(57)【要約】  発振を抑制するために適切な動作が取られるのを許容する、フィードバックに起因する信号内の発振を識別する発振検出方法である。本方法は、一連の引き続く時間ウインドウの各々における信号を周波数領域に変換するステップと、或る時間ウインドウから引き続く時間ウインドウまでの信号位相における変化を複数の周波数帯域の各々ごとに計算するステップと、該計算ステップの結果を１つまたは複数の限定された規準と前記周波数帯域の幾つかまたはすべての間で比較し、フィードバックに起因する発振が信号内に存在するか否かに関する測定を提供するステップと、を含む。さらなる弁別のために、時間ウインドウから引き続く時間ウインドウまでの信号振幅の変化も周波数帯域の各々ごとに計算され得、その結果は、１つまたは複数のさらなる限定された規準と比較される。本発明は、補聴器において特定の応用を有する。
2007513531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィードバックに起因する信号内の発振を識別する方法であって、
一連の引き続く時間ウインドウの各々における信号を周波数領域に変換するステップと、
或る時間ウインドウから引き続く時間ウインドウまでの信号位相における変化を複数の周波数帯域の各々ごとに計算するステップと、
該計算ステップの結果を１つまたは複数の限定された規準と前記周波数帯域の幾つかまたはすべての間で比較し、フィードバックに起因する発振が信号内に存在するか否かに関する測定を提供するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記周波数帯域の幾つかまたはすべての間、或る時間ウインドウから引き続く時間ウインドウまでの信号振幅における変化をさらに計算するステップを含み、そのさらに計算するステップの結果を１つまたは複数のさらに限定された規準と比較して、フィードバックに起因する発振が信号内に存在するか否かに関するさらなる測定を提供するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
周波数領域への信号変換のステップは、高速フーリエ変換技術の方法によって行われる請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
周波数帯域の数は、約６４である請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記引き続く時間ウインドウは、１ミリ秒から１００ミリ秒の範囲にある請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記複数の周波数帯域の各々に対して、各時間ウインドウごとに、１つまたは複数の先の時間ウインドウからの信号位相が、現在のウインドウからの信号位相と比較されて位相の変化を計算し、この位相変化は、次に、先の位相変化と比較されて位相変化における変化の測定を提供する請求項１乃至５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
信号位相変化は、各時間ウインドウから次の引き続く時間ウインドウまで計算されて、該周波数帯域における位相変化の変化の連続的な監視を提供する請求項６に記載の方法。
【請求項８】
カウンタが用いられ、該カウンタは、位相変化の変化の値が所定の限界内にある場合に増分され、該カウンタは、位相変化の変化の値が所定の限界内にない場合にリセットされ、フィードバックに起因する発振が信号内に存在するか否かに関する測定は、カウンタが値Ｍｐに達したことによって提供される請求項6または７に記載の方法。
【請求項９】
各周波数帯域に対して、各時間ウインドウごとに、少なくとも１つの先のウインドウからの振幅は、現在のウインドウからの振幅と比較されて、振幅における変化を計算する請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
カウンタが用いられ、該カウンタは、振幅変化の変化の値がゼロよりも大きい場合に増分され、該カウンタは、振幅変化の変化の値がゼロよりも大きくない場合にリセットされ、フィードバックに起因する発振が信号内に存在するか否かに関するさらなる測定は、カウンタが値Ｍａに達したことによって提供される請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
請求項８に従属する限りにおいてＭｐ＝Ｍａである請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
フィードバックに起因する発振が信号内に存在するという決定に関して、発振を抑制するための選択された方法が当該周波数帯域における信号に適用される請求項１乃至１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
抑制技術は、所定の時間期間の間、前記周波数帯域の少なくとも１つにおける信号にランダム位相を加えるステップを含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
抑制技術は、位相シフトを適用すること、ノッチ・フィルタを適用すること、入力信号から信号を差し引くこと、及び利得減衰を適用すること、のグループから選択される請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
特定の信号処理アルゴリズムに従って前記周波数帯域のための利得値を導出することを含むシステムにおいて使用するために、前記周波数帯域の幾つかまたはすべてに対して、導出された利得を所定の利得限界と比較するステップを含んで、フィードバックに起因する発振が信号内に存在するか否かに関するさらなる測定を提供する請求項１乃至１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記１つまたは複数の限定されたもしくはさらに限定された規準が満足される時間ウインドウにおいて、導出された利得を、周波数帯域に対してだけ前記所定の利得限界と比較するステップを含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
当該方法が、選択的に調整可能なもしくはセット可能な信号利得値を組み込んだ信号処理装置のためのフィードバック管理システムに与えられ、それにより、比較する、計算する及び比較するステップが、前記利得値をセットもしくは調整するために、セットアップ段階の部分として行われる請求項１乃至１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
入力トランスデューサ及び出力トランスデューサを有するシステムにおける信号内の発振を識別するための装置であって、
信号を周波数領域に変換するための手段と、
各周波数帯域における信号の振幅及び位相を決定するために、いくつもの周波数帯域に渡って引き続く時間ウインドウの各々における変換された信号を分析するための手段と、
時間ウインドウから引き続く時間ウインドウまでの各周波数帯域ごとに信号位相における変化を計算するための手段と、
発振が信号内に存在するか否かの測定を提供するために、位相における変化を１つまたは複数の限定された規準と比較するための手段と、
を備えた装置。
【請求項１９】
前記周波数帯域の幾つかまたはすべての間、１つの時間ウインドウから引き続く時間ウインドウまでの信号振幅における変化をさらに計算するための手段と、そのさらに計算するステップの結果を１つまたは複数のさらに限定された規準と比較して、発振が信号内に存在するか否かに関するさらなる測定を提供するための手段と、を含む請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
変換するための手段は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）ユニットを含む請求項１８または１９に記載の装置。
【請求項２１】
各周波数帯域の間かつ各時間ウインドウの間、１つまたは複数の先の時間ウインドウからの信号位相を、現在のウインドウからの信号と比較して位相の変化を計算するための手段と、この位相変化を先の位相変化と比較して、位相変化における変化の測定を提供するための手段と、を含む請求項１８乃至２０のいずれかに記載の装置。
【請求項２２】
前記比較するための手段は、各時間ウインドウから次の引き続く時間ウインドウまでの信号位相変化を計算して、当該周波数帯域における位相変化における変化の連続監視を提供するよう配列されている請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
位相変化における変化の値が所定の限界内に或る場合には増分され、無い場合にはリセットされるよう配列されたカウンタを含み、発振が信号内に存在するか否かの測定は、カウンタが値Ｍｐに達したことによって与えられる請求項２１または２２に記載の装置。
【請求項２４】
さらに計算するための手段は、各周波数帯域ごとにかつ時間ウインドウごとに、少なくとも１つの先のウインドウからの振幅を、現在のウインドウの振幅と比較して、振幅における変化を計算するための手段を備えた請求項１９に記載の装置。
【請求項２５】
振幅変化の値がゼロよりも大きい場合に増分され、ゼロよりも大きく無い場合にリセットされるよう配列されたカウンタを含み、発振が信号内に存在するか否かのさらなる測定は、カウンタが値Ｍａに達したことによって与えられる請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
発振を抑制するための手段を組み合わせ、該抑制するための手段は、発振が信号内に存在するか否かの測定に従ってトリガされるよう配列されている請求項１８乃至２５のいずれかに記載の装置。
【請求項２７】
信号を出力トランスデューサに与えられるよう波形信号に再変換するための手段を含む請求項１８乃至２６のいずれかに記載の装置。
【請求項２８】
特定の信号処理アルゴリズムに従って前記周波数帯域に対する利得値を導出するためのシステムと組み合わせて、前記周波数帯域の幾つかまたはすべてに対して、導出された利得を所定の利得限界と比較して、フィードバックに起因する発振が信号内に存在するか否かに関するさらなる測定を提供するための手段を含む請求項１８乃至２７のいずれかに記載の装置。
【請求項２９】
前記１つまたは複数の限定されたもしくはさらに限定された規準が満足される時間ウインドウにおいて、導出された利得値を、周波数帯域に対してだけ前記所定の利得限界と比較するための手段を含む請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
選択的に調整可能なもしくはセット可能な信号利得値を組み込んだ信号処理装置のためのフィードバック管理システムであって、請求項１８乃至２９のいずれかに記載の装置を含んで、発振が信号内に存在するか否かの測定に従って、前記利得値をセットもしくは調整するための手段を含むフィードバック管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発振検出に関し、特に、フィードバックに起因する信号における発振を識別するための方法及び装置に関する。本発明は、オーストラリア仮特許出願ＡＵ−２００３９０２５８７に基づく‘発振抑制’という名称の本件出願人の係属国際出願に記載された信号における発振を抑制するための方法及び装置と共に用いられ得る。
【背景技術】
【０００２】
この明細書において、文書、行為または知識の項目が参照されるかもしくは論議される場合、この参照または論議は、該文書、行為または知識の項目もしくはそれらの任意の組合せが、本願優先日において、共通の一般的な知識の部分であった、もしくは、この明細書が関係している任意の問題を解決しようという試みに関連して既知のものであったという許可を与えるものではない。
【０００３】
音響増幅器は、電話、ラジオ、ヘッドセット、補聴器、及び拡声装置のような多くの共通のアプリケーションにおいて用いられる。代表的には、このようなアプリケーションは、音をピックアップしてそれらを電気信号に変換するマイクロフォンまたは他の入力変換器、電気信号の電力を高めるための電子増幅器、及び増幅された電気信号を音に変換し戻すためのスピーカまたは他の出力変換器を含む。
【０００４】
入力及び出力変換器が充分に近いと、出力音響信号は、入力変換器によってピックアップされて、遅延をもって増幅器にフィードバックされ得、該遅延は、音が、出力変換器から入力変換器に移行するためにかかる時間（それに、信号の電気処理に起因する何等かの遅延を加えたもの）である。これは、‘音響的フィードバック’である。出力における電気信号が、例えば、誘導性または容量性結合によって入力に戻り結合される場合には、電気的フィードバックも生じ得る。さらに、増幅システムの本体またはケースを介して出力変換器から入力変換器に振動が伝送される場合には、機械的フィードバックも生じ得る。フィードバック条件の下で、装置は、次に、不安定になり得、そして構成要素は、リング（鳴り響いたり反響したり）し始める。リンギングは、次に、自己強化して、構成要素を飽和状態に駆立てるよう強度が高まる。図１は、音響増幅器回路における構成要素、すなわち、出力信号が入力信号にフィードバックするのを表すフィードバック・ループ４と共に、マイクロフォン１、増幅器2及びスピーカ３を図式的に示すフィードバック・ループを示す。
【０００５】
フィードバックのすべての形態が、或る条件下で増幅器からの出力信号の不安定性もしくは発振をもたらす。発振及び不安定性は、増幅されている信号を歪ませて非常に大きい不愉快な音をもたらし得るので、望ましいものではない。補聴器の場合には、このことは、着用者及びその周囲の人々の双方にとって問題となり得る。発振に対する条件は、信号が各時間ごとに一層大きい強度でシステム内にフィードバックされるように、ループの回りの全利得が１より大きくなければならないというものであり、かつ、入力及び出力信号が発展的に加算されるように、ループの回りの全遅延が発振周波数の周期の整数倍でなければならないというものである。同等に、ループの回りの全位相変化は、発振周波数に対し２πラジアンの倍数でなければならない。これらの規準が以下の式１から式３までに述べられている。
【０００６】
ループ利得＞１                          （式１）
ループ遅延＝Ｎ×周期                    （式２）
ループ位相変化＝２Ｎπラジアン          （式３）
（ここに、Ｎは正の整数である）
【０００７】
マイクロフォン及びスピーカを近接して含んでいる任意の電子システムは、音響的なフィードバックの不利益を蒙り得る。補聴器において、このことは、しばしば、着用者が、或る周波数、一般に高い周波数において、ヒューヒューとなる大きい音のような不愉快な聴覚効果を経験するという結果になる。
【０００８】
補聴器の安定性を増すための従来の手順は、例えば、米国特許第４，６８９，８１８号に示唆されているように、高い周波数における利得を減少することである。このことは、各周波数に対し最大利得値を設定することによって行われ得るか、もしくは自動的な高周波（ＨＦ）利得のロールオフが用いられ得る。しかしながら、システムの周波数応答を変更することによってフィードバックを制御することは、機器の所望の高周波応答が、安定性を維持するために犠牲にされなければならないということを意味する。
【０００９】
耳型の適合性及び絶縁特性を改善することによって、補聴器がフィードバック発振に影響されるのを減少するための努力が為されてきた。米国特許第４，０８８，８３５号に開示されて減衰及びノッチ・フィルタリングから、米国特許第５，０１６，２８０号に開示されているフィードバック信号の評価及び差し引きまで、そして、米国特許第５，０９１，９５２号に開示されている信号を周波数シフトさせるかまたは遅延させることまでの、電気的な観点からの努力も為されてきた。フィードバック通路の連続的な監視を有する電気的解決法に対する多くの異なった方法が、関連の文献に文書化されてきた。
【００１０】
拡声装置においてフィードバックを抑制するために一般的に用いられる技術は、入力信号が、受信器において出力される前に数ヘルツだけ変更される周波数シフトである。この方法は、補聴器においては特に成功的なものではなく、その理由は、利得における相当の増加を達成するためには、大きい周波数シフトが必要であるからである。補聴器において、マイクロフォンと受信器との間の距離は、拡声装置におけるものよりも相当小さく、従って、小さい周波数シフトだけを有するフィードバック信号は、なおかつ、位相において入力と比較的接近し得る。
【００１１】
信号位相は、また、時間変動遅延を用いることによっても変更され得る［１］。これは、追加の使用可能利得の１−２ｄＢを提供し得るけれども、それは、また、可聴の‘震音（ワーブリング）’効果をもたらし得る。すべての帯域フィルタも、フィードバック・ループの位相応答を変更するために用いられてきたが、それは、すべての周波数において満足な位相を達成するのが困難である。音品質を損失させることなく抑制を適用し得る主オーディオ範囲の外側の周波数に、位相応答における危険領域を押しやるための方法も提案されてきた［２］［３］。しかしながら、これらの技術は、未だ、フィードバック通路が一定であると仮定しており、適合的な履行が開発され得るという示唆は為されていない。
【００１２】
最も一般的な利得変更方法は、フィードバックが生じそうな狭い帯域においてのみシステム利得を減少しようとする。このことは、種々のノッチ・フィルタの履行で試みられてきた［１］［４］［５］。適合ノッチ・フィルタは、追加の使用可能利得の３−５ｄＢを許容してきた。ノッチ・フィルタ技術での最も大きい２つの問題は、狭帯域でのフィードバック通路における変動、そして、広帯域での正常なスペクトル・コンテントへの影響を正確に追跡することができないということであった。さらに、ノッチ・フィルタは、追加の位相変化をループに実際に寄与させることができず、かつそれが適用されるや否や発振の周波数をシフトさせることができない。
【００１３】
使用可能利得における相当の増加は、本当のフィードバック通路であるが１８０度の位相ずれした通路の評価に基づいて、追加のフィードバック通路を挿入することによって達成されてきた。このようなシステムの初期の適合的な履行は、受信器における適切な統計的特性を有するノイズ信号を挿入して該出力をマイクロフォンにおける入力と相関させることによりフィードバック通路の連続的な評価を行った［１］［６］。これらは、追加の利用可能な利得の１０ｄＢまでを報告したが、ノイズ‘テスト’信号がほとんどの着用者にとって可聴かつ不愉快なものであるので、この特定の技術は、決して特別に広く受け入れられたものにはならなかった。
【００１４】
このタイプの一層最近のフィードバック相殺システムは、それらの相関を行うために環境における音に依存している［８］。しかしながら、スピーチのアーチファクト及び正しくない抑制を避けるために、評価時間は、相関を行うために不自然な音を用いるシステムにおけるよりも一層長くなければならない。このことは、フィードバック通路における突然の変化が、成功的な相殺が生じる前に幾つかのヒューヒューという音をもたらし得るということを意味する。突然の変化を取り扱うためにもう１つの技術と共に行われる場合には、この方法は、追加の使用可能な利得の少なくとも１０ｄＢを許容し得る［９］。このようなシステムの長所及び制限は、［１０］において説明する。
【００１５】
ここで説明される技術のほとんどすべては、発振の周波数の幾つかの知識を必要とする。しかしながら、マイクロフォンとスピーカとの間の直接かつ多数の反射された音響通路（もしくは、耳／耳型（耳モールド）／補聴器と関係した補聴器カプリングの変化する音響特性）の性質の結果として、音響フィードバックの周波数は、予測不可能であり、（２０及び２０，０００Ｈｚ間の）オーディオ周波数スペクトルの相当の部分に渡って拡張し得る。結果として、発振及びその周波数を迅速に識別し得る回路を持つことが望ましい。
【００１６】
米国特許第４，２３２，１９２号及び第４，０７９，１９９号は、発振が生じたとき該発振を認識するよう適合された位相ロック・ループ（ＰＬＬ）を用いたシステムを提案している。しかしながら、既知のように、入力信号がオフとなったとき、ＰＬＬは、不安定となってドリフトする傾向がある。ドリフトの結果は、不所望の周期的な音響ノイズ信号である。
【００１７】
米国特許第４，８４５，７５７号は、もう１つの発振認識回路を記載している。この回路は、比較的大きい振幅と比較的高い周波数を有する長く続く交流電圧を探すことによって発振を検出する。これは多くの応用において問題を有しており、その理由は、かかる回路によって発振が識別される前の或る時間の間、信号がフィードバック発振を含み得るということを意味するからである。
信頼性があり、効果的であり、かつ迅速的な態様で、信号における発振を検出する改良されたもしくは少なくとも代替的な方法を提供し、そして検出時の信号に対して適切な抑制を適用する必要性が当該技術分野において残されている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、第１の態様に従い、フィードバックに起因する信号内の発振を識別する方法であって、
一連の引き続く時間ウインドウの各々における信号を周波数領域に変換するステップと、
或る時間ウインドウから引き続く時間ウインドウまでの信号位相における変化を複数の周波数帯域の各々ごとに計算するステップと、
該計算ステップの結果を１つまたは複数の限定された規準と前記周波数帯域の幾つかまたはすべての間で比較し、フィードバックに起因する発振が信号内に存在するか否かに関する測定を提供するステップと、
を含む方法を提供する。
【００１９】
これは、信号内の発振の存在を示すために、周波数帯域における時間に対する位相変化が充分に一定であるか否かを自動的に監視するための技術をもたらす。引き続く時間ウインドウは、所望の性能に対して選択された時間間隔を表し、好ましくは、１−１００ミリ秒の期間である。ウインドウは、離散的であっても良く、もしくは、ウインドウが重複し得るように連続的であっても良い。
【００２０】
好ましくは、当該方法は、前記周波数帯域の幾つかまたはすべての間、或る時間ウインドウから引き続く時間ウインドウまでの信号振幅における変化をさらに計算するステップを含み、そのさらに計算するステップの結果を１つまたは複数のさらに限定された規準と比較して、フィードバックに起因する発振が信号内に存在するか否かに関するさらなる測定を提供するステップを含む。このステップは、弁別の追加のレベルを提供するように用いられ得る。
【００２１】
本発明のこの第１の態様の一形態において、特定の信号処理アルゴリズムに従って前記周波数帯域のための利得値を導出することに関連したシステムで用いるために、該方法は、前記周波数帯域の幾つかまたはすべてに対して、導出された利得を所定の利得限界と比較するステップを含み得て、フィードバックに起因する発振が信号内に存在するか否かに関するさらなる測定を提供する。
【００２２】
導出された利得は、１つまたは複数の限定されたもしくはさらに限定された規準が満足される時間ウインドウにおいて、周波数帯域に対してだけ前記所定の利得限界と比較され得る。
【００２３】
周波数領域への信号変換のステップは、高速フーリエ変換技術の方法によって行われ得る。
【００２４】
好適な形態においては、前記複数の周波数帯域の各々に対して、各時間ウインドウごとに、１つまたは複数の先の時間ウインドウからの信号位相が、現在の時間ウインドウからの信号位相と比較されて位相の変化を計算し、この位相変化は、次に、先の位相変化と比較されて位相変化における変化の測定を提供する。
【００２５】
好ましくは、信号位相変化は、各時間ウインドウから次の引き続く時間ウインドウまで計算されて、該周波数帯域における位相変化の変化の連続的な監視を提供する。代替的には、統計的サンプリング技術のような連続する時間ウインドウに渡って位相変化を監視するために、他の方法が用いられ得る。
【００２６】
カウンタが用いられ得、該カウンタは、位相変化の変化の値が所定の限界内にある場合に増分され、該カウンタは、位相変化の変化の値が所定の限界内にない場合にリセットされ、フィードバックに起因する発振が信号内に存在するか否かに関する測定は、カウンタが値Ｍｐに達したことによって提供される。
【００２７】
信号振幅監視が用いられる場合には、当該方法は、各周波数帯域に対して、各時間ウインドウごとに、少なくとも１つの先のウインドウからの振幅を、現在のウインドウの振幅と比較して、振幅における変化を計算するステップを含む。
【００２８】
カウンタが用いられ得、該カウンタは、振幅変化の変化の値がゼロよりも大きい場合に増分され、該カウンタは、振幅変化の変化の値がゼロよりも大きくない場合にリセットされ、フィードバックに起因する発振が信号内に存在するか否かに関するさらなる測定は、カウンタが値Ｍａに達したことによって提供される。
【００２９】
Ｍｐ及び／またはＭａの値は、所望の性能を達成するために必要とされる選択性のレベル並びに特定の応用に依存して、適切に選択される。
【００３０】
本発明の一形態において、Ｍｐは、Ｍａに等しい。
【００３１】
好ましくは、フィードバックに起因する発振が信号内に存在するという決定に関して、発振を抑制するための選択された方法が当該周波数帯域における信号に適用される。
【００３２】
用いられる抑制技術は、所定の時間期間の間、前記周波数帯域の少なくとも１つにおける信号にランダム位相を加えるステップを含み得る。代替的には、抑制技術は、位相シフトを適用すること、ノッチ・フィルタを適用すること、入力信号から信号を差し引くこと、及び利得減衰を適用すること、のグループから選択され得る。
【００３３】
上述の発振検出方法は、選択的に調整可能なもしくはセット可能な信号利得値を組み込んだ信号処理装置のためのフィードバック管理システムに与えられ得、それにより、比較する、計算する及び比較するステップが、前記利得値をセットもしくは調整するために、セットアップ段階の部分として行われる。
【００３４】
本発明は、第２の態様に従い、入力トランスデューサ及び出力トランスデューサを有するシステムにおける信号内の発振を識別するための装置であって、
信号を周波数領域に変換するための手段と、
各周波数帯域における信号の振幅及び位相を決定するために、いくつもの周波数帯域に渡って引き続く時間ウインドウの各々における変換された信号を分析するための手段と、
時間ウインドウから引き続く時間ウインドウまでの各周波数帯域ごとに信号位相における変化を計算するための手段と、
発振が信号内に存在するか否かの測定を提供するために、位相における変化を１つまたは複数の限定された規準と比較するための手段と、
を備えた装置を提供する。
【００３５】
好ましくは、前記周波数帯域の各々の間、１つの時間ウインドウから引き続く時間ウインドウまでの信号振幅における変化をさらに計算するための手段と、そのさらに計算するステップの結果を１つまたは複数のさらに限定された規準と比較して、発振が信号内に存在するか否かに関するさらなる測定を提供するための手段と、を含む。
【００３６】
変換するための手段は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）ユニットを含み得る。
【００３７】
当該装置は、各周波数帯域の間かつ各時間ウインドウの間、１つまたは複数の先の時間ウインドウからの信号位相を、現在のウインドウからの信号と比較して位相の変化を計算するための手段と、この位相変化を先の位相変化と比較して、位相変化における変化の測定を提供するための手段と、を含み得る。
【００３８】
好ましくは、前記比較するための手段は、各時間ウインドウから次の引き続く時間ウインドウまでの信号位相変化を計算して、当該周波数帯域における位相変化における変化の連続監視を提供するよう配列されている。
【００３９】
本発明の一形態において、位相変化における変化の値が所定の限界内に或る場合には増分され、無い場合にはリセットされるよう配列されたカウンタを含み、発振が信号内に存在するか否かの測定は、カウンタが値Ｍｐに達したことによって与えられる。
【００４０】
１つの時間ウインドウから引き続く時間ウインドウまでの信号振幅における変化を計算するための手段が含まれる場合には、さらに計算するための手段は、各周波数帯域ごとにかつ時間ウインドウごとに、少なくとも１つの先のウインドウからの振幅を、現在のウインドウの振幅と比較して、振幅における変化を計算するための手段を備え得る。
【００４１】
振幅変化の値がゼロよりも大きい場合に増分され、ゼロよりも大きく無い場合にリセットされるよう配列されたカウンタを含み得、発振が信号内に存在するか否かのさらなる測定は、カウンタが値Ｍａに達したことによって与えられる。
【００４２】
好適な形態において、当該装置は、発振を抑制するための手段を組み合わせて提供され、該抑制するための手段は、発振が信号内に存在するか否かの測定に従ってトリガされるよう配列されている。
【００４３】
当該装置は、信号を出力トランスデューサに与えられるよう波形信号に再変換するための手段を含み得る。
【００４４】
本発明の装置は、特定の信号処理アルゴリズムに従って前記周波数帯域に対する利得値を導出するためのシステムと組み合わせて与えられ得て、前記周波数帯域の幾つかまたはすべてに対して、導出された利得を所定の利得限界と比較して、フィードバックに起因する発振が信号内に存在するか否かに関するさらなる測定を提供するための手段を含む。
【００４５】
本発明のこの後者の形態において、前記１つまたは複数の限定されたもしくはさらに限定された規準が満足される時間ウインドウにおいて、導出された利得値を、周波数帯域に対してだけ前記所定の利得限界と比較するための手段を含み得る。
【００４６】
さらなる形態において、本発明は、選択的に調整可能なもしくはセット可能な信号利得値を組み込んだ信号処理装置のためのフィードバック管理システムであって、上述の装置を含んで、発振が信号内に存在するか否かの測定に従って、前記利得値をセットするための手段を含むフィードバック管理システムを提供する。
【００４７】
本発明は、発振検出のための主たる規準として信号位相情報の連続監視に依存しているので、従来技術とは異なっており、従って、特定の周波数における信号の振幅が不所望のレベルに達する前に、理想的には可聴リンギングが生じる前に、発振状態が識別されるのを許容する。
【００４８】
従って、本発明は入力信号を連続的に監視して発振の存在を迅速かつ正確に認識するフィードバック検出システムを提供する。
【００４９】
フィードバックが検出されたならば、フィードバック発振状態を中断させて、システムの周波数応答に相当な影響を与えることなく発振を抑制する態様で、フィードバック・ループの変更のようなフィードバック抑制アルゴリズムが適用され得る。
【００５０】
本発明を行う好適な方法において、入力信号の短いサンプルもしくはウインドウが、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を介していくつもの周波数帯域に分析され、各周波数成分の振幅及び位相が計算され、そして次に、以下の発振規準に対してチェックされる。
【００５１】
１．    １つのウインドウから次のウインドウまでの位相における変化は、少なくともＭｐの引き続くウインドウに対して受容可能な小さい変動内で一定でなければならない。
２．    （オプション）周波数成分の振幅は、少なくともＭａの引き続くウインドウに対して１つのウインドウから次のウインドウまで増加しつつあるべきである。
【００５２】
本発明は、もし発振が周波数帯域内に存在するならば、それは帯域を支配するか、または破壊的干渉によって減衰されるかのいずれかであるという認識に基づいている。従って、減衰されない発振を含む任意の帯域は、１つのウインドウから次のウインドウまで位相における合理的な一定の変化を有するであろう。さらに、入力にフィードバックしている任意の帯域は、振幅における増加を経験するであろう。これらの規準の少なくとも第１のものに関して各周波数帯域を監視することにより、当該技術は、振幅が不愉快に大きい音をたてるようになる前にしばしば、発振を識別するために用いられる。さらに、これらの２つの規準を一緒に用いることにより、システムは、大きい音または殆ど発振的な楽音をフィードバックとして誤診することを回避することができる。
【００５３】
上述から明瞭であるように、本発明の技術は、フィードバックに起因する発振が信号内に存在するか否かを決定する際に３つの異なった規準、すなわち、信号位相における変化、信号振幅における変化、及び導出された利得値、に対してチェックを行うということを含み得る。信号に関するこれらのチェックの各々は、周波数帯域の幾つかまたはすべてにおいて行われ得るということ、及び該チェックは、各周波数帯域において任意の順序で信号に適用され得るということ、が留意されるべきである。例えば、利得計算は、１つまたは複数の周波数帯域における初期のチェックとして行われ得、そして、もし閾値が満足されないならば、次に、当該時間ウインドウに対して位相変化の計算は関連の周波数帯域において行われる必要がない。フィードバックに起因する発振が存在するか否かを決定する際に異なった規準を適用する順序及び論理は、本発明の特定の応用、及び／または特定の使用状態に依存するであろう。
【００５４】
フィードバック検出方法は、フィードバック抑制に対する任意の適切な方法と共に使用され得るということが留意されるべきである。
【００５５】
本発明は、添付図面を参照して好適な非制限的実施形態を詳細に説明することにより一層明瞭となるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
補聴器のような本発明による音響システム１０が、図２に図式的に示されている。マイクロフォン１１は、スピーチのような音響信号を、該音響信号に比例したアナログの電気信号に変換し、該信号は、次に、Ａ／Ｄ変換器１２によってディジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器１２の出力は、信号の周波数成分を分析するために、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）ユニット１３のような離散フーリエ変換（ＤＦＴ）ユニットの入力に接続され、他方、ユニット１４は、信号のスペクトルを横切る６４の周波数帯域の分析を可能とする。適切なユニットは、０から８０００Ｈｚまで１２５Ｈｚの間隔で６４の線形に間隔を置かれた周波数帯域をもたらすよう、５０％のオーバーラップを有する８ミリ秒の期間の１２８点のウインドウを用いて、１６ｋＨｚのサンプリング・レートで動作する、Ｄｓｐｆａｃｔｏｒｙによって設計され開発されたＴｏｃｃａｔａ  Ｐｌｕｓ集積回路である。モジュール２０は、４ミリ秒ごとに計算される５０％のオーバーラップを有する引き続く８ミリ秒のウインドウのような、短い間隔での引き続くサンプリング・ウインドウの間、（以下にさらに説明するように、適切な場合には調整される）スペクトルにおける各周波数帯域内の信号の位相及び振幅を監視するように配列されたフィードバック検出器である。該装置は、各引き続く時間ウインドウにおいて増分され得るかまたはリセットされ得る、各周波数帯域ごとのカウンタを含む。
【００５７】
各時間ウインドウごとに、先のウインドウからの測定された位相は、現在のウインドウにおける位相から差し引かれて、特定の周波数帯域における位相変化を計算する。この位相変化は、先の位相変化と比較される。その値が限定された変動内（すなわち、位相変化における変化が閾値以内）ならば、次に、カウンタは増分され、そうでないならば、カウンタはリセットされる。さらに、現在のウインドウにおける振幅が、先のウインドウにおける振幅と比較される。もし、現在の振幅が先の振幅よりも小さいならば、次に、カウンタはリセットされる。フィードバック検出器は、フィードバック抑制をトリガすることにより、カウンタが値Ｍに達したことに応答するようプログラミングされる。本発明は、抑制トリガのために、位相変化規準（カウンタがＭｐに達する）における変化または振幅規準（カウンタがＭａに達する）における変化のいずれかが考慮され得るか、もしくは双方が考慮され得ることを意図している。
【００５８】
図３に示される例は、位相変化規準における変化を用いた検出のプロセスを、時間ウインドウに対して示している。６４の帯域の各々ごとに、帯域の状態が決定される（３０）。もし該帯域がすでに抑制されているならば（３１）、計算は行われない。そうでなければ、位相が計算され（３２）、そして該帯域に対して計算された先の位相の値（該値は記憶されている−以下を参照）が現在の位相の値から差し引かれて（３３）、位相変化の現在の値を提供する。次のステップ（３４）は、現在の位相変化値から先の位相変化値を差し引いて、位相変化の変化の値を出力することである。この値は、次に、チェックされ（３５）及び（３７）、そして、もしそれが、位相変化変動に対する或る所定の閾値内にあるならば、カウンタは１だけ増分される（４１）。２πラジアンの差し引き（３６）及び第２のチェック（３７）は、変化が増分したかまたは減分したかにかかわりなく、出力が、位相変化の変化の大きさに依存しているということを確実にする。もし値が閾値内にないならば、カウンタは０にリセットされ（３８）、現在の位相及び位相変化の値がセーブされ（３９）、そして次の帯域が選択される（４０）。
【００５９】
位相変化における変化の値から２πラジアンを差し引いて、該結果が所定の閾値内にあるか否かを再チェックするステップ（３６、３７）と関連した上述のプロセスは、代替的な技術によって置き換えられ得る。代わりに、符合化された固定点の数の全範囲が、−πから＋πまでの角度位相変化を表すために用いられ得、このことは、引き続く位相変化の値が差し引かれたとき、その結果も範囲−πから＋πにあるということを意味する。これは標準的な計算技術であり、ここではさらには説明しない。
【００６０】
カウンタが増分されてしまったならば（４１）、それが値Ｍｐに達したか否かを決定するためにチェックが行われ（４２）、それにより、発振が検出されたということを示し（４３）そして抑制のための該帯域をフラギングする（以下を参照）。もし、そうでないならば、電流位相及び位相変化の値がセーブされ（３９）、そして次の帯域が選択される（４０）。帯域は各時間ウインドウ内で並列にまたは順次にチェックされ得るということが留意されるべきである。
【００６１】
各周波数帯域内の信号も、振幅を高めるためにチェックされるべきであるならば、該振幅は、１つの時間ウインドウから次の時間ウインドウまで監視され、そして、もし、それが引き続くウインドウの所定の数Ｍａを超えて増加しているならば、この測定値は、発振が該周波数帯域における信号内に存在するか否かを決定する際に、適用され得る（図３における参照数字４４）。
【００６２】
検出に対する双方の規準が用いられた場合の本発明によって行われるシミュレーションにおいては、Ｍａ＝Ｍｐ＝１２が良好な性能を与える。共通のカウンタを用いてプロセスが容易に履行され得るので、Ｍａ＝Ｍｐを用いれば、検出装置及び方法を簡単にする。フィードバックを検出する際にただ１つの規準が用いられるべきであるならば、ＭａまたはＭｐの値が増加されて、フィードバック抑制の誤ったトリガリングを避け得る。
【００６３】
任意の周波数帯域に対するカウンタがＭａ及び／またはＭｐの要求された値を超えると、この周波数帯域は、発振状態にあると見なされ、発振抑制アルゴリズムが履行される（この例においては、‘適用位相’モジュール２１がトリガされる  −  図２参照）。適用位相モジュール２１は、各ウインドウごとにランダム位相及び振幅１．０を有する複素数を発生し、利得が利得ユニット２３を介して信号に与えられて調整されたスペクトル２４を提供する前に、周波数帯域のためのモジュール２２における実数利得値を、この複素数で乗算する。図２に示されたループは、利得乗算器の位相が、フィードバック検出器ユニットの出力に従って動作する適用位相ユニットに依存するということを示す。適用位相モジュール２１は、時間の所定の長さの間（例えば、８秒前後）利得にランダム位相を適用し続けて、フィードバック通路を創成した状態を変化させるのを許容する。
【００６４】
図４に示された例は、図５及び図６に示された例示的実施形態にとって適切な、時間ウインドウの間の抑制のプロセスを示す。最初に、選択された帯域の状態がチェックされて（５０）、それが抑制に対してフラグされたか否かを決定する（５１）。もし、決定されないならば、次の帯域が選択される（５７）。もし、抑制に対してフラグされたならば、該帯域における信号の大きさが得られて（５２）、発生されたランダム複素数の実数部で乗算され（５３）、結果の新しい実数成分がセーブされる（５４）。さらに、信号の大きさは、発生されたランダム複素数の対応の虚数部で乗算され（５５）、そして結果の新しい虚数成分がセーブされる（５６）。
【００６５】
信号は、ＭＰＯユニット（最大電力出力）２５（図２参照）を通って、次に、逆ＦＦＴモジュール２６によって時間領域波形に再変換される。ＡＤ／Ａ変換器２７は、次に、補聴器出力端子に供給されてスピーカ２８を駆動する前に、ディジタル信号を電気的アナログ信号に変換する。
【００６６】
図４の文脈において上述で参照した帯域における‘信号の大きさ’は、（図５及び図６に示された実施形態に対しては）出力スペクトル値であって良く、または（図２に示された実施形態に対しては）利得値であって良く、そして本発明はいずれかの方法を用いて履行され得、その選択は、処理のために用いられるハードウェアに少なくとも部分的に依存している。図５及び図６の代替的なアーキテクチュアにおいて、ランダム位相は利得にではなく、むしろ出力スペクトルに与えられ、双方の実施形態において、利得値は、フィードバック検出器２０の前に利得ユニット２３によって信号に与えられる。図６においては、ＭＰＯユニット２５は省略されており、本発明がこのような構成要素がなくても履行され得るということを示す。
【００６７】
熟達した読者には明瞭であるように、フィードバック検出器２０及び発振抑制モジュール２１を一緒に適用することは必要でない。ノッチ・フィルタの適用のようなフィードバック抑制の代替的形態は、フィードバック発振がフィードバック検出器２０によって識別された信号に与えられ得る。用いられ得るフィードバック抑制の他の型は、時間が変わる位相変化、もしくは問題の周波数帯域における信号の減算を適用する、問題の周波数帯域における利得減衰を含む。
【００６８】
適用位相モジュール２１の適用と共に、位相変化及び振幅の双方の監視を結合した双方のフィードバック検出器２０の適用は、６０−１００ミリ秒におけるすべてのフィードバック発振の抑制に帰結し得るということが、発明者によって行われたシミュレーションによって発見された。
【００６９】
熟達した読者が容易に認識するように、本発明の方法及び装置は、他の適合可能な信号処理技術と組み合わせて用いられ得る。例えば、本発明は、国際特許出願ＷＯ−００／４７０１４に記載された種類の適応ダイナミック・レンジ最適化（ＡＤＲＯＴＭ）音プロセッサを、本発明のフィードバック検出方法を用いたシステムに、首尾良く組み込んだ。
【００７０】
（ＡＤＲＯＴＭ処理戦略のような）適応利得を有するシステムにおいて、フィードバックは、利得が高いときに一層生じそうである。本発明の一形態において、さらなる規準が、フィードバック検出アルゴリズムによって、すなわち、６４の周波数帯域の各々ごとに、各時間ウインドウにおける利得の、定められた閾値レベルとの比較によって考慮される。このステップは、関連の周波数帯域において発振が信号内に存在するか否かを決定する（４６）要因として、図３に参照数字４５によって図式的に示されている。この方法において、もし、信号位相規準（上述した）及び利得規準の双方が満足される場合には、次に、フィードバックが生じているということが結論されて、フィードバック抑制がトリガされる。
【００７１】
この技術は、誤ったトリガリングの危険性が減少されるという利点を有する。さらに、この方法は、利得値が相対的に高いときにだけにフィードバックが検出されるということを確実にするので、フィードバックを抑制するための利得減少抑制技術の適用が、不所望の低レベルまで利得を減少しない。
【００７２】
一履行の実施形態において、ＡＤＲＯＴＭのような適応利得システムと組み合わせて用いられるとき、利得閾値は、適応利得システムによって利得上に置かれる最大限界以下の固定数のｄＢとして定義される。この方法は、一層低い利得を音声の大きい入力信号に適用しそして一層高い利得を一層ソフトな入力信号に適用する、いわゆる、‘圧縮’システムにおけるような、可変の利得を用いる他の非線形もしくは適応システムにおいても取られ得る。
【００７３】
実時間の抑制手段をトリガするために、実時間フィードバック検出を提供する履行（例えば、補聴器の着用者による使用において）を参照して、本発明を上述してきた。しかしながら、熟達した読者が理解するように、本発明の発振検出技術は、また、信号処理システムのパラメータをセットするために、セットアップ（または調整）段階において適用される、フィードバック管理に対しても用いられ得る。フィードバック管理ステップは、従って、増幅システムのセットアップ段階中、または装置の任意の引き続くリセット中に、一度だけ行われる。
【００７４】
このフィードバック管理プロセスにおいて、フィードバック検出技術は、増幅器利得限界がセットアップ段階中に調整されている間にフィードバックの発現（オンセット）を検出するために用いられる。これは、定常状態のフィードバックを取り除くように働き、他方、実時間のフィードバック検出／抑制システムは、次に、環境条件を変化させることによって引き起こされる一過性のフィードバックの発生を減少するように、装置の正常な使用中に動作する。
【００７５】
本発明に対する変更及び改良が当業者には容易に明瞭であろう。このような変更及び改良は、本発明の範囲内にあるものと意図される。例えば、本発明によれば、信号スペクトルは、複数の個別の周波数帯域に分割され得、もしくは、代替的には隣の帯域が重複し得る。
【００７６】
この明細書及び特許請求の範囲で用いられた用語‘備える’及び用語‘備える’の形態は、請求された発明を、何等かの変形もしくは追加を排除するように制限するものではない。
【００７７】
参考文献
2007513531.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】フィードバック・ループを図式的に示すブロック図である。
【図２】本発明による装置のブロック図である。
【図３】フィードバック検出の論理及びプロセスを示すフロー図である。
【図４】フィードバック抑制の論理及びプロセスを示すフロー図である。
【図５】本発明による装置の代替的なアーキテクチャを示すブロック図である。
【図６】本発明による装置の代替的なアーキテクチャを示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０      音響システム
１１      マイクロフォン
１２      Ａ／Ｄ変換器
１３      高速フーリエ変換（ＦＦＴ）ユニット
２０      フィードバック検出器
２１      適用位相モジュール
２３      利得ユニット
２５      ＭＰＯユニット（最大電力出力）
２６      逆ＦＦＴモジュール
２７      ＡＤ／Ａ変換器
２８      スピーカ
【図１】
2007513531.tif 000004
【図２】
2007513531.tif 000005
【図３】
2007513531.tif 000006
【図４】
2007513531.tif 000007
【図５】
2007513531.tif 000008
【図６】
2007513531.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成18年1月30日(2006.1.30)
【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】
フィードバックに起因する信号内の発振を識別する方法であって、
一連の引き続く時間ウインドウの各々における信号を周波数領域に変換し、
或る時間ウインドウから引き続く時間ウインドウまでの信号位相における変化を複数の周波数帯域の各々ごとに計算し、
該計算ステップの結果を１つまたは複数の限定された規準と前記周波数帯域の幾つかまたはすべての間で比較し、フィードバックに起因する発振が信号内に存在するか否かに関する測定を提供する、
ようにした方法。
【請求項２】
前記周波数帯域の幾つかまたはすべての間、或る時間ウインドウから引き続く時間ウインドウまでの信号振幅における変化をさらに計算するようにし、そのさらなる計算の結果を１つまたは複数のさらに限定された規準と比較して、フィードバックに起因する発振が信号内に存在するか否かに関するさらなる測定を提供するようにした請求項１に記載の方法。
【請求項３】
周波数領域への信号変換は、高速フーリエ変換技術の方法によって行われる請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
周波数帯域の数は、約６４である請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記引き続く時間ウインドウは、１ミリ秒から１００ミリ秒の範囲にある請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記複数の周波数帯域の各々に対して、各時間ウインドウごとに、１つまたは複数の先の時間ウインドウからの信号位相が、現在のウインドウからの信号位相と比較されて位相の変化を計算し、この位相変化は、次に、先の位相変化と比較されて位相変化における変化の測定を提供する請求項１乃至５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
信号位相変化は、各時間ウインドウから次の引き続く時間ウインドウまで計算されて、該周波数帯域における位相変化の変化の連続的な監視を提供する請求項６に記載の方法。
【請求項８】
カウンタが用いられ、該カウンタは、位相変化の変化の値が所定の限界内にある場合に増分され、該カウンタは、位相変化の変化の値が所定の限界内にない場合にリセットされ、フィードバックに起因する発振が信号内に存在するか否かに関する測定は、カウンタが値Ｍｐに達したことによって提供される請求項6または７に記載の方法。
【請求項９】
各周波数帯域に対して、各時間ウインドウごとに、少なくとも１つの先のウインドウからの振幅は、現在のウインドウからの振幅と比較されて、振幅における変化を計算する請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
カウンタが用いられ、該カウンタは、振幅変化の変化の値がゼロよりも大きい場合に増分され、該カウンタは、振幅変化の変化の値がゼロよりも大きくない場合にリセットされ、フィードバックに起因する発振が信号内に存在するか否かに関するさらなる測定は、カウンタが値Ｍａに達したことによって提供される請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
請求項８に従属する限りにおいてＭｐ＝Ｍａである請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
フィードバックに起因する発振が信号内に存在するという決定に関して、発振を抑制するための選択された方法が当該周波数帯域における信号に適用される請求項１乃至１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
抑制技術は、所定の時間期間の間、前記周波数帯域の少なくとも１つにおける信号にランダム位相を加えるようにする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
抑制技術は、位相シフトを適用すること、ノッチ・フィルタを適用すること、入力信号から信号を差し引くこと、及び利得減衰を適用すること、のグループから選択される請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
特定の信号処理アルゴリズムに従って前記周波数帯域のための利得値を導出することを含むシステムにおいて使用するために、前記周波数帯域の幾つかまたはすべてに対して、導出された利得を所定の利得限界と比較するようにして、フィードバックに起因する発振が信号内に存在するか否かに関するさらなる測定を提供する請求項１乃至１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記１つまたは複数の限定されたもしくはさらに限定された規準が満足される時間ウインドウにおいて、導出された利得を、周波数帯域に対してだけ前記所定の利得限界と比較するようにした請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
当該方法が、選択的に調整可能なもしくはセット可能な信号利得値を組み込んだ信号処理装置のためのフィードバック管理システムに与えられ、それにより、比較すること、計算すること及び比較することが、前記利得値をセットもしくは調整するために、セットアップ段階の部分として行われる請求項１乃至１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
入力トランスデューサ及び出力トランスデューサを有するシステムにおける信号内の発振を識別するための装置であって、
信号を周波数領域に変換するための手段と、
各周波数帯域における信号の振幅及び位相を決定するために、いくつもの周波数帯域に渡って引き続く時間ウインドウの各々における変換された信号を分析するための手段と、
時間ウインドウから引き続く時間ウインドウまでの各周波数帯域ごとに信号位相における変化を計算するための手段と、
発振が信号内に存在するか否かの測定を提供するために、位相における変化を１つまたは複数の限定された規準と比較するための手段と、
を備えた装置。
【請求項１９】
前記周波数帯域の幾つかまたはすべての間、１つの時間ウインドウから引き続く時間ウインドウまでの信号振幅における変化をさらに計算するための手段と、そのさらに計算するステップの結果を１つまたは複数のさらに限定された規準と比較して、発振が信号内に存在するか否かに関するさらなる測定を提供するための手段と、を含む請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
変換するための手段は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）ユニットを含む請求項１８または１９に記載の装置。
【請求項２１】
各周波数帯域の間かつ各時間ウインドウの間、１つまたは複数の先の時間ウインドウからの信号位相を、現在のウインドウからの信号と比較して位相の変化を計算するための手段と、この位相変化を先の位相変化と比較して、位相変化における変化の測定を提供するための手段と、を含む請求項１８乃至２０のいずれかに記載の装置。
【請求項２２】
前記比較するための手段は、各時間ウインドウから次の引き続く時間ウインドウまでの信号位相変化を計算して、当該周波数帯域における位相変化における変化の連続監視を提供するよう配列されている請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
位相変化における変化の値が所定の限界内に或る場合には増分され、無い場合にはリセットされるよう配列されたカウンタを含み、発振が信号内に存在するか否かの測定は、カウンタが値Ｍｐに達したことによって与えられる請求項２１または２２に記載の装置。
【請求項２４】
さらに計算するための手段は、各周波数帯域ごとにかつ時間ウインドウごとに、少なくとも１つの先のウインドウからの振幅を、現在のウインドウの振幅と比較して、振幅における変化を計算するための手段を備えた請求項１９に記載の装置。
【請求項２５】
振幅変化の値がゼロよりも大きい場合に増分され、ゼロよりも大きく無い場合にリセットされるよう配列されたカウンタを含み、発振が信号内に存在するか否かのさらなる測定は、カウンタが値Ｍａに達したことによって与えられる請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
発振を抑制するための手段を組み合わせ、該抑制するための手段は、発振が信号内に存在するか否かの測定に従ってトリガされるよう配列されている請求項１８乃至２５のいずれかに記載の装置。
【請求項２７】
信号を出力トランスデューサに与えられるよう波形信号に再変換するための手段を含む請求項１８乃至２６のいずれかに記載の装置。
【請求項２８】
特定の信号処理アルゴリズムに従って前記周波数帯域に対する利得値を導出するためのシステムと組み合わせて、前記周波数帯域の幾つかまたはすべてに対して、導出された利得を所定の利得限界と比較して、フィードバックに起因する発振が信号内に存在するか否かに関するさらなる測定を提供するための手段を含む請求項１８乃至２７のいずれかに記載の装置。
【請求項２９】
前記１つまたは複数の限定されたもしくはさらに限定された規準が満足される時間ウインドウにおいて、導出された利得値を、周波数帯域に対してだけ前記所定の利得限界と比較するための手段を含む請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
選択的に調整可能なもしくはセット可能な信号利得値を組み込んだ信号処理装置のためのフィードバック管理システムであって、請求項１８乃至２９のいずれかに記載の装置を含んで、発振が信号内に存在するか否かの測定に従って、前記利得値をセットもしくは調整するための手段を含むフィードバック管理システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
拡声装置においてフィードバックを抑制するために用いられてきた技術は、入力信号が、受信器において出力される前に数ヘルツだけ変更される周波数シフトである。この方法は、補聴器においては特に成功的なものではなく、その理由は、利得における相当の増加を達成するためには、大きい周波数シフトが必要であるからである。補聴器において、マイクロフォンと受信器との間の距離は、拡声装置におけるものよりも相当小さく、従って、小さい周波数シフトだけを有するフィードバック信号は、なおかつ、位相において入力と比較的接近し得る。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
信号位相は、また、時間変動遅延を用いることによっても変更され得る［１］。これは、追加の使用可能利得の１−２ｄＢを提供し得るけれども、それは、また、可聴の‘震音（ワーブリング）’効果をもたらし得る。すべての帯域フィルタも、フィードバック・ループの位相応答を変更するために用いられてきたが、それは、すべての周波数において満足な位相を達成するのが困難である。音品質を損失させることなく抑制を適用し得る主オーディオ範囲の外側の周波数に、位相応答における危険領域を押しやるための方法も提案されてきた［２］［３］。しかしながら、これらの技術は、未だ、フィードバック通路が一定であると仮定している。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
前述した技術のほとんどすべては、発振の周波数の幾つかの知識を必要とする。しかしながら、マイクロフォンとスピーカとの間の直接かつ多数の反射された音響通路（もしくは、耳／耳型（耳モールド）／補聴器と関係した補聴器カプリングの変化する音響特性）の性質の結果として、音響フィードバックの周波数は、予測不可能であり、（２０及び２０，０００Ｈｚ間の）オーディオ周波数スペクトルの相当の部分に渡って拡張し得る。結果として、発振及びその周波数を迅速に識別し得る回路を持つことが望ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
米国特許第４，２３２，１９２号及び第４，０７９，１９９号は、発振が生じたとき該発振を認識するよう適合された位相ロック・ループ（ＰＬＬ）を用いたシステムを提案している。しかしながら、入力信号がオフとなったとき、ＰＬＬは、不安定となってドリフトする傾向がある。ドリフトの結果は、不所望の周期的な音響ノイズ信号である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
米国特許第４，８４５，７５７号は、もう１つの発振認識回路を記載している。この回路は、比較的大きい振幅と比較的高い周波数を有する長く続く交流電圧を探すことによって発振を検出する。これは多くの応用において問題を有しており、その理由は、かかる回路によって発振が識別される前の或る時間の間、信号がフィードバック発振を含み得るということを意味するからである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明は、第１の態様に従い、フィードバックに起因する信号内の発振を識別する方法であって、
一連の引き続く時間ウインドウの各々における信号を周波数領域に変換し、
或る時間ウインドウから引き続く時間ウインドウまでの信号位相における変化を複数の周波数帯域の各々ごとに計算し、
該計算ステップの結果を１つまたは複数の限定された規準と前記周波数帯域の幾つかまたはすべての間で比較し、フィードバックに起因する発振が信号内に存在するか否かに関する測定を提供する、
ようにした方法を提供する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
好ましくは、当該方法は、前記周波数帯域の幾つかまたはすべての間、或る時間ウインドウから引き続く時間ウインドウまでの信号振幅における変化をさらに計算するようにし、そのさらに計算することの結果を１つまたは複数のさらに限定された規準と比較して、フィードバックに起因する発振が信号内に存在するか否かに関するさらなる測定を提供するようにしている。この計算するようにすることは、弁別の追加のレベルを提供するように用いられ得る。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
本発明のこの第１の態様の一形態において、特定の信号処理アルゴリズムに従って前記周波数帯域のための利得値を導出することに関連したシステムで用いるために、該方法は、前記周波数帯域の幾つかまたはすべてに対して、導出された利得を所定の利得限界と比較するようにし得て、フィードバックに起因する発振が信号内に存在するか否かに関するさらなる測定を提供する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
信号振幅監視が用いられる場合には、当該方法は、さらに、各周波数帯域に対して、各時間ウインドウごとに、少なくとも１つの先のウインドウからの振幅を、現在のウインドウの振幅と比較して、振幅における変化を計算するようにしている。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
Ｍｐ及び／またはＭａの値は、所望の性能を達成するために必要とされる選択性のレベル並びに特定の応用に依存して、適切に選択され得る。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
用いられる抑制技術は、所定の時間期間の間、前記周波数帯域の少なくとも１つにおける信号にランダム位相を加えるようにし得る。代替的には、抑制技術は、位相シフトを適用すること、ノッチ・フィルタを適用すること、入力信号から信号を差し引くこと、及び利得減衰を適用すること、のグループから選択され得る。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
上述の発振検出方法は、選択的に調整可能なもしくはセット可能な信号利得値を組み込んだ信号処理装置のためのフィードバック管理システムに与えられ得、それにより、比較すること、計算すること及び比較することが、前記利得値をセットもしくは調整するために、セットアップ段階の部分として行われる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
本発明は、第２の態様に従い、入力トランスデューサ及び出力トランスデューサを有するシステムにおける信号内の発振を識別するための一つの装置であって、
信号を周波数領域に変換するための手段と、
各周波数帯域における信号の振幅及び位相を決定するために、いくつもの周波数帯域に渡って引き続く時間ウインドウの各々における変換された信号を分析するための手段と、
時間ウインドウから引き続く時間ウインドウまでの各周波数帯域ごとに信号位相における変化を計算するための手段と、
発振が信号内に存在するか否かの測定を提供するために、位相における変化を１つまたは複数の限定された規準と比較するための手段と、
を備えた装置を提供する。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
好ましくは、前記周波数帯域の各々の間、１つの時間ウインドウから引き続く時間ウインドウまでの信号振幅における変化をさらに計算するための手段と、そのさらに計算することの結果を１つまたは複数のさらに限定された規準と比較して、発振が信号内に存在するか否かに関するさらなる測定を提供するための手段と、を含む。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
従って、本発明の実施形態は入力信号を連続的に監視して発振の存在を迅速かつ正確に認識し得るフィードバック検出システムを提供し得る。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
１．    １つのウインドウから次のウインドウまでの位相における変化は、少なくともＭｐの引き続くウインドウに対して受容可能な小さい変動内で一定である。
２．    （オプション）周波数成分の振幅は、少なくともＭａの引き続くウインドウに対して１つのウインドウから次のウインドウまで増加しつつある。
【国際調査報告】
2007513531.tif 000010
2007513531.tif 000011