(57)【要約】  例えばテレビのような、音声出力を有する電子デバイスが、ユーザインターフェースモジュール（１００）および制御モジュール（１１０）を用いて、ユーザのカスタマイズされた聴覚プロファイルに調整される。ユーザは、中心に対する増幅のレベルおよび多くの音声周波数帯域の試験周波数を設定する。制御モジュールは、試験周波数で音声を発生させ、ユーザがその音声を聞き取ることに満足するまで、ユーザは各音声の増幅を調整する。その帯域における他の周波数は、試験音声と同じ量で調整される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
聴取者の所望のレベルに従って、装置の音声出力を調節する方法であって、
前記装置においてサンプル音声を再生し、無制御の音声環境における聴取者の聴覚調整プロファイルを作成するステップと、
前記聴覚調整プロファイルを保存するステップと、
当該音声装置に前記聴覚調整プロファイルを適用し、前記聴取者の前記聴覚調整プロファイルに従って前記音声装置の音声出力を調整するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記聴覚調整プロファイルは、各周波数帯域に対してユーザが選択したレベルの振幅を有する音声周波数が、複数の帯域に分けられた音声スペクトルを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
当該聴覚調整プロファイルを適用するステップは、前もって保存された聴覚調整プロファイルに従って、前記装置の音声出力を調整することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記聴覚調整プロファイルを作成するステップは、周波数の各帯域内に少なくとも１つのサンプル音声を生成し、各帯域のレベルが、前記サンプル音声に対する前記聴取者の聴覚の可聴閾値に達するまで、前記サンプル音声の増幅レベルを調整することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記増幅レベルが、前記聴取者によって設定された増幅の最大レベルを超えないように、各サンプル音声の前記増幅レベルを調整するステップを更に含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
聴取者の聴覚調整プロファイルに従って、調整自在な音声出力を与える装置であって、
前記装置においてサンプル音声を再生し、無制御の音声環境における前記聴取者の聴覚調整プロファイルを作成する音声発振器と、
前記聴覚調整プロファイルを保存するメモリと、
前記メモリを読み取り、前記聴覚調整プロファイルを前記装置に適用して、前記聴取者の聴覚調整プロファイルに従って、前記音声装置の音声出力を調整する制御器と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項７】
前記聴覚調整プロファイルは、各周波数帯域に対してユーザが選択したレベルの振幅を有する音声周波数が、複数の帯域に分けられた音声スペクトルを含むことを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
当該聴覚制御器は、前記聴覚調整プロファイルを保存するメモリと、前記聴取者の前記聴覚調整プロファイルに従って、カスタマイズされた音声出力を生成するように音声信号を処理するプログラムと、を有するデジタル信号プロセッサを含むことを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項９】
当該聴覚制御器は、前記聴取者の聴覚調整プロファイルに従って、カスタマイズされた音声出力を生成するように音声信号を処理するアナログ回路を含むことを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
前記制御器は、周波数の各帯域内に少なくとも１つのサンプル音声を発生させ、前記サンプル音声のレベルが前記聴取者に対する聴覚の可聴閾値に達するまで、前記サンプル音声の増幅レベルを調整することを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項１１】
前記制御器は、さらに各サンプル音声の最大音声出力を制限すなわち圧縮し、当該最大音声出力が、前記聴取者によって設定された最大振幅を超えないようにすることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
聴取者の所望のレベルに従って、装置の音声出力を調節する方法であって、
音声スペクトルを複数の音声帯域に分けるステップと、
参照レベルの振幅で各音声帯域のサンプル周波数を与えるステップと、
前記サンプル周波数の振幅を所望のレベルに調整するステップと、
その帯域において調整されたサンプル周波数のレベルに従って、各帯域における他の周波数の振幅を自動調整するステップと、
ユーザの所望のレベルにカスタマイズされた音声出力を与えるように、当該調整されたレベルの振幅を適用するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
当該サンプル周波数のレベルを調整するステップは、前記レベルを増加または低下させることを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
各サンプル周波数に対して、最小および最大の振幅レベルを設定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
聴取者の所望のレベルに従って音声出力を調整する装置であって、
音声スペクトルを複数の音声帯域に分ける手段と、
参照レベルの振幅で、各音声帯域のサンプル周波数を与える手段と、
前記サンプル周波数の振幅を所望のレベルに調整する手段と、
当該調整されたサンプル周波数のレベルに従って、各帯域における他の周波数の振幅を自動調整する手段と、
当該調整されたレベルの振幅を前記音声出力に適用し、ユーザの当該調整レベルにカスタマイズされた音声出力を与える手段と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項１６】
当該サンプル周波数のレベルを調整する方法は、前記レベルを増加または低下させる手段を含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
各サンプル周波数に対する最小および最大のレベルを設定する手段をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
聴取者の周波数受信パターンに調整自在な音声システムであって、
音声信号を増幅するオーディオアンプと、
音声スペクトルを複数の音声帯域に分ける手段と、
参照レベルの振幅で各音声帯域のサンプル周波数を与える手段と、
前記サンプル周波数の振幅を所望のレベルに調整する手段と、
当該調整されたサンプル周波数のレベルに従って、各帯域における他の周波数の振幅を自動調整する手段と、
前記オーディオアンプに、当該調整されたレベルの振幅を適用して、ユーザの調整レベルにカスタマイズされた音声出力を与える手段と、
を含むことを特徴とする音声システム。
【請求項１９】
前記音声スペクトルを複数の音声帯域に分ける手段は、バンドパスフィルタを含むことを特徴とする請求項１８に記載の音声システム。
【請求項２０】
前記サンプル周波数の振幅を所望のレベルに調整する手段は、デジタル信号プロセッサ
を含むことを特徴とする請求項１８に記載の音声システム。
【請求項２１】
前記サンプル周波数の振幅を所望のレベルに調整する手段は、補聴器のリミッタ回路すなわち圧縮回路を含むことを特徴とする請求項１８に記載の音声システム。
【請求項２２】
各帯域は、最小または最大のレベルに調整され得ることを特徴とする請求項１８に記載の音声システム。
【請求項２３】
聴取者の所望のレベルに従って、装置の音声出力を調整する方法であって、
聴覚検査を自己管理するステップと、
当該自己管理された聴覚検査の結果を、音声装置に適用するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２４】
前記自己管理された聴覚検査は、聴覚基準なしに行われることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記聴覚検査は、異なる周波数での音声の聴き取りを測定することを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
各周波数の振幅は、前記振幅が最小可聴レベルになるまで調整されることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記聴覚検査を自己管理するステップは、
前記装置においてサンプル音声を再生して、無制御の音声環境における聴取者の聴覚調整プロファイルを作成し、前記聴覚調整プロファイルを保存し、前記聴覚調整プロファイルを前記音声装置に適用し、前記聴取者の聴覚調整プロファイルに従って、前記音声装置の音声出力を調整することを含むことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
前記聴覚調整プロファイルは、各周波数帯域に対してユーザが選択したレベルの振幅を有する音声周波数が、複数の帯域に分けられた音声スペクトルを含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
当該聴覚調整プロファイルを適用するステップは、前もって保存された聴覚調整プロファイルに従って前記装置の音声出力を調整することを含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
当該聴覚調整プロファイルを作成するステップは、周波数の各帯域内に少なくとも１つのサンプル音声を生成し、各帯域のレベルが、前記サンプル音声に対する前記聴取者の聴覚の可聴閾値に達するまで、前記サンプル音声の増幅レベルを調整することを含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
各サンプル音声の振幅レベルが、前記聴取者によって設定された振幅の最大レベルを超えないように当該振幅レベルを調整するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
難聴は、米国において最も流行している慢性の健康障害であり、１０人のうち１人の米国人がある程度の難聴を患っている。難聴は、補聴器の使用によって緩和されるという事実にも関わらず、罹患した米国人の２５％のみが補聴器を使用している。このことに対する理由は様々であるが、費用，身体的な不快感，特定の聴き取り状況における有効性の欠如，社会認識および難聴についての無認識によることも少なくない。
【０００２】
伝統的に、難聴は、聴力計を使用して専門医によって診断されている。この手段は、一連の参照パラメータと比較しつつ個人の難聴パラメータを測定し、難聴プロファイルを作成するものである。その後、このプロファイルは、その個人用の補聴器をカスタマイズする基準として使用される。これらの検査は、通常は、聴覚に対する妨げのないノイズフリーの環境において行われる。
【０００３】
検査システムの校正は、難聴を緩和するのに有用である結果を得るために必要である。主として、このことは、人の鼓膜に伝達された音圧が、試験機におけるさまざまな設定に対して認識されなければならない、ということを意味している。残念なことに、この音圧は、同じ機器を使用しても個人間で異なる。これを補正するために、通常はカプラが使用され、伝達された圧力は絶対基準で認識される。
【０００４】
人の難聴の検査は、上述のような制御された態様で、ヘッドセットのイヤホーンを通して被験者に伝達される純音を生成することによって行われる。被験者は、音が聞こえたときに合図することによって反応する。検査技師は、必要に応じて各周波数に対する増幅を増減させる。このプロセスは、設定されている反転ポイント（reversal point）になるまで繰り返される。人の聴覚閾値は、その時間の音声の５０％が聞こえる増幅レベルとして定義される。難聴を判定するために、人の聴覚閾値は、通常は７つの異なる周波数（１２５，２５０，５００，１０００，２０００，４０００および８０００Ｈｚ）で検査される。いずれか２つの周波数間（５００Ｈｚ〜８０００Ｈｚ）での聴覚閾値が、臨界値（通常は２０ｄＢ）を超えた場合は、その後、その中間の周波数での検査が行われる。このことは、最大で１１の周波数（１２５，２５０，５００，７５０，１０００，１５００，２０００，３０００，４０００，６０００および８０００Ｈｚ）で検査されることをもたらす。
【０００５】
このように難聴プロファイルを作成することによって、ノイズフリーな環境で良く機能する補聴器の特注生産が可能になるが、性能はノイズの存在で急激に低下し得る。人は、例えば走行中の自動車または混雑した場所のような、音響ノイズが蔓延している多くの環境に曝されるので、このことは深刻な制限となる。
【０００６】
従来方式の検査に伴う第２の問題は、その検査を行う専門医についての信頼性である。この問題は３部分からなる。第１に、社会圧力に直面して、被験者は自分が健康問題を有しているということを認める誓いを立てなければならない。第２に、全プロセスは費用がかかり且つ通常は保険がきかない。第３に、これらの専門医を、被験者がいつも容易に利用できる訳ではないので、プロセスを不便にさせ且つ時間がかかってしまう結果になる。
【０００７】
聴力計または専門のオペレータとは関係なく、人の難聴プロファイルを作成するための最近の別の方法が、米国特許公開第２００２／０１８３６４８Ａ１号において、Ｈｏｕによって開示されている。個人の難聴プロファイルを用いてパーソナルオーディオシステムを修正してその特定の損失を補償する、というアイデアも開示されている。
【０００８】
Ｈｏｕによって検討されている検査方法は、３つの基本ステップを含む。第１のステップは、難聴を患っていない誰かを、基準とする個人として検査し、特定のオーディオシステムに対する基準パラメータ一式を作成すること、すなわち、基準とする個人の聴覚調整プロファイルに対してオーディオシステムを校正することである。従来の聴覚検査のように、この方法は、同じ一連の周波数で純音を再生し、聴覚閾値を測定するためにターニングポイントを使用している。第２のステップは、被験者を検査して同じオーディオシステムに対応した聴覚パラメータを測定することである。その後、２つの値は、対比され難聴プロファイルが作成される。その後、このプロファイルは、被験者の難聴に対するパーソナルオーディオシステムの補償を含む、さまざまな目的に対して使用され得る。Ｈｏｕの方法は、難聴のマニュアル操作をも可能にし、検査プロセスにおいて起こり得る矛盾の原因となる。
【０００９】
Ｈｏｕの方法は、多くの制限を有している。第１に、難聴プロファイルを作成する工程が使用されるので、この場合には、検査用に使用されるオーディオシステムは、基準とする個人の聴覚プロファイルに対して校正されなければならない。システムが校正されない場合には、結果は規定の目的を成し遂げることができない。第２に、基準となる個人または被験者の健康状態または基準となる個人または被験者の音源に対する方向が同一でない場合には、検査データの比較は、不正確な難聴プロファイルをもたらし、対応してオーディオシステムの無益な比較をもたらす結果となり得る。最後に、バックグラウンドノイズが、基準となる個人および被験者の検査の間で変動する場合には、結果として得られる難聴プロファイルは、同様に不正確となり、不適切なオーディオシステム補償をもたらすこととなり得る。
【発明の概要】
【００１０】
本発明は、音声システムによって鼓膜に伝達された音圧を校正する必要性を除去する方法または特定の個人の難聴プロファイルを他のプロファイルに対して参照する必要性を除去する方法を与え、聴取者が、この聴取者の聴覚プロファイルに従って音声システムをカスタマイズすることを可能にする。この方法は、既存の音声システムを修正するため、または個人の聴覚プロファイルを測定して補償することができる新しい音声システムを作るために使用され得る。
【００１１】
このことは、無制御の音声環境、望ましくは音声システムが補償される通常の聴き取り環境において行われる自己管理された聴覚検査によって実行される。聴覚検査は、試験周波数とは無関係である一定の信号レベルを電気的な音声増幅回路の入力に与え、ユーザが各周波数帯域で被験されることを可能にし、各帯域を代表する音声を発生させる。特に、当該音声は、各帯域の中心周波数であり得る。当該音声は、多くの異なるレベルの増幅で再生され得る。ユーザは、最小の閾値レベルを設定し、状況に応じて最大レベルを設定し得る。各代表周波数に対するレベルは、個々に設定される。この設定はメモリに保存され、通常の動作中に音声装置に適用されて、前もって設定された代表的な音声の設定に従って各周波数帯域における音声レベルを調整することとなる。
【００１２】
従って、本発明は、聴取者の自己検査によって聴覚調整プロファイルを記録する。聴覚調整プロファイルは、周波数帯域および各帯域に対する、対応した増幅レベルの一式であり、当該増幅レベルは、各帯域における１または２以上の代表的な周波数で聴覚を自己検査することによって、ユーザが選択する。聴覚調整プロファイルは、オーディオロジストによって測定される難聴プロファイルとは異なる。無制御の音声環境は、ユーザが環境雑音から聴覚的に隔離されていない環境であり得る。すなわち、無制御の音声環境は、オーディオロジストが患者を検査するために使用する音声制御ブース内以外の場所である。
【００１３】
このことは、音声システムの音声伝達特性をもたらし且つ特定の聴覚環境が自己評価した聴覚プロファイルの一部になることをもたらす。絶対的な難聴は測定されないが、個人の聴覚プロファイルに対して通常の聴覚環境において、音声システムを修正する能力は大いに改善され、それを測定する工程は、大いに簡略化される。
【００１４】
作成されたプロファイルは、与えられたメモリにおいて、複数の他のプロファイルとともに保存され得る。このことは、複数人がこのデバイスを使用することができ、または複数の聴覚環境が保存され得る、ということを意味している。また、聴覚パラメータを変える工程は、素早く且つ簡単であるので、ユーザは、いつでも再検査および補償の再調整を行うことが出来る。
【００１５】
概して、本発明は、いかなる電気的な音声システムで使用されることができる。このデバイスは、テスト／セットアップモードおよび動作モードの２つのモードを有している。
【詳細な説明】
【００１６】
本願は、米国特許出願第１０／６８１，７１８号（出願日：２００３年１０月８日）に対する優先権を主張するものである。
【００１７】
図１は、インターフェースモジュール１００および制御モジュール１１０を含む、本発明の一般的な実施例を示している。以下の説明は、システムの動作および機能アッセンブリを説明するものであるということを当業者は理解するであろう。本明細書でさらに説明されている個々の構成要素は、例えばコンデンサ，インダクタ，抵抗器およびトランジスタのような個々の構成要素の使用を含む多くの方法においてまたは集積回路の使用によって実行され得る。更に、本発明は、アナログまたはデジタルの信号処理技術の使用によって実行され得る。かかる実行は、本明細書に説明されているものと均等であるものと同様に、本発明に包含されるとみなされる。
【００１８】
本発明は、新しい音響設備およびテレビ機材中に設計されることができ、既存の設備に組み入れることができ、または周辺の改良として既存の設備に付加され得る。ほとんどのオーディオアンプにおいて、プリアンプは、プロセシングの閾値レベルまで音声信号を上昇させる。音声信号は、処理され、フィルターをかけられ、または成形された後、パワーアンプ中に入力される。本発明は、新規の設備において、通常プリアンプとパワーアンプとの間に挿入される制御モジュール１１０を与える。制御モジュールは、音声周波数帯域を単位としてプリアンプ出力信号の単独処理を提供する。
【００１９】
図１は、ケーブル入力１２４またはアンテナ１２６を経由して入力信号を受信する、例えばテレビ１２１のような代表的な音声装置を示している。テレビは、入力１２４および１２６から検出された音声信号を調整する音声プリアンプ１２５と、音声パワーアンプ１２７を含む。パワーアンプの出力は、スピーカー１２２に加えられる。このスピーカー１２２は、１または２以上のステレオ再生用のラウドスピーカー，個人視聴またはシングルイヤホン１２２.２.用のヘッドセット１２２.１を含む、適当な任意の電気音響変換器であり得るが、これらに限定されるものではない。上述の例がテレビと接続して与えられる一方、音声再生装置は、ラジオ，電話，電話応答器，補聴器，テープデッキ，コンパクトディスクプレーヤ，ＭＰ３プレーヤおよび例えばコンサートホールに利用可能であるような遠隔視聴装置を含むテレビと置換され得る、ということを当業者は理解するであろう。
【００２０】
ユーザーインターフェースモジュール１００は、多くの制御ボタンを有している。テスト／セットアップ−動作モードのボタン１０６は、制御モジュール１１０に信号を送り、テスト／セットアップまたは動作モードのいずれかにも制御モジュールをセットする。残りのインターフェース制御モジュール１００のボタンおよびディスプレイは、テスト／セットアップモードが選択されているときに動作可能である。帯域選択ボタン１０１および１０２は、本発明によって検査される周波数の個々の帯域を選択するために押される。選択された周波数帯域は、ディスプレイボックス１０８に示される。振幅ボタン１０４および１０５はそれぞれ、ウインドウ１０８に示される周波数帯域を代表する試験信号音の振幅を上昇させたり減少させたりするように押される。ボタン１０７が押されると、制御モジュール１１０は、周波数の選択された帯域において周波数に対する増幅の最小閾値を検査する。ボタン１０９が押されるとき、制御モジュール１１０は、周波数の選択された帯域において周波数に対する最大増幅レベルを検査する。
【００２１】
制御モジュール１１０は、通常６つの動作機能要素を含む。これら６つの動作機能要素は、各周波数帯域からのサンプル音声を発生させる音声発振器１１６，音声スペクトルを多くの帯域に分ける、一群の周波数フィルタ１１７，各周波数帯域で信号利得を制御する、一群の調整増幅器１１８，各周波数帯域における最大信号レベルを制御する、一群の信号リミッターすなわち圧縮器１１９，個々の周波数帯域信号を単一の音声信号に結合する回路１２０，テスト／セットアップの手順を通して、特定のユーザーに対して定められた各周波数帯域の信号制限および増幅利得を記憶するメモリ１２１および増幅およびリミッタ回路すなわち圧縮回路にこれらの設定を適用する手段である。
【００２２】
図１は、本発明を適用するために、制御モジュール１１０を音声装置に接続する３つの実施例を示している。制御モジュール１１０は、音声出力信号の減電圧バージョンを伝えるテレビ音声出力ジャック１２３から信号を受信し得る。かかる音声出力ジャックは、テレビの音声出力を分離した音声再生システムに接続する、多くのテレビモデルに備え付けられる。音声出力ジャックからの信号は、制御モジュール１１０の信号入力に接続される。制御モジュール１１０は、それ自身のパワーアンプを有しても良く、分離したスピーカ２２２に動力を供給するために予備アンプを使用しても良く、またはヘッドホン１２２．１またはイヤホン１２２．２に直接接続しても良い。この実施例は、周辺の改良として、既存のテレビに本発明を付加するのに都合が良いであろう。
【００２３】
本発明の第２の実施例は、テレビのプリアンプ１２５とパワーアンプ１２７との間に接続した制御モジュール１１０を示している。当該実施例は、本発明を組み入れた新しいテレビに対する関数関係を示している。制御モジュールは、テレビセットの周囲の外側に示されているが、この制御モジュールは、テレビ中に物理的且つ電気的に組み込まれている、ということを当業者は理解する。制御モジュール１１０は、プリアンプ１２５の出力を受信し、ユーザが決定した周波数帯域の振幅を調節し且つ調節された音声信号を、スピーカー１２２を駆動するパワーアンプ１２７に加える。
【００２４】
第３の実施例において、制御モジュール１１０Ｂは、パワーアンプ１２７の出力とスピーカー１２２との間に挿入され得る。この実施例は、既存のテレビで動作される本発明のアフターマーケットバージョンに対して使用されることができる。アフターマーケットの制御モジュール１１０Ｂの詳細は、図３に示されている。図３は、テレビ１２１からの出力信号を制御モジュール１１０に連結する変圧器２１０を含む。変圧器モジュール２１０は、出力音声信号に比例する低電圧音声周波数信号を発生させる。低電圧信号は、制御モジュール１１０によって処理され、その出力はヘッドホン，イヤホンまたはパワーアンプ３１０に加えられ、元のテレビスピーカー１２２または予備のスピーカーシステム２２２を駆動することとなる。
【００２５】
制御モジュール１１０は、アナログ信号またはデジタル信号のどちらの処理技術で実施されても良い。アナログの実施例が、図２に示されている。代表的な制御モジュール１１０Ａは、複数のバンドパスフィルタＦ1，Ｆ2・・・ＦNを有する。テスト／セットアップモードにおいて、音声発振器１１６は、全てのフィルタに共通の入力を与える。インターフェース１００上のボタン１０６に制御されるスイッチ１４は、音声発振器１１６をフィルタＦ1からＦNに選択的に接続する。音声発振器１１６は、フィルタＦ1からＦNによってフィルタされる周波数帯域の各々において、サンプル音声を発生させる。動作モードにおいて、変圧器２１０を介して連結した、音声出力ジャック１２３とプリアンプ１２５またはパワーアンプ１２７とは、全てのフィルタに共通の入力を与える。各フィルタは、他のフィルタとは異なる周波数の帯域を通過させる。各フィルタの出力は、対応する調整アンプＡ1，Ａ2・・・ＡNに接続され、当該調整アンプのそれぞれの利得は、ｇ（ｆ1），ｇ（ｆ2）・・ｇ（ｆN）によって制御される。各アンプの出力は、対応する調整リミッタ回路すなわち圧縮回路Ｃ1，Ｃ2・・・ＣNに接続され、当該圧縮回路の最大出力は、ｌ（ｆ1），ｌ（ｆ2）・・・ｌ（ｆN）によってそれぞれ制御される。全てのリミッタ回路すなわち圧縮回路の出力は、全周波数帯域を均一に増幅する加算アンプ１５０の入力で結合される。加算アンプの出力は、パワーアンプの入力１２７または上述の他のものに加えられる。
【００２６】
上述の説明は、本発明の機能上の例であることが意図されている。本発明の信号処理を実現するために当業者によって利用され得るアナログおよびデジタルの信号処理要素についての多くの構成および実用的な回路がある、ということが当業者によって理解される。例えば、個々の音声圧縮器およびリミッタ回路は、米国特許第３，９８６，０４９号および米国特許第６，０２８，９４４号に示されている。さらに他の特許には、周波数フィルター処理した信号を圧縮する方法およびデジタル信号プロセッサを周波数フィルタに使用し且つ音声信号を圧縮するために使用する方法を示している。例えば、米国特許第４，２３３，６６５号，米国特許第５，４３４，９２３号，米国特許第５，５００，９０２号，米国特許第５，７８１，８４８号および米国特許第６，１０４，８２２号に参照され、それらの全開示内容は本願の明細書の内容に取り込まれる。
【００２７】
ユーザインターフェース１００は、人が要求する全ての制御を含み、テスト／セットアップの手順を自己管理することとなり、その結果、独特な聴覚調整プロファイルが作成される。テスト／セットアップ−動作モードのボタン１０６は、制御モジュール１１０に信号を送り、テスト／セットアップまたは動作モードのいずれにも制御モジュールをセットする。テスト／セットアップモードが選択されるとき、音声発振器１１６は、選択された周波数帯域内の特定の試験周波数で音声を生成する。１つの実施例において、Ｈｚでの周波数範囲を有する７つの帯域があり且つ当該帯域に対する中心周波数（ＣＦ）は、以下の通りである。
【００２８】
【表１】
2007508751.tif 000003
【００２９】
ボタン１０２が押される毎に、このボタン１０２は、選択された周波数帯域を１つの帯域ずつ増加させ、ボタン１０１は、選択された周波数帯域を１つの帯域ずつ減少させる。ディスプレイ１０８は、選択された周波数帯域を示す。帯域の中心周波数は、多くの場合、試験周波数として使用されるが、他の周波数も使用され得る。ユーザは、ボタン１０４または１０５を使用することによって音声出力の振幅をそれぞれ増加させたり減少させたりし得る。増加ボタン１０４が押されるたびに、この増加ボタン１０４は次第に増幅のレベルを増加させる。同様に、減少ボタン１０５が押されるたびに、この減少ボタン１０５は次第に増幅を減少させる。ユーザが、ボタン１０１または１０２を押すことによって新しい周波数帯域を選択するとき、前の周波数帯域に対して最後の振幅設定が取り込まれ、制御モジュール１１０によって保持される。ボタン１０７が最初に押し下げられている場合には、その後、最小閾値検査が行われ、取り込まれた最後の振幅設定が、前の周波数帯域に対する振幅利得ｇを設定するために使用される。図２に示された例において、最小閾値試験が行われているときに、何の制限または圧縮が音声信号に加えられていないということが重要である。ボタン１０９が最初に押し下げられている場合には、その後、取り込まれた最後の振幅設定が、前の周波数帯域に対するリミッタまたは圧縮器の最大信号レベルを設定するために使用される。
【００３０】
ユーザインターフェース１００は、信号線、および赤外線または他のワイヤレス技術によって制御モジュール１１０に連結している。図１に示された実施例において、ユーザインターフェース１００および制御モジュール１１０は、本発明を実施するために使用される、分離した専用の構成要素として示されている。しかし、専用の構成要素によって行われた機能は、従来の遠隔制御およびテレビセットに組み込まれ得る、ということが当業者によって理解される。
【００３１】
周波数帯域の相対的な増幅を設定する工程は、図４に示されている。この工程は、ハードウエアまたはソフトウエアで実行され得る。使用するときステップ２００で、ユーザはテスト／セットアップまたは動作モードのいずれかをボタン１０６で選択し、最小または最大の雑音レベル試験をのいずれかをボタン１０７または１０９でそれぞれ選択する。ステップ２０２のテスト／セットアップモードにおいて、試験周波数の音声は最も低い周波数で生じる。ステップ２０４において、ユーザは、音声レベルが調整を必要とするかを決定する。もし必要である場合には、ステップ２０６において、ユーザは１回または２回以上ボタン１０４を押すことによって試験雑音レベルを増加させ、または１回または２回以上ボタン１０５を押すことによって振幅を減少させる。雑音が、最初の周波数に対して所望のレベルに設定された後、ユーザは周波数増加ボタン１０２を押す。ステップ２０８において、次の試験周波数を発生させる。最小閾値検査を行う場合には、その後、ボタン１０２が押されるときに設定される増幅利得ｇが記憶され、前の試験周波数帯域に使用される増幅器に加えられる。最大限界検査を行う場合には、その後、リミッタすなわち圧縮器の出力での信号レベル１が記憶され、前の周波数帯域に使用されるミット回路すなわち圧縮回路に加えられる。ボタン１０２を押すたびに、１つの帯域ずつ試験周波数が上昇する。減少ボタン１０１は、再試験およびリセットを目的として、前の帯域に戻すために使用される。全ての帯域が設定されると、ユーザはテスト／セットアップ−動作モードのボタン１０６を押し下げることによって動作モードに切り替え得る。このテスト／セットアップ−動作モードのボタン１０６は、最後の増幅ｇ（ｆ）または最大信号レベルｌ（ｆ）が記憶されて、前の試験周波数帯域回路を適切に制御するように加えられることをもたらす。
【００３２】
試験雑音レベルの適切性およびテスト／セットアップモードの選択についてユーザが容認した場合を除いて、最小閾値または最大レベルの検査を選択すること，試験周波数帯域を変えること，試験雑音レベルを増加または減少させることおよび認められた利得およびレベル値を記録して適用すること、を含む上述の工程段階の全ては、ハードウエアまたはソフトウエア制御の下に自動的に行われ得る。かかる自動化されたテスト／セットアップの手順は、例えば自動車オーディオシステムのプログラミングに特に有用であり、当該自動車オーディオシステムにおいては、安全対策のためにドライバの対話が最小化されるべきである。かかる自動化された手順の一例が以下に示されている。オーディオシステムは、作動されるときには常に動作モードで開始する。ボタン１０６を押すことによって、プリセットされたテスト／セットアップ手順を起動する。最小閾値と最大快適度との両方を検査する場合に、制御モジュールは、第１レベルの増幅で第１の帯域に対して試験周波数音声を再生し始めるであろう。１、２秒間、当該音声を再生した後、より高いレベルで音声を再生する。ユーザが音声を聞き取ると、テスト／セットアップボタンを押すことによって自動的に現状の増幅が記録され、その後、ユーザが再びテスト／セットアップボタン１０６を押すことによって最大快適度に達した、ということを指摘するまで試験音声レベルは増加し続ける。このボタンが２回押されると、試験信号は次の周波数帯域に進み、聴取者がテスト／セットアップボタンを２回押して増幅のレベルを知らせるまで、１または２以上のレベルで再生する。自動プログラムは、全帯域が検査されるまで選択された周波数帯域を変化させる。或いは、プログラムは、最小閾値または最大快適度のみを検査し得る。試験周波数および雑音レベルを不規則に選択するように設計することも可能である。
【００３３】
本発明は、概して、オーディオデバイスの音声出力をカスタマイズするために使用され、多くの周波数関連の聴覚障害を補償することとなる。最も一般的な難聴の１つに、周波数に基づいた知覚損失がある。一般に、人は成長するにつれて、高周波数での聴覚が低下する。一般的な周波数関連の難聴は、１または２以上の周波数帯域における聴覚損失である。例えば、６０〜８００Ｈｚのような他の周波数での聴覚と比較して、１〜３ｋＨｚおよび１０〜１２ｋＨｚの周波数での聴覚が弱まる、ということを人は経験し得る。均一な聴覚知覚を与えるために、システムは、６０〜８００Ｈｚの周波数に比較して１〜３ｋＨｚおよび１０〜１２ｋＨｚの周波数を選択的に増幅し得る。知覚に影響を与える、他の一般的な周波数関連の難聴は、さまざまな周波数帯域における高雑音レベルに対する増大した感度である。この障害の不快症状を低減させるために、システムは、さまざまな周波数帯域で生じた最大雑音を異なるレベルに制限し得る。
【００３４】
本発明は、図５に示されるように、任意のユーザに対して聴覚調整プロファイルＧprofile（ｆ）およびＬprofile（ｆ）（図６における２３）を作成することによって、上述のタイプの聴覚変動を補償するための方法を与える。一般的に図６で示されるように、システムが、各周波数帯域に対する増幅設定に基づいてユーザの聴覚調整プロファイルを定めたあと、テレビ，ラジオまたは他の電気的な音源２５からの各帯域における音声レベルは、記録されたプロファイルにしたがって、アンプ，リミッタすなわち圧縮器２２によって成形される。その結果、ユーザが聞き取りにくい周波数の増幅を大きくし、強く聞こえる周波数の増幅を制限し、ユーザは音響音源２４からの最初の音声信号の再生を、正確且つ快適に聞くことができるようになる。
【００３５】
一般的に図５で示されるテスト／セットアップ工程は、各試験周波数で増幅利得ｇ（ｆ1,2・・・N）１８を変化させ、制御モジュールメモリ２１で利得レベルｇthresh（ｆ1,2・・・N）を記録することを必要とし、この利得レベルｇthreshで、個人１４は、試験周波数音声が最小の可聴閾値であることを判断する。その後、個人１４が試験周波数音声が最大快適度であることを判断し、そのポイントで信号レベルｌmax（ｆ1,2・・・N）が制御モジュールメモリ２１に記録される。特定の個人の聴覚調整プロファイルであるＧprofile（ｆ）およびＬprofile（ｆ）は、全ての試験周波数で記録されたｇthresh（ｆ1,2・・・N）およびｌmax（ｆ1,2・・・N）の値である。聴覚調整プロファイルを作成する前後の利得および最大レベルの値の例は、それぞれ表１および表２に示されている。
【００３６】
【表２】
2007508751.tif 000004
【００３７】
【表３】
2007508751.tif 000005
【００３８】
テスト／セットアップの手順の終わりに、聴取者は、聴覚調整プロファイルが作成された聴き取り環境に相応した聴覚調整プロファイルを作成する。聴覚調整プロファイルは、音声装置のその後の制御のためにＧprofile（ｆ）およびＬprofile（ｆ）として保存される。
【００３９】
いくつかの初期（ｆ1,2・・・N）設定は、有用な結果を作り出すことを妨げるかもしれない、ということを当業者は認識するであろう。表１に示されるようなｇthresh（ｆ1,2・・・N）およびｌmax（ｆ1,2・・・N）の値を評価している間に、何の制限または圧縮が加えられない場合には、問題は回避され得る。
【００４０】
本発明の第１の実施例は、例えば音声出力ジャックまたは電気的に前もって増幅された音声信号である、システム内の適切な電気的音声信号源に制御モジュール１１０の入力を取り付けること且つシステムの音声パワーアンプまたは別の音声発生回路に制御モジュールの出力を取り付けることによって、既存のラジオ，テレビまたは他の音声システムに当該実施例を加えることを含む。
【００４１】
本発明の第２の実施例は、第１の実施例の機能を新しい音響機器に組み入れることを含む。オーディオシステムおよびリスニング装置から物理的に分離されるというよりはむしろ、制御およびインターフェースのモジュールは、オーディオシステムの内部構成要素であるであろう。
【００４２】
本発明の第３の実施例は、マイクロフォンを含むように第１および第２の実施例を修正することを含み、オーディオシステムが、システムの最初の音源からカスタマイズされた音声に加えて、聴覚調整プロファイルによってカスタマイズされた、局所的に生じた音声で対象を表すことができるようになる。
【００４３】
本発明の第４の実施例は、第１の実施例の機能を補聴器に組み入れたものである。
【００４４】
本発明の第５の実施例は、各周波数帯域において被験者の最小閾値のみを検査するように、実施例１〜４を修正するものである。
【００４５】
本発明の第６の実施例は、テスト／セットアップの手順を自動化するように実施例１〜５を修正し、ユーザに単にテスト／セットアップの工程を開始し、試験信号が許容範囲にある雑音レベルであるときに知らせることだけを要求する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】テレビ受像機とともに使用される、本発明の略図である。
【図２】アナログの実施例の部分概略図である。
【図３】アフターマーケットの実施例の部分概略図である。
【図４】本発明を実施する一連のステップである。
【図５】特定のユーザの聴覚調整プロファイルが定められるテスト／セットアップモードにおける、本発明を示す機能図である。
【図６】音声出力が、特定のユーザの聴覚調整プロファイルを補償する動作モードにおける、本発明を示す機能図である。
【図１】
2007508751.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年6月8日(2006.6.8)
【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】
自己管理型聴覚検査に従って、装置の音声出力を調節する方法であって、
前記装置においてサンプル音声を再生し、無制御の音声環境における聴取者の聴覚調整プロファイルを作成するステップを含む自己管理型聴覚検査を実施するステップと、
前記聴覚調整プロファイルを保存するステップと、
当該音声装置に前記聴覚調整プロファイルを適用し、前記聴取者の前記聴覚調整プロファイルに従って前記音声装置の音声出力を調整するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記聴覚調整プロファイルは、各周波数帯域に対してユーザが選択したレベルの振幅を有する音声周波数が、複数の帯域に分けられた音声スペクトルを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記聴覚調整プロファイルを作成するステップは、周波数の各帯域内に少なくとも１つのサンプル音声を生成し、各帯域のレベルが、前記サンプル音声に対する前記聴取者の聴覚の可聴閾値に達するまで、前記サンプル音声の増幅レベルを調整することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記増幅レベルが、前記聴取者によって設定された増幅の最大レベルを超えないように、各サンプル音声の前記増幅レベルを調整するステップを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記自己管理型聴覚検査は、聴覚基準なしで実施されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記聴覚検査は、異なるレベルの振幅で音声の聴き取りを測定することを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
聴覚検査を自己管理し、聴取者の聴覚調整プロファイルに従って装置の音声出力を調整する装置であって、
音声装置においてサンプル音声を再生し、無制御の音声環境における前記聴取者の聴覚調整プロファイルを作成する音声発振器を含む、聴覚検査を自己管理する手段と、
前記聴覚調整プロファイルを保存するメモリと、
前記メモリを読み取り且つ前記聴覚調整プロファイルを前記音声装置に適用して、前記聴取者の聴覚調整プロファイルに従って前記音声装置の音声出力を調整する制御器と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項８】
前記聴覚調整プロファイルは、各周波数帯域に対してユーザが選択したレベルの振幅を有する音声周波数が、複数の帯域に分けられた音声スペクトルを含むことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記制御器は、さらに各サンプル音声の最大音声出力を制限すなわち圧縮し、当該最大音声出力が、前記聴取者によって設定された最大振幅を超えないようにすることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
各サンプル周波数に対する最小レベルおよび最大レベルを設定する手段をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【国際調査報告】
2007508751.tif 000012