(57)【要約】      （修正有）【課題】明瞭な発話信号の良好な推定によって、様々なタイプの客観的な侵入的知覚量を、正確に決定する。【解決手段】標的１１２の発話と干渉雑音の混合物を含む雑音を受ける発話信号１１０を、調節可能なマイクロフォン装置１０４、１０５を備えた第１の聴覚機器１０２に適用するステップと、調節可能なマイクロフォン装置制を御して、第１の所定の指向性パターン１０７ａおよび第２の所定の指向性パターン１０８ａをそれぞれ生成するステップとを含む。第２の指向指数は、１つまたは複数の基準周波数において第１の指向指数よりも小さい。第１および第２の雑音を受ける発話セグメントは、第１および第２の所定の指向性パターンをそれぞれ使用して、調節可能なマイクロフォン装置から記録され、雑音を受ける発話信号の客観的知覚量の少なくとも１つの値は、第１および第２の雑音を受ける発話セグメントを比較することによって決定される。【選択図】図１
2017063419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指向性音声情報を使用して、雑音を受ける発話信号の客観的知覚量を決定する方法であって、
ａ）標的の発話と干渉雑音の混合物を含む雑音を受ける発話信号を、第１の聴覚機器に適用するステップであって、前記第１の聴覚機器が調節可能なマイクロフォン装置を備える、ステップと、
ｂ）前記調節可能なマイクロフォン装置を制御して、第１の指向指数を呈する第１の所定の指向性パターンを作成するステップと、
ｃ）前記第１の所定の指向性パターンを使用して、前記調節可能なマイクロフォン装置によって発生させた、第１の雑音を受ける発話セグメントを記録するステップと、
ｄ）前記調節可能なマイクロフォン装置を制御して、第２の指向指数を呈する第２の所定の指向性パターンを作成するステップであって、前記第２の指向指数が、１つまたは複数の基準周波数において前記第１の指向指数よりも小さい、ステップと、
ｅ）前記第２の所定の指向性パターンを使用して、前記調節可能なマイクロフォン装置によって発生させた第２の雑音を受ける発話セグメントを記録するステップと、
ｆ）前記第１の雑音を受ける発話セグメントおよび前記第２の雑音を受ける発話セグメントを比較することにより、信号プロセッサによって、前記雑音を受ける発話信号の前記客観的知覚量の少なくとも１つの値を決定するステップとを含む方法。
【請求項２】
前記客観的知覚量が、発話了解度基準および発話品質基準のうち１つまたは複数を含む、請求項１に記載の雑音を受ける発話信号の客観的知覚量を決定する方法。
【請求項３】
前記発話了解度基準が、短時間客観的了解度基準（ＳＴＯＩ）、正規化共分散基準値（ＮＣＭ）、発話伝達指数（ＳＴＩ）、発音指数（ＡＩ）などの標準化された客観的了解度基準を含む、請求項２に記載の雑音を受ける発話信号の客観的知覚量を決定する方法。
【請求項４】
前記発話品質基準が、ＰＥＳＱ、ＰＯＬＱＡなどの標準化された客観的発話品質基準を含む、請求項２に記載の雑音を受ける発話信号の客観的知覚量を決定する方法。
【請求項５】
ｈ）前記客観的知覚量の前記少なくとも１つの値に基づいて、補聴器信号プロセッサ上で稼働する少なくとも１つの信号処理アルゴリズムをアクティブ化または非アクティブ化する、ならびに／あるいは前記客観的知覚量の前記少なくとも１つの値に基づいて、前記少なくとも１つの信号処理アルゴリズムのパラメータ値を調節するステップと、
ｇ）前記聴覚機器の第１の聴力損失補償出力信号を生成するため、アクティブな信号処理アルゴリズムおよび／または前記調節したパラメータ値に従って、前記マイクロフォン装置によって発生させたマイクロフォン信号を処理するステップと、
ｉ）第１の出力変換器を通して、前記第１の聴力損失補償出力信号をユーザの左耳または右耳に対して再生するステップとをさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の雑音を受ける発話信号の客観的知覚量を決定する方法。
【請求項６】
前記客観的知覚量の値に従って、前記少なくとも１つの信号処理アルゴリズムの前記パラメータ値を徐々に調節するステップをさらに含む、請求項５に記載の雑音を受ける発話信号の客観的知覚量を決定する方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの信号処理アルゴリズムが、調節可能なビーム形成アルゴリズム、適応性フィードバック抑制アルゴリズム、単チャネル雑音低減アルゴリズム、多重チャネル雑音低減アルゴリズム、多重チャネルダイナミックレンジ圧縮アルゴリズムのうちの１つを含む、請求項５または６に記載の雑音を受ける発話信号の客観的知覚量を決定する方法。
【請求項８】
前記第１の雑音を受ける発話セグメントおよび前記第２の雑音を受ける発話セグメントを、無線通信リンクを介して、前記聴覚機器から、固定端末、可搬型端末、または第２の聴覚機器に送信するステップと、
前記第１の雑音を受ける発話セグメントおよび前記第２の雑音を受ける発話セグメントを、前記固定端末、前記可搬型端末、または前記第２の聴覚機器のデータメモリ領域に記録するステップと、
前記固定端末、前記可搬型端末、または前記第２の聴覚機器の信号プロセッサによって、前記雑音を受ける発話信号の前記客観的知覚量の前記少なくとも１つの値を決定するステップと、
前記客観的知覚量の前記少なくとも１つの値を、前記無線通信リンクを介して、前記固定端末、前記可搬型端末、または前記第２の聴覚機器から前記第１の聴覚機器に送信するステップとをさらに含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の雑音を受ける発話信号の客観的知覚量を決定する方法。
【請求項９】
前記第１の雑音を受ける発話セグメントおよび前記第２の雑音を受ける発話セグメントを、前記第１の聴覚機器のデータメモリに記録するステップと、
前記第１の聴覚機器の信号プロセッサによって、前記雑音を受ける発話信号の前記客観的知覚量の前記少なくとも１つの値の値を決定するステップとをさらに含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の雑音を受ける発話信号の客観的知覚量を決定する方法。
【請求項１０】
前記第２の指向指数が、１ｋＨｚの基準周波数で、２ｄＢよりも小さく、
前記第１の指向指数が、１ｋＨｚの前記基準周波数で、４ｄＢよりも大きいか、好ましくは５ｄＢよりも大きいか、または６ｄＢよりも大きい、請求項１から９のいずれか一項に記載の雑音を受ける発話信号の客観的知覚量を決定する方法。
【請求項１１】
前記第２の指向指数が、５００Ｈｚから３ｋＨｚで、２ｄＢよりも小さく、
前記第１の指向指数が、５００Ｈｚから３ｋＨｚで、４ｄＢよりも大きいか、好ましくは５ｄＢよりも大きいか、または６ｄＢよりも大きい、請求項１から１０のいずれか一項に記載の雑音を受ける発話信号の客観的知覚量を決定する方法。
【請求項１２】
２００Ｈｚから５ｋＨｚ、または５００Ｈｚから３ｋＨｚなど、所定の発話周波数範囲全体を通して、前記第２の指向指数が前記第１の指向指数よりも小さい、請求項１から１１のいずれか一項に記載の雑音を受ける発話信号の客観的知覚量を決定する方法。
【請求項１３】
ユーザの左耳もしくは右耳に、またはその中に配置するように構成された、補聴器のハウジングまたはシェルと、
聴覚機器を取り囲む音場から入ってくる音声に応答してマイクロフォン信号を発生させるように構成された、調節可能なマイクロフォン装置であって、前記入ってくる音声が、標的の発話と干渉雑音の混合物を有する雑音を受ける発話信号を含む、調節可能なマイクロフォン装置と、
補聴器信号プロセッサと、を備える聴覚機器であって、
前記補聴器信号プロセッサが、
前記調節可能なマイクロフォン装置を制御して、第１の指向指数を呈する第１の所定の指向性パターンを生成するステップと、
データメモリの第１のアドレス領域に、前記第１の所定の指向性パターンを使用して、前記調節可能なマイクロフォン装置によって発生させた、第１の雑音を受ける発話セグメントを記録するステップと、
前記調節可能なマイクロフォン装置を制御して、第２の指向指数を呈する第２の所定の指向性パターンを生成するステップであって、前記第２の指向指数が、１つまたは複数の基準周波数において前記第１の指向指数よりも小さい、ステップと、
ｅ）前記データメモリの第２のアドレス範囲に、前記第２の所定の指向性パターンを使用して、前記調節可能なマイクロフォン装置によって発生させた、第２の雑音を受ける発話セグメントを記録するステップと、
ｆ）前記第１の雑音を受ける発話セグメントと前記第２の雑音を受ける発話セグメントとを比較することによって、前記雑音を受ける発話信号の前記客観的知覚量の前記少なくとも１つの値を決定するステップとを実行するように構成される、聴覚機器。
【請求項１４】
前記調節可能なマイクロフォン装置が、
第１の無指向性マイクロフォンおよび第２の無指向性マイクロフォン、または、
無指向性マイクロフォンおよび指向性マイクロフォンを少なくとも含む、請求項１３に記載の聴覚機器。
【請求項１５】
第１の聴覚機器と、固定端末、可搬型端末、および第２の聴覚機器のうち１つとを備える、補聴器システムであって、
前記第１の聴覚機器が、
ユーザの左耳もしくは右耳に、またはその中に配置するように構成された、補聴器のハウジングまたはシェルと、
前記第１の聴覚機器を取り囲む音場から入ってくる音声に応答してマイクロフォン信号を発生させるように構成された、調節可能なマイクロフォン装置であって、前記入ってくる音声が、標的の発話と干渉雑音の混合物を有する雑音を受ける発話信号を含む、調節可能なマイクロフォン装置と、
補聴器信号プロセッサであって、
前記調節可能なマイクロフォン装置を制御して、第１の指向指数を呈する第１の所定の指向性パターンを生成するステップと、
前記第１の所定の指向性パターンを使用して、前記調節可能なマイクロフォン装置によって発生させた、第１の雑音を受ける発話セグメントを受信するステップと、
前記調節可能なマイクロフォン装置を制御して、第２の指向指数を呈する第２の所定の指向性パターンを生成するステップであって、前記第２の指向指数が、１つまたは複数の基準周波数において前記第１の指向指数よりも小さい、ステップと、
前記第２の所定の指向性パターンを使用して、前記調節可能なマイクロフォン装置によって発生させた、第２の雑音を受ける発話セグメントを受信するステップと、を実行するように構成された、補聴器信号プロセッサと、
無線通信リンクを介して、前記第１の雑音を受ける発話セグメントおよび前記第２の雑音を受ける発話セグメントを、前記可搬型端末または前記第２の聴覚機器に送信するように構成された、第１の無線送信器とを備え、
前記固定端末、前記可搬型端末、または前記第２の聴覚機器が、
前記無線通信リンクを通してデータを送受信するように構成された、第２の無線送受信器と、
信号プロセッサであって、
前記第１の雑音を受ける発話セグメントおよび前記第２の雑音を受ける発話セグメントを、前記可搬型端末のデータメモリ領域または前記第２の聴覚機器のデータメモリ領域に記録し、
前記第１の雑音を受ける発話セグメントおよび前記第２の雑音を受ける発話セグメントを比較することによって、前記雑音を受ける発話信号の客観的知覚量の少なくとも１つの値を決定し、
前記客観的知覚量の前記少なくとも１つの値を、前記無線通信リンクを介して、前記固定端末、前記可搬型端末、または前記第２の聴覚機器から、前記第１の聴覚機器に送信するように構成された、信号プロセッサと、を備える、補聴器システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の態様では、指向性音声情報を使用して、雑音を受ける発話信号の客観的知覚量を決定する方法に関する。方法は、標的の発話と干渉雑音の混合物を含む雑音を受ける発話信号を、調節可能なマイクロフォン装置を備えた第１の聴覚機器に適用するステップと、調節可能なマイクロフォン装置を制御して、第１および第２の指向指数をそれぞれ呈する第１および第２の所定の指向性パターンを生成するステップとを含み、前記第２の指向指数は、１つまたは複数の基準周波数において第１の指向指数よりも小さい。第１および第２の雑音を受ける発話セグメントは、第１および第２の所定の指向性パターンをそれぞれ使用して、調節可能なマイクロフォン装置から記録され、雑音を受ける発話信号の客観的知覚量の少なくとも１つの値は、第１および第２の雑音を受ける発話セグメントを比較することによって決定される。
【背景技術】
【０００２】
聴覚障碍者は、一般に、聴覚感度が低下しており、その低下は、対象とする音声の周波数および音量の両方に応じる。したがって、聴覚障碍者は、特定の周波数（例えば、低周波数）は正常聴力者と同様に聞こえ、他の周波数（例えば、高周波数）では、正常聴力者と同じ感度で音声を聞くことができないことがある。同様に、聴覚障碍者は、大きな音、例えば９０ｄＢを超えるＳＰＬは、正常聴力者と同じ感度で知覚するが、静かな音は正常聴力者と同じ感度では聞こえないことがある。したがって、後者の状況では、聴覚障碍者は、特定の周波数または周波数帯におけるダイナミックレンジが低下する。上述したような聴覚障碍者の周波数および音量に応じた聴力低下に加えて、低下は多くの場合、例えば、複数の発話中の話者および／または雑音源が存在する、雑音を受ける音声環境において、競合または干渉する音源同士を区別する能力の低減に結び付く。健康な聴覚系は、かかる不利な聴音条件下で競合または干渉する音源同士を区別する、周知のカクテルパーティ効果に依存する。カクテルパーティ効果は、競合する音源の空間的局在性に基づいた区別を行うのに、中でも特に、競合または干渉する音源からの空間聴覚キューに依存する。かかる不利な聴音条件下では、聴覚障碍者の耳で受け取った音のＳＮＲは、聴覚障碍者が、競合する音源からの異なる音声ストリーム同士を区別するため、空間聴覚キューを検出し使用するのには低すぎることがある。このことは、多くの聴覚障碍者にとって、雑音を受ける音声環境において発話を聞き取り理解する能力が、正常聴力者に比べて著しく低下することに結び付く。単チャネル雑音低減アルゴリズムまたは固定型もしくは適応型のビーム形成アルゴリズムなど、補聴器マイクロフォン信号に対してＳＮＲ向上技術を活用して、補聴器ユーザに対する発話の了解度または品質を向上させることによって、この問題に対処するいくつかの一般的なやり方が存在する。他方で、補聴器ユーザが補聴器の任意の高度な発話処理アルゴリズムを適用することなく良好に作用することができる、多くの状況がある。これらの状況では、求められる以上の処理量の導入を回避することが有益となり得る。なぜなら、補聴器ユーザがこれらの利益を得られないことがあり、また高度なアルゴリズムが邪魔な音声アーチファクトをもたらすことがあるためである。
【０００３】
したがって、補聴器ユーザが、例えば雑音抑制目的で、発話を理解し正常聴力者などの他人と対話できるように、高度な発話処理アルゴリズムを必要とする、状況または聴音条件を検出できることが有利であろう。
【０００４】
近年、発話了解度の客観的評価が改めて注目されている（非特許文献１、非特許文献２）。この注目によって、例えば、発話信号が雑音と混合されているとき、または例えば圧縮もしくは雑音低減を使用した信号処理後において、発話信号の了解度を評価するのに使用することができる、多数の方法が生み出されてきた。ここで、「客観的」とは、人間の試験者が何も関与することなくコンピュータアルゴリズムを使用することを意味する。人間の被験者が使用される場合、評価は主観的評価として説明される。客観的基準の使用は、オンライン用途およびオフライン用途に分割することができる。オンライン用途では、客観的評価は、発話信号の信号処理または送信が実施されている間に進行するプロセスであり、オフライン用途では、客観的評価は、信号処理が適用された後で、例えば、雑音を受ける発話信号を処理するのにアルゴリズムに対する多数の異なる設定が使用されているときに実施され、技術者はどの設定を使用するか選ぶ必要がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】J. M. Kates and K. H. Arehart, "The hearing-aid speech quality index (HASQI) version 2," Journal of the Audio Engineering Society, vol. 62, no. 3, pp. 99-117, 2014
【非特許文献２】T. H. Falk, V. Parsa, J. F. Santos, K. Arehart, O. Hazrati, R. Huber, J. M. Kates and S. Scollie, "Objective Quality and Intelligibility Prediction for Users of Assistive Listening Devices: Advantages and limitations of existing tools," Signal Processing Magazine, IEEE, vol. 32, no. 2, pp. 114-124, 2015
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発話品質および発話了解度基準などの客観的知覚量は、侵入的（intrusive）および非侵入的（non-intrusive）基準という２つのサブグループに分類することができる。侵入的基準の場合、明瞭な発話信号および雑音を受ける発話信号の両方にアクセスすることが求められる。非侵入的基準の場合、雑音を受ける発話信号へのアクセスのみが求められる。しかしながら、補聴器の正常なオンライン使用の間、明瞭な発話信号へのアクセスはなく、雑音を受ける発話信号のみがアクセスされる。雑音を受ける発話信号は、標的の発話と、競合する発話信号、音楽、雑音、残響などの望ましくない干渉信号との混合物を含む。明瞭な発話信号、即ち基準信号を利用できないことによって引き起こされる、侵入的性質の客観的知覚量の決定に関する問題は、本発明によって対処され解決されている。雑音を受ける発話信号の客観的知覚量を決定する本発明の方法論、およびそれに対応して適合された聴覚機器および補聴器システムによれば、調節可能なマイクロフォン装置の指向性を使用した、いわゆる「疑似の」明瞭な発話信号の発生は、明瞭な、例えば標的の発話信号の良好な推定に結び付く。明瞭な発話信号の良好な推定によって、客観的発話了解度基準など、様々なタイプの客観的な侵入的知覚量を、正確に決定または推定することが可能になる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、指向性音声情報を使用して、雑音を受ける発話信号の客観的知覚量を決定する方法に関する。その方法は、
ａ）標的の発話と干渉雑音の混合物を含む雑音を受ける発話信号を、第１の聴覚機器に適用するステップであって、第１の聴覚機器が調節可能なマイクロフォン装置を備える、ステップと、
ｂ）調節可能なマイクロフォン装置を制御して、第１の指向指数を呈する第１の所定の指向性パターンを作成するステップと、
ｃ）第１の所定の指向性パターンを使用して、調節可能なマイクロフォン装置によって発生させた、第１の雑音を受ける発話セグメントを記録するステップと、
ｄ）調節可能なマイクロフォン装置を制御して、第２の指向指数を呈する第２の所定の指向性パターンを作成するステップであって、前記第２の指向指数が、１つまたは複数の基準周波数において第１の指向指数よりも小さい、ステップと、
ｅ）第２の所定の指向性パターンを使用して、調節可能なマイクロフォン装置によって発生させた第２の雑音を受ける発話セグメントを記録するステップと、
ｆ）第１の雑音を受ける発話セグメントおよび第２の雑音を受ける発話セグメントを比較することにより、信号プロセッサによって、雑音を受ける発話信号の客観的知覚量の少なくとも１つの値を決定するステップと、を含む。
【０００８】
本発明は、聴覚機器および聴覚システムの正常な使用の間、雑音を受ける発話信号の客観的知覚量の計算に関連して、明瞭な発話信号にアクセスできないという、上述した従来技術の問題に対処しそれらを解決する。本発明は、聴覚機器のマイクロフォン装置の空間的指向性を活用することによって、利用不能な「真の」明瞭な発話信号の推定として、いわゆる「疑似の」明瞭な発話信号を作成することによって、この問題を解決している。「疑似の」明瞭な発話信号は、比較的大きい指向指数に調節した、即ち設定した第１の所定の指向性パターンを使用して、第１の雑音を受ける発話セグメントを記録することによって、即ち、主ローブが標的の話者に向いている狭いビーム幅を作成することによって、推定されてもよい。干渉する発話または他の雑音信号の限られたレベルが、この条件下における「疑似の」明瞭な発話信号中に存在することがあるものの、残留雑音レベルは、添付図面を参照して以下でさらに詳細に実証し考察するような、ＳＴＯＩ値などの問題の客観的知覚量の求められる値を正確に推定することが可能になるように、十分に低いレベルとすることができる。
【０００９】
例えば、第１の雑音を受ける発話セグメントおよび第２の雑音を受ける発話セグメントを比較して、雑音を受ける発話信号の客観的知覚量の少なくとも１つの値を決定または計算することは、例えば周知の短時間客観的了解度基準（ＳＴＯＩ）を計算するため、相互相関などの相関を含んでもよい。
【００１０】
２つの客観的知覚量が、多くの場合、聴覚機器および聴覚機器システムにおける発話信号の受信、処理、および増幅、発話品質、ならびに発話了解度と関連して、非常に興味深いものである場合が多い。発話品質は、受信した発話信号がどの程度快適で明瞭であるかを測定する。雑音、クリック音、および他の可聴アーチファクトは、他のものの中でも特に、受信する発話信号の品質を低減させる。他方で、発話了解度は、補聴器ユーザなどの受聴者によって発話信号が正確に知覚または理解されているか否かを測定する。それに関連して、発話品質および発話了解度は必ずしも相関しないという点に留意することが重要である。高い品質自体が高い了解度をもたらすわけではなく、その逆もまた真である。実際のところ、ある種の発話処理では、低い発話品質が高い了解度を呈する。
【００１１】
したがって、客観的知覚量は、本発明の方法論のいくつかの実施形態では、発話了解度基準、発話品質基準などのうち１つまたは複数を含んでもよい。発話了解度基準は、本発明の方法論のいくつかの実施形態では、短時間客観的了解度基準（ＳＴＯＩ）、発話伝達指数（ｓｐｅｅｃｈ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｉｎｄｅｘ）（ＳＴＩ）、発音指数（ＡＩ）などの侵入的技術に基づく、標準化された客観的了解度基準を含んでもよい。発話品質基準は、ＰＥＳＱ、ＰＯＬＱＡなどの標準化された客観的発話品質基準を含んでもよい。
【００１２】
第１および第２の雑音を受ける発話セグメントは、好ましくは、調節可能なマイクロフォン装置に衝突する、雑音を受ける発話信号の実質的に時間整列されたセグメントである。第１および第２の雑音を受ける発話セグメントは、調節可能なマイクロフォン装置によって生成される、第１および第２のマイクロフォン信号から実質的に同時に発生させてもよい。あるいは、第１および第２の雑音を受ける発話セグメントは、同時ではなく連続して発生させてもよい。第１の雑音を受ける発話セグメントは、第２の雑音を受ける発話セグメントの発生および記録の前に発生され記録されてもよく、またはその逆も真である。第１および第２の雑音を受ける発話セグメントは、雑音を受ける発話信号に応答して調節可能なマイクロフォン装置によって生成される、第１および第２の無指向性マイクロフォン信号に対して、異なるパラメータセット、例えば時間遅延が適用される、ビーム形成アルゴリズムから導き出されてもよい。
【００１３】
後述するような第１の指向指数および第２の指向指数のそれぞれの値は、第１の聴覚機器の自由音場条件下で測定された値を指す。第１の指向指数および第２の指向指数のそれぞれの値は、ユーザの頭部および胴体の幾何学形状ならびに補聴器ハウジング、例えばＢＴＥ、ＩＴＥ，ＩＴＣ、ＲＩＣ、ＣＩＣなどの形状／様式に応じて、補聴器ユーザの耳の中、その位置、またはその上での第１の聴覚機器の配置によって修正されてもよいことを、当業者であれば理解するであろう。本発明の方法論は、当然、補聴器ユーザの左耳もしくは右耳の中、その位置、またはその上に、第１の聴覚機器が装着されたときに実施されてもよい。
【００１４】
本発明の方法論の一実施形態は、
ｈ）客観的知覚量の少なくとも１つの値に基づいて、補聴器信号プロセッサ上で稼働する少なくとも１つの信号処理アルゴリズムをアクティブ化または非アクティブ化する、ならびに／あるいは客観的知覚量の少なくとも１つの値に基づいて、少なくとも１つの信号処理アルゴリズムのパラメータ値を調節するステップと、
ｇ）聴覚機器の第１の聴力損失補償出力信号を生成するため、アクティブな信号処理アルゴリズムおよび／または調節したパラメータ値に従って、マイクロフォン装置によって発生させたマイクロフォン信号を処理するステップと、
ｉ）第１の出力変換器を通して、第１の聴力損失補償出力信号をユーザの左耳または右耳に対して再生するステップと、をさらに含む。
【００１５】
補聴器信号プロセッサの性質について、以下でさらに詳細に考察する。補聴器信号プロセッサ上で稼働もしくは実行される少なくとも１つの信号処理アルゴリズムをアクティブ化または非アクティブ化する様々な方法について、添付図面を参照して以下でさらに詳細に考察する。
【００１６】
本発明の方法論のいくつかの実施形態では、入ってくる雑音を受ける発話信号に応答して、第２の指向指数を利用してマイクロフォン装置によって発生するマイクロフォン信号は、第１の聴力損失補償出力信号を生成するため、本質的に遅延なしで、例えば１０ｍｓ未満の時間遅延で、補聴器信号プロセッサのアクティブな信号処理アルゴリズムに送信されてもよいことを、当業者であれば理解するであろう。通常、エコー効果を回避し、補聴器ユーザに対する視覚および音声入力を合理的に整合させて保つため、聴覚機器を通るマイクロフォン信号の時間遅延を最小限に抑えることが有利である。雑音を受ける発話信号の第２の雑音を受ける発話セグメントの記録または格納は、第１の聴力損失補償出力信号を生成するために補聴器信号プロセッサによって実施される、雑音を受ける発話信号の処理と並行して実施されてもよい。
【００１７】
本発明の方法論は、客観的知覚量の値に従って、少なくとも１つの信号処理アルゴリズムのパラメータ値を徐々に調節する、さらなるステップを含んでもよい。客観的知覚量の値は、一般的に、周囲の聴音環境の変化する雑音レベルを追跡して、時間に伴って変動することを、当業者であれば理解するであろう。
【００１８】
様々なタイプの信号処理アルゴリズムが、客観的知覚量の変動する値に従って、アクティブ化もしくは非アクティブ化されてもよく、またはそれに従って調節されたパラメータ値を有してもよい。少なくとも１つの信号処理アルゴリズムは、例えば、調節可能なビーム形成アルゴリズム、適応性フィードバック抑制アルゴリズム、単チャネル雑音低減アルゴリズム、多重チャネル雑音低減アルゴリズム、多重チャネルダイナミックレンジ圧縮アルゴリズムのうち１つを含んでもよい。調節可能なマイクロフォン装置の指向性は、ＳＴＯＩ値が例えば０．８を上回る大きい値のとき、例えば１．０ｄＢ未満の小さい指向指数値が選択されるように、ＳＴＯＩ値などの標準化された客観的了解度基準の測定値に応じて、補聴器信号プロセッサによって上下に調節されてもよい。反対に、調節可能なマイクロフォン装置の指向性は、ＳＴＯＩ値が例えば０．２を下回るとき、高い指向指数値、例えば５．０ｄＢ超または９ｄＢが選択されるように設定されてもよい。
【００１９】
雑音を受ける発話信号の客観的知覚量を決定する本発明の方法論を実施するのに関与する計算は、本発明の特定の実施形態では、無線データ通信リンクを介して互いに接続された２つ以上の別個のデバイス間で分散されてもよい。したがって、本発明の方法論は、
第１の雑音を受ける発話セグメントおよび第２の雑音を受ける発話セグメントを、無線通信リンクを介して、聴覚機器から、固定端末、可搬型端末、または第２の聴覚機器に送信するステップと、
第１の雑音を受ける発話セグメントおよび第２の雑音を受ける発話セグメントを、固定端末、可搬型端末、または第２の聴覚機器のデータメモリ領域に記録するステップと、
固定端末、可搬型端末、または第２の聴覚機器の信号プロセッサによって、雑音を受ける発話信号の客観的知覚量の、少なくとも１つの値を決定するステップと、
客観的知覚量の少なくとも１つの値を、無線通信リンクを介して、固定端末、可搬型端末、または第２の聴覚機器から第１の聴覚機器に送信するステップと、をさらに含んでもよい。
【００２０】
固定端末は、パーソナルコンピュータが無線で、第１の雑音を受ける発話セグメントおよび第２の雑音を受ける発話を受信し、客観的知覚量セグメントの少なくとも１つの値を聴覚機器に返送することを可能にする、適切な双方向性無線データ通信インターフェースを装備したパーソナルコンピュータを含んでもよい。双方向性無線データ通信インターフェースは、ブルートゥース（登録商標）データインターフェースまたはＷｉ−Ｆｉ（登録商標）データインターフェースを含んでもよい。可搬型端末は、対応する無線通信機構および機能を備えた、スマートフォン、タブレット、または遠隔の装着型プロセッサを含んでもよく、あるいは第２の聴覚機器は、対応する無線通信機構および機能を備えてもよい。
【００２１】
本発明の方法は、
第１の雑音を受ける発話セグメントおよび第２の雑音を受ける発話セグメントを、第１の聴覚機器のデータメモリに記録するステップと、
第１の聴覚機器の信号プロセッサによって、雑音を受ける発話信号の客観的知覚量の少なくとも１つの値の値を決定するステップと、をさらに含んでもよい。このように、第１の聴覚機器の信号プロセッサおよびメモリ資源は、客観的知覚量の少なくとも１つの値を決定するための、すべての必要な計算を実施するように構成される。
【００２２】
第２の指向指数は、１ｋＨｚの基準周波数で、２ｄＢよりも小さくてもよく、第１の指向指数は、１ｋＨｚの基準周波数で、４ｄＢよりも大きいか、好ましくは５ｄＢよりも大きいか、または６ｄＢよりも大きいか、またはさらには９ｄＢよりも大きくてもよい。
【００２３】
第１の雑音を受ける発話セグメントを獲得する間、調節可能なマイクロフォン装置によって生成されるマイクロフォン信号における、干渉する発話および他の雑音源が良好に抑制されることを担保するため、第１の指向指数は、好ましくは、発話周波数範囲の相当部分を通して第２の指向指数よりも大きい。したがって、本発明の方法論の一実施形態によれば、第１の指向指数は、２００Ｈｚ〜５ｋＨｚまたは５００Ｈｚ〜３ｋＨｚなど、所定の発話周波数範囲全体を通して、第２の指向指数よりも大きい。別の実施形態では、第２の指向指数は、５００Ｈｚ〜３ｋＨｚで２ｄＢよりも小さく、第１の指向指数は、５００Ｈｚ〜３ｋＨｚで、４ｄＢよりも大きいか、好ましくは５ｄＢよりも大きいか、または６ｄＢよりも大きい。
【００２４】
本発明の第２の態様は、ユーザの左耳もしくは右耳に、またはその中に配置するように構成された、補聴器のハウジングまたはシェルを備える聴覚機器に関する。聴覚機器は、聴覚機器を取り囲む音場から入ってくる音声に応答してマイクロフォン信号を発生させるように構成された、調節可能なマイクロフォン装置をさらに備え、前記入ってくる音声は、標的の発話と干渉雑音の混合物を有する雑音を受ける発話信号を含む。聴覚機器の補聴器信号プロセッサは、
調節可能なマイクロフォン装置を制御して、第１の指向指数を呈する第１の所定の指向性パターンを生成するステップと、
データメモリの第１のアドレス領域に、第１の所定の指向性パターンを使用して、調節可能なマイクロフォン装置によって発生させた、第１の雑音を受ける発話セグメントを記録するステップと、
調節可能なマイクロフォン装置を制御して、第２の指向指数を呈する第２の所定の指向性パターンを生成するステップであって、前記第２の指向指数が、１つまたは複数の基準周波数において第１の指向指数よりも小さい、ステップと、
ｅ）データメモリの第２のアドレス範囲に、第２の所定の指向性パターンを使用して、調節可能なマイクロフォン装置によって発生させた、第２の雑音を受ける発話セグメントを記録するステップと、
ｆ）第１の雑音を受ける発話セグメントと第２の雑音を受ける発話セグメントとを比較することによって、雑音を受ける発話信号の客観的知覚量の少なくとも１つの値を決定するステップとを実行するように構成される。
【００２５】
可搬型端末の信号プロセッサおよび補聴器信号プロセッサそれぞれの信号処理機能は、固定配線型デジタルハードウェアによって、またはソフトウェアプログラム可能な信号プロセッサで実行される１つもしくはそれ以上のコンピュータプログラム、プログラムルーチン、および実行のスレッドによって、実行または実装されてもよい。コンピュータプログラム、ルーチン、および実行のスレッドはそれぞれ、複数の実行可能なプログラム命令を含んでもよい。あるいは、信号処理機能は、固定配線型デジタルハードウェアと、ソフトウェアプログラム可能な信号プロセッサで稼働するコンピュータプログラム、ルーチン、および実行のスレッドとの組合せによって実施されてもよい。したがって、第１の雑音を受ける発話セグメントと第２の雑音を受ける発話セグメントとを比較する上述の方法論はそれぞれ、プログラム可能デジタル信号プロセッサなど、適切なソフトウェアプログラム可能なマイクロプロセッサ上で実行可能な、コンピュータプログラム、プログラムルーチン、または実行のスレッドによって実施されてもよい。マイクロプロセッサおよび／または専用デジタルハードウェアは、ＡＳＩＣ上に統合されるか、またはＦＰＧＡデバイス上で実装されてもよい。
【００２６】
本発明の第３の態様は、第１の聴覚機器と、固定端末、可搬型端末、および第２の聴覚機器のうち１つとを備える、補聴器システムに関し、
第１の聴覚機器は、
ユーザの左耳もしくは右耳に、またはその中に配置するように構成された、補聴器のハウジングまたはシェルと、
第１の聴覚機器を取り囲む音場から入ってくる音声に応答してマイクロフォン信号を発生させるように構成された、調節可能なマイクロフォン装置であって、前記入ってくる音声が、標的の発話と干渉雑音の混合物を有する雑音を受ける発話信号を含む、調節可能なマイクロフォン装置と、
補聴器信号プロセッサであって、
調節可能なマイクロフォン装置を制御して、第１の指向指数を呈する第１の所定の指向性パターンを生成するステップと、
第１の所定の指向性パターンを使用して、調節可能なマイクロフォン装置によって発生させた、第１の雑音を受ける発話セグメントを受信するステップと、
調節可能なマイクロフォン装置を制御して、第２の指向指数を呈する第２の所定の指向性パターンを生成するステップであって、前記第２の指向指数が、１つまたは複数の基準周波数において第１の指向指数よりも小さい、ステップと、
第２の所定の指向性パターンを使用して、調節可能なマイクロフォン装置によって発生させた、第２の雑音を受ける発話セグメントを受信するステップと、を実行するように構成された、補聴器信号プロセッサと、
無線通信リンクを介して、第１の雑音を受ける発話セグメントおよび第２の雑音を受ける発話セグメントを、可搬型端末または第２の聴覚機器に送信するように構成された、第１の無線送信器と、を備え、
固定端末、可搬型端末、または第２の聴覚機器は、
無線通信リンクを通してデータを送受信するように構成された、第２の無線送受信器と、
信号プロセッサであって、
第１の雑音を受ける発話セグメントおよび第２の雑音を受ける発話セグメントを、可搬型端末のデータメモリ領域または第２の聴覚機器のデータメモリ領域に記録し、
第１の雑音を受ける発話セグメントおよび第２の雑音を受ける発話セグメントを比較することによって、雑音を受ける発話信号の客観的知覚量の少なくとも１つの値を決定し、
客観的知覚量の少なくとも１つの値を、無線通信リンクを介して、固定端末、可搬型端末、または第２の聴覚機器から、第１の聴覚機器に送信するように構成された、信号プロセッサと、を備える。
【００２７】
補聴器システムは、無線通信リンクによって可能になる客観的知覚量の少なくとも１つの値の計算に対して分散型のアプローチを提供して、上記に概説したような、可搬型端末と第１の聴覚機器との間のデータの双方向交換を可能にしている。特に、一般的な聴覚機器の計算およびメモリ資源の制約を考慮して、客観的知覚量の少なくとも１つの値の計算と関連付けられた計算負荷量を、２つ以上の別個のデバイス間で分散させることが有利となり得ることを、当業者であれば理解するであろう。可搬型端末は、一般的な聴覚機器よりも著しく大きい計算資源およびメモリ資源を一般的に有する、スマートフォン、携帯電話、またはタブレットを含んでもよい。したがって、第１および第２の雑音を受ける発話セグメントは、好都合には、可搬型端末のデータメモリ領域に格納または記録されてもよく、したがって、雑音を受ける発話信号の客観的知覚量の少なくとも１つの値の決定は、可搬型端末の適切な信号プロセッサ、例えばマイクロプロセッサまたはＤＳＰによって実施される。補聴器システムの代替実施形態は、可搬型端末の代わりに第２の聴覚機器を備え、したがって、第１の聴覚機器がユーザの左耳もしくは右耳に、またはその中に配置され、第２の聴覚機器がユーザの他方の耳に、またはその中に配置される、両耳用補聴器システムを提供してもよい。
【００２８】
無線通信リンクは、ＲＦ信号送信、例えばアナログＦＭ技術、あるいは例えば、ブルートゥースＬＥなどのブルートゥース規格、または他の標準化されたＲＦ通信プロトコルの１つに準拠した、様々なタイプのデジタル送信技術に基づいてもよい。代替例では、無線通信リンクは、光学信号送信または近接場誘導結合に基づいてもよい。
【００２９】
本発明の実施形態について、添付図面に関連してさらに詳細に記載する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態による、標的の話者と多数の干渉雑音源とを含み、聴覚機器のマイクロフォン装置において望ましくない干渉する発話信号を生成する、雑音を受ける聴音環境に置かれた聴覚機器を示す概略ブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施形態による、例示的な補聴器システムを示す概略ブロック図である。
【図３】指向性音声情報を使用して、雑音を受ける発話信号の客観的知覚量を決定する本発明の方法論を試験し評価する、実験室測定設備を示す単純化した概略図である。
【図４】上述の実験室測定設備の聴覚機器から得られる、雑音を受ける発話信号のいくつかの信号対雑音比条件下における、実験的に測定したＳＴＯＩ値を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１は、不利な音声または聴音環境で動作する、本発明の第１の実施形態による、さらに詳細には後述するような、聴覚機器１０２または聴覚機器システム１０２の概略図である。聴覚機器１０２は、さらに詳細には後述するように、指向性音声情報を使用して、聴音環境の受信した雑音を受ける発話信号の客観的知覚量を決定するように構成される。聴覚機器１０２は、聴覚障碍者の左耳もしくは右耳（図示せず）に、またはその中に配置するように構成された、ハウジングまたはシェルを備えてもよい。聴覚機器１０２は、いわゆるＢＴＥタイプ、ＩＴＥタイプ、ＣＩＣタイプ、ＲＩＣタイプなど、異なるタイプの聴覚機器を含んでもよいことを、当業者であれば認識するであろう。したがって、聴覚機器のマイクロフォン装置は、ユーザの耳介の後ろ、またはユーザの外耳の内部、またはユーザの外耳道の内部など、ユーザの耳の、またはその中の様々な場所に位置してもよい。
【００３２】
聴覚障碍者（図示せず）は、聴覚障碍者の正中面上もしくはその近くで、聴覚障碍者１０２からある程度の距離だけ離れて位置する標的または所望の話者１１２が生成する、標的の発話信号１１０、または場合によっては他のタイプの音声を受信したいと考える。干渉する話者１１４、１１６によって発生する、干渉する発話信号、即ち発話妨害音（ｓｐｅｅｃｈ  ｊａｍｍｅｒ）１０９ａ、１０９ｂによって概略的に示されるように、聴覚障碍者を取り囲む音声環境は不利なことがあり、聴覚機器１０２の調節可能なマイクロフォン装置における一対の無指向性マイクロフォン１０４、１０５の位置において、雑音を受ける発話信号１１１の信号対雑音（ＳＮＲ）が低くなってしまう。したがって、干渉する話者１１４、１１６によって発生した干渉する発話信号１０９ａ、１０９ｂは、当該聴音環境における補聴器ユーザにとって雑音源を表し、標的の発話１１０の発話了解度が低くなる傾向にある。雑音信号１０９ａ、１０９ｂは、実際には、干渉する発話信号の代わりに、またはそれに加えて、機械雑音、風雑音、バブル雑音、テレビおよびラジオからの発話および音楽など、他の多くのタイプの一般的な雑音源を含んでもよいことを、当業者であれば理解するであろう。雑音信号は、様々な雑音源からの直接の雑音成分に加えて、聴覚障碍者がいる部屋、ホール、または会議場の部屋の境界１２０からの、様々な境界反射を含んでもよい。これらの干渉雑音源が存在する結果、雑音を受ける発話信号１１１は、一対の無指向性マイクロフォン１０４、１０５に衝突し、この雑音を受ける発話信号１１１は、所望／標的の発話信号１１０と干渉する発話信号１０９ａ、１０９ｂの混合物を含む。
【００３３】
聴覚機器１０２は、上述した雑音を受ける発話信号など、周囲の音声環境または音場から入ってくる音声に応答して、１つまたは複数のマイクロフォン信号を発生させるように構成された、調節可能なマイクロフォン装置１０４、１０５の指向指数を備えている。聴覚機器１０２は、調節可能なマイクロフォン装置を制御して、第１の指向指数を呈する第１の所定の指向性パターン１０７ａを生成するステップを実行するように構成された、補聴器信号プロセッサ（図２の項目２４０を指す）をさらに備える。指向性パターン１０７ａは、グラフ１０７に概略的に示されており、主ローブが約０°の方向に位置する標的の話者１１２に向いている、際立った指向性を呈する。第１の所定の指向性パターン１０７ａは、発話周波数範囲内の関連するまたは適切な基準周波数で、例えば２００Ｈｚ〜５ｋＨｚのどこか、例えば１ｋＨｚの基準周波数で記録されていてもよい。第１の指向指数は、標的の話者が位置する方向、例えば正面方向以外の方向からの干渉雑音を良好に抑制するため、４ｄＢよりも大きいか、６ｄＢよりも大きいか、または１０ｄＢよりも大きくてもよい。補聴器信号プロセッサは、第１の所定の指向性パターンを使用して、雑音を受ける発話信号１１１に応答して、調節可能なマイクロフォン装置によって発生した第１の雑音を受ける発話セグメントを記録または格納するため、例えば適切なプログラムルーチンもしくはプログラムスレッドを介して、構成またはプログラムされる。第１の雑音を受ける発話セグメントは、例えば、聴覚機器１０２または他の任意の適切なメモリバッファの、揮発性もしくは不揮発性メモリの適切なデータメモリ領域に格納されてもよい。第１の雑音を受ける発話セグメントの長さは、計算される客観的知覚量の性質に応じて変動する。本発明のいくつかの実施形態では、客観的知覚量は、標準化された客観的了解度などの発話了解度、例えば短時間客観的了解度基準（ＳＴＯＩ）であってもよい。後者の状況では、第１の雑音を受ける発話セグメントの長さは３３３ｍｓ〜５００ｍｓであってもよく、第２の雑音を受ける発話セグメントの長さは３３３ｍｓ〜５００ｍｓであってもよい。
【００３４】
調節可能なマイクロフォン装置１０４、１０５の指向指数は、第１および第２の無指向性マイクロフォン１０４、１０５によって供給される第１および第２のアナログ無指向性マイクロフォン信号をサンプリングしデジタル化して、第１および第２のデジタルマイクロフォン信号を生成するように構成された、第１および第２のアナログ・デジタル変換器（図示せず）を備えてもよい。第１および第２のデジタルマイクロフォン信号はそれぞれ、６ｋＨｚ〜４８ｋＨｚのサンプリング周波数、および１２〜２４ビットの分解能を有してもよい。補聴器信号プロセッサは、適切な指向性アルゴリズムを第１および第２のデジタルマイクロフォン信号に適用することによって、第１の所定の指向性パターン１０７ａを有する指向性マイクロフォン信号１２５を生成するように構成されてもよい。第１の所定の指向性パターン１０７ａは、指向性アルゴリズムによる補聴器信号プロセッサの制御下で、非常に柔軟な形で所望に応じて調節することができる。指向性アルゴリズムは、第１および第２のデジタルマイクロフォン信号の間で可変の時間遅延を有する、遅延および減算機能を含んでもよい。調節可能なマイクロフォン装置１０４、１０５の指向指数は、第１および第２のデジタル無指向性マイクロフォン信号のうち１つのみをさらなる処理のために選択することによって、単純な形で、第２の所定の指向性パターン１０８ａを有する実質的に無指向性のマイクロフォン信号１２４をさらに生成してもよい。
【００３５】
しかしながら、調節可能なマイクロフォン装置１０４、１０５の代替実施形態によれば、指向指数は、無指向性マイクロフォン要素と指向性マイクロフォン要素の組合せに依拠してもよく、後者は、共通のダイヤフラムの反対側に至る一対の離隔した音声ポートを有する、従来の圧力勾配マイクロフォンを含む。後者の実施形態では、第１の所定の指向性パターン１０７ａを呈する指向性マイクロフォン信号１２５は、指向性マイクロフォン要素の出力で直接生成されてもよく、実質的に無指向性のマイクロフォン信号１２４は、無指向性マイクロフォン要素の出力から直接記録されてもよい。したがって、補聴器信号プロセッサは、例えば、指向性および無指向性マイクロフォン要素の出力で生成されるマイクロフォン信号を切り替えることによって、調節可能なマイクロフォン装置を第１および第２の所定の指向性パターン１０７ａ、１０８ａの間で切り替えることができる。
【００３６】
その後、または並行処理を使用して同時に、補聴器信号プロセッサは、第１の所定の指向性パターンを使用して、調節可能なマイクロフォン装置によって発生する、第１の雑音を受ける発話セグメントを記録または格納し、補聴器信号プロセッサは、調節可能なマイクロフォン装置を制御して、上述した第２の所定の指向性パターン１０８ａを生成する。少なくとも上述の１つもしくはそれ以上の基準周波数または周波数範囲において、第１の指向指数は第２の指向指数よりも大きい。例えば、第１の指向指数は、１つまたは複数の基準周波数それぞれにおいて、第２の指向指数よりも少なくとも３ｄＢまたは６ｄＢ高くてもよい。例えば、第２の指向指数は、ほぼ無指向性の音声ピックアップを提供するため、０ｄＢ〜２ｄＢであってもよい。補聴器信号プロセッサは、第２の所定の指向性パターンを使用して調節可能なマイクロフォン装置によって発生する第２の雑音を受ける発話セグメントを、データメモリの第２のアドレス範囲に記録または格納する。第１の雑音を受ける発話セグメントおよび第２の雑音を受ける発話セグメントは、雑音を受ける発話信号１１１の実質的に時間整列されたセクションを含んでもよいことを、当業者であれば理解するであろう。いくつかの実施形態では、第１および第２の無指向性デジタルマイクロフォン信号は、第１の所定の指向性パターン１０７ａを有する指向性マイクロフォン信号を形成するため、上述したビーム形成アルゴリズムに提供される前に、補聴器信号プロセッサの適切なメモリバッファに一時的に格納されてもよい。第２の雑音を受ける発話セグメントを生成する時間整列された無指向性マイクロフォン信号は、適切なバッファ位置もしくはアドレスから、格納された第１および第２の無指向性デジタルマイクロフォン信号の１つを選択することによって形成されてもよい。
【００３７】
補聴器信号プロセッサはその後、データメモリの適切な場所またはアドレスから、第１の雑音を受ける発話セグメントおよび第２の雑音を受ける発話セグメントを獲得し、第１の雑音を受ける発話セグメントおよび第２の雑音を受ける発話セグメントを比較することによって、雑音を受ける発話信号の客観的知覚量の１つもしくはそれ以上の値を決定してもよい。その後、補聴器信号プロセッサは、第１の雑音を受ける発話セグメントおよび第２の雑音を受ける発話セグメントをデータメモリから消去し、雑音を受ける発話信号から新しい一対の雑音を受ける発話セグメントを再度発生させ形成することによって、客観的知覚量の第２のまたは次の値を計算し始め、客観的知覚量の対応する値を計算してもよい。このように、補聴器信号プロセッサは、規則的に、例えば上述した３３３ｍｍ〜５００ｍｓのフレームサイズなどの規定の時間間隔で、雑音を受ける発話信号の現在の性質を反映する客観的知覚量の更新された値を生成するように構成されてもよい。第１および第２の雑音を受ける発話セグメントの開始時間と、客観的知覚量の対応する値の送達時間との間の時間遅延は、５００ｍｓ〜５ｓであってもよく、好ましくは４ｓ未満である。
【００３８】
この実施形態では、補聴器信号プロセッサは、追加の雑音、残響、フィルタリング、およびクリッピングなど、聴覚機器が多くの場合に遭遇する、いくつかのタイプの発話信号低下の正確な了解度スコアを計算するのに便利な、上述した短時間客観的了解度（ＳＴＯＩ）基準を計算するように構成されてもよい。しかしながら、ＳＴＯＩ値の計算には、雑音を受ける発話信号と明瞭な発話信号の両方にアクセスすることを要し、そのことは、この別の形では有用な客観的了解度基準が、雑音を受ける発話信号のみが、補聴器マイクロフォンによるピックアップとして通常は分析に利用可能である、オンラインまたは生の聴覚機器応用例には不適当であると見なされていることを意味する。本発明は、聴覚機器のマイクロフォン装置の空間的指向性を活用することによって、利用不能な「真の」明瞭な発話信号に代わる、いわゆる「疑似の」明瞭な発話信号を生成することによって、この問題を解決している。第１の雑音を受ける発話セグメント中の、干渉する発話信号１０９ａ、１０９ｂ、および聴音環境内に存在する他の雑音源の顕著な抑制は、標的の話者１１２に向いた比較的大きい指向指数を、即ち狭いビームパターンを有してもよい、第１の所定の指向性パターン１０７ａを使用して、第１の発話セグメントを受信または記録することによって達成される。したがって、干渉する発話および他の雑音信号１０９ａ、１０９ｂの限られた残留レベルが、「疑似の」明瞭な発話信号中に存在することがあるが、このレベルは、本発明者らによって得られた実験結果を参照して以下でさらに詳細に記載するように、第１の指向指数の適切な選択または設定によってＳＴＯＩ値を正確に推定することが可能になるような、十分に低いレベルとすることができる。
【００３９】
したがって、聴覚機器１０２は、聴覚機器１０２のマイクロフォン装置で受信した所望／標的の発話信号１１０の了解度を特徴付ける、ＳＴＯＩ値を連続的に計算するように適合されてもよい。１．０に近いＳＴＯＩ値は、所望／標的の発話信号１１０の了解度が完璧であることを示し、０．０に近いＳＴＯＩは、発話の了解度がゼロであることを示す。計算されたＳＴＯＩ値は、補聴器ユーザの左耳もしくは右耳に供給される聴力損失補償出力信号の処理を適合させる多数のやり方で、補聴器信号プロセッサによって利用されてもよいことを、当業者であれば認識するであろう。補聴器信号プロセッサは、例えば、現在のＳＴＯＩ値に応じて、特定の信号処理アルゴリズムをアクティブ化または非アクティブ化してもよい。別の方法として、またはそれに加えて、補聴器信号プロセッサは、必ずしもアルゴリズムを非アクティブ化させずに、同じ信号処理アルゴリズムのパラメータ値を調節するように適合されてもよい。
【００４０】
一例として、補聴器信号プロセッサは、例えば、現在のＳＴＯＩ値が所定の閾値を上回ると、単チャネル雑音低減アルゴリズムを非アクティブ化し、現在のＳＴＯＩ値が所定の閾値を下回ると、単チャネル雑音低減アルゴリズムをアクティブ化してもよい。このように、聴覚ユーザは、補聴器ユーザが入ってくる発話を理解し困難なく意思疎通ができるように、所望／標的の発話信号１１０の了解度が十分に高い音声環境中で、アクティブな単チャネル雑音低減アルゴリズムによって導入される聴力損失補償出力信号の可聴音アーチファクトが存在しないことによって、利益を得るであろう。現在のＳＴＯＩ値が所定の閾値を下回ることによって示されるような、干渉する発話および雑音の顕著なレベルがもたらされる反対の聴音条件下では、補聴器ユーザが、特定の可聴音声アーチファクトを聴力損失補償出力信号に導入する代わりに、所望／標的の発話信号１１０の改善された了解度によって、結果として得られる雑音低減の利益を得ることができるという理由で、補聴器信号プロセッサは、単チャネル信号低減アルゴリズムをアクティブ化させてもよい。
【００４１】
同様の理屈から、補聴器信号プロセッサは、対象としている客観的知覚量の現在の値に応じて、他の多数のタイプの信号処理アルゴリズム、例えば多重チャネルダイナミックレンジ圧縮アルゴリズム、ビーム形成アルゴリズム、もしくはフィードバック抑制アルゴリズムをアクティブ化／非アクティブ化するか、またはそのパラメータ値を調節するように適合されてもよいことを、当業者であれば理解するであろう。このように、聴力損失補償出力信号に適用される高度な信号処理アルゴリズムの数は、補聴器ユーザの聴音または音声環境の不利を追跡するように適合されてもよい。この追跡は、好ましい聴音条件下で、即ち比較的高いＳＴＯＩ値に結び付く低レベルの干渉する発話および／または雑音によって特徴付けられる条件下で、補聴器信号プロセッサによって、最小限の量の信号処理のみが標的の発話信号に適用されるようにして実施されてもよい。対応する効果は、当然ながら、信号処理アルゴリズムを非アクティブ化する代わりに、アクティブな信号処理アルゴリズムの特定のパラメータ値を調節して、特定のアルゴリズムを聴力損失補償出力信号に付与することの影響を増加または減少させることによって、達成される場合が多い。
【００４２】
例示的な一実施形態によれば、雑音を受けるマイクロフォン信号の第１および第２の雑音を受ける発話セグメントから決定または計算されたＳＴＯＩ値は、調節可能なビーム形成アルゴリズムを介して、マイクロフォン装置の指向性パターンを制御するのに使用される。１に近い高いＳＴＯＩ値に応答して、補聴器信号プロセッサは、調節可能なビーム形成アルゴリズムを適合して、例えば図示される指向性パターン１０８ａとして、ほぼ無指向の指向性パターンを生成する。これは、単に２つの無指向性マイクロフォン１０４、１０５のうち１つの接続を解除することによって、またはマイクロフォン内の時間遅延もしくは位相差など、調節可能なビーム形成アルゴリズムの特定のパラメータを調節することによって達成されてもよい。例えばゼロに向かって動く、減少するＳＴＯＩ値に応答して、補聴器信号プロセッサは、調節可能なビーム形成アルゴリズムを適合して、徐々に指向性が強くなる指向性パターンを、即ち増加する指向指数値を生成する。指向指数値は、０．１に近いＳＴＯＩ値に対して極座標プロット１０７に示される指向性パターン１０７ａに一致するように調節されてもよい。後者の指向性パターンは、中心が極座標プロット１０７、１０８の約０°の方位、即ち約０°の向きの音源を意味する場合の、中心から外れた音源の良好な抑制を提供する、カージオイドもしくはハイパーカージオイド指向性パターン、または、他の任意の適切な指向性パターンであってもよい。しかしながら、達成可能な指向性の最大量は、マイクロフォン装置の物理的特性にも、特にその中の個々のマイクロフォンの数、個々のマイクロフォンの音声ポートの間隔にも依存する。
【００４３】
入ってくるマイクロフォン信号１１１を介して、雑音を受ける発話信号の第１および第２の雑音を受ける発話セグメントを捕捉すること、またそれに続いて、上述のＳＴＯＩ値など、雑音を受ける発話信号の対象とする客観的知覚量の値を計算することは、概略的に上述したように、本発明のいくつかの実施形態における聴覚機器１０２の補聴器信号プロセッサによって、専ら実施されてもよいことを、当業者であれば理解するであろう。しかしながら、本発明の他の実施形態では、雑音を受ける発話信号の第１および第２の雑音を受ける発話セグメントの捕捉、ならびに第１および第２の雑音を受ける発話セグメントに適用される様々な格納および信号処理機能は、上記に概説したように、２つの別個の可搬型デバイス間で分散されてもよい。２つの別個の可搬型デバイスは共に、雑音を受ける発話信号の客観的知覚量を決定する、本発明の方法論を実施／実装する補聴器装置またはシステムを形成する。かかる補聴器は、図２に概略的に示されるように、双方向性無線データ通信リンク、ＲＦリンクを介して互いに接続された、第１の聴覚機器２０１と可搬型端末２５０とを備える。可搬型端末２５０は、携帯電話、スマートフォン、タブレット、または類似の電池式可搬型通信端末を含んでもよい。補聴器システム２０２の他の実施形態は、両耳用補聴器システムを形成するように、第１の聴覚機器２０１に無線接続された第２の聴覚機器（図示せず）を備えてもよい。
【００４４】
補聴器システム２０２の第１の聴覚機器または補聴器２０１は、無線の受信器または送受信器２３４、通信コントローラ２６０、およびＲＦアンテナ２３６を備える無線通信インターフェースが追加されることを除いて、上述の聴覚機器１０２とほぼ同一であってもよい。無線通信インターフェースによって、第１の聴覚機器２０１が無線データを、特に上述した第１および第２の雑音を受ける発話セグメントを含むデータを、可搬型端末２５０に送信することが可能になる。第１および第２の雑音を受ける発話セグメントは、無線通信リンクを介して、アナログ信号として、またはデジタル符号化データとして変調され送信されてもよい。無線通信リンクは、ＲＦ信号送信、例えば、ブルートゥース規格もしくは他の標準化されたＲＦ通信プロトコルに例えば準拠した、ＦＭ技術またはデジタル送信技術に基づいていてもよい。代替例では、無線通信リンクは、光学信号送信または近接場磁気結合に基づいてもよい。
【００４５】
概略的に例示したように、可搬型端末２５０は、無線通信リンクを通して、第１および第２の雑音を受ける発話セグメントなどのデータを送受信するように構成された、第２の無線送受信器２５４を備える。可搬型端末２５０は、信号プロセッサ２５２およびデータメモリ２５６を備える。信号プロセッサ２５２およびデータメモリ２５６は、単一の半導体ダイ上に統合されてもよい。データメモリ２５６は、不揮発性ＥＥＰＲＯＭまたは揮発性ＲＡＭメモリなど、異なるタイプのメモリを含んでもよい。信号プロセッサ２５２は、信号プロセッサ２５２で実行される１つまたは複数のプロフラムルーチンの実行可能なプログラム命令によって、後述する機能が実装されるように、ソフトウェアプログラム可能なマイクロプロセッサを含んでもよい。信号プロセッサ２５２は、好ましくは、第１の雑音を受ける発話セグメントおよび第２の雑音を受ける発話セグメントを、データメモリ２５６の所定のメモリ領域またはアドレスに書き込むように構成される。信号プロセッサ２５２は、好ましくは、上述のＳＴＯＩ値、または雑音を受ける発話信号の他の任意の客観的知覚量を決定するようにさらに構成される。信号プロセッサ２５２は、第１の雑音を受ける発話セグメントおよび第２の雑音を受ける発話セグメントをデータメモリ２５６から取得するかまたは読み出し、侵入的（intrusive）ＳＴＯＩ計算の規格に従って、第１および第２の雑音を受ける発話セグメントの相関を行ってもよい。その後、信号プロセッサ２５２は、無線通信リンクおよびＲＦアンテナ２５３を介して、計算されたＳＴＯＩ値を第１の聴覚機器２０１に返送する。補聴器信号プロセッサ２４０は、受信したＳＴＯＩ値を読み取り、これらを利用して、様々なタイプの信号処理アルゴリズムの上述したアクティブ化／非アクティブ化を行うか、またはそのパラメータ値を調節してもよい。
【００４６】
図３は、雑音を受ける発話信号のＳＴＯＩ値を決定する上述の方法論を試験する、実験室測定設備を示す単純化した概略図である。上述の聴覚機器１０２と類似した機器であってもよい、調節可能なマイクロフォン装置を備えた試験聴覚機器３０２は、ＨＡＴＳもしくはＫＥＭＡＲなど、人間の頭部および胴体の平均音響特性をシミュレートした適切な頭部および胴体のシミュレータの左耳上に、または左耳に装着される。標的または所望の話者３１２は、ＫＥＭＡＲ（聴覚障碍のあるユーザをシミュレート）の正中面上もしくはその近くで、すなわち約０°の方位角で、ＫＥＭＡＲからある程度の距離だけ離れて位置する。ＫＥＭＡＲおよび試験聴覚機器３０２を取り囲む音声環境は、標的の話者３１２に加えて、約１４０°の方位角に位置し、第１の干渉する発話信号３０９ｂを発生させる第１の干渉する話者３１４と、約２７０°の方位角に位置し、第２の干渉する発話信号３０９ｂを発生させる第２の干渉する話者３１６とを含む。
【００４７】
実験は、調節可能なマイクロフォン装置３０２の空間的指向性または選択性を活用することによって得られた、上述した「疑似の」明瞭な発話信号に依拠することによって、聴覚機器３０２の調節可能なマイクロフォン装置における雑音を受ける発話信号３１１のＳＴＯＩ値を決定する、本発明の方法論の一実施形態を利用する。マイクロフォン装置は、最初に、第１および第２の干渉する発話信号３０９ａ、３０９ｂの成分を可能な程度まで減衰または抑制するように、上述したような比較的高い指向指数を有する第１の所定の指向性パターンを生成するように調節される。第１の所定の指向性パターンは、実験設備のビーム形成モジュールまたは機能３２５によって生成される。その後、「疑似の」明瞭な発話セグメントが、マイクロフォン装置３０２の指向性によって、雑音を受ける発話信号３１１から得られる。「疑似の」明瞭な発話セグメントは、ＳＴＯＩ計算ユニットまたはデバイス３２０の入力３２２を介して記録される。後者は、ＳＴＯＩ計算を行う適切なＭＡＴＬＡＢプログラムを稼働させるパーソナルコンピュータに連結された、電気的インターフェースデバイスを備えてもよい。近接場マイクロフォン３１５は、「真の」明瞭な標的の発話信号３１０、即ち基準信号を記録するのと同時に、信号線３２１を介して基準信号をＳＴＯＩ計算ユニットまたはデバイス３２０に送信するため、標的の話者３１２に隣接して配置される。最後に、マイクロフォン装置は、上述したように、例えば１ｄＢ未満の、比較的小さい指向指数を有する第２の所定の指向性パターンを生成するように調節され、それによって、第１および第２の干渉する発話信号３０９ａ、３０９ｂが本質的に減衰されなくなる。雑音を受ける発話セグメントは、ＳＴＯＩ計算ユニットまたはデバイス３２０の入力３２４を介して、雑音を受ける発話信号３１１から記録される。標的の発話信号３１０から導き出された「真の」明瞭な発話セグメントは、雑音を受ける発話信号３１１から導き出された雑音を受ける発話セグメント、および計算され図４のグラフ４００にマッピングされたＳＴＯＩ値と相関される。「疑似の」明瞭な発話セグメントは、同様に、雑音を受ける発話セグメント、およびそれに対応する、計算され図４のグラフ４００にマッピングされたＳＴＯＩ値と相関される。グラフ４００の基準曲線またはプロット４０３は、−２０ｄＢ〜＋２０ｄＢの雑音を受ける発話信号３１１の広範囲の信号対雑音比に対する「真の」明瞭な発話セグメントを使用して、雑音を受ける発話信号３１１の実験的に測定され計算されたＳＴＯＩ値を示している。グラフ４００のビーム形成された信号プロット４０５は、「真の」明瞭な発話セグメントの代わりに「疑似の」明瞭な発話セグメントを相関に使用して、雑音を受ける発話信号３１１の対応する実験的に測定され計算されたＳＴＯＩ値を示している。予期されたように、ＳＴＯＩ値は、両方の試験例において、雑音を受ける発話信号３１１の信号対雑音比が十分に高いと、例えば＋２０ｄＢ以上だと、１．０に近付く。「疑似の」明瞭な発話セグメントを使用することによって得られた、実験的に決定されたＳＴＯＩ値と、標的の話者の口元の基準マイクロフォンから直接得た「真の」明瞭な発話セグメントの使用によって得られたものとの間には、比較的良好な一致があることが明白である。
【００４８】
図４の一番下のグラフ４２０のプロット４２３、４２５は、同じ測定設備（図３）に対する、ただしグラフ４００のプロット４０３、４０５に使用した一対の発話干渉音３０９ａ、３０９ｂの代わりに、一対の広帯域雑音源を干渉雑音源として、即ち妨害音として使用して、測定され計算されたＳＴＯＩ値を示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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