(57)【要約】入力信号を入力された信号処理装置の出力信号を制限するために敷居値（Ｏｍａｘ 、Ｏｍｉｎ 、ＯＴＲ）を決定する方法及び装置に関する。入力信号レベルが決定され、敷居値（Ｏｍａｘ 、Ｏｍｉｎ 、ＯＴＲ）が入力信号レベルの関数として設定される。敷居値が入力信号レベルの関数として、即ち入力信号に対応するように、設定されるので、敷居値の最大値を明らかに下回るレベルの過渡ノイズも制限することが可能となる。本発明の方法ないしは装置を聴音装置に適用することにより、聴音装置の装着者の聴取り快適性は大きく向上する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を入力された信号処理装置の出力信号を制限するために敷居値（Ｏｍａｘ 、Ｏｍｉｎ 、ＯＴＲ）を決定するようにしてなる信号処理方法において、前記入力信号のレベルを決定し、かつ、決定された前記レベルの関数として前記敷居値（Ｏｍａｘ 、Ｏｍｉｎ 、ＯＴＲ）を設定するようにしてなることを特徴とする信号処理方法。
【請求項２】
前記敷居値（Ｏｍａｘ 、Ｏｍｉｎ 、ＯＴＲ）を設定するベースとなる平均レベル（Ｉ）が前記レベルから決定され、ここにおいて、好ましくは前記入力信号に含まれた環境ノイズのみが考慮されてなることを特徴とする請求項１記載の信号処理方法。
【請求項３】
前記敷居値（ＯＴＲ）は、前記入力信号の前記平均レベル（Ｉ）を所定の量差（ＴＲｍａｘ ）をもって上回るように設定され、ここにおいて、好ましくは前記量差（ＴＲｍａｘ ）は２０ｄＢでなることを特徴とする請求項２記載の信号処理方法。
【請求項４】
前記平均レベル（Ｉ）は、前記入力信号〔ｓ（ｔ）〕から次の式、即ち
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により決定され、ここにおいて、時間間隔Ｔに対する平均化が実施され、好ましくは前記時間間隔は５秒間でなることを特徴とする請求項２記載の信号処理方法。
【請求項５】
前記敷居値の最大敷居値（Ｏｍａｘ ）が確定されてなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の信号処理方法。
【請求項６】
前記最大敷居値（Ｏｍａｘ ）は、聴力障害者の快適レベル上限値に等しくなるように選定されてなることを特徴とする請求項５記載の信号処理方法。
【請求項７】
前記敷居値の最小敷居値（Ｏｍｉｎ ）が確定されてなることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の信号処理方法。
【請求項８】
前記最小敷居値（Ｏｍｉｎ ）は、好ましくは８０ｄＢである入力レベルとこの入力レベルにおいて聴力障害者に対応して実施される増巾との結果として得られる出力レベルに等しくなるように選定されてなることを特徴とする請求項７記載の信号処理方法。
【請求項９】
前記量差（ＴＲｍａｘ ）は、聴力障害者に対応する圧縮率に応じて調整されてなることを特徴とする請求項２ないし８のいずれかに記載の信号処理方法。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の信号処理方法を聴音装置の運用に適用すること。
【請求項１１】
請求項６、８及び９のいずれかに記載の信号処理方法を聴力障害者のための補聴器の運用に適用すること。
【請求項１２】
請求項１ないし９のいずれかに記載の信号処理方法を実施する信号処理装置において、入力信号を受取る処理装置が設けられ、かつ、前記処理装置において、出力信号を制限する敷居値（Ｏｍａｘ 、Ｏｍｉｎ 、ＯＴＲ）が決定可能とされ、ここにおいて、前記敷居値（Ｏｍａｘ 、Ｏｍｉｎ 、ＯＴＲ）は前記入力信号のレベルの関数として設定可能とされてなることを特徴とする信号処理装置。
【請求項１３】
平均レベル（Ｉ）が前記入力信号のレベルから決定可能とされ、ここにおいて、好ましくは前記入力信号に含まれた環境ノイズのみが考慮されてなることを特徴とする請求項１２記載の信号処理装置。
【請求項１４】
前記敷居値（ＯＴＲ）は、前記入力信号の前記平均レベル（Ｉ）を所定の量差（ＴＲｍａｘ ）をもって上回るように設定可能とされ、ここにおいて、好ましくは前記量差（ＴＲｍａｘ ）は２０ｄＢでなることを特徴とする請求項１２又は１３記載の信号処理装置。
【請求項１５】
前記平均レベル（Ｉ）は、前記入力信号〔ｓ（ｔ）〕から次の式、即ち
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により決定可能とされ、ここにおいて、時間間隔Ｔに対する平均化が実施可能とされ、好ましくは、前記時間間隔は５秒間でなることを特徴とする請求項１４記載の信号処理装置。
【請求項１６】
前記敷居値の最大敷居値（Ｏｍａｘ ）が確定可能とされてなることを特徴とする請求項１２ないし１５のいずれかに記載の信号処理装置。
【請求項１７】
前記最大敷居値（Ｏｍａｘ ）は、聴力障害者の快適レベル上限値に等しくなるように選定可能とされてなることを特徴とする請求項１６記載の信号処理装置。
【請求項１８】
前記敷居値の最小敷居値（Ｏｍｉｎ ）が確定可能とされてなることを特徴とする請求項１２ないし１７のいずれかに記載の信号処理装置。
【請求項１９】
前記最小敷居値（Ｏｍｉｎ ）は、聴力障害者に対応する平均増巾値に等しくなるように選定可能とされてなることを特徴とする請求項１８記載の信号処理装置。
【請求項２０】
前記量差（ＴＲｍａｘ ）は、聴力障害者に対応する圧縮率に応じて設定可能とされてなることを特徴とする請求項１３ないし１９のいずれかに記載の信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、入力信号を処理して出力信号を生成する信号処理方法及び同方法を適用する聴音装置ないしは補聴器に関する。
【０００２】
いわゆる過渡振巾リミッタは、短時間で急上昇する、即ち遷移する信号成分を、遅延なく、即ち行過ぎる前に、所定のレベル〔以下において敷居値（Ｓｃｈｗｅｌｌｗｅｒｔ）という］ に制限することのできる信号処理装置である。ここにおいて、過渡振巾リミッタがその機能を発揮する制限値としての敷居値は、信号従属でなく、パラメータとして設定されている。
【０００３】
過渡振巾リミッタは、例えば聴力障害者の聴力を補償する補聴器や音声聴取又はモニタのような特定の状況において聴取り具合を改善する聴音装置において使用される。以下において、聴音装置なる語は、上記のような医療的な補聴器並びにその他の聴音装置を総称することとする。以下において、聴音装置の特定のものを説明する場合は、その旨が明白に示される。
【０００４】
聴音装置において過渡振巾リミッタは、聴音装置における最大出力レベルが所定の敷居値を超えることを防止する機能を有する。これにより聴音装置の装着者は、過度の音声に曝されないように保護される。
【０００５】
人の音声は、平均レベルが約６０〜６５ｄＢ（デシベル）である環境ノイズの少い静的環境において、このそれぞれの平均レベルに対して、約−１５〜＋１８ｄＢのダイナミックレンジを有することが知られている。ノイズのある環境においては、平均レベルは約８０ｄＢ以上に上昇することがある。これらの事実に基づいて、健常聴力者に対する既知の音声信号成分制限プロセスでは、最大制限値を１００〜１２０ｄＢに固定して設定している。聴力障害者の場合には、敷居値は障害者が痛みを感じない範囲のレベルに対応する快適レベルの上限値に設定される。
【０００６】
しかしながら、人の聴覚の特徴的一面として、単に最大敷居値を超えた又は最大快適レベルを超えた音声レベルだけが不快であるということではない。また、過渡的音（例えば間欠的ノイズ）の場合においても、これが明白に最大敷居値よりも低いレベルであっても、静的環境が支配的な状況では不快に感じられる。例えば、皿や食器類による過渡的音は、静的環境においては、明らかに１００〜１２０ｄＢの最大敷居値以下の場合においても、不快な音として感じられる。
【０００７】
従って、本発明は上述の不具合を回避することのできる方法及び手段を提供することを課題とする。
【０００８】
上記の課題は、特許請求の範囲における請求項１の特徴部に記載された方法によって達成される。本発明による方法及び手段に関わる好ましい実施の形態は、更なる請求項に記載されている。
【０００９】
本発明においては、敷居値を入力信号レベルの関数として、即ち入力信号に対応するように、設定することにより、レベルが明らかに最大敷居値よりも低い過渡的音をも制限することができ、これにより聴音装置の装着者における快適性を明白に向上させることが可能となる。
【００１０】
以下において、本発明を添付の図を参照して例示的により詳細に説明する。
【００１１】
図１は、入力信号レベルの関数として本発明により選定された有効敷居値の推移を示す。
【００１２】
本発明による方法及びこの方法の適用は、図１において入力信号レベルＩの関数として設定される敷居値Ｏの推移に基づいて説明される。これは先ず、健常聴力者に関して示されている。
【００１３】
図１において実線で示された符号ＧＯは、本発明による敷居値の線を示し、また一点鎖線で示された符号ＧＳは、入力信号レベルの平均レベルの線を示す。
【００１４】
本発明による方法においては、敷居値Ｏは、必要な時に、即ち入力信号レベルが高過ぎる時に、連続的に制限として働くように決定される。これは、瞬時的な敷居値Ｏが入力信号レベルＩの関数であることに基づいている。従って、入力信号レベルを制限する敷居値は、その時々の支配的な音声状況に連続的に適合している。即ち、敷居値は、入力信号に対応するように設定される。
【００１５】
敷居値Ｏを設定するために、先ず入力信号の瞬時的な平気レベルＩを決定することが提案される。これは、例えば次の式を用いて実施することができる：
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【００１６】
上記の式により、入力信号 ｓ（ｔ） の絶対値量により時間ベースの平均値Ｉが計算される。ここにおいて、時間間隔Ｔに対する平均値の形成は、例えば５秒間とすることができる。上記の式はアナログシステムの場合は直接的に適用することができる。これに基づき、ディジタルシステムの場合も専門家には対応する式が容易に見出される。
【００１７】
本発明の方法に関わる更なる実施の形態においては、入力信号 ｓ（ｔ） の平均レベルＩを、話し手の話声信号ではなく、環境ノイズのみを考慮して決定することを提案する。
【００１８】
話声信号を制限しないために、平均レベルＩを所定の量差ＴＲｍａｘ をもって上回るように瞬時的敷居値Ｏを設定することが更に提案される。瞬時的敷居値は、好ましくは平均レベルＩを２０ｄＢ上回るように設定され、これによって、平均レベルに対して約−１５〜＋１８ｄＢの巾を有する話声信号に関わる上述のダイナミックレンジが実現され、話声信号の制限を排除することができる。
【００１９】
図１において、符号Ｉｍ は上記の式による計算により決定された入力信号の平均レベルを示す。レベルＩｍ の数値に対応する平均出力レベルＯｍ と量差ＴＲｍａｘ の加算により敷居値ＯＴＲが決定される。本発明による瞬時的敷居値ＯＴＲの決定により、平均レベルＩがレベルＩ１ 〜Ｉ２ の範囲内にある限り、聴音装置の装着者には実質的に大きな快適性が得られる。しかしながら、この方法の適用により、入力信号の平均レベルＩがレベルＩ２ を超えて決定された場合は、これにより得られる出力のレベルは、痛みの限界を超えたものとなる。また、同じくこの方法の適用により、入力信号の平均レベルＩがレベルＩ１ を下回って決定された場合は、平均レベルＩが再びより高い値になるまでは、少くとも最初に話される数言は切取られる、即ち制限される、という危険が生じる。
【００２０】
従って、ノイズの大きい環境において有効な敷居値Ｏが余りにも高くならないようにするために、本発明の方法による更なる実施の形態においては、最大敷居値Ｏｍａｘ を設定することが提案され、この最大敷居値Ｏｍａｘ は好ましくは１２０ｄＢに設定される。図１において、この最大敷居値Ｏｍａｘ は、敷居値の線ＧＯにおける上方の水平線部分Ｏｍａｘ として示される。
【００２１】
また、更なる実施の形態においては、最小敷居値Ｏｍｉｎ を設定することが提案される。その理由は、静かな環境においては、平均レベルＩが４５ｄＢ以下の値に急激に下がるからである。従って、話し手の少くとも数言は、平均レベルＩが再び６０ｄＢに上がるまでは、飲み込まれる、即ち制限されることになる。これを回避するために、最小敷居値Ｏｍｉｎ を設定し、これを好ましくは８０ｄＢの値とする。これは受諾できる最小レベルである。図１において、最小敷居値Ｏｍｉｎ は、敷居値の線ＧＯにおける下方の水平線部分Ｏｍｉｎ として示される。
【００２２】
本発明の方法に関わる上述の説明は、既述のように、健常聴力者のための聴音装置に適用することをベースとしている。本発明の方法を聴力障害者用聴音装置、特に補聴器、に適用する場合は、パラメータの数値を対応的に調整することが必要となる。
【００２３】
本発明の方法による以下の更なる実施の形態は、特に補聴器に対応すべく考慮されている。
【００２４】
最小敷居値Ｏｍｉｎ は、適用範囲において平均化された増巾率をもって増巾される。これと同時に、敷居値Ｏの最大敷居値Ｏｍａｘ は、それぞれの人の快適レベル上限値（ＵＣＬ：Ｕｐｐｅｒ Ｃｏｍｆｏｒｔ Ｌｅｖｅｌ）に調整される。更に、量差ＴＲｍａｘ はそれぞれの人に関係する圧縮率に設定される。総括的にこれらのパラメータ、即ち最小敷居値Ｏｍｉｎ 、最大敷居値Ｏｍａｘ 及び量差ＴＲｍａｘ は、出力に関係する数値に変換される。この時、適用される設定関数に従属して、数値Ｏｍｉｎ 、Ｏｍａｘ の入力レベルに従属する増巾率又は量差ＴＲｍａｘ に対応する圧縮率が採用される。典型的な圧縮率は、数値１、即ち何らの圧縮も行われない場合、と数値４の間である。
【００２５】
更なる実施の形態においては、入力信号の制限はソフト型又はハード型として実施される。ハード型制限の場合、出力信号は、それぞれの信号が敷居値レベルを超えようとする前に、個々の敷居値レベルに制限される。この制限は、圧縮率が無限大のものと見ることができる。ソフト型制限の場合は、敷居値に達する前に、増大する比較的大きな圧縮率が適用される。以上の結果として、生成される高調波は変形して弱められ、信号形状はより丸められ、かつ、これにより制限された信号はより快適に聞えるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
入力信号レベルの関数として本発明により選定された有効敷居値の推移を示す図。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004524714.tif 000022
2004524714.tif 000023
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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