号のスペクトル変調と時間変調との評価に基づいて、可能な対称指向性装着、すなわちDIRBIモード(両方のマイクロホンシステムがDIRモードに切り替えられているモードである)の利点を提供される。
【００３２】
本発明の両耳補聴器システムにおける、少なくとも一つの入力信号のスペクトル変調と時間変調との簡単な評価に、評価指標の計算が含まれていることは有利である。かような評価指標は、本発明の好ましい実施態様では、いわゆる音声伝達指標(STI)または例えば音声テンプレート(音声モデル)で変形されたSTIと呼称される。使用できる他の評価指標は、スペクトル時間変調指標(STMI)、変形明瞭度指標(AI)または変形STMI自体である。
【００３３】
上記STMIは上記AI(Kryter,K.D.(1962),「Method for calculation and use of the articulation index」,Journal of Acoustical Society of America,34,1689-1697参照)または上記STI（Houtgast,T.,Steeneken,H.J.M.,およびPlomp,R.(1980),「Predicting speech intelligibility in rooms from the modulation transfer fuction:I.General room accustics 」,Acustica,46,60-72参照)に類似しており、さらにGrant,  K.W.,  Elhilali,  M.,  Shamma,S.A.,Walden,B.E,,Cord,M.T. and Dittberner,A.(2005)「Predicting OMNI/DIR microphone preferences」Convention 2005,American Academy of Audiology,  Washing  -ton,D.C,,Mrach 30-April 2,2005,p.28に報告されたGrantらによるポスターに説明されている。
【００３４】
STMIは、上記AIおよびSTIと同様に指標であり、明瞭音声のモデルに対して入力された汚染音声の尺度と解することができる。これらの指標はすべて、入力音声が明瞭音声のモデルに類似している程度を表す0と1の間の値を有している。これら指標に共通のことは、これら指標と音声明瞭度の間に強い予想関係があることである。しかし、STMIは、抽出される特徴の数が莫大であるため、計算が非常に複雑であり、かつ補聴器の信号プロセッサーに利用できる処理電力はごく限られるので、本発明の両耳補聴器の変形STIを使用することが好ましい。STMIのかわりに、STIメトリック(STI metric)または変形STIメトリックを使用することによって、計算に使用する特徴の数を、STMIを計算するときに必要な特徴の数を実質的に1/10まで減らすことができる。その結果、信号プロセッサーに対する計算の負荷が減少するので、その両耳補聴器における対応する信号処理の遅延を減少させることができ、そのため、信号プロッセサーのディジタルインプリメンテーシションにおいてサンプル時間を減少させることができて、より短いディジタルフーリエ変換式を利用して、前記両耳補聴器における計算の数をさらに減らすことができることが容易に分かる。
【００３５】
本発明の両耳補聴器は、一実施態様では、二つのマイクロホンシステム各々を収納するための二つのハウジング構造体を備えている。すなわち、そのハウジング構造体は各々、二つのマイクロホンシステムのうちの一つを収容するために利用される。本発明の両耳補聴器の一実施態様では、この二つのハウジング構造体は、互いに通信連絡するように構成され、すなわち、一方のハウジング構造体からもう一つのハウジング構造体へ情報を送ることができ、または二つのハウジング構造体の間で両方に情報を送ることができる。一実施態様では、前記少なくとも一つの信号プロセッサーは、前記ハウジング構造体の内の一つの中に配置されている一つの単一信号プロッセサーで構成されているか、または二つの個々の信号プロッセサーで構成され、二つのハウジング構造体が各々、前記二つの信号プロセッサーのうち一つを収納するように構成されている。
【００３６】
本発明の両耳補聴器の一実施態様では、これら二つのハウジング構造体は、二つの通常の補聴器容器を含んでいる。この補聴器容器には、本発明の両耳補聴器の好ましい一実施態様では、耳掛け型(BTE)、挿耳型(ITE)、挿耳管型(ITC)、完全挿耳管型(CIC)または他の型式で搭載される補聴器容器がある。本発明の両耳補聴器のさらに別の一実施態様では、前記両耳補聴器は、当該技術分野で知られている二つの通常の補聴器だけで構成され、その両者は、互いに通信して本発明の方法を実行するように構成されている。本発明の両耳補聴器の好ましい一実施態様では、前記二つのハウジング構造体の間の通信は、無線通信でもよい。
【００３７】
本発明の両耳補聴器の別の一実施態様では、信号プロセッサーは、アナログ信号プロッセサーである。本発明の両耳補聴器のさらに別の一実施態様では、これら二つのハウジング構造体の間の通信は、有線通信である。
【００３８】
前記少なくとも一つの信号プロセッサーは、さらに、前記二つの入力信号のスペクトルと時相の変調の評価結果を比較するように構成され、そしてその両耳補聴器システムは、前記比較結果に基づいて、OMNIマイクロホンモードとDIRマイクロホンモードの間の切換えを行なうように構成されている。このようにして、二つのマイクロホンシステム各々のマイクロホンモードを選択することができ、および前記両耳補聴器の使用者に最良の音声了解度を提供して、各単一状況において使用者の好みに高度に合致しているマイクロホンの配置構成(すなわち、各マイクロホンが作動している作動状態(OMNIまたはDIR))を提供する両耳補聴器が提供される。
【００３９】
上記両耳補聴器は、好ましい実施態様では、上記本発明の方法を使用するように配置構成されている。このようにして、可能な最高の音声了解度を達成できるように、前記二つの入力信号の少なくとも一つの、好ましくは二つのスペクトルと時相の変調に基づき、使用者の選択に対応しているマイクロホンの配置構成によって、マイクロホンシステムの一つまたは両者のOMNIモードとDIRモードの間の切換えを自動的に実行するよう配置構成された両耳補聴器が得られる。
【００４０】
本発明の上記および他の特徴と利点は、添付図面を参照した本発明の代表的実施態様の下記詳細な説明によって、当業者は容易にわかるであろう。
【００４１】
添付図面は、わかりやすくするため、図式的に単純化してあり、本発明を理解するために必須の詳細事項だけを示してあり、その外の詳細は除外した。全体を通じて、同じ参照番号は、同一または対応する部分に使用されている。
【００４２】
本発明の代表的実施態様を示す添付図面を参照して、本発明を、以下に、より詳細に説明する。しかし、本発明は、異なる形態で実行できるので、本明細書に記載されている実施態様に限定されるとみなすべきではない。むしろ、これら実施態様は、この開示が全く完全なものであり、本発明の概念を当業者に完全に伝えるために提供するものである。
【００４３】
好ましい実施態様の以下の説明では、OMNIとDIRのマイクロホンモードの間を自動的に切り換える際の忠実度の尺度として、変形音声伝達指標(modified Speech Transmission Index)(STI)を主として使用するが、入力信号のスペクトル変調と時間変調とを組み入れた他の指標も利用できると解すべきである。
【００４４】
図１は、補聴器の指向性および信号源と騒音源の空間方向に対するSTMIメトリック(STMI metric)の感度を示す。各パネルは、SN比が異なる音声型暗騒音の存在下での音声信号のDIRとOMDIの処理を比較する別個の試験条件を示している。データは、各壁にスピーカを備えた音声処理室中に配置したKEMARマネキンの右耳に取り付けた補聴器(modified GN ReSound Canta 770D)の出力を記録することによって得た。記録は、各マイクロホン処理モードについて実施し、次にSTMI分析を行った。データは、「前方」スピーカと任意に呼称されている一つのスピーカに対面しているKEMARによって得た。各パネルは、前記音声処理室内のKEMARの方向に対する音声信号の異なる位置を示している。「前からの信号」と表示してあるパネルでは、音声信号は、マネキンの前からきて、独立した騒音源は、背後からのみならず、右側および左側からくる。「右側からの信号」と表示したパネルでは、音声信号は、マネキンの右側に配置されたスピーカからくる。したがって、この場合、音声は、補聴器が取り付けられている(右)耳に最も近く、そして騒音源は、マネキンの前側、後側および左側にある。「左側からの信号」と表示したパネルの音声信号は、マネキンの左側からきて、騒音は前、右および後から発生する。補聴器が、信号スピーカの位置の反対側の位置に装着されているので、有意なヘッドシャドー(head shadow)が検出される。音声が前にあるとき、分かるように、STMIDIR(STMIDIRは指向性マイクロホンモードで測定したSTMIを意味する)は、STMIOMNI(STMIOMNIは全指向性マイクロホンモードで測定したSTMIを意味する)より、明らかに高い。対照的に、STMIOMNIは、音声が背後からくる場合、広範囲のSNRにわたって、STMIDIRより明らかに高い。同様に、音声が、補聴器に最も近い同じ側(右側)からくるとき、STMIOMNI は広範囲のSNRにわたってSTMIDIRより高い。この場合は、恐らく、音声信号の方向(右側)のDIR処理がゼロになり、その結果、OMNI処理に対するSTMIDIが低下する。音声信号が反対(左)側からくるとき、前記二種のマイクロホンモードのSTMI間の差はほとんど観察されない。この場合、ヘッドシャドーのため、STMIOMNIが低下して(同側に対して)、DIR処理は、(反対側の）信号にほとんど影響しない。
【００４５】
このおよびその外の予備研究に基づいて、上記STMIは、聴取環境が変化したときどちらのマイクロホンモードを選択するかを決定する手段として可能性があるようである。しかし、STMIメトリックは、先に述べたように、通常の補聴器に使うには計算が余りに集約的または複雑なため、我々は、以後、非対称の装着を行なう両耳補聴器におけるOMNIとDIRのマイクロホンモードの間の自動切換えの問題に対する変形STIの二つの用途に集中する。本発明の方法の以下の二つの実施例に使用する変形STIには、与えられた言語に共通の音声信号の特定の要素の音声テンプレート、コードブックまたはテーブルを含むように変形されている当該技術分野で知られている通常のSTIが含まれている。その変形STIは、標準とは異なる数の係数とビンサイズ(bin size)も有している。
【００４６】
両実施例において、本発明の両耳補聴器は、静かな聴取環境でのみOMNIBIの配置構成に設定される。暗騒音が存在するときは、マイクロホンシステムのうち少なくとも一つが、主要な音声信号の位置のいかんにかかわらずDIRモードに設定される。
【００４７】
好ましい実施態様を説明する前に、STIメトリックの原理をより詳細に説明する。重要な聴覚情景を確認するのに必要なメトリックは、当然、時相と音声の特徴の検出器および明瞭音声のテンプレートとからなっている。したがって、補聴機のマイクロホンモードは、聴覚障害者の音声受取りに影響する二つの基本的要素、すなわち、周囲騒音(暗騒音)と残響を変える(より多くの情報を得るには、例えばRicketts TA,Dittberner AB:Directional amplification for improved signal-to-noise ratio:Strategies,measurements,and limita- tionsを参照)。Valente M編集 Hearing Aids:Standards,Options and Limitations 第二版、ニューヨーク：Thieme Medical Publishers,2002:274-346には、残響と騒音に対する音声の関係に基づいて環境を分類できる評価指数が要望されている。このような指数としては、例えば、音声伝送指数(STI)がある(例えば、Steeneken,H. and Houtgast,T. 1980,A physical method for measuring speech-transmission quality,Journal of the Acoustical Society of America, 67,318-326,IEC 60268-16(2003),Sound system equipment-Part 16:Objective rating of speech intelligibility by speech transmission index,３rd ed)。
【００４８】
STIはクロスチャネルジッタ(cross channel jitter)などの非線形性に敏感ではなく(さらに情報を得たいならば、例えば、Hohmann,V. & Kollmeier,B.(1955),The effect of multichannel dynamic compession on speech intelligibility,Journal of the Acoustical Society of America,97,1191-1195を参照)、この非線形性は装置のラウドネス補償戦略によって導入され、音響環境とその分類をあいまいにする。したがって、STIは、与えられた音響環境に対してどのマイクロホンモードが最良であるかを決定する最良の手段を提供する。
【００４９】
音声は複雑な信号である。そのキュー(cue)は、その時間エンベロープ(temporal envelope)およびスペクトルの微細構造(すなわち低周波数の変調と高周波数のコンテント)の両方からくる。STIの計算は、時相(低)周波数領域とスペクトル(高)周波数領域における変調伝達関数(MTF)に基づいており、この関数は、信号/騒音比(SNR)の他覚的推定(objective estimate)から誘導される。
【００５０】
STIの基本成分は変調指標mであり、この変調指標は、変調周波数mfと第三オクターブ中心周波数cfの両者の関数である(例えば、我々は、7種の中心周波数：125、250、500、1000、2000、4000および8000 Hzを有する14種の変調周波数：0.63、0.8、1.0、1.25、1.6、2.0、2.5、3.15、4.0、5.0、6.3、8、10および12.5を選択できる)。これらの値は、装置の忠実度によって変化し、そのフィルタの幅も装置の忠実度、聴覚障害の性質および音声の一般聴覚属性(general acoustic attribute)に依存している。
【００５１】
変調指標は、信号の強さ/信号と騒音の強さの比率すなわち、
【数１】
2009528802.tif 000003
として簡単に計算できる。
【００５２】
マスキングの上側の広がり(upper spread)を考慮した、上記比率の補正法があり、強さ依存性の聴覚マスキング係数(amf)(例えば、聴覚マスキング係数(amf)をオクターブバンドレベルの関数として示す図2参照)、および騒音が絶対聴取閾値(absolute reception threshold)より大きい場合の騒音の強さの付加(lART;聴覚聴取閾値(ART)を中心周波数の関数として示す図3を参照)によって補正できる。
【００５３】
【数２】
2009528802.tif 000004
【００５４】
上記式(2)におけるマスキングの寄与と騒音は標準から変形して末梢の障害聴覚系のマスキング感受性の変化を考慮できる(Glasberg,B. & Moore,B. (1989), Psychoacoustic abilities of subjects with unilateral and bilateral cochlear hearing impairments and their relationship to the ability to understand speech,Scandinavian Audiology,Supplement,32,1-25)。
【００５５】
cfとmf各々が補正された変調指数のm'cf,mfから、有効信号/騒音比(SNRcf,mf)は、下記式：
【数３】
2009528802.tif 000005
によって計算できる。
【００５６】
FrenchとSteinbergの明瞭度指標の式(French,N. & Steinberg,J.(1947),Factors governing the intelligibility of speech sounds,Journal of the Acoustic Society of Ameica,  19,90-119に報告されている)に基づいて、音声伝達に有用なSNR値の範囲は、実質的に-15〜+15 dbの範囲内である。したがって、正規化伝達指標(TIcf,mf)は下記式：
【数４】
2009528802.tif 000006
によって計算できる。
【００５７】
変調伝達指標は、下記式：
【数５】
2009528802.tif 000007
によって、変調周波数全体のTIの平均値として計算できる。
【００５８】
STIは、オクターブウエイティング(octave weighting)(α）およびリダンダンシー(β:例えば図4参照)で補正した変調周波数全体にわたる合計TIの平均値の合計を利用して下記式：
【数６】
2009528802.tif 000008
によって計算できる(例えば、性差を考慮したウエイティング因子(オクターブ,αおよびリダンダンシー,β)を中心周波数の関数として示す図4を参照)。
【００５９】
STIを、二つの入力信号のうちの一つに基づいて計算するため、明瞭な信号-明瞭な音声の推定を行なわねばならない。入力を解析しようと試みる代わりに、明瞭な信号を推定する一つの方法は、音響環境のSTIすなわち式(1)の分母を適正に推定できるように明瞭な音声のテンプレートを使用する方法である。異なる性(すなわち男性と女性)、年齢(すなわち幼児と成人)、エフォート(すなわちソフトとラウド)および言語による発話のコーパスから、上記同じcfとmfの値での別個の長期強さの測定値(Isignal)が引き出される。これらコーパスは、言語によって解析することができ、かつ性差と年齢について平均することができる。女性と幼児の音声を分類するには異なる難しさがあるので(例えば、Klatt & Klattの1990年の論文参照)、各言語の明瞭音声のテンプレートを誘導するために、不釣合いな量の女性と幼児の音声の試料を使用する。明瞭音声の各テンプレートは、ある意味では、ソフト切換えアルゴリズム(soft-switching argorithm)に負荷される98個の一組の係数(例えば14 x 7行列式に配列された係数)であり、より詳しく述べると、装置が取り付けられるとき(すなわち最適な言語が決定されるとき)の変形STIまたは評価指数(EI)である。
【００６０】
図5に、本発明のマイクロホン切換えアルゴリズムの簡略ブロック図を示してある。第一ブロック2には、二つのマイクロホンシステムがOMNIモードに設定されており、すなわち、第一ブロックには、本発明の両耳補聴器がOMNIBIモードに設定されている。第二ブロック4は、STIが、二つの入力信号のうちの少なくとも一つで監視される測定ステップを表す。STIは、両耳補聴器の両マイクロホンシステムについて、OMNIモードで監視されるので、マイクロホンシステムの一方または両方がDIRモードである場合に可能であったより、周囲の音響環境の一層豊富な表現が達成される。これは、指向性マイクロホンによって入力信号に導入される残留騒音が排除されること、および指向性マイクロホンは、その性質上、幾つかの特定の方向から発する音響を高度に選り分けることが、いくらか原因になっている。第三ブロック6は、評価ステップを示し、このステップで、第一と第二の入力信号のスペクトルと時相の変調が、これら各信号の評価指数を計算することによって評価される。ブロック8は演算ステップを示し、このステップで、前記二つのマイクロホンシステムの作動状態が、ブロック6で計算された評価指数によって決定される。ブロック8は一般に、二つの主出力を有し、そのうちの一方は、前記二つの各マイクロホンシステムに対してOMNIモードを決定する二つのマイクロホンシステムの作動状態であり、すなわちOMNIBIマイクロホンの配置構成を示す、ブロック2に戻る矢印12で表されるOMNIBIモードである。ブロック8のもう一つの出力は、前記マイクロホンシステムの少なくとも一方がDIRモードに設定されているマイクロホンシステムの作動状態を示すブロック10として示されている。一般に、かようなマイクロホンの配置構成は、変形STIの測定値が大きい状態、例えば0.5を超える状態、好ましくは0.6を超える状態、すなわち
例えば0.7を超える状態において有利である。
【００６１】
図6は、本発明の方法によるマイクロホン切換えアルゴリズムの好ましい一実施態様を示すブロック図である。この実施態様では、OMNIBI OMNIBBIマイクロホンモードから、OMNIRT/DIRLTまたはDIRRT/OMNILTの作動状態への切換えだけが可能であり、すなわちDIRBIの装着を行なわない。なお、下付き文字のRTまたはLTはそれぞれ左と右の耳を意味する。第一と第二のマイクロホンシステムのいずれか一方が、使用者の二つの耳のいずれかに入力信号を提供するように構成されていると解すべきである。本発明のこの実施態様は、DIRBIマイクロホンモードへの切換えを行なわないので、STIは、二つの各マイクロホンシステムにおいて、OMNIモードでのみ、監視/計算される(バックグランドにて)ことだけが必要である。したがって、この実施態様は、「対称」自動切換え固有の多くの問題点を回避できるが、幾つかの特定の環境で有利であるDIRBI装置を実施できない。一方、その信号処理の要件は、DIRBIモードへの切換えの可能性がある場合より簡単である。
【００６２】
先に述べたように、科学的試験の結果は、暗騒音が存在しかつ音声が聴取者の前または背後にある場合、耳がOMNI処理を受ける場合と耳がDIR処理を受ける場合に、ほとんど差がでないことを示している。しかし、音声信号が一つの側にあるとき、ヘッドシャドー作用が働き始めて、科学的試験の結果は、使用者が、音声信号に最も近い耳がOMNI処理を受けることを選択することを示している。そのSTIによって、我々は、OMNIモードに対する各耳の試験結果を比較することでOMNI処理を受ける好ましい耳を決定できる。各耳のSTIOMNIの間の差が小さい場合は、その音声信号は聴取者の前または背後からくると想定できる。一方、各耳のSTIOMNIの間の差が大きい場合、STIのより大きい耳が、音声信号に最も近いと想定できるので、OMNI処理から利益を受けるはずである。したがって、図6に示すアルゴリズムの流れは次の通りである。補聴器のデフォルトモードがOMNIBIに設定され、すなわち、ブロック2に示すように、両方のマイクロホンシステムはOMNIモードである。次のブロック4は、OMNIモードの各入力信号のSTIを監視するステップを示す。OMNIBIモードは、例えば、補聴器がスイッチオンされると自動的に選択される。次に、両入力信号のSTIが、ブロック14の第一閾値と比較される。この閾値は、インターバル[0.5-0.9]内の値、好ましくはインターバル[0.5-0.8]内の値を適切に選択することができ例えば0.6または0.75が選択される。別の実施態様では、第一閾値は、使用者個人の聴力損失によって選択できる。しかし、簡潔にするため、以後、0.6という第一閾値を適用できると仮定する。両入力シグナル(すなわち両方の耳の中またはそのそばにおける)のSTIOMNIが0.6を超えるとき、科学的試験結果は、本発明の補聴器の使用者は比較的静かな環境に囲まれ、これに対応して、その両耳補聴器は、ブロック14からブロック2までの矢印で示したようなデフォルト配置構成のままであると仮定できることを示している。これは、基準：STI>第一閾値(この実施例では0.6に等しい)が満たされている状況に相当し、True(T)出力によって示されている。これに反して、ブロック14の基準が満たされない場合、すなわち式：STI>第一閾値(この実施例では0.6に等しい)が、出力Fで示されているように誤り(F)である場合、科学的試験結果は、騒音および／または残響が存在するので、非対称装着が準備され始めていると仮定できることを示す。第一に、前記二つの入力信号から計算されるSTIの間の差Dを求めて、その差Dをブロック18の第二閾値と比較する。上記基準は、不等式：D>第二閾値が満たされるかどうかという基準として、数学的に表すことができる。この第二閾値は、例えば、インターバル[0.05-0.25]から選択され、好ましくはインターバル[0.075-0.15]から選択される適切な値である。本発明の一実施態様では、第二閾値は使用者の聴力損失によって選択できる。一例として、第二閾値は、以後、0.1と仮定する。ブロック18の基準が満たされない場合、すなわち、式：D>0.1が誤りである場合、これはブロック18の出力Fで示される。ブロック18の出力がFである場合、これは、二つの入力信号のSTI間の差が小さいので、デフォルト非対称装着が選択され、すなわちマイクロホンシステムの作動状態が、OMNIRT/DIRLTまたはDIRRT/OMNILTになるよう選択されることを示している。このデフォルト非��称モードは、ブロック19によって示されている。前記デフォルト非対称作動状態が、具体的にどんな状態であるべきかは、個別に扱われ、使用者の個々の聴力損失のタイプと大きさによって、例えばどの耳が最大の聴力損失を有しているかによって選択される。
【００６３】
これに反して、耳のSTIOMNI間の差が0.1を超えると、STIの値が大きい方の耳はOMNI処理を受け、そして反対側の耳はDIR処理を受ける。これは、ブロック18の出力Tで示されるように、式：D>0.1が真であることを意味し、この場合、ブロック20で、両入力信号に対するSTI、したがって両方の耳に対するSTIを比較して、最大のSTIを有する入力信号を発するマイクロホンシステムがOMNIモードに設定され、一方、残りのマイクロホンシステムがDIRモードで作動するように設定される。この非対称装着の選択は、図6のブロック22に示してある。
【００６４】
図6に示す本発明の方法のアルゴリズムの実施態様は、非対称装着から得られること(すなわち、両方の補聴器が好ましくないマイクロホンモードに設定される可能性を回避すること)が、より典型的な両耳装着(すなわちDIRBIまたはOMNIBI)の可能性のある利点より大きいという仮定に基づいている
【００６５】
図7は、本発明の方法のマイクロホン切換えアルゴリズムの別の好ましい実施態様を示し、入力信号のスペクトル変調と時間変調の評価にしたがってDIRBIマイクロホンモードを選択できる。かようなアルゴリズムは、DIRBIの装着が非対称の装着より有意に大きい利点を提供することが多い場合に好ましく、幾つかの環境下でDIRBI装着を実施できる、図6に示す実施態様より柔軟な装着戦略が必要である。本発明の両耳補聴器が、非対称の配置構成すなわちOMNIRT/DIRLTまたはDIRRT/OMNILTではなくて、DIRBIの配置構成を選択すべきとき、STIを使って選択できる。この実施態様は、OMNIモードとDIRモードの両方をバックグランド内で監視しなければならないことを除いて、図6に描かれている本発明の方法の実施態様に、多くの点で類似している。したがって、以下の説明では、これら二つのアルゴリズムの間の差が主として焦点になっている。
【００６６】
先に述べたように、両耳補聴器のデフォルトモードはOMNIBIであり、そして非対称装着のデフォルトモードは、恐らく、患者の選択/要求によって、OMNIRT/DIRLTまたはDIRRT/OMNILTと指定される。図7に示す実施態様の下記説明には、図6の実施例の説明に利用したのと同じ第一閾値と第二閾値の値を利用した。すなわち、以後、第一閾値は0.6で、第二閾値は0.1と仮定する。
【００６７】
図7に示すアルゴリズムの第一ステップは、図7に示したアルゴリズムと実質的に同じである。しかしブロック18の出力が誤りであれば、すなわち、式D>0.1が誤りであれば、このアルゴリズムのその後の処理は異なる。したがって、耳のSTMIOMNIの間の差が0.1未満であれば、そのSTIは、ブロック24で示すようにDIRモードで監視される。次いで、左耳および右耳それぞれに対応する二つの入力信号のSTIを比較して、左耳に対応する入力信号から計算したSTIすなわちSTILTが、右耳に対応する入力信号から計算したSTIRTと実質的に等しいかどうかを評価する(ブロック26で示す)。STILTまたはSTIRTの一方がOMNI入力信号から計算されそして他方がDIR入力信号から計算されることがわかる。
【００６８】
STILTがSTIRTと実質的に等しいということが真であれば(ブロック26の出力Tで示すように)、処理ブロック28において、式：STIDIR−STIOMNI>0が真であるかどうかが評価される。STIDIR−STIOMNIが正数であれば、これは、所望の音声信号が使用者の前に存在していることを示すので、その両耳補聴器の作動状態はDIRBIになるように選択され、すなわち、これら両マイクロホンシステムはDIRモードで作動するように選択される。これはブロック30で示してある。しかし、式：STIDIR−STIOMNI>0が、ブロック28の出力Fで示すように誤りであれば、これは、所望の信号の位置が本発明の両耳補聴器の使用者の背後にあることを示すので、デフォルト非対称マイクロホン配置構成が選択される。STIDIR−STIOMNIが負数でかつ両方の耳において等しくないならば、これは、二つの耳のSTIOMNIの間の差に反映されて、その両耳補聴器はすでに非対称装着が選択されている。
【００６９】
DIRBIの配置構成の選択は慎重に決定し、以下の4条件を満たさねばならない。第一に、両耳のSTIOMNIのスコアは0.6未満でなければならない(騒音が存在)。第二に、両耳のSTIOMNIの間の差は0.1未満でなければならない(対称の信号入力)。第三に、STIDIR−STIOMNIは両耳で正数でなければならない(所望の信号が使用者の前に存在する)。第四に、二つの耳のSTIの大きさは、等しくなければならない(対称DIRの利益)。上記のように、ブロック28の条件が満たされない場合、すなわち式：STIDIR−STIOMNI>0が誤りの場合は、所望の信号源は聴取者の背後に位置すると仮定する。この場合、両耳でのDIR処理は有利ではないようであり、OMNIBIの配置構成が最適であるといえる。それにもかかわらず、ここで想定されているように、本発明の両耳補聴器は、固定された非対称に設定される。その根拠は、騒音が存在する場合、聴取者が対象の信号に対面したならば、指向性の利益を受ける可能性があるということである。この場合、本発明の両耳補聴器は、一方の耳がDIR処理に対して容易に配置構成されて、システムをOMNIBIから指向性モードに再び配置構成するのに必要な処理が遅延するのを回避する。
【００７０】
科学的試験には、聴取者を囲む4信号源の位置から与えられる音声刺激についての、補聴器の4種の装着戦略(OMNIBI、DIRBI、OMNIRT/DIRLTおよびDIRRT/OMNILT)に対する音声の認識に関する実験室の試験が含まれている。さらに、STIを分析して、STIのスコアが、処理モードと信号源の位置について、挙動データに観察された性能の差を正確に示しているかどうかを確認した。
【００７１】
図8は本発明の両耳補聴器32を図式的に示している。両耳補聴器32は、第一ハウジング構造体34と第二ハウジング構造体36を含んでいる。
【００７２】
第一ハウジング構造体24は、第一入力信号を提供する第一マイクロホンシステム38、前記第一入力信号を第一ディジタル入力信号に変換するA/D変換機40、前記ディジタル化第一入力信号を処理するよう構成されているディジタル信号プロセッサー(DSP)42、前記処理された第一ディジタル入力信号を第一アナログ出力信号に変換するD/A変換機44を含んでいる。前記第一アナログ出力信号は、次いで、第一レシーバー46において、使用者の第一耳に提供される第一音響出力信号に変形される。
【００７３】
同様に、第二ハウジング構造体36は、第二入力信号を提供する第二マイクロホンシステム48、前記第二入力信号を第二ディジタル入力信号に変換するA/D変換機50、前記ディジタル化第二入力信号を処理するよう構成されているディジタル信号プロセッサー(DSP)52、前記処理された第二ディジタル入力信号を第二アナログ出力信号に変換するD/A変換機54を含んでいる。前記第二アナログ出力信号は、次いで、第二レシーバー56にて、使用者の第二耳に提供される第二音響出力信号に変形される。本発明の好ましい実施態様では、この第一と第二のハウジング構造体は、当該技術分野で知られているように個々の補聴器である。
【００７４】
両耳補聴器32は、さらに、二つのハウジング構造体34と36の間にリンク58を備えている。リンク58は好ましくは無線リンクであるが、別の実施態様では有線リンクでもよい。リンク58は、前記二つのハウジング構造体が互いに通信するようにすることができ、すなわち、この二つのハウジング構造体の間で、リンク58によって情報を送ることができる。
したがって、リンク58は、二つのディジタル信号プロセッサー42と52が上記本発明の方法によって、両耳信号の処理を実行できるようにし、両マイクロホンシステム38と48からの情報を、前記信号処理に利用し、マイクロホンシステム38と48各々の作動状態(OMNIまたはDIR)を決定して、使用者の選択にそった最適の音声了解度を使用者に提供する。
【００７５】
上記のように、両耳補聴器の入力信号のスペクトルと時相の変調は、利用することができ、使用者の好みにそった有利なマイクロホンの配置構成を予想するのに利用できる。しかし、当業者にはわかるように、本発明は、その精神と必須の特徴から逸脱することなく、他の特定の形態で実施することができかつ各種の異なるどのアルゴリズムも利用できる。例えば、アルゴリズムの選択は、一般に、用途および／または使用者に特異的な選択であり、すなわち使用者の聴力損失の大きさとタイプ、予想される処理の複雑さおよび計算の負荷を含む各種の要因による選択である。したがって、本明細書の開示事項と説明は、例示を目的としており、前記特許請求に範囲に記載されている本発明の範囲を限定するもではない。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】補聴器の指向性および信号源と騒音源の空間方向に対するSTMIメトリックの感度を示す。
【図２】オクターブバンドのレベルの関数としての聴覚マスキング係数(amf)を示す。
【図３】中心周波数の関数としての聴取閾値(ART)を示す。
【図４】中心周波数の関数としての性差重み因子(オクターブ,αおよびリダンダンシー,β)を示す。
【図５】本発明のマイクロホン切換えアルゴリズムの簡略化ブロック図を示す。
【図６】本発明の方法のマイクロホン切換えアルゴリズムの好ましい実施態様を示すブロック図である。
【図７】本発明の方法のマイクロホン切換えアルゴリズムの別の好ましい実施態様を示すブロック図である。
【図８】本発明の両耳補聴器を図式的に示す。
【図１】
2009528802.tif 000009
【図２】
2009528802.tif 000010
【図３】
2009528802.tif 000011
【図４】
2009528802.tif 000012
【図５】
2009528802.tif 000013
【図６】
2009528802.tif 000014
【図７】
2009528802.tif 000015
【図８】
2009528802.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成19年12月21日(2007.12.21)
【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】
使用者の第一耳の中またはそばに配置するように適合され第一入力信号を提供する第一マイクロホンシステムと、前記使用者の第二耳の中またはそばに配置するように適合され第二入力信号を提供する第二マイクロホンシステムとを備えた両耳補聴器で、
前記第一入力信号および前記第二入力信号のスペクトル変調と時間変調とが監視される測定ステップ、
前記第一入力信号および第二入力信号のスペクトル変調と時間変調とが、前記各信号の音声明瞭度の評価指標を計算することと、二つの入力信号の評価指標の各々を第一閾値と比較することによって評価される評価ステップ、
両入力信号の評価指標と第一閾値との比較とが高い音声明瞭度を示すときに、前記両耳補聴器の第一マイクロホンシステムと第二マイクロホンシステムのマイクロホンモードが、両方とも全方向性（ＯＭＮＩ）マイクロホンモードに設定される操作ステップ、を備え、
全方向性(OMNI)マイクロホンモードと指向性(DIR)マイクロホンモードを自動的に切換える方法。
【請求項２】
前記操作ステップが、評価指標の少なくとも１つと第一閾値との比較が低い音声明瞭度を示すとき、マイクロホンシステムの少なくとも一方を指向性（ＤＩＲ）マイクロホンモードに設定することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記評価ステップが、さらに、前記二つの評価指標間の差を計算し、その差を第二閾値と比較することを含む請求項２または３に記載の方法。
【請求項４】
二つの評価指標間の差が第二閾値より小さいときに、操作ステップが、マイクロホンシステムの一方を指向性（ＤＩＲ）マイクロホンモードに設定し、他方のマイクロホンシステムを全方向性（ＯＭＮＩ）マイクロホンモードに設定することをさらに含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
評価ステップが、両マイクロホンシステムの全方向性（ＯＭＮＩ）および指向性（ＤＩＲ）マイクロホンモードの両方の評価指標を計算することをさらに含み、操作ステップは、両マイクロホンシステムの指向性（ＤＩＲ）マイクロホンモードの評価指標と全方向性（ＯＭＮＩ）マイクロホンモードの評価指標との差が、そのように設定した方がより良好な音声明瞭度を示すとき、両マイクロホンシステムを指向性（ＤＩＲ）マイクロホンモードに設定することを含む請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記二つの評価指標が第二閾値より大きいとき、操作ステップは、最も高い音声明瞭度を示す評価指標を有するマイクロホンシステムを全方向性（ＯＭＮＩ）マイクロホンモードに、最も低い音声明瞭度を示す評価指標を有するマイクロホンシステムを指向性（ＤＩＲ）マイクロホンモードに設定することをさらに含む請求項３又は４に記載の方法
【請求項７】
前記測定ステップが、前記入力信号各々のスペクトル変調と時間変調とを、OMNIモードにおいて少なくとも一方のマイクロホンシステムで監視することを含む請求項１−４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記測定ステップが、前記入力信号各々のスペクトル変調と時間変調とを、OMNIモードにおける一方のマイクロホンシステムおよびDIRモードにおけるもう一方のマイクロホンシステムによって監視することを含む請求項１−４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
音声明瞭度の評価指標が、音声伝達指標(STI)、変形音声伝達指標(mSTI)、スペクトル時間変調指標(STMI)、変形時間変調指標(mSTMI)、明瞭度指標(AI)および変形明瞭度指標(mAI)からなる群から選択される請求項１−８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも一つの信号プロセッサー；使用者の第一耳の中またはそばに配置するように適合され第一入力信号を提供する第一マイクロホンシステム；使用者の第二耳の中またはそばに配置するように適合され第二入力信号を提供する第二マイクロホンシステムを含む両耳補聴器であって、
前記少なくとも一つの信号プロセッサーが、請求項１−９のいずれか一項に記載の方法を実行するように適合されることを特徴とする両耳補聴器。
【請求項１１】
信号プロセッサーおよび入力信号を提供するマイクロホンシステムを含み、および両耳補聴器の一部を形成するように適合されかつ別の補聴器から情報を受け取り前記両耳補聴器の一部も形成する補聴器であって、
前記信号プロセッサーが請求項１−９のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成されていることを特徴とする補聴器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
図5に、本発明のマイクロホン切換えアルゴリズムの簡略ブロック図を示してある。第一ブロック2には、二つのマイクロホンシステムがOMNIモードに設定されており、すなわち、第一ブロックには、本発明の両耳補聴器がOMNIBIモードに設定されている。第二ブロック4は、STIが、二つの入力信号のうちの少なくとも一つで監視される測定ステップを表す。STIは、両耳補聴器の両マイクロホンシステムについて、OMNIモードで監視されるので、マイクロホンシステムの一方または両方がDIRモードである場合に可能であったより、周囲の音響環境の一層豊富な表現が達成される。これは、指向性マイクロホンによって入力信号に導入される残留騒音が排除されること、および指向性マイクロホンは、その性質上、幾つかの特定の方向から発する音響を高度に選り分けることが、いくらか原因になっている。第三ブロック6は、評価ステップを示し、このステップで、第一と第二の入力信号のスペクトルと時相の変調が、これら各信号の評価指数を計算することによって評価される。ブロック8は演算ステップを示し、このステップで、前記二つのマイクロホンシステムの作動状態が、ブロック6で計算された評価指数によって決定される。ブロック8は一般に、二つの主出力を有し、そのうちの一方は、前記二つの各マイクロホンシステムに対してOMNIモードを決定する二つのマイクロホンシステムの作動状態であり、すなわちOMNIBIマイクロホンの配置構成を示す、ブロック2に戻る矢印12で表されるOMNIBIモードである。ブロック8のもう一つの出力は、前記マイクロホンシステムの少なくとも一方がDIRモードに設定されているマイクロホンシステムの作動状態を示すブロック10として示されている。
【国際調査報告】
2009528802.tif 000017
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